EP3639246A1 - Verfahren zur optimierung der fahrt eines kraftfahrzeugs auf einer fahrstrecke - Google Patents

Verfahren zur optimierung der fahrt eines kraftfahrzeugs auf einer fahrstrecke

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Publication number
EP3639246A1
EP3639246A1 EP18731383.8A EP18731383A EP3639246A1 EP 3639246 A1 EP3639246 A1 EP 3639246A1 EP 18731383 A EP18731383 A EP 18731383A EP 3639246 A1 EP3639246 A1 EP 3639246A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vehicle
motor vehicle
current
motor
route
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP18731383.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas SCH NHAAR
Robert DR. M LLER
Robert THEILACKER
Henrik C DR. B LAU
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP3639246A1 publication Critical patent/EP3639246A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C5/00—Registering or indicating the working of vehicles
    • G07C5/008—Registering or indicating the working of vehicles communicating information to a remotely located station
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/02—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to ambient conditions
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C5/00—Registering or indicating the working of vehicles
    • G07C5/08—Registering or indicating performance data other than driving, working, idle, or waiting time, with or without registering driving, working, idle or waiting time
    • G07C5/0841—Registering performance data
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C5/00—Registering or indicating the working of vehicles
    • G07C5/004—Indicating the operating range of the engine

Definitions

  • the present invention relates to a method for optimizing the travel of a motor vehicle on a driving route according to the preamble of claim 1.
  • DE 10 2004 002 493 A1 discloses an operating data acquisition for evaluating the route behavior of a motor vehicle. In this case, for example, the average speed, maximum speed, stop time and the number of changes between accelerator pedal and brake pedal actuations the Routing sections between two vehicle stops assigned.
  • DE 10 2004 002 492 B4 discloses an operating data acquisition for evaluating the thermal component load of motor vehicle components.
  • the temperature of motor vehicle components or an operating medium is taken into account, but also the recorded Auffilspannen and Abkühlspannen.
  • the procedure is onboard and the data acquisition can be done by data storage by means of the transmission control unit.
  • DE 10 2004 002 496 B4 discloses another operational data acquisition method for evaluating the energy or fuel consumption of motorized motor vehicles. In this case, essentially the downtimes with running drive motor are included in the evaluation. Again, it is proposed to store the corresponding data resulting from the evaluation in the transmission control unit.
  • DE 10 2004 002 495 A1 describes an operating data acquisition method for evaluating the drive energy consumption of motor-driven motor vehicles while taking the driver's behavior into account.
  • the rating is based on the number of stops per kilometer or average speed. It is proposed to compare the fuel consumption of two vehicles having traveled the same distance with an almost identical number of stops per kilometer and an identical average speed, because it is crucial for the fuel consumption whether this route has been driven dynamically or with foresight.
  • the frequency of load changes has an impact on ride comfort, which is important when transporting passengers.
  • the data can in turn be stored in the transmission control unit.
  • DE 100 55 795 A1 discloses a method for determining the fuel consumption in motor vehicles, wherein the fuel consumption from the current operating data and characteristics of the internal combustion engine is determined, and wherein at least the current injection quantity is determined and determined from this the currently indexed, the engine-outputable torque becomes.
  • WO 201 1/154082 A1 describes a method for setting switching points in a transmission or for increasing the torque of an electric drive machine, wherein a provided in the transmission kick-down function is selectively switched on and off, depending on various detected boundary conditions, such as current road gradient, the current speed and the current vehicle acceleration.
  • DE 10 2008 040 284 A1 discloses a method for acquiring predetermined data during the operation of a motor vehicle, wherein the acquired data is detected and evaluated driver-dependent. Depending on the evaluation of the driving style, optimization instructions can be output to the driver in question.
  • the ascertained driving style of each driver or functions or settings desired by the respective driver can be stored on an internal storage medium or on an external storage medium. It is thus possible for the personal driving style or functions or settings desired by the respective driver to be transmitted via the storage medium to the control unit of the vehicle before the start of the journey.
  • the driving style determined in each case for a driver can be adapted to a predetermined desired driving mode, to a driving route or to a load.
  • the data can be stored and transmitted by means of a central device, the data transmission being wireless between the central device and an external control device.
  • DE 10 2008 040 284 A1 also describes the possibility that a fleet company can determine certain desired behavior for the driver, for example with regard to a fuel-saving driving style or a time-optimized driving style. These desired behavior can also be stored or specified on a storage medium so that the vehicles can be individualized. The individualization can also be carried out depending on the route, the load or the respective customer.
  • the individualization of the respective vehicle has the advantage that a driver who changes the vehicle always experiences the same vehicle behavior.
  • the route-dependent individualization allows, for example, that the fast switching dynamics is switched off in the transmission control and is switched with a slightly longer switching time, when it is a level on the route, so that the ride is comfortable.
  • the individualization of the vehicle depending on the driving style is preferably carried out by controlling the engine and the transmission.
  • the distance-dependent setting further allows the vehicle to be stopped shortly before a stop, for example at a traffic light or at intersections, can roll without the foot brake must be used.
  • the use of a retarder can be optimized.
  • DE 10 2010 048 325 A1 also deals with the evaluation of the driving style of a vehicle driver of motor vehicles, in particular of commercial vehicles.
  • the driver is displayed as a function of a driving style evaluation information, wherein the display takes into account a learning progress of the driver to motivate the driver to accept proposed by the system changes, so that a particularly consumption-friendly and wear-reducing driving style can be achieved.
  • DE 10 201 1 1 17 025 A1 discloses a method for controlling the operation of a vehicle, wherein the vehicle has a vehicle control, engine control and transmission control, so that the drive of the vehicle itself or the drive or the operation of auxiliary equipment provided in the vehicle in response to certain control variables can be controlled by varying manipulated variables.
  • the document is based on known control methods, which consider the nature, in particular topography of the route, which will cover the vehicle from its current position next, so that the control can be optimized accordingly, for example by adaptation of switching programs. It is proposed to continuously record the position of the vehicle and to store it together with correspondingly assigned operating data of the vehicle.
  • the control of the operation of the vehicle can be performed in a later driving through the same position in dependence on the stored operating data, so to speak the best driving behavior for a certain distance to be learned.
  • the stored route profile allows the future operation of the optimized operation of the vehicle, for example, in terms of fuel consumption or emissions of the vehicle. It is also possible to use the knowledge of the upcoming section for functions such as the so-called sailing operation or specifically to use an engine drag torque to decelerate the vehicle.
  • the method is particularly suitable for line vehicles, such as city buses, which are repeatedly moved over the same routes over most of their lifetime.
  • variables available in the vehicle can be used, for example the closed state of the doors in order to optimally capture the usual, repeatedly setting boundary conditions for the vehicle on certain routes and to use them in future to optimize vehicle control.
  • DE 10 2005 025 271 A1 discloses a method and a device for classifying the driving style of a driver in a vehicle.
  • driving style-indicative measured variables are recorded, which are evaluated and stored to determine driving characteristic parameters, and the driving characteristics of the driver are transposed
  • At least two vehicles are permanently assigned to a vehicle collective and the driving characteristics of the respective driver of the at least two vehicles of the at least one vehicle collective are compared with each other to determine a driver list and the driver list is output, either in a central station or in the vehicles.
  • the driving characteristics can also be converted into points and the points achieved by the driver as positive or negative Score compared to all drivers of the associated vehicle collective.
  • the present invention is therefore based on the object of specifying a method for optimizing the travel of a motor vehicle on a driving route, which achieves even better results in practice than the known methods.
  • the motor vehicle is provided with sensors which detect current local state variables of the vehicle, the route on which the vehicle is currently located, or a vehicle environment.
  • the detected state variables of the vehicle typically include variables such as the vehicle speed, the acceleration and / or the current fuel consumption.
  • the local state variables of the route that is to say the route section of the route which the vehicle is currently passing over, typically include variables such as the gradient, the road condition and / or the extent of moisture on the route.
  • the local state variables of the vehicle surroundings typically include variables such as the distance to a preceding vehicle, the traffic density, the number of lanes and / or the type of road being traveled, that is to say the distinction between overland road, motorway or inner city road.
  • a transmission unit in the motor vehicle, which transmits the detected current local state variables to a central processing unit outside the motor vehicle.
  • the central processing unit evaluates the transmitted local state variables and sends data back to the motor vehicle as a function of this evaluation.
  • the data transmission between the central processing unit and the local processing unit can take place in real time or periodically at any interval.
  • the central processing unit can also initiate an update of the local arithmetic unit in order, for example, to improve its functionality.
  • the returned data include control data for controlling a drive motor and / or transmission of the motor vehicle.
  • control data for controlling a drive motor and / or transmission of the motor vehicle.
  • the drive of the motor vehicle is adjusted and / or a driver of the motor vehicle is displayed in response to this control data default data for driving the drive motor and / or transmission.
  • the dependency can also be that the control data are displayed directly as default data.
  • the method according to the invention thus not only centrally evaluates and compares data from different motor vehicles, as in the past, for example, to create a driver list which, if it is accessible to the driver, can then lead to a motivation boost for the driver. But by the fact that the evaluation of the local state variables detected in the vehicle is used, directly or via To specifically intervene the driver in the vehicle control, an even more extensive optimization of the ride can be achieved.
  • the computing power of the central processing unit available in the method according to the invention wherein the central processing unit need not be a single computer or server, but the central processing unit can also be formed by a group of computers or servers, for example, an Internet-based Cloud solution is considered and the central processing unit is formed by the cloud, allows the consideration and evaluation of many local and especially global boundary conditions in the optimization of the driving of the motor vehicle on its route. This can be done a very well coordinated control intervention in the control of the drive motor and / or transmission.
  • the fuel saving potential can be increased by the fact that the startup is done with a targeted depending on the detected states selected combination of coasting and sailing operating phases.
