DE102020121696A1 - Steuervorrichtung und Verfahren zum prädiktiven Betreiben eines Energiebordnetzes - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Steuervorrichtung zum Betreiben eines Energiebordnetzes eines Kraftfahrzeugs, aufweisend eine Eingabeeinheit, die dazu eingerichtet ist, Betriebsparameter des Energiebordnetzes des Kraftfahrzeugs und/oder einen oder mehrere Umgebungsparameter des Kraftfahrzeugs zu ermitteln und an eine Verarbeitungseinheit der Steuervorrichtung weiterzuleiten, sowie eine zentrale Datenbankvorrichtung. Dabei ist wenigstens ein Umgebungsparameter eine Wahrscheinlichkeit einer Drittfahrzeug-Betriebsaktion.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben eines Energiebordnetzes eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft ferner eine zentrale Datenbankvorrichtung, die insbesondere mit der Steuervorrichtung kommunizieren kann.
• Bei vielen bekannten Betriebsverfahren von Bordnetzen, insbesondere in Hybridfahrzeugen, erfolgt eine Bestimmung der zum Weiterbetrieb des Bordnetzes (insbesondere also zur Regelung der Traktion mittels der elektrischen Maschine des Hybridfahrzeugs) benötigten Betriebsaktionen lediglich in Abhängigkeit von den Betriebsparametern des Fahrzeugs selbst.
• Mit dem Aufkommen von Navigationssystemen und flankierenden Technologien wie dem Zuordnen von Geländeparametern (oder allgemein Umgebungsparametern) zu Georeferenzpunkten auf den Karten der Navigationssysteme, ergibt sich die Möglichkeit, Betriebsaktionen zur Regelung des Antriebs in Abhängigkeit von solchen Gegebenheiten, beispielsweise einer abfälligen Strecke auf der geplanten Route, vorzusehen. Dann kann beispielsweise vorgesehen sein, die Batterie bei einem initial hohen Ladestand der Batterie vor der abfälligen Strecke aktiv zu entladen, um die „kostenlose“ Energie aus Rekuperation am Hang vollständig aufnehmen zu können.
• Mit der Steigerung der Übertragungsfähigkeit von Mobilfunknetzen ergibt sich sukzessive auch die Möglichkeit, Betriebszustände und/oder Betriebsparameter anderer Fahrzeuge in die Steuerung des eigenen Fahrzeugs einfließen zu lassen. Systeme mit derartigen Funktionalitäten sind beispielsweise in DE 10 2017 214 384 A1 oder US 9,327,712 B2 festgehalten.
• Aufgrund der Vielzahl zu beachtender Betriebsparameter ist es allerdings schwierig, als Anhaltspunkt für die Steuerung des betrachteten Fahrzeugs ein ausreichend genau passendes „Vorbild“ für die Konditionierung der Steuerung des eigenen Fahrzeuges zu finden - denn neben dem Fahrzeugtyp, der Tageszeit und dem genauen Ort muss auch noch ein spezifischer Zustand des Fahrzeugs übermittelt werden, um sicherzustellen, dass genau dieses Fahrzeug als „Vorbild“ infrage kommt. Und dieser spezifische Zustand ergibt sich wiederum aus einer Vielzahl von Betriebsparametern des anderen Fahrzeugs, die dann allesamt übertragen werden müssen. Eine solche Lösung erfordert also den Austausch von großen Datenmengen und es ist zudem unsicher, ob für eine bestimmte Ortsreferenz immer ein geeignetes „Vorbild“ zur Verfügung steht, das dort bereits Daten hinterlassen hat.
• Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen Betrieb einer Bordnetzsteuerung in einem Kraftfahrzeug zu verbessern, insbesondere hinsichtlich einer ressourcenoptimierenden Prädiktion zu erwartender Ladungsflüsse im Bordnetz.
• Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Steuervorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1, ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 8 sowie eine zentrale Datenbankvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 10. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
• Gemäß einem Aspekt wird eine Steuervorrichtung zum Betreiben eines Energiebordnetzes eines Kraftfahrzeugs angegeben, wobei das Kraftfahrzeug insbesondere einen Hybridantrieb mit einer elektrischen Maschine und einem Verbrennungsmotor oder zumindest einen Verbrennungsmotor und die Fähigkeit zur Rekuperation aufweist.
• Die Steuervorrichtung weist eine Eingabeeinheit auf, die dazu eingerichtet ist, Betriebsparameter des Energiebordnetzes (d.h. insbesondere einen Betriebszustand) des Kraftfahrzeugs und/oder einen oder mehrere Umgebungsparameter des Fahrzeugs (d.h. insbesondere einen Umgebungszustand) zu ermitteln, insbesondere zu erfassen, und, insbesondere zur Bestimmung einer Bordnetzbetriebsaktion, an eine Verarbeitungseinheit der Steuervorrichtung weiterzuleiten.
• Wenigstens ein Umgebungsparameter ist eine Wahrscheinlichkeit einer Drittfahrzeug-Betriebsaktion, wobei die Drittfahrzeug-Betriebsaktion beispielsweise eine aktive Rekuperation der elektrischen Maschine oder eine aktivierte Start-Stopp-Funktionalität (sprich ein vorübergehend abgeschalteter Verbrennungsmotor) sein kann.
• Dies ermöglicht eine bessere Prädiktion eines zukünftigen Betriebszustands des Bordnetzes, beispielsweise eine bessere Prädiktion einer in naher Zukunft (beispielsweise innerhalb eines Prädiktionshorizonts) voraussichtlich bereitstehender Ladungsmenge für das Bordnetz - bei einer gleichzeitig geringen Menge von (an die Eingabeeinheit) bereitzustellenden bzw. zu übertragender Daten und/oder einer größeren Unabhängigkeit von weiteren Betriebsparametern von Drittfahrzeugen. Damit ergibt sich auch eine verbesserte Möglichkeit, einen Energiespeicher des Bordnetzes auf eine zu erwartende Ladungsmenge hin optimal zu konditionieren, sodass genügend Speicherplatz vorhanden und/oder dieser bei einem optimalen Ladungsgrad befüllt werden kann.
• Zudem ermöglicht das Heranziehen einer Wahrscheinlichkeit für eine bestimmte Betriebsaktion bei anderen Fahrzeugen aus einer Flotte (=Drittfahrzeugen), für bestimmte Prädiktionen - wie beispielsweise eine Rekuperations-Prädiktion - die Verwendung einer zuverlässigen Metrik für Umgebungsbedingungen, die auf Basis ihrer Eigenschaften eine deterministisch-physikalische Bestimmung nur schwer ermöglichen. Dies ist zum Beispiel der Fall bei einer Rekuperations-Prädiktion in ebenem Gelände, wohingegen bei stark abfallendem Straßenverlauf eine deterministische Bestimmung einer zu erwartenden Ladungsmenge mit einer hohen Güte in Abhängigkeit von Parametern wie dem Fahrzeuggewicht und der Geschwindigkeit möglich ist.
• Insbesondere weist die Steuervorrichtung zudem eine Verarbeitungseinheit zur Umsetzung einer Betriebsstrategie sowie eine Ausgabeeinheit zur Ausgabe entsprechender Steuerbefehle auf.
• Unter einer Steuervorrichtung ist vorliegend insbesondere ein jenseits aller Ausführungen der Erfindung fachmännisch ausgebildetes Bordnetz-Steuermittel, insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit Hybridantrieb, zu verstehen.
• Der Begriff „Steuern“ ist dabei breit zu verstehen und kann insbesondere auch ein „Regeln“ beinhalten.
• Unter „Ermitteln“ kann vorliegend jede Möglichkeit verstanden werden, einen Wert eines Parameters verfügbar zu machen bzw. herauszufinden; unter „Erfassen“ kann vorliegend insbesondere die Verfügbarmachung eines mittels einer Sensoreinrichtung ermittelten Wertes eines Parameters verstanden werden.
