DE112011104550T5

DE112011104550T5 - System und Verfahren zur fahrzeuggeschwindigkeitsbasierten Betriebskostenoptimierung

Info

Publication number: DE112011104550T5
Application number: DE112011104550T
Authority: DE
Inventors: Phani Vajapeyazula; An Wu; Barty Moffett; Vivek Sujan; Kenneth Follen; Howard Frost
Original assignee: Cummins Intellectual Property Inc
Current assignee: Cummins Intellectual Property Inc
Priority date: 2010-12-23
Filing date: 2011-12-23
Publication date: 2013-09-26
Anticipated expiration: 2031-12-24
Also published as: WO2012088534A1; DE112011104550B4; US8452509B2; US20120197504A1

Abstract

Ein fahrzeuggeschwindigkeitsbasiertes Betriebskostenoptimierungsmodul stellt ein optimiertes Geschwindigkeitsprofil über eine vorgegebene Strecke bereit, während auch auferlegte Beschränkungen wie zum Beispiel die Abweichung von Zeitvorgaben, die Abweichung von maximalen auferlegten Geschwindigkeitsbegrenzungen, etc. berücksichtigt werden. Bei Vorgabe der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit, des Motorenstatus und des Übertragungszustands regelt die vorliegende Offenbarung das Motorenkennfeld optimal, um eine Fahrzeuggeschwindigkeitsempfehlung bereitzustellen, die den Kraftstoffverbrauch optimiert. Beispielhafte Ausführungsformen stellen Offline- und Online-Optimierungen bezüglich des Kraftstoffverbrauchs bereit. Der Vorteil ist eine gesteigerte Transporteffizienz beim Transportieren einer Fracht von einem Start zu einem Ziel durch Minimieren des Kraftstoffbedarfs und Beibehalten des Fahrverhaltens.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 61/426,997, welche am 23. Dezember 2010 eingereicht wurde und welche hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamt aufgenommen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung bezieht sich auf die Wirtschaftlichkeitsverbesserung von Kraftstoffverbrauch während einem Fahrzeugbetrieb. Im Speziellen bezieht sich diese Offenbarung auf das Ausbalancieren von Fahrzeuggeschwindigkeitszielen, um den Kraftstoffbedarf zu optimieren.
HINTERGRUND
Während ein Fahrzeug eine vorgegebene Strecke abfährt, kann die Kraftstoffwirtschaftlichkeit signifikant durch die Art beeinflusst werden, wie ein Benutzer die Fahrzeuggeschwindigkeit auswählt. Ein aggressiver Benutzer, der rasche Übergänge in der Geschwindigkeit erzeugt, während er die maximal erlaubte Höchstgeschwindigkeit über die Strecke aufrechterhält (gesetzlich, vom Flottenbetreiber auferlegt, etc.), wird wahrscheinlich nicht das maximale Kraftstoffwirtschaftlichkeitspotenzial der Strecke erreichen. Generell verlassen sich Fahrzeugbenutzer auf Geschwindigkeitsanzeiger und Tachometer, um sich über ihren momentanen Fahrzeugbetriebszustand zu informieren, wobei Kaufmuster von Kraftstoff ein gewisses Maß für Wirtschaftlichkeit bieten. Gelegentlich werden Geschwindigkeitsregulierungssysteme eingesetzt, die die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit mit vorgegebenen Werten vergleichen und solche Systeme können einigermaßen effektiv sein, die Fahrzeugleistung über einen vorgegebenen Kurs zu überwachen und zu kontrollieren. Generell erlauben diese Geschwindigkeitsregulierungssysteme einem Fahrzeugbenutzer eine einzustellende Geschwindigkeit auszuwählen, und das System überwacht die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit in Bezug auf die einzustellende Geschwindigkeit und steuert die Motorleistung, um die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit an der einzustellenden Geschwindigkeit aufrecht zu halten. Die Geschwindigkeitsregulierung wird durch die Regulierung des Kraftstoffflusses in den Fahrzeugmotor durch Detektieren einer Abweichung von der einzustellenden Geschwindigkeit und durch Anpassen des Kraftstoffflusses bewirkt, um die Abweichung zu verringern oder zu beseitigen. Wenn das Geschwindigkeitsregulierungssystem einen Zustand zu niedriger Geschwindigkeit detektiert, was zum Beispiel auftreten kann, während das Fahrzeug einen Hügel hinauffährt, ordnet das System eine Steigerung in dem Kraftstofffluss an, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu erhöhen. Wenn das System alternativ einen Zustand zu hoher Geschwindigkeit detektiert, wie er zum Beispiel auftreten kann, während das Fahrzeug einen Berg hinabfährt, ordnet das System eine Abnahme in dem Kraftstofffluss an, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu verringern.
KURZFASSUNG
Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zur fahrzeuggeschwindigkeitsbasierten Betriebskostenoptimierung für ein Fahrzeug bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Zugreifen auf vorbestimmte Fahrzeugparameterdaten, die mindestens einen vorbestimmten Fahrzeugparameter angeben, wobei der mindestens eine vorbestimmte Fahrzeugparameter mindestens eines umfasst aus: Fahrzeugmasse, Fahrzeugluftwiderstand, Fahrzeugrollwiderstand, Reifenumfang, Frontbereich des Fahrzeugs und Motorenreibung. Das Verfahren umfasst ferner das Zugreifen auf Straßengeländedaten, die mindestens ein Straßengeländeelement angeben, wobei das mindestens eine Straßengeländeelement mindestens eines umfasst aus: Änderungen der Geschwindigkeitsbegrenzung, Orte von Ausfahrten, Orte von Tankstellen, eine Straßensteigung, Luftdichte und Verkehrsstau. Das Verfahren umfasst ferner Benutzereingabedaten, die mindestens eine Benutzereingabe angeben, wobei die mindestens eine Benutzereingabe mindestens eines umfasst aus: Kraftstoffkosten, Benutzerkosten, Fahrtzeit, Ausgangs- und Endpunkte der Strecke um eine Strecke zu definieren, und maximale Fahrzeuggeschwindigkeit. Das Verfahren umfasst ferner das Durchführen einer ersten Optimierung, wobei ein Fahrzeuggeschwindigkeitsvektor anhand der zugegriffenen vorbestimmten Fahrzeugparameterdaten, Straßengeländedaten und der Benutzereingabedaten bestimmt wird. Das Verfahren umfasst zusätzlich das Zugreifen auf momentane Fahrzeugbetriebsdaten, die mindestens zwei momentane Fahrzeugbetriebszustände angeben, wobei die mindestens zwei momentanen Fahrzeugbetriebszustände die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit und die Straßensteigung umfassen. Und das Verfahren umfasst ferner das Durchführen einer zweiten Optimierung, um eine optimierte Fahrzeuggeschwindigkeit anhand der momentanen Fahrzeugbetriebsdaten und des Fahrzeuggeschwindigkeitsvektors zu bestimmen, um die Betriebskosten zu optimieren.
Gemäß weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wird ein System zur fahrzeuggeschwindigkeitsbasierten Betriebskostenoptimierung für ein Fahrzeug bereitgestellt. Das System umfasst ein Fahrzeugparametermodul, welches Daten enthält, die mindestens einen vorbestimmten Fahrzeugparameter angeben, wobei der mindestens eine vorbestimmte Fahrzeugparameter mindestens eines umfasst aus: Fahrzeugmasse, Fahrzeugluftwiderstand, Fahrzeugrollwiderstand, Widerstandskraft bei zu niedrigem Gang, Reifenumfang, Frontbereich des Fahrzeugs und Motorenreibung. Das System umfasst ferner ein Straßengeländeelementmodul, welches Daten enthält, die mindestens ein Straßengeländeelement angeben, wobei das mindestens eine Straßengeländeelement mindestens eines umfasst aus: Änderungen der Geschwindigkeitsbegrenzung, Orte von Ausfahrten, Orte von Tankstellen, eine Straßensteigung, Luftdichte und Verkehrsstau. Das System umfasst auch ein Benutzereingabedatenmodul, welches mindestens eine Benutzereingabe angibt, wobei die mindestens eine Benutzereingabe eines umfasst aus Kraftstoffkosten, Benutzerkosten, Fahrzeit, Ausgangs- und Endpunkte der Strecke, um eine Strecke zu definieren, und maximale Fahrzeuggeschwindigkeit.
Das System umfasst zusätzlich ein Fahrzeugbetriebszustandsmodul, welches Daten enthält, die mindestens zwei Fahrzeugbetriebsstände angeben, wobei die mindestens zwei Fahrzeugbetriebszustände die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit und die Straßensteigung umfassen. Und das System umfasst ein fahrzeuggeschwindigkeitsbasiertes Betriebskostenoptimierungsmodul, welches dazu eingerichtet ist, eine erste Optimierung durchzuführen, wobei ein Fahrzeuggeschwindigkeitsoptimierungsvektor anhand der zugegriffenen vorbestimmten Fahrzeugparameterdaten, der Straßengeländedaten und der Benutzereingabedaten bestimmt wird, und um eine zweite Optimierung durchzuführen, um eine optimierte Fahrzeuggeschwindigkeit anhand der momentanen Fahrzeugbetriebsdaten und des Fahrzeuggeschwindigkeitsvektors zu bestimmen, um die Betriebskosten zu optimieren.