  • a pulse-and-glide method can be used in which the vehicle is not kept at a constant speed, but is accelerated within a hysteresis to a speed slightly faster than desired, and then sail until the speed is at a constant speed Minimum limit has fallen. Then the vehicle can then be accelerated back to the slightly higher speed, etc.
  • a prioritization of the various considered defaults or desires can take place and in the control of the drive motor and / or transmission the defaults and desires are weighted according to the given prioritization, for example by means of a correspondingly assigned factor which determines to what extent a specification is implemented.
  • the most important criterion can be punctuality, with a correspondingly high weighting.
  • the control is changed in such a way that the time lag can be made good, for example by virtue of the fact that a comparatively stronger one is available Acceleration of the vehicle is set, even if this is at the expense of the desired low-consumption driving goes. Conversely, if the vehicle is ahead of schedule, the maximum allowable acceleration or speed may be reduced until punctuality is restored.
  • the method can therefore advantageously balance the current space-time position of the motor vehicle in combination with the expected influences of the current traffic situation on the route ahead of the motor vehicle with purely economic considerations and incorporate it into the control data.
  • Motor vehicles differ in their interpretation of each other.
  • the drive motors have different powers and maps.
  • the most efficient driving style of a motor vehicle is therefore also dependent on the respective vehicle designs. Depending on the design, it makes sense to reach the target speed faster in order to drive at a constant speed as long as possible, or, if the currently required speed is not optimal for the existing vehicle, to select a comparatively lower acceleration in order to slow the target speed to reach.
  • the vehicle design with the associated characteristic maps, in particular the power consumption characteristic map of the drive motor can thus be an important boundary condition for the calculation of the ideal speed or acceleration. Accordingly, it is advantageous if such boundary conditions are stored in a database to which the central processing unit has access.
  • the central processing unit in the evaluation of the transmitted state variables, recorded further database values stored in a database and / or global sensors currently provided by other motor vehicles or outside the motor vehicle, and taken into account at the central processing unit current global state variables.
  • said boundary conditions for example the power consumption map
  • said boundary conditions can also be learned by the vehicle, so that the characteristic map stored for a specific vehicle can be adapted to the actual situation on the basis of detected state variables.
  • the learning can be carried out in particular on a repeatedly traversed by the motor vehicle route, so that in a later renewed driving through the route, the learned boundary conditions for an optimized control can be used.
  • the motor vehicle is not necessarily the most economical on the intended route. According to one embodiment of the invention, it is therefore provided that it is determined from the detected current local state variables and in particular from further database values stored in a database and / or global state variables whether replacement of the current vehicle by another vehicle makes sense for future driving on the route is. It may not be necessary to replace the entire motor vehicle, but under certain circumstances, an exchange or retrofitting of one or more vehicle components comes into consideration. Such a meaningful exchange can then be displayed or transmitted to a fleet operator.
  • tender-related properties for a particular route can be taken into account, for example, whether the vehicle must be a high-floor or low-floor vehicle, which exhaust emission standard must be complied with, the required number and type of doors, seats, etc.
  • a driver comparison system can be supplied with data in order to generate a ranking list of the drivers, which can then be displayed to the drivers of a route network, a fleet company or drivers grouped together in other groups.
  • the detected current local state variables are preferably transmitted together with the vehicle characteristic values identifying the motor vehicle and / or components of the motor vehicle to the central processing unit.
  • the database stored drive motor-specific characteristics such as an operating map of the drive motor, in particular in the form of a power-consumption map for different types of drive motors and / or transmission-specific characteristics such as the ratios of different gear ratios of the transmission for different transmission types and / or others Vehicle component-specific parameters for different, but usually similar vehicle components according to the identifying characteristic values transmitted by the vehicle to be considered and included in the preparation of the control data as a function of the concrete provided in the vehicle components or depending on the engine and / or transmission type.
  • Vehicle characteristics identifying the components of the motor vehicle may, for example, be characteristic values which describe whether the motor vehicle is provided with a hybrid system and / or a sustained brake, which capacity and / or state of charge an onboard electric energy store has, thus to optimally control recuperation, and the like.
  • the deposit of parameters for various equivalent vehicle components makes it possible for them locally, that is aboard the Vehicle only needs to be recognized whether a particular vehicle component is present or not or which vehicle component is present, and all other data and characteristics for this vehicle component can then be made available from the database.
  • the vehicle characteristics advantageously comprise a motor vehicle type, a drive motor type of the drive motor provided in the motor vehicle, a transmission type of the gear provided in the motor vehicle, by means of which drive power is transmitted from the drive motor to drive wheels, the maximum power and / or a map of the drive motor, in particular consumption-performance map , the number of gears and / or
  • the local state variables are advantageously the current power output of the drive motor provided in the motor vehicle, the current gear of the transmission provided in the motor vehicle, the current fuel consumption of the drive motor, the current driving speed of the motor vehicle and / or the current motor vehicle acceleration, current local weather conditions current distance of the motor vehicle to a vehicle in front and / or current
  • Speed restrictions can generally be detected via sensors in the vehicle, which can detect traffic signs, and / or be made available by a traffic control system, which is advantageously connected to the central processing unit or makes available corresponding data.
  • a traffic control system which is advantageously connected to the central processing unit or makes available corresponding data.
  • at least one local computing unit is provided in the motor vehicle, which evaluates current local state variables and the activation of the engine and / or transmission and / or the display of the default data are additionally effected as a function of the state variables evaluated by the local computing unit.
  • a hybrid computing power in the control of the motor vehicle engine or transmission namely with a proportion of the computing power provided locally on board the motor vehicle and a proportion of the computing power provided outside the motor vehicle in the at least one central computing unit.
  • the traffic volume and / or traffic disruptions on a section of the route ahead of the motor vehicle come into consideration as global state variables, weather conditions on a section of the route ahead of the motor vehicle and / or the predetermined arrival time of the motor vehicle at a predetermined destination the route, which may be at the destination point also an intermediate destination on the route.
  • the global state variable may in particular include the number of persons who are located at least one stop, which is positioned on a portion of the route lying ahead of the motor vehicle.
  • an occurrence probability for the respective stop can be stored in the database, which indicates with what probability the persons at the stop carry a season ticket and / or with what probability the persons present at the stop receive a ticket when entering the motor vehicle solve or buy.
  • long-term ticket holders stop the driver at the stop for less than persons who have to release a ticket.
  • the global state variable includes, for example, current switching phases and / or signals of traffic lights, which are positioned on a portion of the route ahead of the motor vehicle.
  • Corresponding data can for example be made available by a traffic control system or, in the case of a possibility of influencing, transmitted to the traffic control system.
  • the central processing unit is advantageously connected to the traffic control system, for example via the Internet.
  • control data for controlling the drive motor and / or transmission advantageously comprise or determine at least one or more of the following variables:
  • An accelerator characteristic for driving the drive motor a shift program or the shift behavior and / or a gear to be engaged;
  • a vehicle-to-vehicle data exchange may additionally take place and the data exchanged with each other may be included in the control of the engine and / or the transmission. If the driver is shown how he should control the vehicle, then it can be monitored whether and / or to what extent the driver adheres to the specifications. This can be included in a driver rating. In doing so, compliance can be prioritized to the extent that specifications that have an effect on the safety of the vehicle are included more strictly in the assessment than requirements for the exhaustion of a savings potential. Other prioritizations and categorizations are of course possible, for example, it can also be taken into account whether the requirement affects the punctuality.
  • a part of the control data sent back to the vehicle is displayed to the driver to implement it in the driving of the drive motor and / or transmission, and another part of the control data is used directly for automatically driving the drive motor and / or transmission ,
  • the control data to be taken into account by the driver include those which have a significant effect on safety and punctuality, whereas the automatically implemented control data have an effect, in particular, on other target variables, for example a low-consumption driving style.
  • the central processing unit is denoted by 1, the local processing unit by 2.
  • the local processing unit 2 receives position data of the vehicle, for example from a satellite-based navigation system with a corresponding receiver on board the vehicle. It also receives the distance to at least one preceding vehicle, for example from a radar distance system. Further, data of a traffic control system, the current inclination of the road, the engine state, the transmission state, the state of an accelerator pedal, the state of a brake pedal, route data, and timetable data are read into the local arithmetic unit.
  • the list is exemplary, not exhaustive and not mandatory.
  • the local arithmetic unit loads at least part of the read-in data into a cloud, made available by the at least one central arithmetic unit 1.
  • the central arithmetic unit 1 which has a greater computing power than the local arithmetic unit 2, calculates the optimal parameters for controlling the drive motor and / or transmission from the supplied data and generates corresponding control data which returns to the motor vehicle, in particular the local arithmetic unit 2 or the same the gearbox not shown here and / or the drive motor or a corresponding transmission and / or engine control unit, not shown here, are sent in order to optimize the control accordingly.
  • certain data of the central processing unit 1 may also be supplied differently than from the local processing unit 2. This concerns, for example, data such as the route, the timetable, the traffic volume and / or the passenger traffic.
  • the corresponding data can be detected by sensors / systems provided outside the motor vehicle or by other motor vehicles or can also be entered by an operator of the system.
  • the local computing unit 2 can exchange data with other local computing units of other vehicles. Likewise, a corresponding data exchange between the central processing unit 1 and the local processing units of other vehicles take place.
  • a logic for optimizing the activation can be stored in the local arithmetic unit 2. This generates, for example, a maximum allowable acceleration as a function of the current vehicle speed and / or road gradient and / or a maximum allowable deceleration as a function of the current vehicle speed and / or road gradient.
  • the logic avoids overbraking and / or speeding, and may optionally correct driver error in driving, such as when the driver has engaged in the wrong gear or has set an incorrect key shift position for gear selection. In particular, idling times, ie idle times with the engine running are avoided.
