WO2019060938A1 - Verfahren und eine vorrichtung zum erzeugen eines dynamischen geschwindigkeitsprofils eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Verfahren und eine vorrichtung zum erzeugen eines dynamischen geschwindigkeitsprofils eines kraftfahrzeugs Download PDF

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WO2019060938A1
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Tobias DÜSER
Sascha Bauer
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Definitions

  • the invention relates to a method and a device for generating a dynamic speed profile of a motor vehicle, which is suitable for simulating a, in particular real, driving on a route.
  • Test bench tests are reproducible and influences or parameters can be kept constant as required. In this way effects of influences and their modifications become transparent. In addition, bench tests can be carried out with more complex measurement technology, which leads to more meaningful measurement results. However, the test cycles worn on a test bench lead to the above-mentioned known discrepancies between the homologation of motor vehicles and the emission values later achieved in real road traffic.
  • the document EP 1 672 348 A1 relates to a method for operating a motor vehicle on a chassis dynamometer, wherein the motor vehicle is equipped with an engine control with which an electronically controlled fresh air or fresh air mixture Beitig and an automatic transmission or an electronically actuated transmission is controllable.
  • test stands are known from the prior art in order to test a motor vehicle or components of a motor vehicle, for example powertrain test stand, transmission test bench, etc.
  • test cycle also called driving cycle
  • speed profile that is, a temporal speed sequence
  • a first aspect of the invention relates to a method for generating a dynamic speed profile of a motor vehicle which is suitable for simulating a, in particular real, driving operation on a route and / or is suitable for setting desired speeds for driver assistance systems, in particular for predictive driving functions. preferably having the following working steps:
  • the method according to the invention runs fully automatically, ie without the intervention of a user.
  • the steps of determining the static velocity profile and determining the dynamic velocity profile can preferably also be carried out in one work step.
  • a second and third aspect of the invention relate to a corresponding computer program and a computer readable medium.
  • a fourth aspect of the invention relates to a device for generating a dynamic speed profile of a motor vehicle, which is suitable for simulating a, in particular real, driving operation on a route and / or for setting desired speeds for driver assistance systems, in particular for predictive driving functions, preferably comprising:
  • a route in the sense of the invention is a route to be covered or covered.
  • a distance-based speed profile according to the invention indicates the speed as a function of a distance traveled.
  • a static velocity profile in the sense of the invention is the name of an intermediate result of the method according to the invention.
  • the static velocity profile does not account for acceleration or deceleration.
  • a dynamized velocity profile in the sense of the invention is a further intermediate result or intermediate product of the process according to the invention.
  • the dynamized velocity profile preferably does not consider positive accelerations.
  • a time-based speed profile according to the invention has a dependence of the speed on a route from the time, in particular a respective elapsed time since the start of the route.
  • a digital map according to the invention is a collection of data associated with geodesics, the data having at least information about any legal speed limits with respect to the geodesics.
  • a digital map may in particular be a database.
  • a digital map has further information related to roads.
  • a simulation in the sense of the invention can be carried out on a test bench or purely model-based on a computer.
  • at least one component can also be operated on a test bench in a simulated mode and at least one other component can be operated model-based on a computer.
  • Output according to the invention means, in particular, the provision of data. This can preferably be done on a data interface and / or also on a user interface.
  • a means in the context of the invention may be formed by hardware and / or software technology, and in particular one, preferably digitally connected to a memory and / or bus system, in particular digital, processing unit, in particular microprocessor unit (CPU) and / or a or multiple programs or program modules.
  • the CPU may be configured to execute instructions implemented as a program stored in a memory system, to capture input signals from a data bus, and / or to provide output signals to a data bus.
  • a storage system may comprise one or more, in particular different, storage media, in particular different storage media, in particular optical, magnetic, solid and / or other non-volatile media.
  • the program may be such that it embodying the methods described herein, the CPU may perform the steps of such methods and, in particular, may determine a value of a target relative to the robustness of at least one vehicle of a vehicle genre.
  • the invention is based on the approach of being able to study driving scenarios that are as realistic as possible in the development process of a motor vehicle as early as possible in order to obtain reliable results for a later real driving operation of the real motor vehicle. According to the invention, this is achieved by generating a velocity profile based on a real route.
  • This route can be determined in a digital map on the basis of a previously traveled by a motor vehicle route or also be determined by a user using a digital map.
  • a raw data set determined in this way is processed in further working steps in such a way that different boundary conditions or parameters relating to the motor vehicle, the respective driver and / or other occupants, the road conditions of the route, the respective weather conditions etc., be restricted.
  • a maximum target delay is taken into account. Furthermore, for acceleration phases an applied acceleration is calculated and taken into account in the velocity profile. Both the maximum target deceleration and the applied acceleration preferably depend on the respective driver type.
  • the result of the method according to the invention is a speed profile which realistically maps the movement of the motor vehicle on a real or as good as possible modeled artificial route.
  • This speed profile can serve as the basis for a test cycle, which is used on a test bench or even in a purely model-based test of the motor vehicle and / or its components.
  • time-based dynamic velocity profile By means of this, referred to as time-based dynamic velocity profile according to the invention, velocity profiles can be used in various development stages of Development process of a motor vehicle early conformity of individual components or the entire motor vehicle to be tested.