Zusätzliche Ausführungen der vorliegenden Offenbarung stellen ein System und eine Verfahren zur fahrzeuggeschwindigkeitsbasierten Betriebskostenoptimierung bereit, welche in einer Computer programmierbaren Software implementiert und in einem Computer lesbaren Datenträger gespeichert ist.
Die oberen und/oder andere Aspekte, Eigenschaften und/oder Vorteile von verschiedenen Ausführungsformen werden in Zusammenschau mit der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Figuren weiter gewürdigt. Verschiedene Ausführungsformen können unterschiedliche Aspekte, Eigenschaften und/oder Vorteile umfassen oder nicht umfassen, wo anwendbar. Außerdem können verschiedene Ausführungsformen einen oder mehrere Aspekte oder Merkmale von anderen Ausführungsformen mit umfassen, wo anwendbar. Die Beschreibungen von Aspekten, Merkmalen und/oder Vorteilen von bestimmten Ausführungsformen sollten nicht dahingehend verstanden werden, dass sie andere Ausführungsformen oder die Ansprüche beschränken würden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die oberen und/oder andere beispielhafte Eigenschaften und Vorteile von den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden besser verständlich werden durch die detaillierte Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen dieser Offenbarung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, in welchen:
1 einen Graph zeigt, in dem das Benutzereinkommen als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung abgebildet ist;
2 ist ein Systemdiagramm für ein fahrzeuggeschwindigkeitsbasiertes Betriebskostenoptimierungssystem entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
3 ist ein Eingabe-/Ausgabeflussdiagramm für ein fahrzeuggeschwindigkeitsbasiertes Betriebskostenoptimierungsmodul entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform; und
4 ist ein Flussdiagramm, welches die Verfahrensschritte für eine fahrzeuggeschwindigkeitsbasierte Betriebskostenoptimierung entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform abbildet.
In den Zeichnungen sollten gleiche Bezugszeichen und Beschriftungen durchwegs so verstanden werden, dass sie sich auf gleiche Elemente, Merkmale und Strukturen beziehen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nun vollständiger mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die beispielhaften Gegenstände in dieser Beschreibung werden bereitgestellt, um bei einem umfassenden Verstehen der verschiedenen Ausführungsformen zu helfen, die mit Bezug auf die beigefügten Figuren offenbart sind. Demgemäß wird der Fachmann erkennen, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen der hierin beschriebenen Ausführungsformen erfolgen können, ohne den Umfang und das Wesen der beanspruchten Erfindungen zu verlassen. Beschreibungen von gut bekannten Funktionen und Konstruktionen sind für Klarheit und Kürze weggelassen. Um die Klarheit der Beschreibung zu unterstützen, bieten die Ausdrücke „oberer”, „unterer”, „über”, „unter”, „links” und „rechts”, so wie sie hierin verwendet werden, eine Angabe bezüglich der Ausrichtung der beigefügten Zeichnungen und diese Ausdrücke sind nicht als Beschränkung gemeint.
Die Geschwindigkeit, mit der ein Fahrzeug fährt, hat einen direkten Einfluss auf die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs (in mpg, Meilen pro Gallone). Je schneller ein Fahrzeug fährt, desto mehr Leistung ist erforderlich, um verschiedene Arten von Widerständen zu überwinden, und desto größer ist der Betrag an Kraftstoff, der verbraucht wird. Arten von Widerständen umfassen Reifenrollwiderstand, Luftwiderstand, Gravitationskräfte, Beschleunigung und Abbremsung, etc, wobei sie jedoch nicht hierauf beschränkt sind. Für ein vorgegebenes Fahrzeug und einen Antriebsstrang gibt es eine Geschwindigkeit, die die optimale/maximale Kraftstoffwirtschaftlichkeit erreicht, über- und unterhalb davon gibt es einen Verlust der Antriebsstrangeffizienz. Und wegen den verschiedenen bekannten und versteckten Kosten und Effizienzen überall im Fahrzeug und Antriebsstrang mag die Geschwindigkeit, an der eine optimale Kraftstoffwirtschaftlichkeit erhalten wird, nicht die maximal erlaubte Geschwindigkeit sein. Dieser Effekt ist in 1 abgebildet, welche einen Graph darstellt, welcher das Benutzereinkommen als eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt. Die Daten, die zum Bereitstellen dieses Graphen verwendet wurden, sind beispielhaft und nicht beschränkt auf die vorliegende Offenbarung. Aus dem Graphen kann gesehen werden, dass es eine bestimmte Geschwindigkeit gibt, an welcher das Einkommen (in $ pro Stunde) maximal ist, wie gezeigt bei ungefähr 52 Meilen pro Stunde (mph). Sobald die Fahrzeuggeschwindigkeit nach oben oder nach unten von dieser optimalen Geschwindigkeit abweicht, fällt das Einkommen. Somit ist es hilfreich für einen Benutzer, die optimale Geschwindigkeit auf einer Echtzeitbasis zu kennen, so dass das Einkommen während des gesamten Verlaufs der Strecke maximiert werden kann.
Fahrzeugbenutzer werden typischerweise in Einheiten von $/(gefahrene Strecke) bezahlt, womit sie geneigt sind, so schnell wie möglich innerhalb der Umgebungsbeschränkungen, wie zum Beispiel Geschwindigkeitsbegrenzungen, Flotten-Geschwindigkeitsbegrenzungen, wetterbedingten Sicherheitsbegrenzungen, Fahrzeugdynamiken, etc. zu fahren. Allerdings sind Benutzer oft für den Einkauf ihres eigenen Kraftstoffs verantwortlich, somit setzen sich die beim Fahren mit maximal erlaubter Geschwindigkeit dazugehörenden Ineffizienzen in versteckte Kosten um, die das Gesamteinkommen des Benutzers verringern. Dementsprechend unterstützt die vorliegende Offenbarung den Fahrzeugbenutzer durch Bestimmen der optimalen Fahrzeuggeschwindigkeit, mit der der Benutzer fahren kann, so dass die gesamten Betriebskosten minimiert sind. Beispielhafte Ausführungsformen des Systems und des Verfahrens der vorliegenden Offenbarung beziehen sich auf die Bestimmung einer geeigneten Fahrzeugzielgeschwindigkeit, um das Kraftstoffwirtschaftlichkeitspotential über eine gegebene Strecke zu minimieren, während auch auferlegte Beschränkungen, wie zum Beispiel Zeitziele zum Abfahren der Strecke, maximale auferlegte Geschwindigkeitsbegrenzungen, etc. Sind gewisse Fahrzeugzustandsbedingungs- und Geländeelementdaten gegeben, regelt die vorliegende Offenbarung das Motorkennfeld, um eine empfohlene Fahrzeuggeschwindigkeit bereitzustellen, die den Kraftstoffverbrauch optimiert. Ein Vorteil der optimierten Kraftstoffverwaltung ist eine erhöhte Frachteffizienz bei Transport von Ladung von dem Start zu dem Zielort.
Um bei der Bestimmung von geeigneten Betriebszustandsreferenzen zu unterstützen, führen die Anmelder, neben anderen Eigenschaften, ein Kreislauf-/Fahrteffizienzverwaltungs-(Cycle Efficiency Management-, CEM-)Modul ein, welches über Steuerungsprozesse verfügt, um einen Benutzer ein erwartetes und momentan gewünschtes Fahrzeugbetriebsverhalten zu bieten, um den Kraftstoffbedarf zu optimieren. Die CEM-Steuerprozesse sind gerichtet auf Antriebsstrangkomponenten, wie zum Beispiel den Motor, die Übertragung, Zubehör, Achsantrieb, Reifen und Fahrzeug. Die Prozesse bieten eine Schnittstelle zu dem Benutzer, um eine Führung betreffend geeignete Fahrzeuggeschwindigkeits-/Fahrzeugleistungsziele und Gangauswahlziele bereitzustellen. Das CEM-Modul ist darin nützlich, einen Benutzer zu konditionieren, das Verhalten basierend auf bestimmten Leistungskriterien zu optimieren.