  • the logic may have a learning functionality to independently learn the ideal, in particular the aforementioned variables when driving through the predetermined route to use the result for other vehicles or later re-driving through the route. So that the motor vehicle can be driven ahead, the information about the upcoming route including the route profile is advantageous. In the case of an existing navigation device with active route guidance, this information can be provided by the navigation device. Alternatively, the route can be learned. This is possible for all applications in which the motor vehicle regularly leaves the same route, or when other vehicles can provide the information. The current GPS position and the resulting route are stored and compared with already stored route records. If both route records match for a certain period of time, the route ahead can be determined.
  • an additional data exchange of learned routes between the vehicles is advantageously used.
  • the data exchange can take place via the central processing unit or cloud with existing Internet connection of the vehicles, by a vehicle-to-vehicle communication, when two vehicles are coupled together, for example via WLAN and / or Bluetooth, or manually.
  • the current setpoint / actual position is continuously adjusted. If a vehicle is ahead of its schedule, a correspondingly slower driving is recommended or set.
  • the current traffic situation which prevails on the upcoming route section, ie a section of the route still to be traveled by the vehicle, can also be included. If a vehicle is behind its schedule, faster driving may be recommended or adjusted within the permitted speed limit. This may also be provided without a timetable if the driver specifies a latest arrival time.
  • a traffic light condition detection can be done, for example, via a traffic control system and the central processing unit and / or the local processing unit are supplied.
  • a signal for engaging and disengaging the driver can not only be visualized, but also sent to a transmission control unit, so that the sailing operation is set fully automatically.
  • a logic may be provided, according to which the current fuel consumption of the drive motor of the vehicle and a comparison characteristic number are evaluated in order to compare different vehicles, drivers and routes.
  • the consumption per driver, per vehicle and per route can be recorded at corresponding times. These quantities can be used to calculate and monitor the fuel consumption of individual vehicles on individual routes, individual drivers on vehicles, the development of drivers and, ultimately, the development of total consumption.
  • An important component of success is the cooperation of the drivers.
  • the drivers should share in the success. This can be over a ranking of drivers is made, the ranking is advantageous not only the absolute consumption values taken into account, but for example by means of a number of values, the different boundary conditions on different routes and at different times offsets. However, it is usually important to include in the ranking how exactly the driver has kept to his specifications and recommendations.
  • driver identification is necessary for the evaluation of the driver. This is possible, for example, via a driver card or an automatic or manual registration of the driver in the vehicle.
  • Assessing the driver's foresighted and quiet driving may result in an assessment of the driver's safety performance.
  • the data transmission between the central processing unit 1 and the local processing unit 2 can be varied, for example via GSM / G3 / LTE network and / or WLAN.
  • vehicle-to-vehicle communication can additionally be provided, via which corresponding data is exchanged, for example about the current traffic situation, learned route information and / or
  • control data or the manipulated variables which are adapted for example in the control of the drive motor and / or the transmission, in addition to the aforementioned acceleration limitation and Speed linning in particular also the switching on and off of a kick-down function and / or a scaling of the characteristic of an accelerator pedal and / or brake pedal.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung der Fahrt eines Kraftfahrzeugs auf einer Fahrstrecke, wobei - das Kraftfahrzeug mit Sensoren versehen ist, welche aktuelle lokale Zustandsgrößen des Fahrzeugs, der Fahrstrecke und/oder einer Fahrzeugumgebung erfassen; - eine Sendeeinheit im Kraftfahrzeug vorgesehen ist, welche die erfassten aktuellen lokalen Zustandsgrößen an eine zentrale Recheneinheit außerhalb des Kraftfahrzeugs übermittelt, und - die zentrale Recheneinheit die übermittelten lokalen Zustandsgrößen auswertet und in Abhängigkeit hiervon Daten an das Kraftfahrzeug zurücksendet. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die zurückgesendeten Daten Steuerungsdaten zur Ansteuerung eines Antriebsmotors und/oder Getriebes umfassen und durch Ansteuerung des Antriebsmotors und/oder Getriebes mit diesen Steuerungsdaten die Fahrt des Kraftfahrzeugs angepasst wird und/oder einem Fahrer des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit der Steuerungsdaten Vorgabedaten zur Ansteuerung des Antriebsmotors und/oder Getriebes angezeigt werden.

Description

Verfahren zur Optimierung der Fahrt eines Kraftfahrzeugs
auf einer Fahrstrecke
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung der Fahrt eines Kraftfahrzeugs auf einer Fahrstrecke gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 .
Der Einsatz von immer leistungsfähigeren Steuergeräten und Sensoren in Kraftfahrzeugen, insbesondere Straßenkraftfahrzeugen, wie sie die vorliegende Erfindung besonders betrifft, ermöglicht zum einen eine zunehmend detailliertere Bewertung des Kraftstoff- beziehungsweise Energieverbrauchs des Kraftfahrzeugs und ermöglicht ferner Steuereingriffe, insbesondere bei der Ansteuerung des Antriebsmotors oder des Getriebes, um den Kraftstoff- und Energieverbrauch zu optimieren.
Einen maßgeblichen Einfluss auf den Kraftstoffverbrauch hat jedoch der Fahrer. So hängen der aktuelle und der Durchschnittsverbrauch davon ab, in welchem Ausmaß der Fahrer das Fahrzeug beschleunigt und wie vorausschauend er das Fahrzeug steuert. Der Einfluss des Fahrers ist dabei so groß, dass technische Fortschritte bei der Reduzierung des Durchschnittskraftstoffverbrauchs jüngerer Fahrzeuge sich in der Praxis mitunter kaum auswirken und die tatsächlichen Verbrauchswerte weit oberhalb der theoretischen Verbrauchswerte liegen. Um den Einfluss des Fahrers und von besonderen Umständen auf den Kraftstoff- und Energieverbrauch und andere Auswirkungen besser bewerten zu können, wurden verschiedene Maßnahmen vorgeschlagen. Beispielsweise offenbart DE 10 2004 002 493 A1 eine Betriebsdatenerfassung zur Bewertung des Fahrstreckenverhaltens eines Kraftfahrzeugs. Dabei wird beispielsweise die Durchschnittsgeschwindigkeit, Maximalgeschwindigkeit, Stoppzeit und der Anzahl der Wechsel zwischen Fahrpedal- und Bremspedalbetätigungen den Fahrstreckenabschnitten zwischen zwei Fahrzeugstopps zugeordnet. Mit Hilfe dieser Informationen kann dann ein Fuhrparkbetreiber einen Fahrplan beziehungsweise eine Fahrstrecke optimieren. DE 10 2004 002 492 B4 offenbart eine Betriebsdatenerfassung zur Bewertung der thermischen Bauteilbelastung von Kraftfahrzeugkomponenten. Hierbei wird nicht nur die Temperatur von Kraftfahrzeugkomponenten oder eines Betriebsmediums berücksichtigt, sondern auch die erfassten Aufheizspannen und Abkühlspannen. Das Verfahren erfolgt Onboard und die Datenerfassung kann durch eine Datenspeicherung mittels des Getriebesteuergerätes erfolgen.
DE 10 2004 002 496 B4 offenbart ein weiteres Betriebsdatenerfassungsverfahren zur Bewertung des Energie- oder Kraftstoffverbrauchs von motorbertriebenen Kraftfahrzeugen. Hierbei werden im Wesentlichen die Stillstandszeiten mit laufendem Antriebsmotor in die Bewertung einbezogen. Auch hier wird vorgeschlagen, die entsprechenden aus der Bewertung resultierenden Daten im Getriebesteuergerät zu speichern.
DE 10 2004 002 495 A1 beschreibt ein Betriebsdatenerfassungsverfahren zur Bewertung des Antriebsenergieverbrauchs von motorbetriebenen Kraftfahrzeugen bei Berücksichtigung des Fahrerverhaltens. Die Bewertung erfolgt beispielsweise anhand der Anzahl von Stopps pro Kilometer oder anhand der Durchschnittsgeschwindigkeit. Es wird vorgeschlagen, den Kraftstoffverbrauch zweier Fahrzeuge zu vergleichen, welche mit einer nahezu identischen Anzahl von Stopps pro Kilometer und einer identischen Durchschnittsgeschwindigkeit dieselbe Strecke zurückgelegt haben, weil es entscheidend für den Kraftstoffverbrauch ist, ob diese Strecke dynamisch oder vorausschauend durchfahren worden ist. Ferner wirkt sich die Häufigkeit von Lastwechseln auf den Fahrkomfort aus, was wiederum beim Transport von Fahrgästen wichtig ist. Die Daten können wiederum im Getriebesteuergerät gespeichert werden. DE 100 55 795 A1 offenbart ein Verfahren zur Bestimmung des Kraftstoffverbrauchs in Kraftfahrzeugen, wobei der Kraftstoffverbrauch aus den aktuellen Betriebsdaten und Kenndaten der Verbrennungskraftmaschine bestimmt wird, und wobei mindestens die aktuelle Einspritzmenge ermittelt wird und aus dieser das momentan indizierte, von der Verbrennungskraftmaschine abgebbare Moment ermittelt wird.
WO 201 1/154082 A1 beschreibt ein Verfahren zur Einstellung von Schaltpunkten in einem Getriebe oder zur Erhöhung des Drehmoments einer elektrischen Antriebsmaschine, wobei eine im Getriebe vorgesehene Kick- Down-Funktion selektiv zu- und abgeschaltet wird, in Abhängigkeit verschiedener festgestellter Randbedingungen, beispielsweise der aktuellen Fahrbahnneigung, der aktuellen Geschwindigkeit und der aktuellen Fahrzeugbeschleunigung.
DE 10 2008 040 284 A1 offenbart ein Verfahren zum Erfassen von vorbestimmten Daten während des Betriebs eines Kraftfahrzeugs, wobei die erfassten Daten fahrerabhängig erfasst und ausgewertet werden. In Abhängigkeit der Bewertung der Fahrweise können dem betreffenden Fahrer Optimierungshinweise ausgegeben werden.