• Der Begriff „Betriebszustand“ kann vorliegend als Gesamtheit der Ausprägungen (die Begriffe Ausprägung und Wert können vorliegend synonym verwendet werden) von für eine Betrachtung relevanten Betriebsparametern verstanden werden. Der Begriff „Umgebungszustand“ kann vorliegend als Gesamtheit der Ausprägungen (=Werte) von für eine Betrachtung relevanten Umgebungsparametern verstanden werden.
• Unter einer Bordnetzbetriebsaktion ist vorliegend insbesondere eine Aktion des Bordnetzes zu verstehen, die auf eine, insbesondere gewünschte, Veränderung des Betriebszustandes des Kraftfahrzeugs abzielt.
• Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Betreiben eines Energiebordnetzes eines Kraftfahrzeugs angegeben, aufweisend wenigstens die folgenden Schritte, die in der angegebenen oder einer beliebigen anderen, fachmännisch sinnvollen Reihenfolge gelaufen werden können:
1. (a) Ermitteln von jeweils einem, insbesondere aktuellen und/oder aktuell verfügbaren, Wert von Betriebsparametern des Energiebordnetzes und/oder von einem oder mehreren Umgebungsparametern des Fahrzeugs, wobei wenigstens einer der Umgebungsparameter eine Wahrscheinlichkeit einer Drittfahrzeug-Betriebsaktion ist.
2. (b) Weiterleiten der ermittelten Werte an eine Verarbeitungseinheit der Steuervorrichtung.
3. (c) Bestimmen einer, insbesondere möglichen, Bordnetzbetriebsaktion in Abhängigkeit von den ermittelten Werten, insbesondere von der ermittelten Wahrscheinlichkeit der Drittfahrzeug-Betriebsaktion.
• Insbesondere können Wert von Betriebsparametern des Energiebordnetzes und/oder von einem oder mehreren Umgebungsparametern des Fahrzeugs mittels der Eingabeeinheit der Steuervorrichtung ermittelt werden.
• Gemäß einer Ausführung erfolgt ein Weiterleiten der ermittelten Werte der Parameter an die Verarbeitungseinheit der Steuervorrichtung.
• Gemäß einer Ausführung wird die Wahrscheinlichkeit einer Drittfahrzeug-Betriebsaktion ermittelt, indem
• (a1) eine zu erwartende Route des vorliegend betrachteten Fahrzeugs ermittelt,
• (a2) für alle Georeferenzpunkte auf dieser Route eine Wahrscheinlichkeit der Drittfahrzeug-Betriebsaktion ermittelt wird.
• Gemäß einer Ausführung wird die Bordnetzbetriebsaktion in Abhängigkeit von den ermittelten Wahrscheinlichkeiten der Drittfahrzeug-Betriebsaktion bestimmt, indem (c1) alle Wahrscheinlichkeitswerte berücksichtigt werden, die über einem Relevanzgrenzwert liegen, und deren Georeferenzpunkte innerhalb eines Prädiktionshorizonts liegen, und/oder
• (c2) zu jedem der berücksichtigten Wahrscheinlichkeitswerte bzw. Georeferenzpunkt ein zu erwartender Ladungsbeitrag bestimmt wird, und/oder
• (c3) eine Summe der zu erwartenden Ladungsbeiträge an die Eingabeeinheit übermittelt wird, und/oder
• (c4) die Verarbeitungseinheit auf Basis der Summe über die Bordnetzbetriebsaktion entscheidet.
• Gemäß einer Ausführung wird
  (c_i) die Bordnetzbetriebsaktion basierend auf einer erlernten Betriebsstrategie, insbesondere einer lernfähigen Einheit der Verarbeitungseinheit der Steuervorrichtung des Kraftfahrzeugs, bestimmt, und/oder
  (c_ii) die Bordnetzbetriebsaktion basierend auf einer vorgegebenen Überprüfungsstrategie, insbesondere einer Reflexeinheit der Verarbeitungseinheit der Steuervorrichtung des Kraftfahrzeugs, überprüft.
• Dadurch kann eine (Umgebungs-)Wahrscheinlichkeits-basierte Prädiktion zum schnelleren und/oder besseren Erlernen einer effizienten Betriebsstrategie für das Bordnetz beitragen, wobei gemäß einer Ausführung weiterhin eine wirksame Kontrolle durch die Reflexeinheit vorgesehen sein kann. Auf diese Weise können aktualisierte (sprich aktuelle) Wahrscheinlichkeiten zu einer stetigen Weiterentwicklung der Betriebsstrategie beitragen, weil mit der Sicherheit der Kontrolle der vorgeschlagenen Bordnetz-Betriebsaktionen durch die Reflexeinheit auch im regulären Kundenbetrieb ein Lernen der lernfähigen Einheit stattfinden kann.
• Gemäß einer Ausführung weist die Verarbeitungseinheit eine lernfähige Einheit auf, die dazu eingerichtet ist, eine mögliche Bordnetz-Betriebsaktion basierend auf einer erlernten Betriebsstrategie auszugeben. Insbesondere weist die Verarbeitungseinheit eine Reflexeinheit auf, die dazu eingerichtet ist, die mögliche Betriebsaktion basierend auf einer vorgegebenen Strategie zu überprüfen. Beispiele für eine solche Verarbeitungseinheit und zugehörige Reflex-Augmented Reinforcement Learning Algorithmen sind in der Veröffentlichung „International Conference on Artificial Intelligence ICAI 18, Seiten 429-430, ISBN: 1-60132-480-4, erschienen in CSREA Press“ gezeigt, aber auch in der DE 10 2017 214 384 A1 .
• Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine zentrale Datenbankvorrichtung, insbesondere ein Server mit einer Datenbank und einer Kommunikationseinrichtung zum Datenaustausch mit dem vorliegend betrachteten Fahrzeug und allen anderen Fahrzeugen einer Fahrzeugflotte, angegeben.
• Die Vorrichtung ist dazu eingerichtet,
1. (i) einen Wert eines Indikators für eine Betriebsaktion an einem oder im Bereich eines Georeferenzpunktes von mehreren Drittfahrzeugen, insbesondere über eine Mobilfunkverbindung der Kommunikationseinrichtung, zu empfangen und ggf. zu speichern, und/oder
2. (ii) aus den übermittelten Werten des Indikators eine Wahrscheinlichkeit für das Vorliegen der Betriebsaktion an dem Georeferenzpunkt zu ermitteln, und/oder (iii) die derart ermittelte Wahrscheinlichkeit für den Georeferenzpunkt (d.h. die zu dem Georeferenzpunkt gehörende Wahrscheinlichkeiten) an eine Steuervorrichtung eines Kraftfahrzeugs, die insbesondere gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildet ist, insbesondere über die Mobilfunkverbindung, zu übermitteln.
• Dadurch kann jedem Fahrzeug der Flotte zu jedem Georeferenzpunkt ein Wert für eine Wahrscheinlichkeit einer bestimmten Betriebsaktion bei allen oder allen relevanten dritten Fahrzeugen, die den Georeferenzpunkt passiert haben, bereitgestellt werden.
• Gemäß einer Ausführung werden in der Datenbank der zentralen Datenbankvorrichtung zu jedem Georeferenzpunkt der berücksichtigten Landkarte alle Fahrzeug-bezogenen Betriebsparameter jedes Fahrzeugs der berücksichtigten Flotte für den Zeitpunkt in einen Georeferenzpunkt-Datensatz abgespeichert. Der Georeferenzpunkt-Datensatz enthält zudem insbesondere alle Umgebungs-bezogenen Parameter des Georeferenzpunkts.
• Insbesondere können aus bestimmten, von den einzelnen Drittfahrzeugen übermittelten Betriebsparametern, beispielsweise eines Indikators für einen Rekuperations-Betrieb oder eine aktive Start-Stopp-Automatik, jeweils Wahrscheinlichkeiten für das Vorliegen einer Betriebsaktion, bezogen auf alle oder alle hinsichtlich einer bestimmten Parameter-Werte-Kombination relevanten Drittfahrzeuge, ermittelt werden.
• Insbesondere finden die Datenübermittlungen zum einen zwischen jedem der Drittfahrzeuge und der zentralen Datenbankvorrichtung zum Speichern der Werte der Parameter zu einem Georeferenzpunkt und zum anderen zwischen der zentralen Datenbankvorrichtung und dem vorliegend betrachteten Fahrzeug zum Abrufen der Wahrscheinlichkeit- und ggf. der benötigten Parameterwerte mittels einer Datenverbindung und/oder einem Mobilfunknetz statt.