2 ist ein Systemdiagramm für ein fahrzeuggeschwindigkeitsbasiertes Betriebskostenoptimierungssystem 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Systeme und Verfahren der vorliegenden Erfindung. Das System/Vorrichtung 100 ist in einem Fahrzeug 109 integriert, zum Beispiel einem Lastkraftwagen oder einem Auto, mit einem Motor und ein Getriebe 111, welches eine Mehrzahl von Gängen aufweist, in welche die Übertragung automatisch durch eine Übertragungssteuereinheit 115 oder manuell durch den Fahrer des Fahrzeugs geändert werden kann. Im Allgemeinen werden vorbestimmte Fahrzeugparameter 110, momentane Fahrzeugbetriebszustände 120, Geländeprofildaten/-informationen 130 und Benutzereingaben 140 in ein CEM-Modul 101 über ein Steuernetzwerk-(control area network-, CAN-)Kommunikationsmodul 104 eingegeben, und werden dann durch ein Fahrzeuggeschwindigkeitsoptimierungsmodul 105 verwendet, um eine empfohlene Fahrzeuggeschwindigkeit zu bestimmen. Zusätzlich zu anderen Komponenten, enthält das CEM-Modul 101 das fahrzeuggeschwindigkeitsbasierte Betriebskostenoptimierungsmodul 105 und kann auch einen zentralen Prozessor und eine Datenbank umfassen. Kommunikationsausrüstung/Module 104 können vorgesehen sein, um eine Eingabe von Daten zu ermöglichen, wie zum Beispiel von Straßengeländedaten, die an den Prozessor für Überwachung und Steuerung zu übertragen sind. Das CEM-Modul 101 kann ein Fahrzeugparametermodul 150, welches zum Empfangen von Fahrzeugparametern 110 eingerichtet ist, ein Fahrzeugbetriebszustandsmodul 160, das zum Empfangen von momentanen Fahrzeugbetriebszuständen 120 eingerichtet ist, ein Straßengeländemodul 170, das zum Erhalten von Straßengeländedaten 130 eingerichtet ist, und ein Benutzerschnittstellenmodul 180 zum Erhalten einer Benutzereingabe 140 umfassen. Beispielhafte Ausführungsformen stellen zumindest einen Teil der Straßengeländedaten bereit, die als GPS-Daten für eine GPS-Einheit 131 bereitzustellen sind, welche Daten vor einem Betrieb oder vor kommenden Positionen oder in Echtzeit, während das Fahrzeug benutzt und die Strecke abgefahren wird, zur Verfügung stellen kann. Alternative Ausführungsformen stellen Straßengeländedaten bereit, die in dem Computerspeicher 103 zu halten sind und die auf das CEM-Modul heruntergeladen werden, bevor eine Fahrt begonnen wird, oder die kabellos zu beliebiger Zeit durch die Luft übertragen werden, zum Beispiel unter Verwendung von Mobilfunktechnologie. Das CEM-Modul 101 ermöglicht eine Benutzereingabe 140, um einen Grad an Steuerung für Fahrzeugbenutzer bereitzustellen und damit das Fahrverhalten zu verbessern. Im Betrieb programmiert der Benutzer eine oder mehrere Einstellungen danach, wie er wünscht, dass sich das Fahrzeug während dem Verlauf der Strecke verhält. Unter Verwendung dieses Steuermodus kann der Benutzer, neben anderen Dingen, Einstellungen angeben, wie zum Beispiel die Reisezeit, d. h. Fahrtzeit 222, die gewünscht ist, um die Strecke zurückzulegen, die für das Aufnehmen von momentanen Fahrzeugbetriebszuständen zu verwendende Strecke (Streckenintervall) und die obere Geschwindigkeitsgrenze 223. Beispielhafte Ausführungsformen ermöglichen das Regeln des Fahrzeugbetriebszustands, um den Kraftstoffverbrauch bei vorgegebener Fahrtzeitbeschränkung 222 zu optimieren. Alternative Ausführungsformen ermöglichen es dem Benutzer, Einstellungen über eine Anzeige 107 anzugeben, die ausgebildet ist, neben anderen Dingen die optimierte Fahrzeuggeschwindigkeit einem Fahrzeugbenutzer anzugeben. Beispielhafte Ausführungsformen stellen ein Motorensteuermodul (engine control modul, ECM) 102 bereit, welches getrennt von dem CEM-Modul 101 ist; alternative Ausführungsformen verfügen über ein CEM-Modul 101 und ein ECM 102, welche eine einzige Einheit bilden. In gleicher Weise können ein oder mehrere Module 150, 160, 170 und 180 von dem CEM-Modul 101 getrennt sein.
3 ist ein Eingabe-/Ausgabeflussdiagramm für ein fahrzeuggeschwindigkeitsbasiertes Betriebskostenmodul 105 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Systeme und der Verfahren der vorliegenden Offenbarung. 3 illustriert Systemeingaben an das fahrzeuggeschwindigkeitsbasierte Betriebskostenmodul 105, welches die Eingaben verarbeitet, um eine Fahrzeuggeschwindigkeitsempfehlung 260 zur Kostenoptimierung zu bestimmen. Die Systemeingaben werden durch das CEM-Modul 101 empfangen, welches dann das fahrzeuggeschwindigkeitsbasierte Betriebskostenoptimierungsmodul 105 über ein Einschalt-/Ausschaltsignal 201 einschaltet. Das Einschalt-/Ausschaltsignal 201 ermöglicht das Abschalten des fahrzeuggeschwindigkeitsbasierten Betriebskostenoptimierungssystem als Antwort auf ein vom Benutzer ausgelöstes Ereignis. Daten, die auf mindestens einen Fahrzeugparameter hinweisen, werden als eine Eingabe an das fahrzeuggeschwindigkeitsbasierte Betriebskostenoptimierungsmodul 105 über das CEM Modul 101, zum Beispiel, Eingabe des Fahrzeugparametermoduls 150 empfangen. Die Fahrzeugparameterdaten 110 umfassen Daten, welche beispielsweise die Fahrzeugmasse 211, den Fahrzeugluftwiderstand 212, den Fahrzeugrollwiderstand 213, die Antriebsstrangwiderstandskraft bei niedrigerem Gang 214, den Reifenumfang 215, den Fahrzeugfrontbereich 216, die Motorreibung 217, die Kraftübertragungsübersetzung und/oder die Achslast angeben oder repräsentieren, wobei die Achslast in beispielhaften Ausführungsformen durch drei Werte dargestellt wird, welche der Belastung an dem Lenkreifen, dem Antriebsreifen und den Anhängerreifen entsprechen. Die Kraftübertragungsübersetzung umfasst ein sekundäres Getriebe, welches verwendet wird, die Übersetzung mechanisch an die Reifen zu koppeln, und ist in bestimmten, aber nicht in allen Fahrzeugen verfügbar. Wenn eine Kraftübertragungsübersetzung verfügbar ist, dann wird diese durch das fahrzeuggeschwindigkeitsbasierte Betriebskostenoptimierungsmodul 105 bei Bestimmen von Geschwindigkeitsempfehlungen berücksichtigt. Fahrzeugparameterdaten können momentane Werte von jedem dieser Parameter umfassen, wie zum Beispiel ein Fahrzeugmassewert, einen Luftwiderstandswert, und/oder einen Rollwiderstandswert. Bei beispielhaften Ausführungsformen werden die Motorkraftstoffdaten durch eine Motorenkraftstoffkarten-Nachschlagetabelle (look-up table, LUT) zur Verfügung gestellt, welche die Motorkraftstoffdaten enthält, die zum Beispiel von Motorleistungsmessungen unter verschiedenen Geschwindigkeits-/Drehmoment- und Steigungskombinationen gegenüber dem verbrauchten Kraftstoff erhalten werden. Das Motorenkraftstoffkennfeld LUT wird offline kalibriert und verkörpert das Verhältnis zwischen dem Motordrehmoment, Motordrehzahl, Steigung und Motorkraftstoffzufuhr. Unter Kenntnis des Fahrzeugantriebstrangsystems, wie zum Beispiel des Kraftübertragungsverhältnisses, des Übersetzungsverhältnisses, der Antriebsstrangsystemverluste, etc., können die Motorendrehzahl und das Motorendrehmoment bei einer bestimmten Steigung in eine Fahrzeuggeschwindigkeit und einen Gang umgewandelt werden. Daher kann ein Motorenkraftstofffeld LUT aus einem Motorenreibungskennfeld LUT erhalten werden. Alternativ kann ein auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Steigung basiertes Kennfeld durch Fahren des gegebenen Fahrzeugs mit festgelegten Geschwindigkeiten auf konstanten Steigungen erhalten werden, wie es zum Beispiel entweder in einer gesteuerten Einrichtung wie einer Fahrgestell-Dynotestzelle bereitgestellt ist, oder durch Simulieren der Steigung auf einer eben verlaufenden Straße unter Verwendung eines programmierbaren Dynoschleppanhängers. Separate Motorenkraftstoffdaten sind für Zustände verfügbar, in denen eine Motorbremsung aktiviert ist oder in denen eine Motorbremsung deaktiviert ist. Daten, die zumindest einen momentanen Fahrzeugbetriebszustand 120 angeben, werden auch als eine Eingabe an das fahrzeuggeschwindigkeitsbasierte Betriebskostenoptimierungsmodul 105 über das CEM-Modul 101 erhalten, zum Beispiel eine Eingabe an das Fahrzeugbetriebszustandsmodul 160. Die Fahrzeugbetriebszustandsdaten 120 umfassen Daten, welche die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit 221, die Reise- oder Fahrtzeit 222, die obere Geschwindigkeitsbegrenzung 223 und den Gang 224 angeben oder repräsentieren. Die obere Geschwindigkeitsbegrenzung (Vmax) ist eine Begrenzung, die einige Fahrzeugbesitzer auf ihren Fahrzeugen platzieren und kann geringer sein als die maximale gesetzlich