Die ermittelte Fahrweise jedes Fahrers oder von dem jeweiligen Fahrer gewünschte Funktionen oder Einstellungen können auf einem internen Speichermedium oder einem externen Speichermedium abgelegt werden. Somit ist es möglich, dass vor Fahrbeginn die persönliche Fahrweise oder von dem jeweiligen Fahrer gewünschte Funktionen oder Einstellungen über das Speichermedium an das Steuergerät des Fahrzeuges übertragen werden können. Die jeweils für einen Fahrer ermittelte Fahrweise kann an eine vorbestimmte Wunschfahrweise, an eine Fahrstrecke oder eine Ladung angepasst werden . Die Daten können mittels eines zentralen Gerätes abgespeichert und übertragen werden, wobei die Datenübertagung schnurlos zwischen dem zentralen Gerät und einem externen Steuergerät durchgeführt wird.
DE 10 2008 040 284 A1 beschreibt ferner die Möglichkeit, dass ein Fuhrparkunternehmen bestimmte Wunschverhalten für die Fahrer festlegen kann, zum Beispiel bezüglich einer kraftstoffsparenden Fahrweise oder einer zeitoptimierten Fahrweise. Diese Wunschverhalten können ebenfalls auf einem Speichermedium hinterlegt beziehungsweise vorgegeben werden, sodass die Fahrzeuge individualisiert werden können. Die Individualisierung kann auch in Abhängigkeit der Fahrstrecke, der Ladung oder dem jeweiligen Kunden erfolgen.
Die Individualisierung des jeweiligen Fahrzeugs hat den Vorteil, dass ein Fahrer, der das Fahrzeug wechselt, immer das gleiche Fahrzeugverhalten erfährt. Die streckenabhängige Individualisierung ermöglicht beispielsweise, dass die schnelle Schaltdynamik bei der Getriebesteuerung abgeschaltet wird und mit einer etwas längeren Schaltzeit geschaltet wird, wenn es sich bei der Fahrstrecke um eine Ebene handelt, sodass die Fahrt komfortabler wird. Ferner ist es möglich, bei einer bekannten Fahrstrecke einen optimalen Datensatz für das Befahren dieser Fahrstrecke zu ermitteln und dann im Fahrzeug zu speichern beziehungsweise in das Fahrzeug einzulesen. Hat beispielsweise ein Fahrer für eine Fahrstrecke beziehungsweise für einen Fahrzeugtyp eine optimale Fahrweise herausgefahren, kann dieser Datensatz für weitere Fahrer hinterlegt beziehungsweise kopiert werden.
Die Individualisierung des Fahrzeugs in Abhängigkeit des Fahrstils erfolgt vorzugsweise durch Ansteuerung des Motors und des Getriebes. Die streckenabhängige Einstellung ermöglicht ferner, dass das Fahrzeug kurz vor dem Stillstand, zum Beispiel vor einer Ampel oder vor Kreuzungen, ausrollen kann, ohne dass die Fußbremse eingesetzt werden muss. Ferner kann der Einsatz einer Dauerbremse optimiert werden.
DE 10 2010 048 325 A1 befasst sich ebenfalls mit der Bewertung der Fahrweise eines Fahrzeugführers von Kraftfahrzeugen, insbesondere von Nutzfahrzeugen. Dabei wird dem Fahrer in Abhängigkeit einer Fahrstilbewertung eine Information angezeigt, wobei die Anzeige einen Lernfortschritt des Fahrers berücksichtigt, um den Fahrer zu motivieren vom System vorgeschlagene Änderungen zu akzeptieren, sodass eine besonders verbrauchsfreundliche und verschleißreduzierende Fahrweise erreicht werden kann.
DE 10 201 1 1 17 025 A1 offenbart ein Verfahren zum Steuern des Betriebs eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug eine Fahrzeugsteuerung, Motorsteuerung und Getriebesteuerung aufweist, sodass der Antrieb des Fahrzeugs selbst oder der Antrieb oder die Betätigung von im Fahrzeug vorgesehenen Nebenaggregaten in Abhängigkeit bestimmter Steuerungsgrößen durch Variation von Stellgrößen gesteuert werden kann. Das Dokument geht dabei aus von bekannten Steuerungsverfahren, welche die Beschaffenheit, insbesondere Topographie der Strecke berücksichtigen, welche das Fahrzeug ausgehend von seiner aktuellen Position als nächstes zurücklegen wird, sodass die Steuerung entsprechend optimiert werden kann, beispielsweise durch Adaptierung von Schaltprogrammen. Es wird vorgeschlagen, die Position des Fahrzeugs fortlaufend zu erfassen und zusammen mit entsprechend zugeordneten Betriebsdaten des Fahrzeugs zu speichern. Damit kann die Steuerung des Betriebs des Fahrzeugs bei einem späteren Durchfahren derselben Position in Abhängigkeit der gespeicherten Betriebsdaten ausgeführt werden, sozusagen das beste Fahrverhalten für eine bestimmte Strecke erlernt werden. Das gespeicherte Strecken profil ermöglicht für zukünftige Fahrten den optimierten Betrieb des Fahrzeugs, beispielsweise im Hinblick auf den Kraftstoffverbrauch oder die Emissionen des Fahrzeugs. Auch ist es möglich, die Kenntnis des bevorstehenden Streckenabschnitts für Funktionen wie zum Beispiel den sogenannten Segelbetrieb zu verwenden oder gezielt ein Motorschleppmoment zu nutzen, um das Fahrzeug abzubremsen. Somit eignet sich das Verfahren besonders für Linienfahrzeuge, wie Linienbusse, welche über den Großteil ihrer Lebensdauer wiederholt über dieselben Fahrstrecken bewegt werden.
Neben den zuvor genannten Größen können weitere im Fahrzeug zur Verfügung stehende Größen herangezogen werden, beispielsweise der Schließzustand der Türen, um die üblichen, sich wiederholt einstellenden Randbedingungen für das Fahrzeug auf bestimmten Strecken optimal zu erfassen und zukünftig zur Optimierung der Fahrzeugsteuerung heranzuziehen.
DE 10 2005 025 271 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Klassifizierung der Fahrweise eines Fahrers in einem Fahrzeug. Dabei werden fahrweisenindikative Messgrößen aufgenommen, welche zur Ermittlung von Fahrweisenkenngrößen ausgewertet und gespeichert werden, und die Fahrweisenkenngrößen des Fahrers werden über
Kommunikationsverbindungen mit anderen Fahrzeugen oder einer Zentrale ausgetauscht. Mindestens zwei Fahrzeuge sind einem Fahrzeugkollektiv fest zugeordnet und die Fahrweisenkenngrößen des jeweiligen Fahrers der mindestens zwei Fahrzeuge des mindestens einen Fahrzeugkollektivs werden zur Ermittlung einer Fahrerrangliste miteinander verglichen und die Fahrerrangliste wird ausgegeben, entweder in einer Zentrale oder auch in den Fahrzeugen. Bei der Ausgabe können auch die Fahrweisenkenngrößen in Punkte umgerechnet werden und die vom Fahrer erzielten Punkte als positive oder negative Punktzahl im Vergleich zu allen Fahrern des zugehörigen Fahrzeugkollektivs angezeigt werden.
Obwohl somit verschiedene Ansätze bekannt sind, um den Fahrer eines Kraftfahrzeugs besonders bei der Personenbeförderung im öffentlichen Personenverkehr zu einer verbrauchsarmen, komfortablen Fahrweise zu motivieren und ferner Steuereingriffe in die Fahrzeugsteuerung vorgesehen werden, um diese gewünschte Fahrweise zu optimieren, besteht der Bedarf, die Fahrt eines entsprechenden Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Busses, auf einer Fahrstrecke weiter hinsichtlich einer ökonomischen und komfortablen Fahrweise zu verbessern.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Optimierung der Fahrt eines Kraftfahrzeugs auf einer Fahrstrecke anzugeben, das in der Praxis noch bessere Ergebnisse als die bekannten Verfahren erzielt.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Optimierung der Fahrt eines Kraftfahrzeugs auf einer Fahrstrecke ist das Kraftfahrzeug mit Sensoren versehen, welche aktuelle lokale Zustandsgrößen des Fahrzeugs, der Fahrstrecke, auf welcher sich das Fahrzeug gerade befindet, oder einer Fahrzeugumgebung erfassen. Zu den erfassten Zustandsgrößen des Fahrzeugs gehören typischerweise Größen wie die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Beschleunigung und/oder der aktuelle Kraftstoffverbrauch. Zu den lokalen Zustandsgrößen der Fahrstrecke, also dem Streckenabschnitt der Fahrstrecke, den das Fahrzeug gerade überfährt, gehören typischerweise Größen wie die Steigung, die Fahrbahnbeschaffenheit und/oder das Ausmaß von Feuchtigkeit auf der Fahrstrecke. Zu den lokalen Zustandsgroßen der Fahrzeugumgebung gehören typischerweise Größen wie der Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug, die Verkehrsdichte, die Anzahl von Fahrspuren und/oder die Art der gerade befahrenen Straße, das heißt die Unterscheidung nach Überlandstraße, Autobahn oder innerörtlicher Straße.
Erfindungsgemäß ist eine Sendeeinheit im Kraftfahrzeug vorgesehen, welche die erfassten aktuellen lokalen Zustandsgroßen an eine zentrale Recheneinheit außerhalb des Kraftfahrzeugs übermittelt. Die zentrale Recheneinheit wertet die übermittelten lokalen Zustandsgroßen aus und sendet in Abhängigkeit von dieser Auswertung Daten an das Kraftfahrzeug zurück. Der Datenversand zwischen der zentralen Recheneinheit und der lokalen Recheneinheit kann in Echtzeit oder periodisch mit beliebigem Intervall erfolgen. Weiterhin kann die zentrale Recheneinheit auch ein Update der lokalen Recheneinheit anstoßen, um beispielsweise dessen Funktionalität zu verbessern.