• Ob ein Drittfahrzeug oder ein Datensatz eines Drittfahrzeugs für das anfragende Fahrzeug als relevant angesehen wird, kann beispielsweise in Abhängigkeit von der Fahrzeugklasse und/oder einer Tageszeit und/oder einer Tagesart etc. entschieden werden.
• Gemäß einer Ausführung berechnet sich die fragliche Wahrscheinlichkeit mittels eines Verhältnisses der Anzahl der relevanten Drittfahrzeuge, welche den abgefragten Georeferenzpunkt passiert haben, und der Anzahl derjenigen Fahrzeuge unter den berücksichtigten Drittfahrzeugen, bei welchen die Betriebsaktion, zu der die Wahrscheinlichkeit des Vorliegens abgefragt wird, vorlag (oder zumindest zu einem relevanten Grad vorlag).
• Die Erfindung basiert unter anderem auf der Idee, dass georeferenzierte Wahrscheinlichkeiten für die Rekuperation zur Steigerung der Effizienz der Regelalgorithmen genutzt werden können, insbesondere - aber nicht nur - in einem Verfahren der künstlichen Intelligenz (z.B. Reinforcement Learning (RL) oder Reflex-Augmented Reinforcement Learning (RARL)).
• Der Ansatz einer Prädiktion mittels Auftretenswahrscheinlichkeiten einer Betriebsaktion an einem Georeferenzpunkt kann beispielsweise auch auf das Auftreten von Start-Stopp-Situation angewendet werden. Nachfolgend ist die Erfindung mit ihren Ausführungen allerdings hauptsächlich am Beispiel einer Rekuperations-Prädiktion erläutert.
• Gemäß einer Ausführung wird eine Landkarte mit Flottendaten verwendet, in der an Georeferenzpunkten entlang einer zu erwartenden Fahrtstrecke des Fahrzeugs Wahrscheinlichkeiten der Rekuperation (also einer aktiven Rekuperation der elektrischen Maschine des Fahrzeugantriebs) gespeichert sind. In dieser Landkarte sind an den Referenzpunkten Wahrscheinlichkeiten für die Rekuperation hinterlegt.
• Mit der Routeninformation aus dem Navigationsgerät können in einer Ausführung die Georeferenzpunkte bestimmt werden, die das Fahrzeug in den nächsten Sekunden (beispielsweise ein Prädiktionshorizont von 10 oder 30 Sekunden) passieren wird.
• Beispielsweise in Messkampagnen bei der Fahrzeugentwicklung und/oder in Echtzeit mit Online-Abfrage aus einer zentralen Datenbankvorrichtung werden gemäß einer Ausführung charakteristische Ladungen, die in einem Fahrzeugtyp für den Straßentyp und für ein gegebenes Geschwindigkeitsintervall zu erwarten sind, ermittelt.
• Beispielsweise werden nur Referenzpunkte mit einer Rekuperationswahrscheinlichkeit über einem Relevanzgrenzwert (z.B. ein Threshold von 75 %) berücksichtigt.
• Die Daten werden beispielsweise aus dem Backend - also der zentralen Datenbankvorrichtung - in Echtzeit oder tagesaktuell ins Fahrzeug geschickt oder sind in einer Basisversion dort hinterlegt. Alternativ können die charakteristischen Ladungen bei nicht ausreichender Datengrundlage gemäß einer Ausführung im Fahrzeug mit physikalischen Modellen (beispielsweise kinetische Energie, Steigung, etc.) berechnet werden.
• Für alle Georeferenzpunkte im Prädiktionshorizont mit einer Rekuperationswahrscheinlichkeit über dem Relevanzgrenzwert werden gemäß einer Ausführung die charakteristischen Ladungen für den Straßentyp und die erwartete Geschwindigkeit des Fahrzeugs (beispielsweise Nutzung von Stauprädiktion) aufaddiert, sodass eine prädizierte Ladung für den Prädiktionshorizont ermittelt werden kann.
• Die prädizierte Ladung des Prädiktionshorizonts wird gemäß einer Ausführung an den Energiemanagement-Algorithmus (z.B. RARL) übergeben. Bei erwarteter Ladung durch Rekuperation können beispielsweise Betriebsaktionen angesteuert werden, die ein weniger starkes Laden oder sogar ein schwaches Entladen des Energiespeichers des Fahrzeugantriebs im Bordnetz nach sich ziehen. So kann eine Präkonditionierung des Energiespeichers erfolgen, um die komplette Energie aus der prädizierten Rekuperation aufnehmen zu können. Ohne Präkonditionierung könnte evtl. nicht die ganze Energie aus Rekuperation aufgenommen werden oder nur in einem Batterieladungsbereich mit schlechter Ladungsakzeptanz, was zu einer geringeren Effizienz des Fahrzeugs führen würde.
• Gemäß einer Ausführung wird die Wahrscheinlichkeit einer Drittfahrzeug-Betriebsaktion aus einem Vorliegen oder Fehlen oder einem Grad der Drittfahrzeug-Betriebsaktion bei einer Mehrzahl von Drittfahrzeugen ermittelt.
• Indem eine Wahrscheinlichkeit für eine bestimmte Betriebsaktion aus der entsprechenden Situation von mehreren verschiedenen Drittfahrzeugen, beispielsweise jeweils am gleichen Ort und/oder zur gleichen Zeit und/oder zugehörig zum gleichen Fahrzeugtyp etc., ermittelt wird, kann dem vorliegend betrachteten Fahrzeug eine verbesserte Prädiktion eigener Bordnetz-Betriebsaktionen ermöglicht werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn sich das vorliegend betrachtete Fahrzeug in derjenigen Situation (zum Beispiel Ort, Zeit, Fahrzeugtyp etc.) befindet, für welche die Wahrscheinlichkeit der Drittfahrzeug-Betriebsaktion ermittelt wurde.
• Unter einer Drittfahrzeugs-Betriebsaktion ist insbesondere eine Betriebsaktion (beispielsweise eine Antriebs-, Verbraucher, und/oder Bordnetz-Betriebsaktion) eines anderen Fahrzeuges, insbesondere der Flotte zu verstehen.
• Gemäß einer Ausführung ist die Wahrscheinlichkeit mit einer Georeferenz verknüpft, sodass insbesondere die Wahrscheinlichkeit der Drittfahrzeugs-Betriebsaktion für einen bestimmten Georeferenzpunkt ermittelt wird.
• Dadurch kann die Prädiktion eines Betriebszustands und/oder eines Betriebsparameters für bestimmte Orte - und damit insbesondere auch für eine zu erwartende Route des Fahrzeugs entlang mehrerer, aufeinanderfolgender Georeferenzpunkte - erfolgen.
• Insbesondere wird das Vorliegen oder das Fehlen oder der Grad der Drittfahrzeug-Betriebsaktion für jedes der Drittfahrzeuge an einem Georeferenzpunkt bzw. ggf. in einem Georeferenzbereich um den Punkt ermittelt.
• Unter einem Georeferenzpunkt ist vorliegend insbesondere ein Koordinatenpaar (oder eine andere geeignete Definition einen flächenfreien Punkts) auf einer Landkarte, insbesondere eines Navigationssystems, des Fahrzeugs zu verstehen. Auch wenn der Georeferenzpunkt als Koordinatenpaar angegeben ist, können sich zu diesem Georeferenzpunkt ermittelte Werte von Betriebsparametern oder Betriebsaktionen auf einen Georeferenzbereich beziehen, der den Georeferenzpunkt umgibt. Beispielsweise können zwei benachbarte Georeferenzpunkte einen Georeferenzbereich aufweisen, der jeweils bis zur Mitte des Abstandes zwischen den beiden Georeferenzpunkten reicht.
• Gemäß einer Ausführung weist die Steuervorrichtung eine Verarbeitungseinheit auf, die dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von der ermittelten Wahrscheinlichkeit eine Bordnetzbetriebsaktion zu bestimmen. Dadurch kann der ermittelte Wahrscheinlichkeitswert für die Drittfahrzeug-Betriebsaktion in die Bestimmung der zu wählenden Bordnetz-Betriebsaktion einbezogen werden.
• Gemäß einer Ausführung weist die Steuervorrichtung eine Ausgabeeinheit auf, die dazu eingerichtet ist, einen Steuerbefehl für den Betrieb des Energiebordnetzes basierend auf der bestimmten Bordnetz-Betriebsaktion auszugeben, insbesondere wenn die Überprüfung durch die Reflexeinheit positiv ist.