erlaubte Geschwindigkeit für eine bestimmte Strecke. Beispielhafte Ausführungsformen nehmen an, dass der Fahrzeugbenutzer an der oberen Geschwindigkeitsbegrenzung oder in der Nähe davon fährt. Bei beispielhaften Ausführungsformen werden die aufzunehmenden Fahrzeugbetriebszustandsdaten über eine Fahrzeugbeobachtungs- und Positionssystem bereitgestellt, wie zum Beispiel eine GPS-Einheit 131 und/oder durch den Benutzer bereitgestellt. Beispielhafte Ausführungsformen sehen vor, den Betriebszustand und die Streckengeländedaten dynamisch in Echtzeit aufzunehmen oder durch „vorausschauende” oder durch vorausblickende Fenster einer bestimmten Strecke, wie zum Beispiel zwei Meilen, anzugeben. Indem Betriebszustandsdaten und Streckengeländedaten in diskreten Segmenten aufgenommen werden, werden, während sich das Fahrzeug über ein Einheitsentfernungsintervall bewegt, die Betriebszustandsdaten aufgenommen und das System wird aktualisiert, um, neben anderen Dingen, die Abweichungen von der geplanten Streckenabfahrung, wie zum Beispiel Streckenabweichungen, Abweichungen in der Fahrgeschwindigkeit, Änderungen in Verkehrsabläufen, etc. zu berücksichtigen. Das Fenster kann als ein vorbestimmtes Standardintervall gesetzt werden und/oder kann durch den Benutzer angepasst werden. Die Fenstergröße wird basierend auf einer gewünschten Datenauflösung und Verarbeitungsgeschwindigkeit gewählt. Daten, die zumindest ein Streckengeländeelement 130 angeben, werden auch als Eingabe an das fahrzeuggeschwindigkeitsbasierte Betriebskostenoptimierungsmodul 105 über das CEM-Modul 101 erhalten, zum Beispiel an das Straßengeländemodul 170. Die Straßengeländeelementdaten 130 umfassen Daten, die Geschwindigkeitsbegrenzungsänderungen 231, Bereiche von Ausfahrten 232, Orte von Tankstellen 233, Straßensteigung 234, Luftdichte 235, Verkehrsabläufe oder Stau 236, Position 237 und Höhe 238 anzeigen oder repräsentieren. Bei beispielhaften Ausführungsformen werden die Daten der Geschwindigkeitsbegrenzung und des Straßengeländes durch ein Advanced-driver-assistance-system (ADAS) geliefert, wie zum Beispiel solche, die durch Datenanbieter geliefert werden, wie zum Beispiel durch Systeme von E-Horizon^TM und NAVTEQ Traffic^TM; positionsbasierende Systeme, wie zum Beispiel ein GPS, können Daten über die Fahrzeugposition 237 bereitstellen. Straßengeländeelementdaten 130, wie zum Beispiel die Straßensteigung 234, die Höhe 238, die Änderungen der Geschwindigkeitsbegrenzung 231 und die Orte von Tankstellen 233 können im Voraus erhalten werden, um einen Schnappschuss der gesamten Strecke bereitzustellen. Daten, die auf mindestens eine Benutzereingabe 140 hinweisen, werden auch als eine Eingabe an das fahrzeuggeschwindigkeitsbasierte Betriebskostenoptimierungsmodul 105 über das CEM-Modul 101 empfangen, zum Beispiel an das Benutzereingabemodul 180. Die Benutzereingabedaten 140 umfassen Daten, die die Kraftstoffkosten 241, die Benutzerkosten 242, die Fahrtzeit 243, die Anfangs- und Endpunkte 244 und die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit 245, welche eine Geschwindigkeit ist, welche die gesetzliche Geschwindigkeitsbegrenzung nicht übersteigt und kleiner sein kann als diese. Beispielhafte Ausführungsformen fordern, dass die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit 245 die gleiche ist wie die obere Geschwindigkeitsbegrenzung 223. Ausgaben von dem fahrzeuggeschwindigkeitsbasierten Betriebskostenoptimierungsmodul 105 umfassen eine Bestimmung einer empfohlenen Geschwindigkeit 260 und eine Fahrer- oder Benutzerwertung 270.
4 ist ein Flussdiagramm, welches die Schritte des Verfahrens zur fahrzeuggeschwindigkeitsbasierten Betriebskostenoptimierung entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform darstellt. Das Verfahren umfasst zwei Schritte: Erstens, eine offline, das heißt erste, Grobauswertung und Optimierung wird über den gesamten Fahrzyklus/-Route durchgeführt; dann zweitens, während der Fahrzyklusausführung, werden fein abgestimmte Verbesserungen periodisch unter Benutzung eines sich bewegenden „vorausblickenden” Fensters während einer online, das heißt einer zweiten, Optimierung erreicht.
Vor der Verwendung wird die geschwindigkeitsbasierte Betriebskostenoptimierung 100 des Fahrzeugs mit bekannten Strecken- und Fahrzeugdaten gestartet, Schritt 300. Das System 100 kann vor der Ankunft des Benutzers gestartet werden oder durch eine Handlung des Benutzers ausgelöst werden, wie zum Beispiel durch Pressen eines Knopfes auf einer Benutzerschnittstelle, um die Optimierung zu starten. Ein Benutzer oder eine externe Quelle, wie zum Beispiel eine zentrale Datenbank, versorgt das Fahrzeug mit einem Streckenziel und einer geplanten Route und einer geplanten Fahrzeit; bekannte Streckengeländeelementdaten 130 werden über den Benutzer, eine Datenbank oder einen Anbieter von Daten aufgenommen, wie oben beschrieben. Bei beispielhaften Ausführungsformen kann der Benutzer Fahrzeugparameter 110 und Einstellungen dazu eingeben, wie das Fahrzeug sich auf der Strecke verhalten soll. Alternativ oder zusammen mit einer Eingabe des Benutzers können Fahrzeugparameter durch eine Datenbank bereitgestellt werden, welche Fahrzeuginformationen enthalten. Außerdem können Straßengeländeelementdaten 130, wie zum Beispiel eine Streckensteigung 234, Änderung der Geschwindigkeitsbegrenzung 231 und Orte von Tankstellen 233 im Voraus erhalten werden, um einen offline Schnappschuss der gesamten Route bereitzustellen. Die Daten werden dann in einer ersten offline Optimierung verarbeitet, um eine Schätzung der Kraftstoffwirschaftlichkeit bereitzustellen, neben einem Fahrzeuggeschwindigkeitsopimierungsvektor, welcher die Streckengeschwindigkeiten, die für die Kraftstoffwirtschaftlichkeit optimiert wurden, enthält. Generell wird die Offline-Optimierung der Systeme, d. h. Vorrichtungen, und Verfahren der vorliegenden Offenbarung vor oder zu Beginn einer Strecke durchgeführt. Alternativ oder zusätzlich dazu, kann die Offline-Optimierung zu jedem Punkt entlang der Strecke, auf der das Fahrzeug unterwegs ist, eintreten. Solch eine Möglichkeit ist benutzerfreundlich, wenn es erwünscht ist, eine verzögerte Optimierung oder Systemrekalibrierung oder einen Neustart/Neubeginn zu unternehmen. Beispielhafte Ausführungsformen verwenden eine Gewichtsfunktion beim Bestimmen der optimalen Geschwindigkeit, um den Fahrzeugimpuls während Bergab- und Bergauf-Abschnitten der Strecke zu berücksichtigen. Eingaben des fahrzeuggeschwindigkeitsbasierten Betriebskostenoptimierungssystems 100 werden durch ein Eingabeverarbeitungssignalmodul (nicht gezeigt) empfangen, welche die Daten zu einer Form verarbeiten, die durch das fahrzeuggeschwindigkeitsbasierte Betriebskostenoptimierungsmodul 105 benutzbar ist. Zum Beispiel kann das Eingabesignalverarbeitungsmodul Daten zu verschiedenen Einheiten übersetzen, Rauschen filtern, Vektoren aufteilen, etc.
Die Offline-Optimierung verwendet eine Darstellung des Fahrzeugs, welches in einer beispielhaften Ausführungsform eine Standard-Fahrzeugmodellierung verwendet, die dem Fachmann bekannt ist. Eine Implementierung verwendet ein Modell, wobei der Kraftstoffverbrauch über eine vorgegebene Strecke durch Differential-algebraische Relationen beschrieben werden, die Funktionen sind, neben anderen Dingen, der Fahrzeuggeschwindigkeit, das heißt der Geschwindigkeit, und Beschleunigung, des Gangs, der Streckensteigung, des Fahrzeugantriebsstrangs und der Motorenparameter. Das Modell wird optimiert für die geringsten Kosten durch Minimierung einer Abschätzung des Kraftstoffverbrauchs über die gesamte Route unter Verwendung der Reisefahrtzeit 222 als eine verwendete Einschränkung. Dieses kostenoptimierte Fahrzeugmodell (Kostenfunktion) wählt eine Fahrzeuggeschwindigkeit als eine Funktion der Strecke und Steigung aus, um den Kraftstoffverbrauch zu minimieren, welcher gegenüber den Benutzerkosten ausbalanciert wird. Zusätzlich zu den Kraftstoff- und Benutzerkosten können die Kosten die Fahrzeuggarantie umfassen, den Unterhalt, den Verschleiß, etc. Somit umfassen die beispielhaften Ausführungsformen all diese Kostenkomponenten und stellen dem Benutzer eine Optimierung der Geschwindigkeit bezüglich all dieser Parameter bereit. Beispielhafte Ausführungsformen minimieren den Kraftstoffverbrauch bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Getriebezustands durch Zugreifen auf ein Motorkennfeld.