  • a variety of real influences can be reproducibly displayed and, nevertheless, stochastic test conditions can be made possible by parameterizing these influences. This may be beneficial, especially with regard to checking RDE compliance.
  • test operation on test benches or model-based is made possible, which at least substantially corresponds to an operation in real road traffic.
  • the discrepancies between test operation and later real operation at the customer are at least reduced.
  • a number of development tasks may be postponed to the development process earlier or at an earlier stage of development.
  • this is a great advantage.
  • the duration of real tests can be shortened considerably and thus ensure a time and cost-saving development process.
  • the method remain for the distance-based static velocity profile after a traffic light more traffic lights in a defined range, preferably from about 100 m to 20 m, more preferably from about 80 m to 40 m and most preferably from about 60 m, in the determination the speed profile is disregarded. In this way it can preferably be prevented that traffic lights in the opposite direction to the direction of travel are misinterpreted as stopping points by the method.
  • a maximum speed for the distance-based static velocity profile driver-specific is a maximum speed for the distance-based static velocity profile driver-specific.
  • the magnitude of a reference of an acceleration value in a time step to an acceleration value in a preceding time step is less than a threshold value, the threshold value being determined as a function of the driving physics, the vehicle and / or by the driver.
  • the dynamic velocity profile when speed jumps in the static velocity profile starting from a mandatory minimum speed, the speed applied in the preceding route segments speed based on the respective present in the subsequent segment speed and a defined Standard target deceleration, in particular a maximum target deceleration, determines until the velocity applied in one of the preceding route segments reaches the value of the velocity profile in this route segment.
  • a speed jump in the sense of the invention is when a speed change within a defined distance is higher than a predetermined threshold value.
  • This threshold is preferably as high as if the speed change were caused by the maximum target delay.
  • there is a speed jump if the course of the static speed profile is not continuously differentiable.
  • a maximum nominal deceleration in the sense of the invention is preferably predetermined by the properties of the motor vehicle and / or the ambient conditions of the motor vehicle and / or the driver type.
  • the velocities of the static velocity profile correspond to the respective maximum velocity values given by a driver or by a legal speed limit. These speed values can change abruptly from one route segment to the next route segment. Of course this is not realistic.
  • the aim of this advantageous embodiment is therefore to identify the actual braking points at which the driver begins to brake in order to reach the minimum speed to be reached in a certain route segment.
  • it is determined from the minimum speed to be reached, for each preceding route segment, how the speed value had to be there, taking into account a standard target deceleration, until finally the value of the static velocity profile is reached. This results in a steady course of the velocity in the dynamic velocity profile from the velocity jump in the static velocity profile.
  • an inclination and / or the loading of the motor vehicle present in the affected route segments can also be taken into account.
  • this furthermore has the following working steps:
  • a coasting speed profile which takes into account a defined by the rolling behavior of the vehicle target deceleration to achieve, in particular binding, minimum speed of the static velocity profile.
  • the defined by the coasting behavior of the vehicle target deceleration in the context of the invention is that target deceleration, which is caused by driving style resistances of the motor vehicle itself and driving resistances of the motor vehicle with its environment. This can be considered both in the engaged state and in the disengaged state of the motor vehicle.
  • the device according to the invention in an advantageous embodiment, means for determining a coasting velocity profile, which takes into account a defined by the rolling behavior of the vehicle target deceleration to achieve, in particular binding, minimum velocity of the static velocity profile on.
  • speed minimum determines the applied in the preceding route segments speeds on the basis of each present in the subsequent route segment speed and the deceleration defined by the deceleration behavior until the speed applied in one of the preceding route segments speed Value of the static velocity profile reached in this route segment.
  • a course of the velocity profile is determined taking into account the coasting behavior of the motor vehicle. In this case, preferably, an inclination and / or the loading of the motor vehicle present in the affected route segments can also be taken into account.
  • a course of the distance-dependent dynamized speed profile is determined driver-specifically between the course determined by means of the standard set deceleration and the course determined by means of the rollover behavior.
  • a predictive driving style can be taken into account.
  • the acceleration is set to a defined acceleration value, in particular less than or equal to a maximum desired acceleration, or a defined deceleration value, in particular greater than or equal to a defined standard deceleration, for the dynamic acceleration profile in one time step, if, at the route segment corresponding to this time step, the applied velocity is less than or greater than the value of the dynamized velocity profile. In this way it can be ensured that the dynamic velocity profile of the specification approaches the dynamic velocity profile until it is finally reached.
  • the defined acceleration value depends on the performance map of the motor vehicle. For this purpose, preferably the respective operating point of the drive of the motor vehicle is determined and determines the possible retrievable power.
  • the defined acceleration value within a tolerance band is reduced by the dynamized velocity profile to a matching acceleration, which depends on the applied velocity in the respective time step. This takes into account that drivers generally, even before they reach a target speed slowly reduce the acceleration.
  • the maximum target acceleration is driver-specific.
  • a slope and / or a loading of the motor vehicle and / or an acceleration sensation of a driver on the mountain are taken into account for the maximum target acceleration.