• Gemäß einer Ausführung ist die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet, die Bordnetzbetriebsaktion in Abhängigkeit von einer Mehrzahl von Wahrscheinlichkeiten der Drittfahrzeug-Betriebsaktion zu bestimmen. Dadurch kann die Aussagequalität der verwendeten Wahrscheinlichkeiten als Gesamtindikator für eine Prädiktion verbessert werden.
• Insbesondere sind die Wahrscheinlichkeiten zu unterschiedlichen Georeferenzpunkten ermittelt, wobei insbesondere jede der Wahrscheinlichkeiten zu einem anderen Georeferenzpunkt ermittelt ist.
• Gemäß einer Ausführung werden die Wahrscheinlichkeiten für aufeinanderfolgende Georeferenzpunkte entlang einer zu erwartenden Route des Kraftfahrzeugs ermittelt. Dadurch kann die Prädiktion eines Betriebszustands und/oder eines Betriebsparameters auf Situation bezogen werden, die sich durch den zugrunde liegenden Ort ähneln.
• Beispielsweise kann die Wahrscheinlichkeit des Vorliegens einer Rekuperations-Betriebsaktion bei anderen Fahrzeugen an einem bestimmten oder mehreren Georeferenzpunkten für die Entscheidung des vorliegend betrachteten Fahrzeugs herangezogen werden, ob eine Konditionierung des eigenen Energiespeichers im Lichte einer gegebenenfalls zu erwartenden Ladungsmenge sinnvoll ist oder nicht.
• Unter einer zu erwartenden Route kann vorliegend insbesondere die gegenwärtig vom Navigationssystem vorgesehene und/oder für am wahrscheinlichsten erachtete Route verstanden werden, insbesondere für die nachfolgende nahe Zukunft in der Größenordnung von einigen Sekunden bis wenigen Minuten.
• Gemäß einer Ausführung ist die Mehrzahl der Wahrscheinlichkeiten, insbesondere die Mehrzahl aufeinanderfolgender Georeferenzpunkte, zu welchen jeweils die Wahrscheinlichkeit bestimmt wird, durch einen Prädiktionshorizont begrenzt.
• Dadurch kann die Prädiktion - damit aber insbesondere auch der notwendige Datentransfer - auf dasjenige Zeitfenster beschränkt werden, nach dessen Ablauf ohnehin keine sinnvollen Reduktionen mehr möglich sind, weil die Eintretenswahrscheinlichkeiten eines prädizierten Szenarios durch die immer größere Anzahl zeitlich dazwischenliegender Faktoren, die vom prädizierten Szenario abweichen, immer kleiner werden.
• Insbesondere ist der Prädiktionshorizont durch einen zu erwartenden Zeitverzug bis zum zu erwartenden Erreichen des zugehörigen Georeferenzpunkts oder durch eine Anzahl von aufeinanderfolgenden Georeferenzpunkten definiert.
• Gemäß einer Ausführung wird die Bordnetzbetriebsaktion, insbesondere nur, auf Basis derjenigen Georeferenzpunkte bestimmt, deren ermittelter Wahrscheinlichkeitswert für die Drittfahrzeug-Betriebsaktion wenigstens einem Relevanzgrenzwert, insbesondere von 60% oder 75% oder 90%, entspricht.
• Dadurch kann sichergestellt werden, dass nur Wahrscheinlichkeiten bzw. Georeferenzpunkte zu einer Bestimmung der Bordnetz-Betriebsaktion herangezogen werden, die aufgrund ihrer deutlichen Tendenz überhaupt erst in der Lage sind, zu einer Verbesserung der Prädiktion (insbesondere verglichen mit einer physikalisch determinierten Ermittlung, beispielsweise einer zu erwartenden Ladungsmenge für die Energiespeicher des Fahrzeugs) beizutragen.
• Gemäß einer Ausführung ist die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet, zu den berücksichtigten Georeferenzpunkten jeweils eine zu erwartende Ladungsmenge zu ermitteln.
• Dadurch kann der Verarbeitungseinheit eine verlässliche Entscheidungsgrundlage in Form einer Kenngröße bereitgestellt werden, welche eine Beurteilung der Größe des zu erwartenden Vorteils (zum Beispiel optimierte Ladung) im Verhältnis zu dem dafür einzugehenden Nachteil (zum Beispiel Vorkonditionierung der Energiespeicher des Fahrzeugs) ermöglichen.
• Welche Georeferenzpunkte zu berücksichtigen sind, ergibt sich insbesondere mit Blick auf den bzw. in Abhängigkeit von dem Relevanzgrenzwert und/oder den Prädiktionshorizont und/oder die zu erwartende Route des Fahrzeugs.
• Die zu erwartende Ladungsmenge wird insbesondere in Abhängigkeit von zu dem Georeferenzpunkt festgehaltenen Umgebungsparametern und/oder von wenigstens einem Betriebsparameter der Drittfahrzeuge ermittelt.
• Unter einer zu erwartenden Ladungsmenge ist insbesondere eine Ladungsmenge zu verstehen, die sich aus den Umgebungsparametern und den Betriebsparametern des Fahrzeugs an einem bestimmten oder bestimmten benachbarten Georeferenzpunkten unter Berücksichtigung der ermittelten Wahrscheinlichkeit/en ergibt.
• Gemäß einer Ausführung ist die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet, die Bordnetz-Betriebsaktion auf Basis eines Charakteristik-Indikators des Georeferenzpunkts in Abhängigkeit von (I) der Wahrscheinlichkeit der Drittfahrzeug-Betriebsaktion, oder (II) einem oder mehreren anderen, zu dem Georeferenzpunkt bekannten, Umgebungsparametern, zu bestimmen.
• Indem die Verarbeitungseinheit anhand des Charakteristik-Indikator entscheiden kann, ob eine Prädiktion auf Basis physikalischer Zusammenhänge der Betriebsparameter und der Umgebungsparameter des Fahrzeuges vielversprechender ist, oder eine Prädiktion auf Basis der Wahrscheinlichkeitswerte für die betrachtete Betriebsaktion der Drittfahrzeuge, kann für jeden Georeferenzpunkt immer die bessere Prädiktionsbasis gewählt werden.
• Dabei ermöglicht das Heranziehen der Wahrscheinlichkeit für eine bestimmte Betriebsaktion bei anderen Fahrzeugen, für bestimmte Prädiktionen - wie beispielsweise eine Rekuperations-Prädiktion - die Verwendung einer zuverlässigen Metrik für solche Umgebungsbedingungen, die auf Basis ihrer Eigenschaften eine deterministisch-physikalische Bestimmung nur schwer ermöglichen.
• Dies ist zum Beispiel der Fall bei einer Rekuperations-Prädiktion in ebenem Gelände, wohingegen bei stark abfallendem Straßenverlauf eine deterministische Bestimmung einer zu erwartenden Ladungsmenge mit einer guten Wahrscheinlichkeit in Abhängigkeit von Parametern wie dem Fahrzeuggewicht und der Geschwindigkeit möglich ist. In Fällen wie dem zuletzt beispielhaft genannten, kann anstatt der Wahrscheinlichkeit der physikalische Zusammenhang zur Bestimmung der zu wählenden Bordnetz-Betriebsaktion herangezogen werden.
• Durch die Wahlmöglichkeit der Prädiktions-Basis kann daher eine Steigerung der Effizienz im elektrischen Energiebordnetz erreicht werden. Insbesondere kann ein Charakteristik-Indikator beispielsweise die Werte „deterministisch“ oder „probabilistisch“ annehmen.
• Der Wert „deterministisch“ kann z.B. vergeben werden, wenn ein Rekuperations-Potential für einen Georeferenzpunkt quasi-deterministisch als Funktion der Steigung, des Fahrzeuggewichts und der Geschwindigkeit berechnet werden kann, oder wenn ein Vorliegen einer Start-Stopp-Abschaltung des Verbrennungsmotors an einem Georeferenzpunkt quasi-deterministisch als Funktion der Tageszeit oder einer Tagesart (z.B. Werktag, Feiertag, Wochenendtag, Reiseverkehrstag, Ferientag auf Berufspendlerstrecke, etc.) berechnet werden kann.
• Der Wert „probabilistisch“ kann z.B. vergeben werden, wenn am Georeferenzpunkt eine ebene Straße mit unterschiedlichen, nicht einer Gesetzmäßigkeit folgenden Einflüssen auf das Rekuperations-Potential oder das Vorliegen einer Start-Stopp Abschaltung des Verbrennungsmotors vorliegt.