Durch ein Fahrzeug geforderte Leistung ist in erster Linie eine Funktion des Fahrzeugbetriebszustands, welcher, neben anderen Dingen, die Fahrzeugmasse, die Fahrzeuggeschwindigkeit, den Rollwiderstand und das Getriebe in Verbindung mit momentanen Straßenbedingungen (Steigung, Luftwiderstand, Windgeschwindigkeit, Luftdichte, etc.) umfasst. Zum Beispiel wenn entweder die Geschwindigkeit oder die Steigung fällt beziehungsweise sich verringert, indem mit niedrigerer Geschwindigkeit gefahren wird oder indem bergab gefahren wird, wird das Fahrzeug weniger Leistung benötigen, um die vorgegebene Strecke zu durchfahren. Angesichts der Systemunwirtschaftlichkeiten, kann die Leistung in das Motordrehmoment übersetzt werden und das Fahrzeuggangsystem übersetzt die Fahrzeuggeschwindigkeit in die Motordrehzahl. Somit kann bei Kenntnis des Leistungsbedarfs, der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Gangs, durch Kopplung von diesem mit der Motorendrehzahl und dem Drehmoment ein bestimmter Punkt in dem Motorkennfeld ermittelt werden. Eine Änderung an einer Motorendrehzahlstelle auf dem Motorkennfeld wird eine Änderung in dem Motorendrehmoment benötigen, um die gleiche Ausgangsleistung zu erreichen. Und für einen vorgegebenen Punkt auf dem Motorkennfeld wird ein gewisser Kraftstoffbetrag benötigt werden. Durch Änderung des Punkts aus Motorendrehzahl und Drehmoment wird daher der Betrag des erforderlichen Kraftstoffs, um die gleiche ausgegebene Leistung bereitzustellen, variiert. Durch Erkennen oder Bestimmen der gewünschten Stelle auf dem Motorkennfeld kann eine äquivalente Geschwindigkeitsauswahl zurückberechnet werden. Dementsprechend kann die Minimierung des Kraftstoffverbrauchs durch Durchlaufen des Motorenkennfeldes realisiert werden, um die geeignete Kombination aus Motorendrehzahl und Drehmoment herauszufinden, um dem Leistungsbedarf zu genügen und den Kraftstoffverbrauch zu minimieren. Dieser minimierte Kraftstoffverbrauch wird gegenüber den Benutzerkosten ausbalanciert. Beispielhafte Ausführungsformen verwenden mathematische Techniken, um den minimalen Wert der Kostenfunktion beim Durchlaufen des Motorenkennfelds zu bestimmen. Solche mathematischen Minimierungstechniken sind dem Fachmann bekannt und können zum Beispiel Techniken wie „steilsten Abstieg”, nicht lineare Programmierung, genetische Algorithmen, etc. umfassen.
Während der Fahrt können vorgeplante Strecken durch den Benutzer geändert werden, wenn Straßenbedingungen, Wetter, Verkehr und andere unerwartete Situationen auftreten, die eine Streckenabweichung notwendig machen. Solche Abweichungen verursachen Fehler in der Offline-Optimierung, die während dem Systemstart ausgeführt wurde, Schritt 300 (oder anderswo). Abweichungen, die die Fahrzeuggeschwindigkeit beeinflussen, wie zum Beispiel Verkehrsabläufe, sind einschränkende Bedingungen, die im Betrieb ähnlich einer Geschwindigkeitsbegrenzungsbeschränkung sind. Um Vorgabeabweichungen und andere Umstände, die in Echtzeit auftreten, zu berücksichtigen, verwendet das fahrzeuggeschwindigkeitsbasierte Betriebskostenoptimierungsmodul 105 eine genaue Online-Optimierungsverarbeitung, eine beispielhafte Ausführungsform hierzu ist wie folgt: Wenn das Fahrzeug unterwegs ist, werden Streckeninformationen erhalten, Schritt 310, die über ein Fahrzeugüberwachungs- und Positionssystem, wie zum Beispiel eine GPS-Einheit 131, und/oder durch den Benutzer bereitgestellt werden. Solche Streckeninformationen bestätigen Daten, die zuvor gemäß der geplanten Route während einer Offline-Optimierung (Schritt 300) erhalten wurden und bieten eine Grundlage zur Korrektur von ungeplanten Streckenabweichungen, während die Strecke gefahren wird. Bei beispielhaften Ausführungsformen werden die Daten der Geschwindigkeitsbegrenzung und des Straßengeländes durch Anbieter von Daten bereitgestellt, zum Beispiel durch E-Horizon^TM und Navtec Traffic^TM-Vorrichtungen, wie oben beschrieben.
Während die Strecke durchfahren wird, prüft das Fahrzeugbetriebszustandsregelungssystem 100 ein Erscheinen eines vorausblickenden Fensters, Schritt 320, welches durch eine diskrete Strecke definiert ist. Bei jedem Auftauchen eines vorausblickenden Fensters wird eine Online-Optimierung durchgeführt. Wie oben ausgeführt, werden bei beispielhaften Ausführungsformen die Betriebszustands- und Streckengeländedaten dynamisch in Echtzeit durch ein „vorausschauendes” Fenster oder ein vorausblickendes Fenster einer bestimmten Entfernung, wie zum Beispiel von zwei Meilen, aufgenommen.
Beim Aufnehmen von Betriebszustands- und Straßengeländedaten in diskreten Abschnitten, während sich das Fahrzeug durch eine Streckeneinheit bewegt, werden Informationsdaten aufgenommen und das System wird auf den aktuellen Stand gebracht, um, neben anderen Dingen, die Abweichungen von der Offline-Optimierung zu korrigieren. Die Größe oder Strecke des vorausblickenden Fensters kann als ein Standardintervall eingestellt werden oder durch den Benutzer eingestellt werden. Die Fenstergröße wird basierend auf der gewünschten Datenauflösung und der Geschwindigkeit der Verarbeitung ausgewählt. Beispielhafte Ausführungsformen ermöglichen eine Offline-Optimierung mit einer groben Streckenauflösung, zum Beispiel 0,5 Meilen, wobei die Online-Optimierung innerhalb ihres definierten vorausblickenden Fensters mit einer Feinauflösung, zum Beispiel 0,1 Meilen, läuft.
Der Online-Optimierungsprozess empfängt Daten von dem Offline-Optimierungsprozess, um der Zielsetzung der Minimierung des Kraftstoffverbrauchs unter der Fahrtzeitbeschränkung, Schritt 330, zu genügen. Beispielhafte Ausführungsformen ermöglichen das Bestimmen eines neuen Fahrzeugoptimierungsvektors, der Geschwindigkeitsprofile als eine Funktion der Entfernung für die gesamte Strecke enthält und auf einem Offline-Fahrzeuggeschwindigkeitsoptimierungsvektor, welcher während der Offline-Optimierung bestimmt wurde. Beide, der neue und der Offline-Fahrzeuggeschwindigkeitsoptimierungsvektor, werden unter Berücksichtigung des Motorenkennfelds bestimmt, um den Kraftstoffverbrauch zu minimieren. Zum Beispiel wird der Geschwindigkeitsvektor von der offline, der groben, Strecke, verwendet, um die benötigte Zeit zu berechnen, um die Strecke für ein gegebenes „vorausblickendes”-Fenster während der online Optimierung zurückzulegen. Somit wird jedes Mal, wenn die online Optimierung durchgeführt wird, ein neuer Geschwindigkeitsvektor, der von der offline vorgeplanten Strecke erlangt wurde, berechnet und es wird somit sichergestellt, dass die Fahrzeit für die gesamte Route erfüllt wird. Die online Optimierung wird jedes Mal, wenn die Strecke des definierten vorausblickenden Fensters durchfahren wird, aktualisiert. Das online Optimierungsverfahren verwendet eine Darstellung des Fahrzeugs, die dem offline Optimierungsverfahren folgt und die Kostenfunktion in ähnlicher Weise minimiert, das heißt durch Durchlaufen des Motorkennfeldes. Und, wie oben angegeben, erhält das online Optimierungsverfahren seine Daten bei einer feinen Auflösung über einen diskreten Abschnitt der Strecke, das heißt während des vorausblickenden Fensters, innerhalb dessen die Positionierungs- und Straßengeländeinformationsgeräte einen Datenstrom bereitstellen, der in Echtzeit erhalten wurde. Ausgaben von der online Optimierung sind die empfohlene Referenzgeschwindigkeit und der empfohlene Gang.