  • a switching logic of the vehicle is taken into account for the time-based dynamic speed profile, which provides that when reaching a maximum speed of the engine upshifted and downshifted at a minimum speed of the engine, wherein in a vehicle with manual further defined a switching pause, preferably a second, is taken into account.
  • a switching pause preferably a second
  • the speed profile is determined on the basis of the set delay defined by the rolling behavior of the vehicle during the switching pause.
  • the rolling behavior can be considered both in the uncoupled and in the disengaged state.
  • the method according to the invention also has the following working step:
  • a route section in the sense of the invention contains one or more route segments.
  • the dynamic speed profile can be made realistic closer. Namely, the inventors have found that a driver first lets a vehicle roll out slightly before initiating a braking operation.
  • the device in an advantageous embodiment, means for checking whether in a first route section lying ahead, which represents a first predefined period in relation to a respective time step, there is a speed jump in the static and / or dynamic velocity profile, wherein a speed jump is determined, a defined by the coasting behavior of the motor vehicle target deceleration is selected as a defined delay value, and wherein a defined standard target deceleration is selected as the defined deceleration value when the applied velocity in a time step and / or the corresponding route segment the value of static or dynamic velocity profile.
  • the method according to the invention also has the following working step:
  • the device comprises means for checking whether there is a speed jump in the static and / or dynamized velocity profile in a preceding second predefined time period with respect to a respective time step, wherein if a speed jump is detected is chosen to be "zero" as a predefined delay value, and wherein the second predefined period is preferably before the first predefined time period.
  • the human behavior established by the inventors is mapped, that is not changed directly from accelerating to coasting, but before the speed is kept constant.
  • the second predefined period is the same length as the first predefined period.
  • data points are read from the digital map for the distance-based static velocity profile and / or generated on the basis of the information from the digital map.
  • a maximum curve speed is assigned on the basis of at least one parameter from the following group:
  • curves having a radius greater than about 600 m are not treated as curves.
  • a minimum cornering speed of 20 km / h is also given if the curve radius falls below a defined value, preferably about 15 m.
  • the inventors have found that such a selection of the map points a real way of a motor vehicle can be simulated realistically by any curves.
  • the circle equation is used to calculate the curve radius.
  • the selected map points are connected to a trajectory of the motor vehicle, in particular by interpolation.
  • a maximum curve speed is calculated on the basis of the curve radius for the distance-based speed profile.
  • human behavior when cornering, in particular driver-specific is preferably taken into account.
  • a maximum lateral acceleration is first calculated as an intermediate step. It is preferably taken into account that people accept higher lateral forces at low speeds than at high speeds.
  • the dynamic velocity profile is output as a time-based dynamic velocity profile.
  • the generated speed profile is particularly well suited for the simulation of a, in particular real, driving on a route, since the dynamic speed profile can be traversed particularly well with the corresponding control variables of a test bench as a time sequence.
  • a distance-based dynamic velocity profile resolved into route segments is determined, which is output.
  • the generated Speed profile particularly good for setting target speeds for driver assistance systems, in particular for predictive driving functions, since each route segment can be assigned a target speed.
  • a fifth aspect of the invention relates to a method for analyzing at least one component of a motor vehicle, wherein the at least one component or motor vehicle is subjected to a real or simulated test operation based on a time-based dynamic velocity profile, the time-based dynamic velocity profile being based on one in route segments
  • an applied acceleration is determined on the basis of the speed given by the distance-based velocity profile in a route segment which corresponds to the respective time step and the speed present in the time step ,
  • the distance-based, in particular dynamized, speed profile is determined, starting from a distance-based static speed profile, taking into account a defined, in particular maximum, set delay for achieving, in particular binding, speed minima of the distance-based static speed profile.
  • the distance-based static speed profile for the route is determined on the basis of information from a digital map.
  • the dynamic velocity profile and / or the distance-based velocity profile, in particular the applied acceleration, and / or the distance-based static velocity profile, in particular the defined nominal delay depend on one or more parameters.
  • a sixth aspect of the invention relates to a method for guiding a motor vehicle by means of a driver assistance system, in particular for predictive driving functions, wherein target speeds for guiding the motor vehicle to a dynamic speed profile are determined, the dynamic speed profile starting from a distance-based, in particular dynamized, speed profile by dissolution wherein in each time step an applied acceleration is determined on the basis of the speed given by the distance-based speed profile in a route segment which corresponds to the respective time step and the speed present in the time step.
  • the methods according to the invention are in particular computer-aided or in particular computer-aided.
  • Fig. 1 is a Flussidagramm of an embodiment of the invention
  • Fig. 2 is a static velocity profile according to an embodiment of the
  • Fig. 3 is a diagram of the lateral acceleration tolerance of different types of drivers
  • Fig. 5 shows a dynamic velocity profile in comparison with a measured one
  • Fig. 7 shows an embodiment of an inventive device for generating a dynamic velocity profile.
  • Fig. 1 shows a flowchart of a method according to the first aspect of the invention.
  • Geodesics of a particular route R are preferably required for this purpose.
  • a source for the geodesics of the route R can thereby real measurements of a test drive on the road 101a serve.