• Gemäß einer Ausführung ist die Steuervorrichtung, insbesondere die Eingabeeinheit, dazu eingerichtet, die Werte der Umgebungsparameter für die Georeferenzpunkte (i) online und/oder aktuell von einer zentralen Datenbankvorrichtung zu beziehen, und/oder (ii) aus einem Speicher der Steuervorrichtung, insbesondere der Verarbeitungseinheit, zu beziehen.
• Der Bezug von der zentralen Datenbankvorrichtung, insbesondere einem Backend-Server, ermöglicht unter anderem eine ständige Aktualisierung der Wahrscheinlichkeitsdaten.
• Der Bezug aus einem Speicher der Steuervorrichtung, wo die Wahrscheinlichkeitsdaten insbesondere bei der Montage oder einer Werkstatt-Wartung des Fahrzeuges aufgespielt bzw. aktualisiert werden können, ermöglichte Nutzung der Erfindung ohne Datenverbindung und/oder ein Mobilfunknetz.
• Gemäß einer Ausführung ist auch ein gemischter Betrieb vorgesehen, bei welchem nicht in Echtzeit, sondern in regelmäßigen oder frei wählbaren oder vorgegebenen Abständen ein im lokalen Speicher der Steuervorrichtung hinterlegter Wahrscheinlichkeit-Datensatz mit zwischenzeitlich aktualisierten Daten auf den neuesten Stand gebracht wird (Update-Betrieb).
• Gemäß einer Ausführung ist die Drittfahrzeug-Betriebsaktion, für welche die Wahrscheinlichkeit ermittelt wird, wenigstens eine Aktion ist aus der folgenden Gruppe: (1) ein Rekuperations-Betrieb des elektrischen Antriebs des Drittfahrzeugs, und/oder (2) ein temporäres Abschalten des Verbrennungsmotors des Drittfahrzeugs mit anschließendem Wiederstart, und/oder (3) eine abgefragte Verbraucherleistung im Energiebordnetz, die über einem Hochleistungsgrenzwert oder unter einem Niedrigleistungsgrenzwert liegt.
• Gemäß einer Ausführung können also zu jedem Georeferenzpunkt Werte für passierende Fahrzeuge zu verschiedenen Parametern ermittelt/übermittelt und in einer, insbesondere zentralen, Datenbankvorrichtung gespeichert werden, insbesondere:
1. (1) Örtliche Definition des Georeferenzpunkts: Pref (z.B. x-Koordinate, y-Koordinate, ggf. Radius o.ä. Beschreibung eines umgebenden Bereichs
2. (2) Beispiele für Betriebs-(bezogene) Parameter:
   • - Fahrzeugklasse und/oder -gewichtsklasse
   • - Fahrzeuggeschwindigkeit
   • - Tageszeit (z.B. morgens, tagsüber, abends, nachts)
   • - Tagesart (z.B. Werktag, Feiertag, Wochenendtag, Reiseverkehrstag, Ferientag auf Berufspendlerstrecke, etc.)
   • - Fahrtrichtung
   • - Rekuperation an/aus/ ggf. Grad
   • - Start-Stopp-Automatik mit Verbrennungsmotor aus/an/ ggf. Dauer
   • - aktuelle Verbraucherleistung
   • - etc.
3. (3) Beispiele für Umgebungs-(bezogene) Parameter:
   • - Wahrscheinlichkeit für einen Rekuperations-Betrieb bei Fahrzeugen, die den Georeferenzpunkt passiert haben, während der Passage
   • - Wahrscheinlichkeit für eine aktivierte Start-Stopp-Vorrichtung bei Fahrzeugen, die den Georeferenzpunkt passiert haben, während der Passage.
   • - Wahrscheinlichkeit für eine untypische Verbraucherleistung wenigstens eines an das Bordnetz angeschlossenen Verbrauchers bei Fahrzeugen, die den Georeferenzpunkt passiert haben, während der Passage
   • - Charakteristik-Indikator „deterministisch“ oder „probabilistisch“
   • - Tageszeit (z.B. morgens, tagsüber, abends, nachts)
   • - Tagesart (z.B. Werktag, Feiertag, Wochenendtag, Reiseverkehrstag, Ferientag auf Berufspendlerstrecke, etc.)
   • - Fahrtrichtung
   • - Straßenart (z.B. innerorts, über Land, Autobahn)
   • - Steigung der Straße G (z.B. als Prozentwert)
   • - etc.
• Die Fahrzeug-bezogenen Parameter werden gemäß einer Ausführung sowohl von Drittfahrzeugen als auch von dem vorliegend betrachteten Fahrzeug ermittelt, intern verwendet und ggf. (falls eine entsprechende Funktion freigeschaltet ist) zu jedem passierten Georeferenzpunkt an die zentrale Datenbankvorrichtung übermittelt.
• Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren.
• 1 zeigt ein Schaubild der Interaktion einer Steuervorrichtung gemäß einer Ausführung der Erfindung mit einer zentralen Datenbankvorrichtung gemäß einer Ausführung der Erfindung, und einer Drittfahrzeug-Flotte.
• 2 zeigt in einer schematischen Ansicht die Steuervorrichtung aus 1 bei der Durchführung eines Verfahrens nach einer Ausführung der Erfindung.
• 3 zeigt in einer schematischen Ansicht eine Landkarte, mit welcher die Steuervorrichtung und die Datenbankvorrichtung aus. 1 interagieren, mit einer Mehrzahl von Georeferenzpunkten, zu denen Werte für Parameter bei der Durchführung des Verfahrens gemäß 6 verwendet werden.
• 4 zeigt in einer schematischen Ansicht die zentrale Datenbankvorrichtung aus 1 bei der Durchführung des Verfahrens gemäß 6.
• 5 zeigt in einer schematischen Ansicht die Ermittlung einer Wahrscheinlichkeit einer Betriebsaktion bei relevanten Drittfahrzeugen im Rahmen der Durchführung des Verfahrens gemäß 6.
• 6 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Durchführung eines Verfahrens nach einer beispielhaften Ausführung der Erfindung in einer Anordnung gemäß 1.
• In 1 ist ein Schaubild der Interaktion einer Steuervorrichtung 10 eines Fahrzeugs 1 gemäß einer beispielhaften Ausführung der Erfindung mit einer zentralen Datenbankvorrichtung 20 gemäß einer beispielhaften Ausführung der Erfindung und einer Drittfahrzeug-Flotte 30 mit einer Vielzahl von Drittfahrzeugen dargestellt. In dem Schaubild ist zudem eine Landkarte 2 dargestellt, deren zugrunde liegende Navigation-Datensätze - und insbesondere die auf der Landkarte festgelegten Georeferenzpunkte Prefsowohl für das Fahrzeug 1 und dessen Steuervorrichtung 10, als auch für die zentrale Datenbankvorrichtung 20 verfügbar sind.
• Das Fahrzeug 1 weist eine Kommunikationseinrichtung 11 auf, die auch mit der Steuervorrichtung 10 des Fahrzeugs 1 verbunden ist, und dazu eingerichtet ist, mit einer Kommunikationseinrichtung 21 der zentralen Datenbankvorrichtung 20 Daten auszutauschen. Insbesondere findet dieser Datenaustausch über ein Mobilfunknetz 3 statt. Dabei liefert das Fahrzeug 1 an die zentrale Datenbankvorrichtung 20 insbesondere Werte der im Bordnetz vorliegenden Betriebsparameter (also einen Betriebszustand BZ) zu jedem passierten Georeferenzpunkt P_ref und erhält Werte zu Umgebungsparametern demnächst zu passierender Georeferenzpunkte P_ref und zudem Werte für die Wahrscheinlichkeiten (im Ausführungsbeispiel zumindest einer Wahrscheinlichkeit für einen Rekuperations-Betrieb W_REKU, ggf. einer Wahrscheinlichkeit für einen Start-Stopp-Betrieb W_SSA) bestimmter Drittfahrzeug-Betriebsaktionen, wie beispielsweise eines Rekuperations-Betriebs REKU (ggf. eines Start-Stopp-Betriebs SSA).
• Die Steuervorrichtung 10 weist eine Eingabeeinheit 12, eine Verarbeitungseinheit 13 und eine Ausgabeeinheit 14 auf, und ist dazu eingerichtet, mit dieser Topologie ein Bordnetz 15 des Kraftfahrzeugs 1 zu steuern.
• Die Verarbeitungseinheit 13 ist im Ausführungsbeispiel als lernendes System ausgeführt, aufweisend eine lernende Einheit 16 zur Entscheidungsfindung hinsichtlich möglicher Bordnetz-Betriebsaktionen B sowie eine Reflexeinheit 17 zur Überprüfung der Entscheidungsvorschläge der lernenden Einheit 16.