Während einer Online-Optimierung eines „vorausblickenden” Fensters, wird auf Daten, die auf den momentanen Fahrzeugbetriebszustand hinweisen, zugegriffen, Schritt 340. Momentane Fahrzeugbetriebszustandsdaten umfassen zusätzlich Fahrzeit, momentane Fahrzeuggeschwindigkeit, die untere Zielgeschwindigkeit, die obere Geschwindigkeitsbegrenzung und das momentane Übersetzungsverhältnis. Beispielhafte Ausführungsformen ermöglichen die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit, welche von den Instrumenten aus dem Fahrzeug erhalten werden, wie zum Beispiel ein Geschwindigkeitsmesser und/oder ein Positionsanzeiger, wie zum Beispiel eine GPS-Einheit 131, die eine Messung der Änderung in Bezug auf die Position über die Zeit bereitstellt. Auf Daten, die ein Straßengeländeelement anzeigen, wird zugegriffen, Schritt 350. Straßengeländeelemente umfassen, sind aber nicht beschränkt auf Streckensteigung, Geschwindigkeitsbegrenzungsänderungen, Orte von Ausfahrten, Orte von Tankstellen, Luftdichte, Verkehrsabläufe, Position und Höhe. Auf Daten, die auf einen vorbestimmten Fahrzeugparameter hinweisen, wird auch zugegriffen, Schritt 360. Vorbestimmte Fahrzeugparameter umfassen, sind aber nicht beschränkt auf Fahrzeugmasse, Fahrzeugluftwiderstand, Fahrzeugrollwiderstand, Reibungskraft bei niedrigem Gang, Reifenumfang, Frontbereich des Fahrzeugs und Motorenkennfeld. Auf Daten, die eine Benutzereingabe angeben, wird auch zugegriffen, Schritt 370. Benutzereingaben, die Daten umfassen, sind aber nicht beschränkt auf Kraftstoffkosten, Benutzerkosten oder -ausgaben, Reisefahrzeit, Streckenanfangs- und Endpunkte und maximale Fahrzeuggeschwindigkeit. Daten, welche Straßengeländeelemente, vorbestimmte Fahrzeugparameter und Benutzereingaben angeben, werden in erster Linie während dem Systemstart, Schritt 300, erhalten, aber können aktualisiert oder zu jeder Zeit durch einen Benutzer oder über eine Netzwerkkommunikation geändert werden, wie zum Beispiel drahtlose Übertragungen über die Luft und während der online Optimierung. Daten werden kontinuierlich durch Systemkomponenten 100 geliefert und auf sie wird bei Bedarf zugegriffen, wie oben beschrieben.
Wenn Charakteristiken der Strecke und Eingaben bekannt sind, kann die Betriebskostenfunktion unter Verwendung einer Nachschlagetabellenbasierten Näherung (Verfahren 1) gelöst werden. In dieser Näherung wird eine Tabelle zum Bestimmen der Kraftstoffwirtschaftlichkeit FE als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit und Steigung festgelegt. Die Kraftstoffwirtschaftlichkeit wird dann in einer Kostenfunktion verwendet, die minimiert wird. Die Betriebskosten P können als die Benutzerkosten abzüglich Kraftstoffkosten ausgedrückt werden und können, in Teilelemente ausformuliert, eine Funktion der Kraftstoffkosten N, der Streckenlänge D, der Fahrzeit T, der Kraftstoffwirtschaftlichkeit FE und der Benutzerkosten C umfassen, und können gemäß Gleichung I ausgedrückt werden. P = D / TC – D / T N / FE (Gleichung I)
Die partielle Ableitung der Kosten in Bezug auf die Geschwindigkeit V_{Maximalgeschwindigkeit} ergibt
welche sich vereinfacht zu
wobei
gesetzt wird, um die Kosten in Bezug auf die Geschwindigkeit zu minimieren.
Weil Reisezeit und Kraftstoffwirtschaftlichkeit von dem Fahrzeugfahrzyklus und den Effizienzen des Antriebsstrangs abhängig sind, mag eine abgeschlossene formale Lösung der oberen Kostenfunktion nicht verfügbar sein und deswegen kann die Gleichung unter Verwendung von numerischen Methoden, die einem Fachmann bekannt sind, gelöst werden.
Wenn die Charakteristiken der Strecke und Eingaben nicht bekannt sind, kann die Benutzerkostenfunktion unter Verwendung eines Modellierungsansatzes (Verfahren II) gelöst werden. Eine technische Näherung wird dadurch realisiert, indem die Kraftstoffwirtschaftlichkeit proportional zum Luftwiderstand ist. Generell setzen sich Verluste aus vier Teilen zusammen: Luftwiderstand, Rollwiderstände an den Reifen, Gravitationskräfte aufgrund von Neigung oder Steigung und Beschleunigung (da Leistung aufgewendet wird, wenn das Fahrzeug beschleunigt oder abbremst). Die größte dieser Kräfte ist der Luftwiderstand, der eine Funktion des Quadrates der Fahrzeuggeschwindigkeit ist. Je schneller das Fahrzeug fährt, desto dominanter ist dieser Verlust in Bezug auf die anderen. Daher ist diese Näherung bei Langstreckenfahrten oder Autobahnbedingungen sehr präzise. Um diesen Modellierungsansatz zu erleichtern, ermöglichen beispielhafte Ausführungsformen die Kraftstoffwirtschaftlichkeit unter Testbedingungen zu messen, welche dann verwendet werden, um proportionale Messungen der Kraftstoffwirtschaftlichkeit während Onlinefahrtbedingungen bereitzustellen. Unter diesem Modell wird die Kostenfunktion P, welche eine Funktion der Treibstoffkosten N, der Streckenlänge D, der Fahrzeit T, der Kraftstoffwirtschaftlichkeit FE, der Benutzerkosten C und der Fahrzeuggeschwindigkeit V_{Maximalgeschwindigkeit} modelliert durch die Gleichung I, mit der gleichen partiellen Differentialgleichung und mit einer den Luftwiderstand betreffenden Näherung, welche in die Kraftstoffwirtschaftlichkeitsfunktion eingefügt ist. Mit dieser Näherung kann die Kraftstoffwirtschaftlichkeit FE auf dem Verhältnis von der Fahrzeugleistung während des Tests zu der Fahrzeugleistung während der Fahrt modelliert werden, und kann ausgedrückt werden als Funktion der Luftdichte ρ, des Fahrzeugluftwiderstands C_D, des Fahrzeugfrontbereichs A, d. h. der Fahrzeugfrontfläche A, und als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit V_{Maximalgeschwindigkeit}, was die Gleichung II ergibt,
Gleichung II
Alternative Ausführungsformen ermöglichen dem Benutzer auszuwählen, welches Verfahren beim Bestimmen der Kostenfunktion (Verfahren I oder Verfahren II) zu verwenden ist. Alternativ kann das System 100 eine Bewertung abgeben, was die Qualität der empfangenen Daten betrifft, wie zum Beispiel wenn ein Satellit offline ist, wodurch die Positionsdaten fehlerverdächtig werden. Für den Fall schlechter Datenqualität würde das System das Verfahren II wählen.
Ausgaben des fahrzeuggeschwindigkeitsbasierten Betriebskostenoptimierungsmoduls 105 umfassen eine Bestimmung des Fahrzeugbetriebszustands, nämlich eine empfohlene Geschwindigkeit 260 und eine Fahrer- oder Benutzerwertung 270. Die Fahrerwertung 270 ist ein Leistungsanzeiger, der ein Maß bereitstellt, wie gut der Fahrzeugbenutzer das Fahrzeug auf der empfohlenen Geschwindigkeit hält. Es kann auch dem Fahrer mit einem Hinweis auf Varianzen in den Kosten in Bezug auf die optimierte Geschwindigkeit bereitstellen. Auf diese Weise kann ein Fahrzeugbenutzer Kenntnis über die momentanen Kosten der Fahrleistung erhalten.
Die bestimmte optimierte Fahrzeuggeschwindigkeit kann dann zu einem Empfänger 400 kommuniziert werden, wie zum Beispiel einem Motorsteuerungsmodul (engine control modul, ECM) 102 und/oder einem Display/Anzeige 107. Beispielhafte Ausführungsformen ermöglichen die Erzeugung eines elektronischen Empfehlungssignals entsprechend der empfohlenen optimierten Fahrzeuggeschwindigkeit. Gewisse Ausführungsformen ermöglichen das Empfehlungssignal an eine Motorsteuerungseinheit (engine control unit, ECU) zu kommunizieren, für eine automatische Geschwindigkeitssteuerung des Fahrzeugs; andere Ausführungsformen ermöglichen das Empfehlungssignal an den Benutzer über das Display 107 zu kommunizieren, um manuelle Handlungen durch den Benutzer zu erleichtern. Die Anzeige 107 kann eine touch-screen-Schnittstelle zur bedienungsfreundlichen Dateneingabe sein und ist ausgebildet, neben anderen Dingen, die optimierten Fahrzeugbetriebsbedingungen und die Leistung einem Fahrzeugbenutzer anzugeben. Beispielhafte Ausführungsformen ermöglichen es, dass dem Benutzer Empfehlungen bezüglich Gaspedal und Bremssteuerung gegeben werden; das heißt die Anzeige kann Anweisungen übertragen wie zum Beispiel „Gasgeben empfohlen” oder „vom Gaspedal gehen empfohlen” oder „Bremsen empfohlen” oder „Runtergehen von der Bremse empfohlen” oder „Ausrollen empfohlen”.