  • the creation of a route R user-friendly with the help of a computer-based route planner with a digital map can be generated. Further preferably, this can be done by specifying fewer route points along a desired route R.
  • Appropriate functionalities are known at the time of registration from various route planners, for example from Google Maps ® .
  • OpenStreetMaps (OSM) can be used as a digital map.
  • Other cards from other providers are also applicable.
  • a processing of the route data based on information from the digital map is carried out in step 102.
  • the geodesics of Route R gather information such as the topological and topographical data, legal speed limits and the position of traffic signals.
  • this information is available directly in the digital map, which preferably uses a database or is itself a database.
  • the digital map OpenStreetMaps there is a separate database server for the digital map OpenStreetMaps, from which the corresponding information can be retrieved.
  • this information is automatically extracted on the basis of the specified route R.
  • the actual route data which are extracted from the digital map after setting the route R, preferably consist of a sequence of map points.
  • map points are stored in the digital maps.
  • This route data is transformed into a coordinate system (in particular X, Y, Z) using the information from the digital map, preferably starting from the longitude and latitude of the map points.
  • the route R is preferably interpolated on the basis of the map points taken from the digital map, and in particular on the basis of this interpolation further map points are formed, which have a defined distance from one another.
  • this distance of the generated map points is less than that of the map points, which were taken from the map.
  • the distance is about 2 m.
  • the raw route data taken from the digital map are preferably smoothed with a filter to eliminate discontinuities in the height data.
  • the curvature or the curve radius in the curves of the route R is preferably calculated.
  • the angle of the change in direction between successive map points of the map points originally taken from the digital map is preferably determined. If this angle falls below a threshold value, preferably less than approximately 45 °, preferably less than approximately 40 °, and most preferably less than approximately 30 °, the previously formed further map points are used with a smaller spacing for the interpolation in the curve. Otherwise, the map points are used at a greater distance for interpolation in the curves.
  • each traffic signal system is set to a length of 4 m or two distance steps between three generated map points. Since light signal systems in the digital maps are usually not addressed, after a traffic light signal in the direction of travel of the route R, all other traffic light systems are preferably ignored on a defined following distance, so as not to misinterpret light signal systems from the opposite direction as possible stopping points. Such a subsequent distance is preferably about 60 m. Regardless of whether a route R is generated on the basis of a digital map or generated on the basis of a real measurement run, predefined speeds can preferably be overwritten by the existing speed limits along the route and, as shown in FIG.
  • speed which are predetermined by, in particular sections, traffic conditions or traffic influences.
  • traffic conditions free travel, medium traffic and heavy traffic can be selected.
  • realistic traffic scenarios for example at rush hour traffic, can be taken into account in the static speed profile.
  • a relatively simple model is used for determining the static velocity profile, which leads to the partial reduction of the velocity values in the individual route segments.
  • the frequency and amplitude of the traffic influence depends on the speed extracted from the digital map and the traffic intensity. The frequency of the traffic influence decreases with increasing speed and traffic intensity, whereas its amplitude preferably increases.
  • the result of processing the route data is a route-based static speed profile of the route R resolved into route segments.
  • the individual route segments are preferably assigned a curvature, a gradient, a speed value based on legal speed limits and possibly the traffic volume and any breakpoints by traffic lights.
  • the speed values of the route segments can also be limited by specifying cornering speeds.
  • Such a distance-based static speed profile for a route in a digital map is shown in FIG.
  • speed changes for example by a change in the legal speed limit or a specification for stopping at a traffic signal system, realized by speed jumps.
  • the static velocity profile also took two different traffic scenarios into account.
  • a distance-based dynamic velocity profile is calculated, based on the distance-based static velocity profile. For this purpose, the route-based speed values of the route segments are limited by further boundary conditions.
  • a maximum curve speed is determined in each curve.
  • this maximum speed is calculated using a model for simulating human behavior when cornering.
  • This equation requires only the curvature k and the driver-dependent parameter a as input parameters.
  • the parameter ⁇ also influences the maximum lateral acceleration (see "On the human control of vehicles: an experimental study of acceleration", Paolo Bosetti, Mauro Da Lio, Andrea Saroldi, Eur. Transp. Res. Rev. (2014) 6: In this way, it can be considered that people generally accept higher lateral forces at lower speeds than at high speeds.
  • a minimum curve speed is preferably predetermined. Preferably, this is about 20 km / h from a radius r of less than 15 m.
  • the dynamized speed profile preferably takes into account the need to brake in time. In order to find suitable braking points against break-ins in the static velocity profile, that is to say negative speed jumps, at which a maximum target deceleration, which may be motor vehicle-dependent and / or driver-type-dependent, has to be braked, the static velocity profile is preferred searched backwards for positive speed jumps in this direction 102a, 102b; 103a, 103b. If such a speed jump occurs, the speed value in each route segment i is calculated from the speed minimum of the respective speed jump or the previous route segment i-1 using the following equation:
  • V, v ⁇ - ⁇ + 2 ⁇ As ⁇ a
  • a standard target delay in particular a maximum target delay
  • the route-based assignment of speed values to the route R forms the route-dependent dynamized speed profile.