• Auch jedes der Fahrzeuge der Drittfahrzeug-Flotte 30 weist eine Kommunikationseinrichtung auf, mittels welcher ebenfalls die aktuellen Werte der Betriebsparameter (zusammenfassend der Betriebszustand) zu jedem passierten Georeferenzpunkt Pref an die zentrale Datenbankvorrichtung 20 übertragen und dort in einem Datenbankspeicher 22 hinterlegt wird.
• Die Datenbankvorrichtung 20 weist neben der Kommunikationseinrichtung 21 und dem Datenbankspeicher 22 einen Rechenserver 23 auf, der die Datenbankvorrichtung 20 steuert und die Dateneingänge und Datenausgänge bei Anfragen von Fahrzeugen 1 verwaltet.
• Zu jedem Georeferenzpunkt Pref liegt im Datenbankspeicher 22 ein Georeferenzpunkt-Datensatz vor, welcher neben den Werten der Umgebungsparameter des Punkts (dem Umgebungszustand) auch die Vielzahl an hinterlegten Betriebszuständen der Drittfahrzeuge aus der Flotte 30 beim jeweiligen passieren des jeweiligen Georeferenzpunkts beinhalten, wobei jeder Betriebszustand definiert ist durch die Gesamtheit der Werte der einzelnen Betriebsparameter. Zusätzlich enthält jeder der Georeferenzpunkt-Datensätze für den betreffenden Punkt Pref einen - ständig oder in vorbestimmten Abständen aktualisierten - Wert für eine Wahrscheinlichkeit jeweils einer bestimmten Bordnetz-Betriebsaktion (im Ausführungsbeispiel REKU und/oder SSA) bezogen auf die Betriebszustände bei den bisher gespeicherten Passagen der verschiedenen Drittfahrzeuge am Georeferenzpunkt.
• Im Einzelnen enthält ein solcher Georeferenzpunkt-Datensatz im Ausführungsbeispiel Werte für einige oder alle der nachfolgend angegebenen Parameter:
1. (1) Örtliche Definition des Georeferenzpunkts: P_ref
2. (2) Betriebsparameter der Fahrzeuge, die den Georeferenzpunkt in der Vergangenheit passiert haben:
   • - Fahrzeugklasse: K
   • - Fahrzeuggeschwindigkeit: v
   • - Tageszeit: t
   • - Tagesart: d
   • - Fahrtrichtung: R
   • - Indikator für einen Rekuperations-Betrieb während der Passage: i_REKU
   • - ggf. Indikator für eine aktivierte Start-Stopp-Vorrichtung während der Passage: i_SSA;
   • - ggf. Indikator für eine untypische Verbraucherleistung wenigstens eines an das Bordnetz angeschlossenen Verbrauchers während der Passage: i_VL (3) Umgebungsparameter:
   • - Wahrscheinlichkeit für REKU während der Passage: W_REKU
   • - ggf. Wahrscheinlichkeit für SSA während der Passage: W_SSA
   • - ggf. Wahrscheinlichkeit für VL während der Passage: W_VL
   • - Charakteristik-Indikator Ic
   • - Fahrtrichtung: R
   • - Straßenart: S
   • - Steigung der Straße: G
• Anhand der 2 bis 6 wird nachfolgend eine beispielhafte Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben des Bordnetzes 15 in der gemäß 1 geschilderten Infrastruktur näher erläutert.
• Dazu zeigt 2 Details der Informationsverarbeitung in der Steuereinrichtung 10. 3 zeigt exemplarisch die Rolle der Landkarte 2 bei der Bestimmung der Bordnetz-Betriebsaktion B auf. 4 zeigt Details der Informationsverarbeitung der durch die Fahrzeuge der Flotte 30 gelieferten Daten in der zentralen Datenbankvorrichtung 20. in 5 ist exemplarisch gezeigt, wie die Wahrscheinlichkeit W_REKU für eine Drittfahrzeug-Betriebsaktion REKU ermittelt und im Fahrzeug 1 verwendet werden kann. 6 zeigt schließlich ein exemplarisches Flussdiagramm für wichtige Verfahrensschritte des beispielhaften Verfahrens.
• 2 zeigt, wie mittels der Kommunikationseinrichtung 11 der Steuervorrichtung 10 die Eingabeeinheit 12 die benötigten Parameterwerte zur Beschreibung eines gegenwärtigen oder zukünftig relevanten Betriebszustands BZ und Umgebungszustands UZ ermitteln kann.
• Zunächst stellt dazu eine übergeordnete, nicht dargestellte Fahrzeugsteuerung eine zu erwartende Route 4 (vergleiche 3) zur Verfügung, welche für die Zwecke der beispielhaften Ausführung der Erfindung durch eine Spur von aufeinanderfolgenden Georeferenzpunkten P_ref definiert ist.
• Der Umgebungszustand UZ mit den entsprechenden Werten der jeweils zugehörigen Parameter bezieht sich jeweils auf einen bestimmten Georeferenzpunkt, der mittels der im Navigationssysteme der linken Daten der Landkarte 2 als relevant ermittelt wurde (vgl. 6, S110), im Normalfall, weil er in unmittelbarer Zukunft auf der zu erwartenden Route 4 liegt. Die zu erwartende Route 4 ist durch eine Spur benachbarter Georeferenzpunkte P_ref,n bis P_ref,n+x gekennzeichnet. In der 2 ist symbolisch durch gepunktete Linien eingetragen, zu welchem Georeferenzpunkt P_ref,n die dargestellte Informationsverarbeitung Bezug nimmt. In der 3 ist dieser Bezug zu der zu erwartenden Route 4 symbolisch in die Landkarte 2 eingetragen.
• Der Betriebszustand BZ mit den entsprechenden Werten der jeweils zugehörigen Parameter bezieht sich im Ausführungsbeispiel jeweils auf den gegenwärtigen Zustand des Fahrzeugs 1 bzw. seines Bordnetzes 15.
• Ein Wert zu jedem der in 2 eingetragenen Betriebsparameter BZ und Umgebungsparameter UZ (zu P_ref,n) ist also nun für die Eingabeeinheit 12 verfügbar und wird an die Verarbeitungseinheit 13 weitergegeben.
• Für jeden relevanten Georeferenzpunkt P_ref kann die Verarbeitungseinheit 13 also nun zur Entscheidungsfindung über mögliche Bordnetz-Betriebsaktionen B auf den aktuellen Betriebszustand BZ des Bordnetzes 15 und des Fahrzeugs 1 sowie auf den Umgebungszustand UZ des betrachteten Georeferenzpunkts P_ref zurückgreifen. Letztere enthält im Ausführungsbeispiel insbesondere einen Wert W_REKU für die Wahrscheinlichkeit der Drittfahrzeug-Betriebsaktion REKU.
• Auf Basis dieses Informationsstands schlägt eine lernende Einheit 16 der Verarbeitungseinheit 13 eine geeignete Betriebsaktion B vor, die einer vorgegebenen und gegebenenfalls durch vorherige Lernvorgänge ergänzten und/oder ersetzten Betriebsstrategie entspricht. Eine Reflexeinheit 17 der Verarbeitungseinheit 13 überprüft die vorgeschlagene Betriebsaktion B gemäß einer vorbestimmten Strategie auf Eignung und übermittelt der lernenden Einheit 16 je nach Ergebnis der Prüfung eine Belohnung oder eine Bestrafung. Wenn die Aktion B durch die Reflexeinheit 17 abgelehnt wird, kann die Reflexeinheit 17 auch eine veränderte, erlaubte Betriebsaktion B' an die Ausgabeeinheit 14 weiterleiten. Aufgabe der Ausgabeeinheit 14 ist es, eine beschlossene (vgl. 6, S160) Betriebsaktion B (oder B') im Bordnetz 15 anzusteuern.
• Die daraus resultierende Veränderung des Betriebszustands BZ kann direkt an die Eingabeeinheit 12 oder abstrahiert in Form einer verzögerten Belohnung/Bestrafung an die lernende Einheit 16 rückgemeldet werden.
• Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist eine typische mögliche Bordnetz-Betriebsaktion B eine Konditionierung des Energiespeichers E des Kraftfahrzeugs, insbesondere im Sinn einer absichtlichen Entladung bei zu erwartendem Ladungsbeitrag (Indikator: hohe Rekuperationswahrscheinlichkeit für den oder die nächsten Georeferenzpunkte) oder im Sinn einer absichtlichen Aufladung bei zu erwartendem Entladungsbeitrag (Indikator: hohe Start-Stopp-Wahrscheinlichkeit für den oder die nächsten Georeferenzpunkte).
• Anhand 3 lässt sich erkennen, welche Informationen im Datenbankspeicher 22 in Abhängigkeit von einem zugehörigen Georeferenzpunkt Pref abgespeichert sind, und auf Basis welcher Logik diese von der Steuervorrichtung 10 des Kraftfahrzeugs 1 abgefragt werden.