Die zurückgesendeten Daten umfassen Steuerungsdaten zur Ansteuerung eines Antriebsmotors und/oder Getriebes des Kraftfahrzeugs. Durch Ansteuern des Antriebsmotors und/oder Getriebes mit diesen Steuerungsdaten wird die Fahrt des Kraftfahrzeugs angepasst und/oder einem Fahrer des Kraftfahrzeugs werden in Abhängigkeit dieser Steuerungsdaten Vorgabedaten zur Ansteuerung des Antriebsmotors und/oder Getriebes angezeigt. Die Abhängigkeit kann auch darin liegen, dass die Steuerungsdaten unmittelbar als Vorgabedaten angezeigt werden.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden somit nicht nur wie bisher Daten verschiedener Kraftfahrzeuge zentral ausgewertet u nd miteinander verglichen, um beispielsweise eine Fahrerrangliste zu erstellen, die, wenn sie dem Fahrer zugängig ist, dann zu einem Motivationsschub für den Fahrer führen kann. Sondern dadurch, dass die Auswertung der im Fahrzeug erfassten lokalen Zustandsgroßen dazu verwendet wird, unmittelbar oder über den Fahrer gezielt in die Fahrzeugsteuerung einzugreifen, kann eine noch weitgehendere Optimierung der Fahrt erzielt werden. Diese Optimierung geht auch über die bisher vorgeschlagene Onboard-Optimierung hinaus, nach der lokale im Kraftfahrzeug vorgesehene Steuergeräte erfasste lokale Umgebungsdaten oder Fahrzeugdaten verarbeiten und zur Ansteuerung des Kraftfahrzeugs verwenden, weil die zentrale Recheneinheit zum einen mit einer viel größeren Rechenleistung versehen werden kann, als diese den im Fahrzeug vorhandenen Steuergeräten zur Verfügung steht, und weil aufgrund dieser zur Verfügung stehenden Leistung der zentralen Recheneinheit viel mehr Parameter und Randbedingungen nicht nur von dem zu steuernden Fahrzeug, sondern auch von anderen Systemen oder Fahrzeugen berücksichtigt werden können, um eine optimale Ansteuerung des Kraftfahrzeugs auf der Fahrstrecke zu erreichen. Die an Bord befindlichen Steuergeräte des zu steuernden Kraftfahrzeugs müssen hingegen nur noch die empfangenen Steuerungsdaten als Stellgrößen umsetzen, ohne selbst die rechenintensive Auswertung der aktuellen lokalen Zustandsgrößen des Fahrzeugs oder von anderen globalen Zustandsgrößen vornehmen zu müssen.
Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Verfügung stehende Rechenleistung der zentralen Recheneinheit, wobei es sich bei der zentralen Recheneinheit nicht um einen einzelnen Computer oder Server handeln muss, sondern die zentrale Recheneinheit auch durch eine Gruppe von Computern oder Servern ausgebildet werden kann, wobei beispielsweise eine internetbasierte Cloud-Lösung in Betracht kommt und die zentrale Recheneinheit durch die Cloud gebildet wird , ermöglicht die Berücksichtigung und Bewertung besonders vieler lokaler und insbesondere globaler Randbedingungen bei der Optimierung der Fahrt des Kraftfahrzeugs auf seiner Fahrstrecke. Damit kann ein sehr gut abgestimmter Steuereingriff in die Ansteuerung des Antriebsmotors und/oder Getriebes erfolgen. Beispielsweise kann beim Anfahren eines Haltepunktes, egal ob es sich dabei um einen voraussehbaren und erfassbaren Halt aufgrund eines Verkehrszeichens, einer erkannten Verkehrssituation oder an einer Haltestelle handelt, wobei die Erfassung all dieser Situationen vorteilhaft berücksichtigt wird, das Kraftstoffeinsparpotenzial dadurch vergrößert werden, dass das Anfahren mit einer gezielten in Abhängigkeit der erfassten Zustände ausgewählten Kombination aus Schubbetriebs- und Segelbetriebsphasen erfolgt. Im Segelbetrieb kann ein Pulse-and-Glide-Verfahren angewendet werden, bei welchem das Fahrzeug nicht auf einer konstanten Geschwindigkeit gehalten wird, sondern innerhalb einer Hysterese auf eine etwas größere Geschwindigkeit als gewünscht beschleunigt wird, um dann zu segeln, bis die Geschwindigkeit auf eine Mindestgrenze gefallen ist. Anschließend kann das Fahrzeug dann wieder auf die etwas größere Geschwindigkeit beschleunigt werden usw.
Wenn das Fahrzeug im öffentlichen Personenverkehr bewegt wird, so kann zum Beispiel berücksichtigt werden, ob das Fahrzeug zu einem bestimmten Zeitpunkt an einem bestimmten Ziel sein soll oder möchte. Beispielsweise muss ein Busfahrer im Linienverkehr eine bestimmte Haltestelle zu einem bestimmten Zeitpunkt erreichen. Auf der anderen Seite soll das Fahrzeug möglichst verbrauchsgünstig bewegt werden. Somit kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eine Priorisierung der verschiedenen berücksichtigten Vorgaben oder Wünsche erfolgen und in der Ansteuerung des Antriebsmotors und/oder Getriebes werden die Vorgaben und Wünsche entsprechend der vorgegebenen Priorisierung gewichtet, beispielsweise mittels eines entsprechend zugeordneten Faktors, der bestimmt, in welchem Ausmaß eine Vorgabe umgesetzt wird . Im Linienverkehr kann zum Beispiel das wichtigste Kriterium die Pünktlichkeit sein, mit einer entsprechend hohen Gewichtung. Fährt das Kraftfahrzeug dem gewünschten Fahrplan hinterher, so wird die Steuerung derart geändert, dass der zeitliche Rückstand aufgeholt werden kann, beispielsweise dadurch, dass eine vergleichsweise stärkere Beschleunigung des Fahrzeugs eingestellt wird, auch wenn dies zu Lasten des gewünschten verbrauchsarmen Fahrens geht. Liegt das Fahrzeug hingegen in der Zeit vor seinem Fahrplan, so kann die maximal zulässige Beschleunigung oder Geschwindigkeit gedrosselt werden, bis die Pünktlichkeit wieder hergestellt ist. Das Verfahren kann daher vorteilhaft die aktuelle Raum-Zeit- Position des Kraftfahrzeugs in Kombination mit den zu erwartenden Beeinflussungen durch die aktuelle Verkehrssituation auf der dem Kraftfahrzeug voraus liegenden Fahrstrecke mit rein ökonomischen Betrachtungen abwägen und in die Steuerungsdaten einfließen lassen.
Kraftfahrzeuge unterscheiden sich in ihrer Auslegung voneinander. So weisen die Antriebsmotoren verschiedene Leistungen und Kennfelder auf. Die effizienteste Fahrweise eines Kraftfahrzeugs ist somit auch von der jeweiligen Fahrzeugauslegungen abhängig. Je nach Auslegung ist es sinnvoll, die Zielgeschwindigkeit schneller zu erreichen, um möglichst lange mit einer konstanten Drehzahl zu fahren, oder, sollte die aktuell benötigte Geschwindigkeit für das vorhandene Fahrzeug kein Optimum darstellen, eine vergleichsweise geringere Beschleunigung zu wählen, um die Zielgeschwindigkeit langsamer zu erreichen. Die Fahrzeugauslegung mit den dazugehörigen Kennfeldern, insbesondere dem Leistungs-Verbrauchs- Kennfeld des Antriebsmotors, kann somit eine wichtige Randbedingung für die Berechnung der idealen Geschwindigkeit beziehungsweise Beschleunigung sein. Demgemäß ist es vorteilhaft, wenn solche Randbedingungen in einer Datenbank hinterlegt werden, auf welche die zentrale Recheneinheit Zugriff hat.
Bevorzugt ist daher vorgesehen, dass die zentrale Recheneinheit bei der Auswertung der übermittelten Zustandsgroßen weitere in einer Datenbank hinterlegte Datenbankwerte und/oder aktuell von anderen Kraftfahrzeugen oder außerhalb des Kraftfahrzeugs vorgesehenen globalen Sensoren erfasste und an die zentrale Recheneinheit übermittelte aktuelle globale Zustandsgrößen berücksichtigt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung können die genannten Randbedingungen, beispielsweise das Leistungs-Verbrauchs-Kennfeld, auch durch das Fahrzeug erlernt werden, sodass das für ein bestimmtes Fahrzeug hinterlegte Kennfeld anhand von erfassten Zustandsgrößen an die tatsächliche Situation angepasst werden kann. Das Erlernen kann insbesondere auf einer wiederholt mit dem Kraftfahrzeug durchfahrenen Strecke erfolgen, sodass bei einem späteren erneuten Durchfahren der Strecke die erlernten Randbedingungen für eine optimierte Steuerung verwendet werden können.
Auch wenn durch das erfindungsgemäße Verfahren eine sehr weitgehende Optimierung der Steuerung des Kraftfahrzeugs auf einer Fahrstrecke möglich ist, so ist das Kraftfahrzeug nicht zwangsläufig das wirtschaftlichste auf der vorgesehenen Fahrstrecke. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist daher vorgesehen, dass aus den erfassten aktuellen lokalen Zustandsgrößen und insbesondere aus weiteren in einer Datenbank hinterlegten Datenbankwerte und/oder globalen Zustandsgrößen ermittelt wird, ob ein Austausch des aktuellen Fahrzeugs durch ein anderes Fahrzeug für das künftige Befahren der Fahrstrecke sinnvoll ist. Dabei muss gegebenenfalls nicht das gesamte Kraftfahrzeug ausgetauscht werden, sondern unter Umständen kommt auch ein Austausch oder eine Nachrüstung einer oder mehrerer Fahrzeugkomponenten in Betracht. Ein solcher sinnvoller Austausch kann dann einem Fuhrparkbetreiber angezeigt beziehungsweise übermittelt werden. Dabei können auch andere ausschreibungsbedingte Eigenschaften für eine bestimmte Fahrstrecke berücksichtigt werden, beispielsweise ob es sich bei dem Fahrzeug um ein Hochflur- oder Niederflurfahrzeug handeln muss, welche Abgasnorm eingehalten werden muss, die notwendige Anzahl und Art der Türen, Sitzplätze usw. Auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ein Fahrervergleichssystem mit Daten gespeist werden, um eine Rangliste der Fahrer zu erzeugen, welche dann den Fahrern eines Streckenverbunds, eines Fuhrparkunternehmens oder auch in anderen Gruppen zusammengefassten Fahrern angezeigt werden kann.