  • a dynamized velocity profile is calculated, which would be set if the driver simply rolls out the motor vehicle when negative velocity jumps occur in the static velocity profile.
  • the delay is used from the sum of the forces of the driving resistances in the engaged state.
  • the speed in the dynamized speed profile is preferably provided with a sinusoidal oscillation course in order to give this speed preset in the speed profile a certain driving dynamics.
  • the work step of the prediction 103 is followed by a simulation based on a driver type and a motor vehicle in a further work step 104.
  • a performance or the performance map of the respectively parameterized motor vehicle, in particular by means of a motor vehicle model, and the respectively parameterized driver type, in particular by means of a driver model, are taken into account in a calculation or simulation.
  • the speed is preferably not calculated as a function of the distance traveled, but is temporally resolved.
  • the speed is calculated from a time-step-by-step acceleration determined by means of a model taking into account a target speed, which is specified by the dynamized speed profile.
  • an acceleration is determined with which the motor vehicle is accelerated in this respective time step.
  • the particular route segment which corresponds to the respective time step is preferably also determined in each case.
  • the acceleration desired by the driver model which is parameterized to a driver type, first depends on whether the applied speed in the respective time step is within or outside one of the target speed, ie the value of the dynamized velocity profile in the route segment i which corresponds to the time step , lies. Is the applied speed outside Depending on whether the target speed is exceeded or undershot, an acceleration case or a deceleration case occurs and the simulation attempts to reach the target speed within a given boundary condition for the acceleration with a defined acceleration value or a defined standard target deceleration.
  • the defined acceleration value or the standard target deceleration is limited by a parameterized maximum target acceleration and preferably also speed-dependent by a limit value for the product of the applied speed and the applied acceleration (v, ⁇ a).
  • the acceleration in the time step is selected such that the applied speed asymptotically approaches the target value of the dynamized velocity profile in the route segment i corresponding to the time step.
  • the load on the engine is preferably calculated in each time step, in order to limit the acceleration of the motor vehicle due to the engine power, that is to say of the engine map.
  • driver model it is preferably considered in the driver model that some driver types reduce the acceleration on inclines. For this purpose, first of all the downgrade force in the respective route segment corresponding to the time step is calculated, and the resulting downhill acceleration is deducted from the standard target acceleration predetermined by the driver model. However, this is preferably applied only at applied speeds outside the tolerance band.
  • the acceleration is initially set to "zero" for the further time steps.
  • a coasting speed curve starting from the speed applied in the current time step, would cut the dynamized speed profile, which represents a braking curve in this area. If this is the case, a coasting is started, that is, a coasting speed curve, based on the applied speed applied.
  • This type of look-ahead is intended to reflect the behavior of many drivers, not to increase the speed before predictable braking maneuvers, then a certain time in overrun or alternatively also in sail operation, that is engaged or disengaged, without active braking, to delay and late with to start the active braking.
  • the lowermost graph concerns the progression when the minimum speed should be reached by idling alone.
  • the second lowest graph relates to the history of a time-based dynamic velocity profile according to the invention.
  • the third lowest graph relates to the lower part of the tolerance band around the distance-based static speed profile, which specifies the target speed.
  • the fourth lowest graph relates to the inventive stretch-based static velocity profile.
  • the uppermost graph concerns the upper edge of the tolerance band around the distance-based static velocity profile, which dictates the target velocity.
  • the time-based dynamic velocity profile first increases in the section before the marked area from a minimum.
  • This acceleration range is determined by a defined acceleration value, in particular less than or equal to a maximum target acceleration. For this reason, the speed here can not be made dynamic to the track-based Speed profile, the increase of which at this point is caused by a change in the statutory speed limit.
  • the look-ahead function of the method according to the invention begins.
  • a driver as explained above, would initially move from the acceleration to a state of constant speed.
  • the driver would then roll out the vehicle for a certain time thereafter, which explains the parallel course of the time-based dynamic speed profile after the marked area.
  • the time-based dynamic velocity profile is approximately parallel to the bottom graph, the coasting graph.
  • An active braking with implemented look-ahead according to the method according to the invention is therefore carried out only in the last third of a necessary speed reduction.
  • the acceleration in the distance-based dynamized velocity profile is also limited by a limitation of the acceleration, which depends on the respective driver type. This ensures that an acceleration change per unit time, in particular per second, does not exceed a predetermined limit. In this way, the stretch-based dynamic velocity profile is smoothed and preferably has limited jerks. This is crucial for the transferability of the generated cycles or their proximity to reality.
  • the vehicle model underlying the time-based dynamic speed profile is preferably defined as point mass. This will be additional to resistance and resistance to resistance forces of the rolling curve imprinted, in the engaged or disengaged state.
  • a switching logic is implemented.
  • such a switching logic is dependent on predetermined minimum speeds and maximum speeds and the available engine torque in the current operation. If these limits are exceeded, if available, in the corresponding next higher or next lower gear is switched.
  • the speed in the next higher and next lower gear is calculated in parallel. If no acceleration is expected in the following five seconds and the speed in the next higher gear is greater than the minimum speed for switching in constant-speed mode, the system switches up. If acceleration is present in the same time and the speed in the next lower gear is lower than the maximum speed for shifting in acceleration, the next lower gear is selected.