• Für die Steuervorrichtung 10 ist aufgrund der Einbindung des Navigationssystems mit seiner hinterlegten Landkarte 2 eine zu erwartende Route 4 bekannt, die sich durch eine Spur 5 aufeinanderfolgend benachbarter Georeferenzpunkte Pref definiert. Um Informationen über den Umgebungszustand UZ der dementsprechend bald zu passierenden Georeferenzpunkte Pref zu ermitteln, fragt die Steuervorrichtung 10 mittels der Kommunikationseinrichtung 11 bei der zentralen Datenbankvorrichtung 20 die zu den entsprechenden Punkten Pref gespeicherten Informationen ab. Das können nötigenfalls Parameter des Betriebszustands von Drittfahrzeugen aus der Flotte 30 sein, sind aber im Regelfall immer zumindest die Parameter des Umgebungszustands UZ. Vorliegend also insbesondere auch zumindest die Wahrscheinlichkeit einer Rekuperation-Betriebsaktion B bei denjenigen Drittfahrzeugen, die den entsprechenden Georeferenzpunkt bereits früher passiert und dafür einen Datensatz bei der zentralen Datenbankvorrichtung 20 hinterlassen haben.
• Wie der 4 entnommen werden kann, ist in dem Datenbankspeicher 22 also zu jedem Georeferenzpunkt Pref auf der Landkarte 2 ein Datensatz hinterlegt, der jeweils die Definition des Punkts und seinen Umgebungszustand UZ enthält, sowie eine Vielzahl von Betriebszuständen derjenigen Fahrzeuge der Flotte 30, welche den Georeferenzpunkt Pref bereits zu einem früheren Zeitpunkt passiert haben.
• In 5 ist dargestellt, wie aus diesen Daten eine Wahrscheinlichkeit für das Vorliegen einer bestimmten Drittfahrzeug-Betriebsaktion, hier eine Wahrscheinlichkeit für das Vorliegen einer Rekuperations-Betriebsaktion REKU, ermittelt werden kann.
• Diese Wahrscheinlichkeit kann wahlweise mittels des Rechenservers 23 der Datenbankvorrichtung 20 bestimmt und vorermittelt an die Steuervorrichtung 10 des Fahrzeugs 1 übermittelt werden, oder die hinterlegten Grundlagen für die Berechnung werden an die Steuervorrichtung 10 übergeben und die Ermittlung selbst wird dort durchgeführt. In beiden Fällen kann die Ermittlung wie in 5 dargestellt durchgeführt werden:
• Das Fahrzeug 1 fragt mittels seiner (in Fig .5 nicht dargestellten) Steuervorrichtung 10 unter Berücksichtigung der zu erwartenden Route 4 die Datensätze für den oder die zugehörigen Georeferenzpunkte P_ref an.
• Im jeweiligen Datensatz ist hinterlegt, wie viele Fahrzeuge den entsprechenden Georeferenzpunkts in der Vergangenheit passiert haben. In der 5 sind grob vereinfachend zehn Fahrzeuge dargestellt. Im Datensatz ist hinterlegt, dass bei acht Fahrzeugen der Indikator i_REKU für das Vorliegen einer Rekuperation-Betriebsaktion REKU gesetzt ist (dunkel hinterlegte Icons), bei zwei Fahrzeugen nicht (hell hinterlegte Icons).
• In einem zusätzlichen Schritt werden auf Basis des Betriebszustands BZ des Fahrzeugs 1 diejenigen „historischen“ Drittfahrzeuge, deren Betriebszustand nicht ausreichend vergleichbar ist, aus der Betrachtung entfernt.
• Übrig bleiben im Ausführungsbeispiel sieben relevante Fahrzeuge, von welchen sechs den Indikator i_REKU gesetzt haben.
• Daraus ergibt sich eine Wahrscheinlichkeit W_REKU für das Vorliegen einer Rekuperation am betrachteten Georeferenzpunkt P_ref von 6 von 7, also von 0,857.
• Diese Wahrscheinlichkeit W_REKU wird noch mit einem vorbestimmten Relevanzgrenzwert W_rel verglichen, der im Ausführungsbeispiel 0,75 beträgt (vergleiche 6, S130). Da die Wahrscheinlichkeit höher als der Relevanzgrenzwert ist, wird sie bei der Entscheidung über mögliche Bordnetz-Betriebsaktionen B berücksichtigt.
• Die Entscheidung erfolgt im Ausführungsbeispiel insbesondere auf Basis von zu erwartenden (Ent-)Ladungsmengen bzw. (Ent-)Ladungsbeiträgen, die in Abhängigkeit von den ermittelten und zu berücksichtigenden Wahrscheinlichkeiten W_REKU und/oder ggf. W_SSA ermittelt werden.
• In 6 sind dazu zusammenfassend einzelne Verfahrensschritte dargestellt.
• In Schritt S 110 wird zunächst die zu erwartende Route 4 mit den darauf liegenden Georeferenzpunkten Pref entlang der Spur 5 ermittelt.
• In Schritt S 120 wird - insbesondere gemäß 5 - für alle Georeferenzpunkte Pref auf der Spur 5 ermittelt, ob sie innerhalb eines Prädiktionshorizonts H_PRÄD liegen. Zu denjenigen P_ref innerhalb des Prädiktionshorizonts H_PRÄD wird jeweils die Wahrscheinlichkeit W_REKU für eine Rekuperations-Betriebsaktion und/oder ggf. W_SSA für eine Start-Stopp-Betriebsaktion W_SSA bei den berücksichtigten Drittfahrzeugen in der Flotte 30 ermittelt.
• In Schritt S 130 werden diejenigen Georeferenzpunkte Pref identifiziert, für welche der ermittelte Wert für die Wahrscheinlichkeit W_REKU (bzw. W_SSA) oberhalb einer Relevanzgrenze W_rel liegt, um diejenigen Fälle zu identifizieren, bei denen eine Verbesserung der Prädiktion - insbesondere gegenüber einer physikalisch-determinierten Ermittlung eines (Ent-)Ladungsbeitrags - überhaupt möglich ist.
• Für alle identifizierten Georeferenzpunkte wird anschließend in Schritt S 140 der zu erwartende Ladungsbeitrag ermittelt.
• Für alle anderen Georeferenzpunkte wird hingegen in Schritt S 141 ein Charakteristik-Indikator IC ermittelt, der sich beispielsweise aus einer Straßenart S, einer Fahrtrichtung R und/oder insbesondere einer Steigung G an dem betrachteten Georeferenzpunkt ergeben kann, und eine Aussage darüber trifft, wie verlässlich auf Basis physikalischer Gegebenheiten der Umgebung des Georeferenzpunkts ein zu erwartender Ladungsbeitrag ermittelt werden kann. Werte für den Charakteristik-Indikator Ic können beispielsweise „deterministisch“ oder „probabilistisch“ sein, je nachdem ob für einen bestimmten Georeferenzpunkt typischerweise eine bestimmte Betriebsaktion eintritt, oder ob solch eine klare Aussage nicht möglich ist.
• Folgend auf Schritt S 141 wird in Schritt S 142 nur zu denjenigen Georeferenzpunkts mit Ic = „deterministisch“ der zu erwartende Ladungsmenge Tag ermittelt.
• In Schritt S 150 wird die Summe der Ladungsbeiträge der einzelnen, zu berücksichtigenden Georeferenzpunkte entlang der Spur 5 der zu erwartenden Route 4 an die Eingabeeinheit 12 (via Kommunikationseinrichtung 11) übermittelt.
• In Schritt S 160 entscheidet die Verarbeitungseinheit 13 auf Basis der übermittelten Summe über mögliche Betriebsaktionen B des Bordnetzes 15.
• In Schritt S 170 wird die Betriebsaktion B durchgeführt, wenn die Verarbeitungseinheit 13 die Ausgabeeinheit 14 entsprechend angewiesen hat und die Ausgabeeinheit 14 einen entsprechenden Steuerungsbefehl ausgegeben hat. Im Ausführungsbeispiel ist die Betriebsaktion B beispielsweise eine Konditionierung der Energiespeicher E des Fahrzeugs 1 im Hinblick auf eine zu erwartende (Ent-)Ladungsmenge.
• Dabei kann die Konditionierung ein gezieltes Entladen des Energiespeichers E beinhalten, wenn auf Basis einer Wahrscheinlichkeit W_REKU eine größere, bald zur Verfügung stehende Ladungsmenge zu erwarten ist.
• Hingegen kann die Konditionierung ein gezieltes Laden des Energiespeichers E beinhalten, wenn auf Basis einer Wahrscheinlichkeit W_SSA eine größere, bald zur Verfügung zu stellende Ladungsmenge zu erwarten ist.
• Bezugszeichenliste