Bevorzugt werden die erfassten aktuellen lokalen Zustandsgrößen zusammen mit das Kraftfahrzeug und/oder Komponenten des Kraftfahrzeugs identifizierenden Fahrzeugkennwerten an die zentrale Recheneinheit übermittelt. Damit ist es möglich, in der Datenbank hinterlegte antriebsmotorspezifische Kenngrößen wie beispielsweise ein Betriebskennfeld des Antriebsmotors, insbesondere in Form eines Leistung-Verbrauchs- Kennfeldes für verschiedene Antriebsmotortypen und/oder getriebespezifische Kenngrößen wie beispielsweise die Übersetzungsverhältnisse verschiedener Gangstufen des Getriebes für verschiedene Getriebetypen und/oder andere fahrzeugkomponentenspezifische Kenngrößen für verschiedene, in der Regel jedoch gleichartige Fahrzeugkomponenten entsprechend der vom Fahrzeug übermittelten identifizierenden Kennwerte zu berücksichtigen und in die Erstellung der Steuerungsdaten in Abhängigkeit der konkret im Fahrzeug vorgesehenen Komponenten beziehungsweise in Abhängigkeit des Motor- und/oder Getriebetyps einfließen zu lassen.
Bei den Komponenten des Kraftfahrzeugs identifizierenden Fahrzeugkennwerten kann es sich zum Beispiel um Kennwerte handeln, welche beschreiben, ob das Kraftfahrzeug mit einem Hybridsystem und/oder einer Dauerbremse versehen ist, welche Kapazität und/oder welchen Ladungszustand ein an Bord befindlicher elektrischer Energiespeicher aufweist, um somit die Rekuperation optimal zu steuern, und dergleichen. Die Hinterlegung von Kenngrößen für verschiedene gleichwertige Fahrzeugkomponenten ermöglicht, dass lokal , das heißt an Bord des Fahrzeugs, nur erkannt werden muss, ob eine bestimmte Fahrzeugkomponente vorhanden ist oder nicht beziehungsweise welche Fahrzeugkomponente vorhanden ist, und alle weiteren Daten und Kennwerte für diese Fahrzeugkomponente können dann aus der Datenbank zur Verfügung gestellt werden.
Die Fahrzeugkennwerte umfassen vorteilhaft einen Kraftfahrzeugtyp, einen Antriebsmotortyp des im Kraftfahrzeug vorgesehenen Antriebsmotors, einen Getriebetyp des im Kraftfahrzeug vorgesehenen Getriebes, mittels welchem Antriebsleistung vom Antriebsmotor auf Antriebsräder übertragen wird, die maximale Leistung und/oder ein Kennfeld des Antriebsmotors, insbesondere Verbrauchs-Leistungs-Kennfeld, die Gangzahl und/oder
Übersetzungsverhältnisse des Getriebes und/oder weitere übliche Fahrzeugkennwerte, die bei der Optimierung der Ansteuerung vorteilhaft zu berücksichtigen sind.
Bei den lokalen Zustandsgrößen handelt es sich vorteilhaft um die aktuelle Leistungsabgabe des im Kraftfahrzeug vorgesehenen Antriebsmotors, den aktuellen Gang des im Kraftfahrzeug vorgesehenen Getriebes, den aktuellen Kraftstoffverbrauch des Antriebsmotors, die aktuelle Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und/oder die aktuelle Kraftfahrzeugbeschleunigung, aktuelle lokale Wetterbedingungen, den aktuellen Abstand des Kraftfahrzeugs zu einem vorausfahrenden Fahrzeug und/oder aktuelle
Geschwindigkeitsbeschränkungen, die dort vorgegeben sind, wo das Fahrzeug gerade fährt.
Geschwindigkeitsbeschränkungen können generell über Sensoren im Fahrzeug, die Verkehrsschilder erkennen können, erfasst werden und/oder durch ein Verkehrsleitsystem zur Verfügung gestellt werden, das vorteilhaft mit der zentralen Recheneinheit verbunden ist beziehungsweise dieser entsprechende Daten zur Verfügung stellt. Besonders vorteilhaft ist wenigstens eine lokale Recheneinheit im Kraftfahrzeug vorgesehen, welche aktuelle lokale Zustandsgrößen auswertet und die Ansteuerung des Motors und/oder Getriebes und/oder die Anzeige der Vorgabedaten werden zusätzlich in Abhängigkeit der von der lokalen Recheneinheit ausgewerteten Zustandsgrößen bewirkt. Hierbei kann man auch von einer hybriden Rechenleistung bei der Ansteuerung des Kraftfahrzeugmotors beziehungsweise Getriebes sprechen, nämlich mit einem lokal an Bord des Kraftfahrzeugs erbrachten Anteil der Rechenleistung und einem außerhalb des Kraftfahrzeugs in der wenigstens einen zentralen Recheneinheit erbrachten Anteil der Rechenleistung.
Als globale Zustandsgrößen kommen beispielsweise, jedoch nicht zwingend, das Verkehrsaufkommen und/oder Verkehrsstörungen auf einem dem Kraftfahrzeug voraus liegenden Abschnitt der Fahrstrecke in Betracht, Wetterbedingungen auf einem dem Kraftfahrzeug voraus liegenden Abschnitt der Fahrstrecke und/oder die vorgegebene Ankunftszeit des Kraftfahrzeugs an einem vorgegebenen Zielpunkt der Fahrstrecke, wobei es sich bei dem Zielpunkt auch um ein Zwischenziel auf der Fahrstrecke handeln kann. Wenn das Kraftfahrzeug zum Transport von Personen im Rahmen des öffentlichen Verkehrs betrieben wird, beispielsweise als Bus ausgeführt ist, und Haltestellen zum einsteigen und aussteigen lassen von Personen nach einem vorgegebenen Fahrplan angefahren werden, so kann die globale Zustandsgröße insbesondere die Anzahl von Personen umfassen, die sich an wenigstens einer Haltestelle befinden, die auf einem dem Kraftfahrzeug voraus liegenden Abschnitt der Fahrstrecke positioniert ist. Damit kann nämlich bewertet werden, wie lange sich das Kraftfahrzeug an der entsprechenden Haltestelle voraussichtlich aufhalten wird. Diese Verweildauer kann dann in die Ansteuerung des Antriebsmotors und/oder Getriebes einfließen, sodass später vorgesehene Haltestellen oder ein Fahrtziel pünktlich erreicht werden/wird. In der Datenbank kann ferner eine Auftretenswahrscheinlichkeit zu der jeweiligen Haltestelle hinterlegt sein, welche angibt, mit welcher Wahrscheinlichkeit die an der Haltestelle befindlichen Personen eine Dauerkarte mit sich führen und/oder mit welcher Wahrscheinlichkeit die an der Haltestelle befindlichen Personen beim Einsteigen in das Kraftfahrzeug einen Fahrschein lösen beziehungsweise kaufen werden. So kann nämlich berücksichtigt werden, dass Dauerfahrkarteninhaber den Fahrer an der Haltestelle weniger lang aufhalten als Personen, die einen Fahrschein lösen müssen. Bei der Bestimmung der Wahrscheinlichkeit können beispielsweise die Position der Haltestelle und/oder die Uhrzeit bestimmt werden, zu welcher das Fahrzeug an der Haltestelle hält.
Die globale Zustandsgröße umfasst beispielsweise aktuelle Schaltphasen und/oder Signale von Verkehrsampeln, die auf einem dem Kraftfahrzeug vorausliegenden Abschnitt der Fahrstrecke positioniert sind. Gegebenenfalls fließt in die Ansteuerung des Antriebsmotors beziehungsweise des Getriebes auch ein, ob eine Beeinflussung der Schaltphasen von Verkehrsampeln möglich ist. Entsprechende Daten können beispielsweise von einem Verkehrsleitsystem zur Verfügung gestellt werde oder - bei einer Möglichkeit der Einflussnahme - dem Verkehrsleitsystem übermittelt werden. Vorteilhaft ist hierfür die zentrale Recheneinheit mit dem Verkehrsleitsystem verbunden, beispielsweise über das Internet.