  • the switching logic of the corresponding transmission can be adopted in the vehicle model to calculate the time-based dynamic velocity profile.
  • a switching pause in particular of approximately one second, during switching.
  • the time-based dynamic speed profile can be superimposed on a simplified control behavior.
  • the speed over such a route area or a period of time is not constant all the time, which better reflects the conditions during a real journey.
  • this is at a constant Speed setting superimposed on the target speed by means of a sine function, wherein the amplitude and the frequency further preferably depends on the speed setting of the time-based dynamic speed profile. At lower speeds the amplitude is low and the frequency is high and vice versa.
  • the dynamic velocity profile is preferably output in a further working step 105, preferably at a data interface and / or a user interface.
  • a C0 2 characteristic can be stored for the respective vehicle under consideration.
  • This so-called V-line is preferably generated from the measurement data of a WLTC (Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Cycle). From this, the C0 2 output can be determined for a predetermined power. This allows, as in a real test drive, a PEMS data post-processing can be applied and a simulated test drive therefore be checked for RDE compliance.
  • Parameters of the vehicle model are preferably the total vehicle mass, parameters for the rolling resistance, the full load curve of the motor vehicle, the gear ratio, the differential ratio, the tire dimension and / or the V-line.
  • Driver parameters of the driver model are preferably the maximum target acceleration, a standard target deceleration, a maximum jerk, ie a maximum acceleration change per unit time, a driver-specific maximum speed and a value for the parameter a, which characterizes the permissible cornering speed.
  • these parameters are easy to research, so that the parameterization of a dynamic velocity profile according to the invention is particularly simple.
  • no detailed model parameters are necessary. Particularly preferred only parameters are needed, which can be found on the Internet.
  • the driver model which is based on the time-based dynamic speed profile, preferably has three driver types, driver types A, B and C, which have different boundary conditions, in particular with regard to vehicle dynamics provide by different parameterization. There are also other types of drivers possible.
  • FIG. 5 shows, for a route R defined on a digital map, see FIG. 5 at the top left, a time-based dynamic velocity profile determined by the method according to the invention, see solid line.
  • the speed range around the time-based dynamic speed profile shows the bandwidth of the speed from several real test drives on the real route R.
  • the time-based dynamic velocity profile generated by means of the method according to the invention lies largely within the scatter band generated by means of measuring runs.
  • the absolute values of the calculated dynamic speed profile with driver type B are in similar ranges to the average speed of the real test drives.
  • the sinusoidal oscillations of the dynamic velocity profile in the area of the motorway speed have been deliberately superimposed in order to realize a certain driving dynamics despite permanently constant speed specifications on the distance-based dynamized speed profile and, moreover, in a simple manner a regulating behavior of humans when adjusting constant speeds to simulate.
  • FIG. 6 shows an enlarged section of the velocity profile from FIG. 5 again.
  • the individual graphs from bottom to top are as follows:
  • the bottom graph relates to a time-based dynamic speed profile for a driver type A.
  • the second lowest graph relates to a mean measured velocity for a plurality of real measurement runs whose scatter band is marked around this average velocity.
  • the third lowest graph relates to a time-based dynamic speed profile for a driver type B.
  • the fourth lowest graph relates to a time-based dynamic speed profile for a driver type C.
  • the uppermost graph relates to the legal speed limit in the illustrated route section.
  • the curve speed calculated by means of the method according to the invention for the different driver types has a significantly lower speed than the statutory speed limit.
  • the driver type parameter with the values A, B and C covers the range of the actual driver's cornering speed in these areas.
  • the position of a cursor C (vertical line in the diagram) in conjunction with a circle P on the digital map, where the motor vehicle is currently on the route R shows.
  • Deviations of the time-based dynamic speed profiles of the individual driver types compared to the test drives are due in particular to the fact that no disturbances due to traffic were taken into account in the method underlying FIG. 6.
  • the higher dynamics of the driver type C can be seen and also that the driver type A starts earliest with the described coasting behavior, if it is clear in its look-ahead period or range that a deceleration towards a speed minimum becomes necessary.
  • a device for generating a dynamic speed profile 1 shown in FIG. 7 preferably has means 2 for determining a distance-based static speed profile for the route R on the basis of information from a digital map, means 3 for determining, based on the distance-based static speed profile means for determining, based on the distance-based dynamized velocity profile, a time-based dynamic velocity profile, wherein there is an applied acceleration in each time step the basis of the speed profile predetermined speed in a route segment, which corresponds to the respective time step, and the speed indicated in the time step is determined, and an interface 5 for outputting the time-based dynamic speed profile.
  • the individual means 2 to 5 are preferably connected by data connection.
  • the device 1 preferably has a further interface in order to read in information from a digital map and / or to read in the route R.
  • the interfaces here are preferably data interfaces and / or user interfaces.
  • the dynamic speed profile is used to guide a motor vehicle by means of a driver assistance system, in particular for predictive driving functions.
  • target speeds for guiding the motor vehicle on a specific route R are determined.
  • the route R is preferably determined here as a so-called MostProbablePath 101 b. This indicates the route which the driver assistance system, in particular an adaptive cruise control (ACC), selects with high probability when driving the vehicle.