Beispielhafte Ausführungsformen stellen ein System bereit, welches für die fahrzeuggeschwindigkeitsbasierte Betriebskostenoptimierung für ein Fahrzeug angepasst ist. Das System umfasst ein Fahrzeugparametermodul, welches Daten enthält, die mindestens einen vorbestimmten Fahrzeugparameter angeben, wobei der mindestens eine vorbestimmte Fahrzeugparameter mindestens eines umfasst aus: Fahrzeugmasse, Fahrzeugluftwiderstand, Fahrzeugrollwiderstand, Reifenumfang, Frontbereich des Fahrzeugs und Motorenreibung. Das System weist ferner ein Straßengeländemodul auf, welches Daten enthält, die mindestens ein Straßengeländeelement angeben, wobei das mindestens eine Straßengeländeelement mindestens eines umfasst aus: Änderungen der Geschwindigkeitsbegrenzung, Orte von Ausfahrten, Orte von Tankstellen, eine Straßensteigung, Luftdichte und Verkehrsstau. Das System umfasst auch ein Benutzereingabedatenmodul, welches Daten enthält, die mindestens eine Benutzereingabe angeben, wobei die mindestens eine Benutzereingabe eines umfasst aus: Kraftstoffkosten, Benutzerkosten, Fahrzeit, Ausgangs- und Endpunkte der Strecke um eine Strecke zu definieren, und maximale Fahrzeuggeschwindigkeit. Das System umfasst zusätzlich ein Fahrzeugbetriebszustandsmodul, welches Daten enthält, die mindestens zwei Fahrzeugbetriebszustände angeben, wobei die mindestens zwei Fahrzeugbetriebszustände die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit und die Straßensteigung umfassen. Und das System umfasst ein fahrzeuggeschwindigkeitsbasiertes Betriebskostenoptimierungsmodul, welches dazu eingerichtet ist, eine erste Optimierung, wobei ein Fahrzeuggeschwindigkeitsvektor anhand der zugegriffenen vorbestimmten Fahrzeugparameterdaten, der Straßengeländedaten und der Benutzereingabedaten bestimmt wird, durchzuführen und eine Onlineoptimierung durchzuführen, um eine optimierte Fahrzeuggeschwindigkeit anhand der momentanen Fahrzeugbetriebsdaten und dem Fahrzeuggeschwindigkeitsvektor zu bestimmen, um die Betriebskosten zu optimieren.
Beispielhafte Ausführungsformen stellen ein System und ein Verfahren zur fahrzeuggeschwindigkeitsbasierten Betriebskostenoptimierung bereit, welche in einer über einen Computer programmierbaren Software zu implementieren und auf einem Computerlesbaren Medium zu speichern sind. So eine Ausführungsform würde ein Computerlesbares Speichermedium umfassen, auf welchem durch einen Computer ausführbare Anweisungen codiert sind, welche bei Ausführung durch einen Prozessor das Verfahren zur Fahrzeugbetriebszustandsregelung ausführen, wie oben offenbart. Zudem sind viele Aspekte der Offenbarung als Abläufe von Handlungen beschrieben, die auszuführen sind durch Elemente eines Computersystems oder anderer Hardware, welche programmierte Anweisungen ausführen kann. Es ist zu verstehen, dass bei jeder dieser Ausführungsformen die verschiedenen Handlungen durch spezielle Schaltkreise ausgeführt werden könnten (zum Beispiel durch diskrete Logikgatter, die zum Ausführen einer speziellen Funktion miteinander verbunden sind), durch Programmanweisungen (Software), wie zum Beispiel Programmmodule, die auf einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt werden, oder durch eine Kombination von beiden. Darüber hinaus kann die Offenbarung außerdem als verkörpert in jeder Form eines Computer-lesbaren Trägers verstanden werden, zum Beispiel eines Festkörperspeichers, eines magnetischen Trägers und eines optischen Trägers, welche einen geeigneten Satz an Computeranweisungen enthalten, zum Beispiel Programmmodule, und Datenstrukturen, die bewirken würden, dass ein Prozessor die hierin beschriebenen Methoden ausführt. Ein Computer-lesbares Medium kann das Folgende umfassen: eine elektrische Verbindung mit einem oder mehreren Drähten, ein magnetischer Diskettenspeicher, magnetische Kassetten, magnetische Bänder oder andere magnetische Speichereinrichtungen, eine tragbare Computerdiskette, einen Arbeitsspeicher (random access memory, RAM), einen nur lesbaren Speicher (read-only memory, ROM), einen löschbaren programmierbaren nur lesbaren Speicher (erasable programmable read-only memory (EPROM oder Flash-Speicher) oder irgendein anderes Medium, mit dem Informationen speicherbar sind. Es ist anzumerken, dass die Vorrichtung der vorliegenden Offenbarung hierin mit verschiedenen Modulen und Einheiten, welche bestimmte Funktionen ausführen können, illustriert und beschrieben ist. Es sollte verstanden werden, dass diese Module und Einheiten bloß schematisch illustriert sind, basierend auf ihrer Funktion, zu Zwecken der Klarheit, und dass sie nicht notwendigerweise spezielle Hardware oder Software repräsentieren. In dieser Hinsicht können diese Module, Einheiten und andere Komponenten Hardware sein und/oder Software, welche dazu implementiert ist, ihre speziellen hierin beschriebenen Funktionen im Wesentlichen auszuführen. Die verschiedenen Funktionen der unterschiedlichen Komponenten können als Hardware- und/oder Software-Module in beliebiger Weise kombiniert oder getrennt sein und können getrennt oder in Kombination verwendbar sein. Die verschiedenen Aspekte der Offenbarung können daher in vielen verschiedenen Formen verkörpert sein und all diese Formen werden als innerhalb des Umfangs dieser Offenbarung erachtet.
Während verschiedene Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung gezeigt und beschrieben worden sind, ist zu verstehen, dass die Offenbarung nicht darauf beschränkt ist. Ferner kann die vorliegende Offenbarung durch den Fachmann geändert, modifiziert und weitergehend angewandt werden. Daher ist diese Offenbarung nicht auf die gezeigten und zuvor beschriebenen Details beschränkt, sondern umfasst auch alle diese Änderungen und Modifikationen.

Claims

Verfahren zur fahrzeuggeschwindigkeitsbasierten Betriebskostenoptimierung für ein Fahrzeug mit: – Zugreifen auf vorbestimmte Fahrzeugparameterdaten, die mindestens einen vorbestimmten Fahrzeugparameter angeben, wobei der mindestens eine vorbestimmte Fahrzeugparameter mindestens eines umfasst aus: Fahrzeugmasse, Fahrzeugluftwiderstand, Fahrzeugrollwiderstand, Reifenumfang, Frontbereich des Fahrzeugs und Motorenreibung; – Zugreifen auf Straßengeländedaten, die mindestens ein Straßengeländeelement angeben, wobei das mindestens eine Straßengeländeelement mindestens eines umfasst aus: Änderungen der Geschwindigkeitsbegrenzung, Orte von Ausfahrten, Orte von Tankstellen, eine Straßensteigung, Luftdichte und Verkehrsstau; – Zugreifen auf Benutzereingabedaten, die mindestens eine Benutzereingabe angeben, wobei die mindestens eine Benutzereingabe mindestens eines umfasst aus: Kraftstoffkosten, Benutzerkosten, Fahrzeit, Ausgangs- und Endpunkte der Strecke um eine Strecke zu definieren, und maximale Fahrzeuggeschwindigkeit; – Durchführen einer ersten Optimierung, wobei ein Fahrzeuggeschwindigkeitsoptimierungsvektor anhand der zugegriffenen vorbestimmten Fahrzeugparameterdaten, Straßengeländedaten und Benutzereingabedaten bestimmt wird; – Zugreifen auf momentane Fahrzeugbetriebsdaten, die mindestens zwei momentane Fahrzeugbetriebszustände angeben, wobei die mindestens zwei momentanen Fahrzeugbetriebszustände die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit und die Straßensteigung umfassen; und – Durchführen einer zweiten Optimierung, um eine optimierte Fahrzeuggeschwindigkeit anhand der momentanen Fahrzeugbetriebsdaten und des Fahrzeuggeschwindigkeitsoptimierungsvektors zu bestimmen, um die Betriebskosten zu optimieren.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit Erzeugen eines elektronischen Empfehlungssignals, welches der bestimmten optimierten Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht, und Kommunizieren der bestimmten optimierten Fahrzeuggeschwindigkeit an einen Empfänger.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Empfänger ein Motorsteuerungsmodul aufweist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Empfänger eine Anzeige aufweist, welche dazu eingerichtet ist, die optimierte Fahrzeuggeschwindigkeit einem Fahrzeugbenutzer anzuzeigen und ein Maß für die Leistung bezüglich der optimierten Fahrzeuggeschwindigkeit bereitzustellen.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Anzeige eine Touch-Screen-Schnittstelle aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Fahrzeuggeschwindigkeitsoptimierungsvektor ein Profil von Geschwindigkeitswerten aufweist, welche eine optimale Kraftstoffwirtschaftlichkeit über diskrete Abschnitte der Strecke ergeben, wobei die Abschnitte durch Änderungen der Geschwindigkeitsbegrenzung und der Steigung definiert sind, wobei die Geschwindigkeitswerte die optimale Kraftstoffwirtschaftlichkeit bezüglich der Betriebskosten bereitstellen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Durchführung der ersten Optimierung ein Lösen für einen Fahrzeuggeschwindigkeitsvektor über ein Motorkennfeld aufweist, um den Kraftstoffverbrauch bezüglich der Betriebskosten zu minimieren.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Betriebskosten Fahrzeugbetriebskosten und Benutzerausgaben aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Betriebskosten eine Funktion der Kraftstoffkosten, der Streckenlänge, der Reisezeit, der Kraftstoffwirtschaftlichkeit, und der Benutzerkosten aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Betriebskosten gemäß der Gleichung bestimmt werden: P = D / TC – D / T N / FE.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Durchführung der zweiten Optimierung das Zugreifen auf den ersten Fahrzeuggeschwindigkeitsoptimierungsvektor und das Bestimmen des neuen Fahrzeuggeschwindigkeitsbetriebszustandsvektors über das Motorkennfeld aufweist, um den Kraftstoffverbrauch bezüglich der Betriebskosten zu minimieren.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Betriebskosten auf einer Kraftstoffwirtschaftlichkeitsnachschlagtabelle basieren, wenn die Strecke und die Dateneingaben bekannt sind.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Betriebskosten auf einer Funktion einer aerodynamischen Last basieren, wenn die Strecke und die Dateneingaben unbekannt sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die momentanen Fahrzeugbetriebszustandsdaten in Echtzeit durch ein voraussehendes Zeitfenster eines diskreten Entfernungsintervalls erworben werden.