Die Steuerungsdaten zur Ansteuerung des Antriebsmotors und/oder Getriebes umfassen vorteilhaft wenigstens eine oder mehrere der nachfolgenden Größe oder bestimmen diese:
- eine temporäre maximale Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung und/oder Verzögerung des Kraftfahrzeugs auf einem dem Kraftfahrzeug voraus liegenden Abschnitt der Fahrstrecke;
- eine Gaspedalkennlinie zur Ansteuerung des Antriebsmotors; - ein Schaltprogramm oder das Schaltverhalten und/oder einen einzulegenden Gang des Getriebes;
- ein Fahren des Kraftfahrzeugs im Segelbetrieb, Schubbetrieb und/oder Pulse-and-Glide-Betrieb oder den streckenbezogenen oder zeitbezogenen Anteil dieser Betriebszustände auf einem dem
Kraftfahrzeug voraus liegenden Abschnitt der Fahrstrecke;
- ein Geschwindigkeitssollprofil für das Kraftfahrzeug auf einem dem Kraftfahrzeug voraus liegenden Abschnitt der Fahrstrecke. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann zusätzlich ein Fahrzeug-zuFahrzeug-Datenaustausch stattfinden und die miteinander ausgetauschten Daten können in die Ansteuerung des Motors und/oder des Getriebes einfließen. Wenn dem Fahrer angezeigt wird, wie er das Fahrzeug steuern sollte, so kann überwacht werden, ob und/oder inwieweit sich der Fahrer an die Vorgaben hält. Dies kann in eine Fahrerbewertung einfließen. Dabei kann die Einhaltung dahingehend priorisiert werden, dass Vorgaben, die sich auf die Sicherheit des Fahrzeugs auswirken, strenger in die Bewertung einfließen als Vorgaben zur Ausschöpfung eines Einsparpotenzials. Andere Priorisierungen und Kategorisierungen sind natürlich möglich, beispielsweise kann auch berücksichtigt werden, ob sich die Vorgabe auf die Pünktlichkeit auswirkt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Teil der an das Fahrzeug zurückgesandten Steuerungsdaten dem Fahrer angezeigt, damit er diese in der Ansteuerung des Antriebsmotors und/oder Getriebes umsetzt, und ein anderer Teil der Steuerungsdaten wird direkt zur automatischen Ansteuerung des Antriebsmotors und/oder Getriebes verwendet. Beispielsweise umfassen die vom Fahrer zu berücksichtigenden Steuerungsdaten jene, die sich maßgeblich auf die Sicherheit und die Pünktlichkeit auswirken, wohingegen sich die automatisch umgesetzten Steuerungsdaten besonders bezüglich anderer Zielgrößen, beispielsweise einer verbrauchsarmen Fahrweise, auswirken. Die vorliegende Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und der Figur exemplarisch erläutert werden.
In der Figur ist beispielhaft eine Aufteilung der zur Optimierung der Ansteuerung notwendigen Rechenleistung auf eine lokale Recheneinheit im Kraftfahrzeug und eine zentrale Recheneinheit - „die Cloud" - sowie ein möglicher zugehöriger Datenfluss gezeigt.
Die zentrale Recheneinheit ist mit 1 bezeichnet, die lokale Recheneinheit mit 2. Die lokale Recheneinheit 2 empfängt Positionsdaten des Fahrzeugs, beispielsweise aus einem satellitengestützten Navigationssystem mit einem entsprechenden Empfänger an Bord des Fahrzeugs. Sie empfängt ferner den Abstand zu wenigstens einem vorausfahrenden Fahrzeug, beispielsweise aus einem Radar-Abstands-System. Ferner werden Daten eines Verkehrsleitsystems, die aktuelle Neigung der Fahrbahn, der Motorzustand, der Getriebezustand, der Zustand eines Fahrpedals, der Zustand eines Bremspedals, Routendaten, sowie Fahrplandaten in die lokale Recheneinheit eingelesen. Die Aufzählung ist beispielhaft, nicht abschließend und nicht zwingend.
Die lokale Recheneinheit lädt zumindest einen Teil der eingelesenen Daten in eine Cloud, zur Verfügung gestellt durch die wenigstens eine zentrale Recheneinheit 1 . Die zentrale Recheneinheit 1 , welche eine größere Rechenleistung als die lokale Recheneinheit 2 aufweist, berechnet aus den zugeführten Daten die optimalen Parameter zur Ansteuerung des Antriebsmotors und/oder Getriebes und erstellt entsprechende Steuerungsdaten, welche zurück zum Kraftfahrzeug, insbesondere die lokale Recheneinheit 2 oder gleich an das hier nicht dargestellte Getriebe und/oder den hier nicht dargestellten Antriebsmotor beziehungsweise ein entsprechendes Getriebe- und/oder Motorsteuergerät gesendet werden, um die Ansteuerung entsprechend zu optimieren. Wie gezeigt, können bestimmte Daten der zentralen Recheneinheit 1 auch anders als von der lokalen Recheneinheit 2 zugeführt werden. Dies betrifft beispielsweise Daten wie die Route, den Fahrplan, das Verkehrsaufkommen und/oder das Fahrgastaufkommen. Die entsprechenden Daten können durch außerhalb des Kraftfahrzeugs vorgesehene Sensoren/Systeme oder durch andere Kraftfahrzeuge erfasst werden oder auch durch einen Betreiber des Systems eingegeben werden.
Die lokale Recheneinheit 2 kann einen Datenaustausch mit anderen lokalen Recheneinheiten anderer Fahrzeuge vornehmen. Ebenso kann ein entsprechender Datenaustausch zwischen der zentralen Recheneinheit 1 und den lokalen Recheneinheiten anderer Fahrzeuge stattfinden.
In der lokalen Recheneinheit 2 kann insbesondere eine Logik zur Optimierung der Ansteuerung hinterlegt sein. Diese erzeugt beispielsweise eine maximal erlaubte Beschleunigung in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder Fahrbahnneigung und/oder eine maximal erlaubte Verzögerung in der Abhängigkeit von der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder Fahrbahnneigung. Insbesondere vermeidet die Logik ein Überbremsen und/oder eine Geschwindigkeitsübertretung und kann gegebenenfalls Fehler des Fahrers bei der Ansteuerung korrigieren, beispielsweise wenn der Fahrer den falschen Gang eingelegt hat oder eine falsche Tastenschaltstellung zur Gangwahl eingestellt hat. Insbesondere werden Leerlaufzeiten, das heißt Standzeiten mit laufendem Motor, vermieden.
Die Logik kann eine Lernfunktionalität aufweisen, um die idealen, insbesondere die vorgenannten Größen selbständig beim Durchfahren der vorgegebenen Fahrstrecke zu lernen, um das Ergebnis für andere Fahrzeuge oder beim späteren erneuten Durchfahren der Fahrstrecke zu nutzen. Damit das Kraftfahrzeug vorausschauend gefahren werden kann, ist die Information über die kommende Route inklusive dem Streckenprofil vorteilhaft. Im Falle eines vorhandenen Navigationsgeräts mit aktiver Zielführung können diese Informationen vom Navigationsgerät zur Verfügung gestellt werden. Alternativ kann die Route gelernt werden. Dies ist möglich für alle Anwendungen, auf denen das Kraftfahrzeug regelmäßig dieselbe Route abfährt, oder wenn andere Fahrzeuge die Informationen zur Verfügung stellen können. Die aktuelle GPS-Position und die resultierende Route werden abgespeichert und mit bereits gespeicherten Routendatensätzen verglichen. Wenn beide Routendatensätze für einen bestimmten Zeitraum übereinstimmen, kann die noch voraus liegende Strecke bestimmt werden.
Bei Fahrzeugflotten kommt vorteilhaft ein zusätzlicher Datenaustausch von erlernten Routen zwischen den Fahrzeugen zum Einsatz. Somit kann die gesamte Flotte auf alle erlernten Routen zugreifen und ein mehrfaches Erlernen kann vermieden werden. Der Datenaustausch kann über die zentrale Recheneinheit beziehungsweise Cloud bei vorhandener Internetanbindung der Fahrzeuge erfolgen, durch eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation, wenn zwei Fahrzeuge miteinander gekoppelt sind, beispielsweise über WLAN und/oder Bluetooth, oder auch manuell.
Für eine noch bessere Bewertung der Möglichkeit eines Segelbetriebs ist es wichtige, die aktuelle Verkehrssituation zu kennen. Hierfür kann auf Daten der zentralen Recheneinheit oder eines anderen globalen Systems zurückgegriffen werden, neben der Erfassung der lokalen Größen, beispielsweise des Abstands zu wenigstens einem vorausfahrenden Fahrzeug mittels einer Abstandssensorik.
Bei Fahrzeugen, die einen Fahrplan einhalten müssen, wird vorteilhaft kontinuierlich die aktuelle Soll/Ist-Position abgeglichen. Ist ein Fahrzeug vor seinem Fahrplan, wird eine entsprechend langsamere Fahrweise empfohlen oder eingestellt. Die aktuelle Verkehrssituation, welche auf dem kommenden Routenabschnitt, also einen vom Fahrzeug noch zu durchfahrenden Abschnitt der Fahrstrecke herrscht, kann mit einbezogen werden. Ist ein Fahrzeug hinter seinem Fahrplan zurück, kann, im Rahmen der erlaubten Geschwindigkeitsbegrenzung eine schnellere Fahrweise empfohlen oder eingestellt werden. Dies kann auch ohne Fahrplan vorgesehen sein, wenn der Fahrer eine späteste Ankunftszeit vorgibt.
Eine Ampelzustandserkennung kann beispielsweise über ein Verkehrsleitsystem erfolgen und der zentralen Recheneinheit und/oder der lokalen Recheneinheit zugeführt werden.
Zur Optimierung des Segelbetriebs kann ein Signal zum Ein- und Auskuppeln dem Fahrer nicht nur visualisiert werden, sondern auch an ein Getriebesteuergerät gesendet werden, sodass der Segelbetrieb vollautomatisch eingestellt wird .
In der zentralen Recheneinheit 1 kann eine Logik vorgesehen sein, wonach der aktuelle Kraftstoffverbrauch des Antriebsmotors des Fahrzeugs und eine Vergleichskennzahl bewertet werden, um verschiedene Fahrzeuge, Fahrer und Routen zu vergleichen.
Bezüglich des absoluten Verbrauchs kann beispielsweise der Verbrauch pro Fahrer, pro Fahrzeug und pro Route zu sich entsprechenden Zeitpunkten erfasst werden. Aus diesen Größen lassen sich die Verbrauchswerte einzelner Fahrzeuge auf einzelnen Routen, einzelner Fahrer auf Fahrzeugen, die Entwicklung von Fahrern und letztlich auch die Entwicklung des Gesamtverbrauchs berechnen und überwachen. Eine wichtige Komponente zum Erfolg ist die Mitarbeit der Fahrer. Damit das System genutzt wird, sollten die Fahrer am Erfolg teilhaben. Dies kann über eine Fahrerrangliste erfolgen, die erstellt wird, wobei die Rangliste vorteilhaft nicht nur die absoluten Verbrauchswerte berücksichtigt, sondern beispielsweise mittels einer Wertezahl die verschiedenen Randbedingungen auf verschiedenen Routen und zu verschiedenen Zeiten ausgleicht. Wichtig ist jedoch in der Regel, dass in die Rangliste einfließt, wie genau sich der Fahrer an seine Vorgaben und Empfehlungen gehalten hat.