  • This determined or calculated path is made as a quasi-known route to the basis of the determination of the dynamic velocity profile.
  • the method determines a distance-based dynamic speed profile resolved in route segments.
  • This stretch-based dynamic velocity profile specifies a target velocity for each route segment.
  • this target speed then serves as the output speed for a cruise control of the driver assistance system.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines dynamischen Geschwindigkeitsprofils eines Kraftfahrzeugs, welches sich zur Simulation eines, insbesondere realen, Fahrbetriebs auf einer Route eignet,folgende Arbeitsschritte aufweisend: Ermitteln eines in Routensegmente aufgelösten, streckenbasierten statischen Geschwindigkeitsprofils für die Route auf der Grundlage von Informationen aus einer digitalen Karte; Ermitteln, ausgehend von dem streckenbasierten statischen Geschwindigkeitsprofil, eines streckenbasierten dynamisierten Geschwindigkeitsprofils, welches eine definierte maximale Sollverzögerung zum Erreichen von verbindlichen Geschwindigkeitsminima des Geschwindigkeitsprofils berücksichtigt; Ermitteln, ausgehend von dem streckenbasierten dynamisierten Geschwindigkeitsprofil, eines in Zeitschritte aufgelösten zeitbasierten dynamischen Geschwindigkeitsprofils, wobei in jedem Zeitschritt eine anliegende Beschleunigung auf der Grundlage des durch das Geschwindigkeitsprofil vorgegebenen Geschwindigkeit in einem Routensegment, welches dem jeweiligen Zeitschritt entspricht, und der in dem Zeitschritt anliegenden Geschwindigkeit bestimmt wird; und Ausgeben des zeitbasierten dynamischen Geschwindigkeitsprofils.

Description

Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen eines dynamischen
Geschwindigkeitsprofils eines Kraftfahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen eines dynamischen Geschwindigkeitsprofils eines Kraftfahrzeugs, welches sich zur Simulation eines, insbesondere realen, Fahrbetriebs auf einer Route eignet.
Mit der Einführung der Real Driving Emissions (RDE)-Gesetzgebung soll die Diskrepanz zwischen Homologation und realen Emissionen bei Kraftfahrzeugen reduziert werden. Dabei müssen Kraftfahrzeuge ab September 2017 für die Typprüfung in der Europäischen Union neben einem Prüfzyklus im Labor (WLTP, WLTC) auch die Einhaltung von Emissionsgrenzwerten auf der Straße unter realen Fahrbedingungen nachweisen.
Der Schadstoffausstoß im realen Fahrbetrieb rückt damit stärker denn je in den Fokus der Entwicklung. Ziel ist es letztendlich, nicht wie bisher die Emissionsgrenzwerte in einem genau vordefinierten Zyklus unter vordefinierten Randbedingungen einzuhalten, sondern die Emissionsziele robust auf realen Prüffahrten auf unbekannten Strecken mit bewusst grob abgesteckten Randbedingungen einzuhalten.
Folglich hat die RDE-Gesetzgebung große Auswirkungen auf die Entwicklung neuer Kraftfahrzeugantriebe. Die Straße als Prüfumgebung sorgt für große technische Herausforderungen. Bei der klassischen zyklusbasierten Entwicklung stehen Fahrversuche unter Realbedingungen erst mit Prototyp-Kraftfahrzeugen und damit am Ende des Entwicklungsprozesses an. Ein typisches RDE-Testprogramm mit mobilen Messgeräten (Portable Emission Measurement System PEMS) besteht dabei aus einer großen Anzahl an Prüffahrten auf unterschiedlichen Strecken mit verschiedenen Fahrern, um statistisch eine größtmögliche Bandbreite von Bedingungen abzudecken. Werden in dieser Phase der Entwicklung grundlegende Probleme diagnostiziert, ist eine Fehlerbehebung meist nur unter hohen Kosten möglich und mit großem Aufwand verbunden.
Die Straße als Prüfumgebung bietet mit ihrer Vielzahl an Einflüssen zwar die notwendige stochastische Grundlage, um sicherzustellen, dass Kraftfahrzeuge auch im Kundenbetrieb die geforderten Emissionsziele einhalten. Allerdings ist es durch die schwer kontrollierbaren Einflüsse nahezu unmöglich, bei realen Prüffahrten auf der Straße zwei Messungen mit vergleichbaren Bedingungen durchzuführen. Aus diesem Grund lassen sich die Auswirkungen von Modifikationen an Antrieb oder Kraftfahrzeug nicht gezielt mit einem Basiszustand vergleichen. Dies macht Aussagen über die Wirksamkeit von Modifikationen schwierig. Daher ist die Straße als Entwicklungsumgebung nur bedingt geeignet.
Prüfstandtests sind hingegen reproduzierbar und Einflüsse oder Parameter können bei Bedarf gezielt konstant gehalten werden. Auf diese Weise werden Auswirkungen von Einflüssen und von deren Modifikationen transparent. Zudem können Prüfstandversuche mit aufwändigerer Messtechnik durchgeführt werden, was zu aussagekräftigeren Messergebnissen führt. Allerdings führen die auf einem Prüfstand abgefahrenen Prüfzyklen zu den oben geschilderten bekannten Diskrepanzen zwischen der Homologation von Kraftfahrzeugen und den später im realen Straßenverkehr erreichten Emissionswerten.