System, ausgebildet zur fahrzeuggeschwindigkeitsbasierten Betriebskostenoptimierung für ein Fahrzeug mit: – einem Fahrzeugparametermodul, welches Daten enthält, die mindestens einen vorbestimmten Fahrzeugparameter angeben, wobei der mindestens eine vorbestimmte Fahrzeugparameter mindestens eines umfasst aus: Fahrzeugmasse, Fahrzeugluftwiderstand, Fahrzeugrollwiderstand, Reifenumfang, Frontbereich des Fahrzeugs, und Motorenreibung; – einem Straßengeländeelementmodul, welches Daten enthält, die mindestens ein Straßengeländeelement angeben, wobei das mindestens eine Straßengeländeelement mindestens eines umfasst aus: Änderungen der Geschwindigkeitsbegrenzung, Orte von Auffahrten, Orte von Tankstellen, eine Straßensteigung, Luftdichte und Verkehrsstau; – ein Benutzereingabedatenmodul, welches mindestens eine Benutzereingabe angibt, wobei die mindestens eine Benutzereingabe eines umfasst aus: Kraftstoffkosten, Benutzerkosten, Fahrzeit, Ausgangs- und Endpunkte der Strecke um eine Strecke zu definieren, und maximale Fahrzeuggeschwindigkeit; – Fahrzeugbetriebszustandsmodul, welches Daten enthält, die mindestens zwei Fahrzeugbetriebszustände angeben, wobei die mindestens zwei Fahrzeugbetriebszustände die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit und die Straßensteigung umfassen; und – ein fahrzeuggeschwindigkeitsbasiertes Betriebskostenoptimierungsmodul, welches dazu eingerichtet ist: Durchführen einer ersten Optimierung, wobei ein Fahrzeuggeschwindigkeitsvektor anhand der zugegriffenen vorbestimmten Fahrzeugparameterdaten, der Straßengeländedaten und der Benutzereingabedaten bestimmt wird; und – Durchführen einer zweiten Optimierung, um eine optimierte Fahrzeuggeschwindigkeit anhand der momentanen Fahrzeugbetriebsdaten und des Fahrzeuggeschwindigkeitsvektor zu bestimmen, um die Betriebskosten zu optimieren.
System nach Anspruch 15, wobei das fahrzeuggeschwindigkeitsbasierte Betriebskostenoptimierungsmodul dazu eingerichtet ist, ein elektronisches Empfehlungssignal, welches der bestimmten optimierten Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht, zu erzeugen und die bestimmte optimierte Fahrzeuggeschwindigkeit an einen Empfänger zu kommunizieren.
System nach Anspruch 16, wobei der Empfänger ein Motorsteuerungsmodul aufweist.
System nach Anspruch 17, wobei der Empfänger eine Anzeige aufweist, welche dazu eingerichtet ist, die optimierte Fahrzeuggeschwindigkeit einem Fahrzeugbenutzer anzuzeigen und ein Maß für die Leistung bezüglich der optimierten Fahrzeuggeschwindigkeit bereitzustellen.
System nach Anspruch 15, wobei der Fahrzeuggeschwindigkeitsoptimierungsvektor ein Profil von Geschwindigkeitswerten aufweist, welche eine optimale Kraftstoffwirtschaftlichkeit über diskrete Abschnitte der Strecke ergeben, wobei die Abschnitte durch Änderungen der Geschwindigkeitsbegrenzung und der Steigung definiert sind, wobei die Geschwindigkeitswerte die optimale Kraftstoffwirtschaftlichkeit bezüglich der Betriebskosten bereitstellen.
System nach Anspruch 16, wobei die Durchführung der ersten Optimierung ein Ermitteln eines Fahrzeuggeschwindigkeitsvektors über ein Motorkennfeld zur Minimierung des Kraftstoffverbrauchs bezüglich der Betriebskosten umfasst.
System nach Anspruch 20, wobei die Betriebskosten Fahrzeugbetriebskosten und Benutzerausgaben umfassen.
System nach Anspruch 20, wobei die Betriebskosten eine Funktion der Kraftstoffkosten, der Streckenlänge, der Reisezeit, der Kraftstoffwirtschaftlichkeit und der Benutzerkosten umfassen.
System nach Anspruch 22, wobei die Betriebskosten gemäß der Gleichung bestimmt werden: P = D / TC – D / T N / FE.
System nach Anspruch 20, wobei die Durchführung der zweiten Optimierung das Zugreifen auf den ersten Fahrzeuggeschwindigkeitsoptimierungsvektor und das Bestimmen eines neuen Fahrzeuggeschwindigkeitsbetriebszustandsvektors über das Motorkennfeld zur Minimierung des Kraftstoffverbrauchs bezüglich der Betriebskosten umfasst.
System nach Anspruch 16, wobei die momentanen Fahrzeugbetriebszustandsdaten in Echtzeit über ein voraussehendes Zeitfenster eines diskreten Entfernungsintervalls aufgenommen werden.
Computerprogrammprodukt mit einem für Computer nutzbares Medium, auf welchem ein Computer-lesbarer Programmcode zur fahrzeuggeschwindigkeitsbasierten Betriebskostenoptimierung für ein Fahrzeug gespeichert ist, wobei der Computer-lesbare Programmcode aufweist: – Computer-lesbarer Programmcode zum Zugreifen auf Daten, die mindestens einen vorbestimmten Fahrzeugparameter angeben, wobei der mindestens eine vorbestimmte Fahrzeugparameter mindestens eines umfasst aus: Fahrzeugmasse, Fahrzeugluftwiderstand, Fahrzeugrollwiderstand, Reifenumfang, Frontbereich des Fahrzeugs und Motorenreibung; – Computer-lesbarer Programmcode zum Zugreifen auf Daten, die mindestens ein Straßengeländeelement angeben, wobei das mindestens eine Straßengeländeelement mindestens eines umfasst aus: Änderungen der Geschwindigkeitsbegrenzung, Orte von Ausfahrten, Orte von Tankstellen, Straßensteigung, Luftdichte und Verkehrsstau; – Computer-lesbarer Programmcode zum Zugreifen auf Daten, die mindestens eine Benutzereingabe angeben, wobei die mindestens eine Benutzereingabe mindestens eines umfasst aus: Kraftstoffkosten, Benutzerkosten, Fahrtzeit, Ausgangs- und Endpunkte der Strecke um eine Strecke zu definieren, und maximale Fahrzeuggeschwindigkeit; – Computer-lesbarer Code zum Durchführen einer ersten Optimierung, wobei ein Fahrzeuggeschwindigkeitsoptimierungsvektor anhand der zugegriffenen vorbestimmten Fahrzeugparameterdaten, Straßengeländedaten und der Benutzereingabedaten bestimmt wird; – Computer-lesbarer Programmcode zum Zugreifen auf Daten, die mindestens zwei momentane Fahrzeugbetriebszustände angeben, wobei die mindestens zwei momentanen Fahrzeugbetriebszustände die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit und die Straßensteigung umfassen; und – Computer-lesbarer Programmcode zum Durchführen einer zweiten Optimierung, um eine optimierte Fahrzeuggeschwindigkeit anhand der momentanen Fahrzeugbetriebsdaten und des Fahrzeuggeschwindigkeitsoptimierungsvektors zu bestimmen, um die Betriebskosten zu optimieren; und – Computer-lesbarer Programmcode zum Kommunizieren der optimierten Fahrzeuggeschwindigkeit und Kommunizieren der bestimmten optimierten Fahrzeuggeschwindigkeit an einen Empfänger.
Computerprogrammerzeugnis nach Anspruch 26, ferner mit einem Computer-lesbaren Programmcode zum Ausschalten des fahrzeuggeschwindigkeitsbasierten Betriebskostenoptimierungsprogramms als Antwort auf einen von dem Benutzer gestarteten Vorgang.