1

Kraftfahrzeug

2

Landkarte

3

Mobilfunknetz

4

zu erwartende Route

5

Spur

10

Steuervorrichtung

11

Kommunikationseinrichtung

12

Eingabeeinheit

13

Verarbeitungseinheit

14

Ausgabeeinheit

15

Bordnetz

16

Lernende Einheit

17

Reflexeinheit

20

Datenbankvorrichtung

21

Kommunikationseinrichtung

22

Datenbankspeicher

23

Rechenserver

30

Drittfahrzeug-Flotte

B

Bordnetz-Betriebsaktion

BZ

Betriebszustand

d

Tagesart

E

Energiespeicher

G

Steigung/Gefälle

Hpräd

Prädiktionshorizont

IC

Charakteristik-Indikator

K

Fahrzeugklasse und/oder -gewichtsklasse

Pref

Georeferenzpunkt

t

Tageszeit

UZ

Umgebungszustand

R

Fahrtrichtung

REKU

Betriebsaktion Rekuperation

iREKU

Indikator Rekuperation an/aus/Grad

S

Straßenart

SSA

Betriebsaktion Start-Stopp-Automatik

iSSA

Indikator Start-Stopp-Automatik mit Verbrennungsmotor aus/an

v

Fahrzeuggeschwindigkeit

WREKU

Rekuperationswahrscheinlichkeit

Wrel

Relevanzgrenzwert

WSSA

Start-Stopp-Wahrscheinlichkeit

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• DE 102017214384 A1 [0004, 0026]
• US 9327712 B2 [0004]

Claims (10)

1. Steuervorrichtung (10) zum Betreiben eines Energiebordnetzes (15) eines Kraftfahrzeugs (1), aufweisend eine Eingabeeinheit (14), die dazu eingerichtet ist, Betriebsparameter (K, v, t, d, R, i_REKU, i_SSA) des Energiebordnetzes des Kraftfahrzeugs und/oder einen oder mehrere Umgebungsparameter (t, d, R, S, G, Ic) des Kraftfahrzeugs zu ermitteln und an eine Verarbeitungseinheit der Steuervorrichtung weiterzuleiten, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Umgebungsparameter (W_REKU, W_SSA) eine Wahrscheinlichkeit einer Drittfahrzeug-Betriebsaktion (REKU, SSA) ist.
2. Steuervorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wahrscheinlichkeit mit einer Georeferenz (P_ref) verknüpft ist.
3. Steuervorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung eine Verarbeitungseinheit (13) aufweist, die dazu eingerichtet ist, - in Abhängigkeit von der ermittelten Wahrscheinlichkeit eine Bordnetzbetriebsaktion (B) zu bestimmen, und - die Bordnetzbetriebsaktion in Abhängigkeit von einer Mehrzahl von Wahrscheinlichkeiten der Drittfahrzeug-Betriebsaktion zu bestimmen, wobei insbesondere die Wahrscheinlichkeiten für aufeinanderfolgende Georeferenzpunkte entlang einer zu erwartenden Route (4) des Kraftfahrzeugs ermittelt werden.
4. Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl der Wahrscheinlichkeiten, insbesondere die Mehrzahl aufeinanderfolgender Georeferenzpunkte, zu welchen jeweils die Wahrscheinlichkeit bestimmt wird, durch einen Prädiktionshorizont (H_PRÄD) begrenzt ist.
5. Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bordnetzbetriebsaktion nur auf Basis derjenigen Georeferenzpunkte bestimmt wird, deren ermittelter Wahrscheinlichkeitswert für die Drittfahrzeug-Betriebsaktion wenigstens einem Relevanzgrenzwert (W_rel) entspricht.
6. Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet ist, die Bordnetz-Betriebsaktion auf Basis eines Charakteristik-Indikators (lc) des Georeferenzpunkts in Abhängigkeit von - der Wahrscheinlichkeit der Drittfahrzeug-Betriebsaktion, oder - von einem oder mehreren anderen, zu dem Georeferenzpunkt bekannten, Umgebungsparametern, zu bestimmen.
7. Steuervorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drittfahrzeug-Betriebsaktion, für welche die Wahrscheinlichkeit ermittelt wird, wenigstens eine Aktion ist aus der folgenden Gruppe ist: - ein Rekuperations-Betrieb (REKU) des elektrischen Antriebs des Drittfahrzeugs, und/oder - ein temporäres Abschalten des Verbrennungsmotors des Drittfahrzeugs mit anschließendem Wiederstart (SSA), und/oder - eine abgefragte Verbraucherleistung (VL) im Energiebordnetz, die über einem Hochleistungsgrenzwert oder unter einem Niedrigleistungsgrenzwert liegt.
8. Verfahren zum Betreiben eines Energiebordnetzes (15) eines Kraftfahrzeugs (1), aufweisend wenigstens die Schritte: - Ermitteln von jeweils einem Wert von Betriebsparametern (K, v, t, d, R, i_REKU, i_SSA) des Energiebordnetzes und/oder von einem oder mehreren Umgebungsparametern (t, d, R, S, G, Ic) des Fahrzeugs, wobei wenigstens einer der Umgebungsparameter (W_REKU, W_SSA) eine Wahrscheinlichkeit einer Drittfahrzeug-Betriebsaktion (REKU, SSA) ist, und - Bestimmen einer Bordnetzbetriebsaktion (B) in Abhängigkeit von den ermittelten Werten.
9. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass - die Bordnetzbetriebsaktion basierend auf einer erlernten Betriebsstrategie bestimmt wird, und/oder - die Bordnetzbetriebsaktion basierend auf einer vorgegebenen Überprüfungsstrategie überprüft wird.
10. Zentrale Datenbankvorrichtung (20), insbesondere Server (23) mit einer Datenbank (22), wobei die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, - einen Wert eines Indikators (i_REKU, i_SSA) für eine Betriebsaktion (REKU, SSA) an einem oder im Bereich eines Georeferenzpunktes (P_ref) von mehreren Drittfahrzeugen (30) zu empfangen, - aus den übermittelten Werten des Indikators eine Wahrscheinlichkeit (W_REKU, W_SSA) für das Vorliegen der Betriebsaktion an dem Georeferenzpunkt zu ermitteln, - die derart ermittelte Wahrscheinlichkeit an eine Steuervorrichtung (10) eines Kraftfahrzeugs (1) zu übermitteln, die insbesondere gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist.

Images