Es versteht sich, dass zur Bewertung der Fahrer eine Fahreridentifizierung notwendig ist. Dies ist beispielsweise über eine Fahrerkarte oder eine automatische oder manuelle Anmeldung des Fahrers im Fahrzeug möglich.
Das Bewerten, inwieweit der Fahrer vorausschauend und ruhig gefahren ist, beispielsweise anhand von erfassten starken Bremsungen und/oder der Häufigkeit von Gas-/Bremswechsel, beides insbesondere in Abhängigkeit der Zeit, Geschwindigkeit und Strecke, kann zu einer Beurteilung des Sicherheitsverhaltens des Fahrers führen.
Die Datenübertragung zwischen der zentralen Recheneinheit 1 und der lokalen Recheneinheit 2 kann vielfältig erfolgen, beispielsweise über GSM/G3/LTE- Netz und/oder WLAN .
Um die notwendigen Datenmengen, die mit der zentralen Recheneinheit ausgetauscht werden müssen, zu reduzieren, kann zusätzlich eine Fahrzeug- zu-Fahrzeug-Kommunikation vorgesehen sein, über welche entsprechende Daten ausgetauscht werden, beispielsweise über die aktuelle Verkehrssituation, gelernte Routeninformationen und/oder
Fahrplaninformationen.
Die Steuerungsdaten beziehungsweise die Stellgrößen, die beispielsweise bei der Ansteuerung des Antriebsmotors und/oder des Getriebes adaptiert werden, umfassen neben der genannten Beschleunigungslimitierung und Geschwindigkeitslinnitierung insbesondere auch das Ein- und Ausschalten einer Kick-Down-Funktion und/oder eine Skalierung der Kennlinie eines Gaspedals und/oder Bremspedals.

Claims

Patentansprüche Verfahren zur Optimierung der Fahrt eines Kraftfahrzeugs auf einer Fahrstrecke, wobei
das Kraftfahrzeug mit Sensoren versehen ist, welche aktuelle lokale Zustandsgrößen des Fahrzeugs, der Fahrstrecke und/oder einer Fahrzeugumgebung erfassen;
eine Sendeeinheit im Kraftfahrzeug vorgesehen ist, welche die erfassten aktuellen lokalen Zustandsgrößen an eine zentrale Recheneinheit (1 ) außerhalb des Kraftfahrzeugs übermittelt, und
die zentrale Recheneinheit (1 ) die übermittelten lokalen Zustandsgrößen auswertet und in Abhängigkeit hiervon Daten an das Kraftfahrzeug zurücksendet;
dadurch gekennzeichnet, dass
die zurückgesendeten Daten Steuerungsdaten zur Ansteuerung eines Antriebsmotors und/oder Getriebes umfassen und durch Ansteuerung des Antriebsmotors und/oder Getriebes mit diesen Steuerungsdaten die Fahrt des Kraftfahrzeugs angepasst wird und/oder einem Fahrer des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit der Steuerungsdaten Vorgabedaten zur
Ansteuerung des Antriebsmotors und/oder Getriebes angezeigt werden.
Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Recheneinheit (1 ) bei der Auswertung der übermittelten Zustandsgrößen weitere in einer Datenbank hinterlegte Datenbankwerte und/oder aktuell von anderen Kraftfahrzeugen und/oder außerhalb des Kraftfahrzeugs vorgesehenen globalen Sensoren erfasste und an die zentrale Recheneinheit (1 ) übermittelte aktuelle globale Zustandsg rößen berücksichtigt. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten aktuellen lokalen Zustandsgroßen zusammen mit das Kraftfahrzeug und/oder Komponenten des Kraftfahrzeugs identifizierenden Fahrzeugkennwerten an die zentrale Recheneinheit (1 ) übermittelt werden.
Verfahren gemäß der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Datenbank antriebsmotorspezifische Kenngrößen wie ein Betriebskennfeld des Antriebsmotors für verschiedene Antriebsmotortypen und/oder getriebespezifische Kenngrößen wie Übersetzungsverhältnisse verschiedener Gangstufen des Getriebes für verschiedene Getriebestufen und/oder andere fahrzeugkomponentenspezifische Kenngrößen für verschiedene Fahrzeugkomponenten hinterlegt sind und die Steuerungsdaten in Abhängigkeit der Kenngrößen erzeugt werden.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugkennwerte wenigstens eine oder mehrere der folgenden Werte umfassen:
Kraftfahrzeugtyp
Antriebsmotortyp des im Kraftfahrzeug vorgesehenen Antriebsmotors Getriebetyp des im Kraftfahrzeug vorgesehenen Getriebes
maximale Leistung und/oder Kennfeld des Antriebsmotors
Gangzahl und/oder Übersetzungsverhältnis des Getriebes
Kennung eines im Fahrzeug befindlichen Fahrers.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die lokalen Zustandsgroßen wenigstens eine oder mehrere der nachfolgenden Größen umfassen:
aktuelle Leistungsabgabe des im Kraftfahrzeug vorgesehenen
Antriebsmotors aktueller Gang des im Kraftfahrzeug vorgesehenen Getriebes aktueller Kraftstoffverbrauch des Antriebsmotors
aktuelle Fahrgeschwindigkeit und/oder Fahrzeugbeschleunigung und/oder Fahrzeugverzögerung
aktuelle lokale Wetterbedingungen
aktueller Abstand des Kraftfahrzeugs zu einem vorausfahrenden Fahrzeug
aktuelle Geschwindigkeitsbeschränkung
aktuelle Fahrbahnneigung
aktueller Zustand einer zugeschalteten Dauerbremse und/oder Betriebsbremse
aktuelle Gaspedalstellung und/oder Bremspedalstellung
aktuelle Fahrzeugbeladung und/oder aktuelles Fahrzeuggewicht.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine lokale Recheneinheit (2) im Kraftfahrzeug vorgesehen ist, welche aktuelle lokale Zustandsgrößen auswertet, und die Ansteuerung des Antriebsmotors und/oder Getriebes und/oder die Anzeige der Vorgabedaten zusätzlich in Abhängigkeit der von der lokalen Recheneinheit (2) ausgewerteten Zustandsgrößen erfolgt.
Verfahren gemäß Anspruch 2 und insbesondere einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die globalen Zustandsgrößen wenigstens eine oder mehrere der nachfolgenden Größen umfassen:
Verkehrsaufkommen und/oder Verkehrsstörungen auf einem dem Kraftfahrzeug voraus liegenden Abschnitt der Fahrstrecke
Wetterbedingungen auf einem dem Kraftfahrzeug voraus liegenden Abschnitt der Fahrstrecke
vorgegebene Ankunftszeit des Kraftfahrzeugs an einem
vorgegebenen Zielpunkt der Fahrstrecke.
9. Verfahren gemäß Anspruch 2 und insbesondere einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Kraftfahrzeug zum Transport von Personen im Rahmen des öffentlichen Verkehrs Haltestellen zum Einsteigen und aussteigen lassen von Personen nach einem vorgegebenen Fahrplan angefahren werden und die globalen Zustandsgrößen die Anzahl von Personen umfassen, die sich wenigstens an einer Haltestelle befinden, die auf einem dem Kraftfahrzeug voraus liegenden Abschnitt der Fahrstrecke positioniert ist.
10. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Datenbank eine Auftretenswahrscheinlichkeit zu der jeweiligen Haltestelle hinterlegt ist, welche angibt, mit welcher Wahrscheinlichkeit die an der Haltestelle befindlichen Personen eine Dauerfahrkarte mit sich führen und/oder mit welcher Wahrscheinlichkeit die sich an der Haltestelle befindlichen Personen beim Einsteigen in das Kraftfahrzeug einen Fahrschein kaufen.
1 1 . Verfahren gemäß Anspruch 2 und insbesondere gemäß einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die globalen Zustandsgrößen aktuelle Schaltphasen und/oder Signale von Verkehrsampeln umfassen, die sich auf einem dem Kraftfahrzeug voraus liegenden Abschnitt der Fahrstrecke befinden.
12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsdaten zur Ansteuerung des Antriebsmotors und/oder Getriebes wenigstens eine oder mehrere der nachfolgenden Größen beinhalten oder bestimmen:
eine temporäre maximale Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung und/oder Verzögerung des Kraftfahrzeugs auf einem dem Kraftfahrzeug voraus liegenden Abschnitt der Fahrstrecke eine Gaspedalkennlinie zur Ansteuerung des Antriebsmotors ein Schaltprogramm oder das Schaltverhalten und/oder einen einzustellenden Gang des Getriebes
ein Fahren des Kraftfahrzeugs im Segelbetrieb, Schubbetrieb und/oder Pulse-and-Glide-Betrieb oder den streckenbezogenen oder zeitbezogenen Anteil dieser Betriebszustände auf einem dem Kraftfahrzeug voraus liegenden Abschnitt der Fahrstrecke
ein Geschwindigkeitssollprofil für das Kraftfahrzeug auf einem dem Kraftfahrzeug voraus liegenden Abschnitt der Fahrstrecke.
Verfahren gemäß Anspruch 5 und insbesondere einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Recheneinheit (1 ) aus den lokalen Zustandsgroßen und aus in der Datenbank hinterlegten Datenbankwerten eine Empfehlung zum Einsatz eines bestimmten Kraftfahrzeugtyps, Antriebsmotortyps, Getriebetyps und/oder von Komponententypen generiert.
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