Das Dokument EP 1 672 348 A1 betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs auf einem Rollenprüfstand, wobei das Kraftfahrzeug mit einer Motorsteuerung ausgestattet ist, mit der eine elektronisch geregelte Frischluft- bzw. Frischluftgemisch-Beimessung und ein Automatikgetriebe oder ein elektronisch betätigbares Getriebe steuerbar ist.
Des Weiteren sind aus dem Stand der Technik weitere Prüfstände bekannt, um ein Kraftfahrzeug oder Komponenten eines Kraftfahrzeugs zu testen, beispielsweise Antriebsstrangprüfstand, Getriebeprüfstand etc.
Zudem ist es möglich, ein Kraftfahrzeug oder Komponenten des Kraftfahrzeugs teilweise oder auch vollständig modellbasiert zu testen. Hierfür wird ein Modell des zu testenden Kraftfahrzeugs oder der zu testenden Komponente oder Komponenten erstellt und der Fahrbetrieb anschließend anhand dieser Modelle und eines Prüfzyklus simuliert.
In einem Prüfzyklus, auch Fahrzyklus genannt, wird dabei festgelegt, unter welchen Bedingungen mit welchem Geschwindigkeitsprofil, das heißt einem zeitlichen Geschwindigkeitsablauf, ein Kraftfahrzeug betrieben wird.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Prüfung von Kraftfahrzeugen oder deren Komponenten zu ermöglichen. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Geschwindigkeitsprofil für eine unter den Bedingungen der RDE-Gesetzgebung geeignete, verbesserte Prüfung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 , ein Computerprogramm nach Anspruch 27, ein computerlesbares Medium nach Anspruch 28 und eine Vorrichtung nach Anspruch 29 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Lehre der Ansprüche wird ausdrücklich zum Bestandteil der Beschreibung gemacht.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines dynamischen Geschwindigkeitsprofils eines Kraftfahrzeugs, welches sich zur Simulation eines, insbesondere realen, Fahrbetriebs auf einer Route eignet und/oder sich zur Vorgabe von Soll-Geschwindigkeiten für Fahrerassistenzsysteme, insbesondere für prädiktive Fahrfunktionen, eignet, vorzugsweise folgende Arbeitsschritte aufweisend:
Ermitteln eines, insbesondere in Routensegmente, aufgelösten, streckenbasierten statischen Geschwindigkeitsprofils für die Route auf der Grundlage von Informationen aus einer digitalen Karte;
Ermitteln, ausgehend von dem streckenbasierten statischen Geschwindigkeitsprofil, eines streckenbasierten dynamisierten Geschwindigkeitsprofils, welches eine definierte maximale Sollverzögerung zum Erreichen von verbindlichen Geschwindigkeitsminima des Geschwindigkeitsprofils berücksichtigt;
Ermitteln, ausgehend von dem streckenbasierten dynamisierten Geschwindigkeitsprofil, eines, insbesondere in Zeitschritte aufgelösten, zeitbasierten dynamischen Geschwindigkeitsprofils, wobei in jedem Zeitschritt eine anliegende Beschleunigung auf der Grundlage des durch das Geschwindigkeitsprofil vorgegebenen Geschwindigkeit in einem Routensegment, welches dem jeweiligen Zeitschritt entspricht, und der in dem Zeitschritt anliegenden Geschwindigkeit bestimmt wird; und
Ausgeben des zeitbasierten dynamischen Geschwindigkeitsprofils.
Vorzugsweise läuft das erfindungsgemäße Verfahren vollautomatisch, d.h. ohne Eingriff eines Benutzers, ab. Die Arbeitsschritte Ermitteln des statischen Geschwindigkeitsprofils und Ermitteln des dynamisierten Geschwindigkeitsprofils können vorzugsweise auch in einem Arbeitsschritt ausgeführt werden. Ein zweiter und dritter Aspekt der Erfindung betreffen ein entsprechendes Computerprogramm und ein computerlesbares Medium.
Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen eines dynamischen Geschwindigkeitsprofils eines Kraftfahrzeugs, welches sich zur Simulation eines, insbesondere realen, Fahrbetriebs auf einer Route eignet und/oder sich zur Vorgabe von Soll-Geschwindigkeiten für Fahrerassistenzsysteme, insbesondere für prädiktive Fahrfunktionen, eignet, vorzugsweise aufweisend:
Mittel zum Ermitteln eines in Routensegmente aufgelösten streckenbasierten statistischen Geschwindigkeitsprofils für die Route auf der Grundlage von Informationen aus einer digitalen Karte;
Mittel zum Ermitteln, ausgehend von dem streckenbasierten statistischen Geschwindigkeitsprofil, eines streckenbasierten dynamischen Geschwindigkeitsprofils, welches eine definierte maximale Sollverzögerung zum Erreichen von, insbesondere verbindlichen, Geschwindigkeitsminima des streckenbasierten statischen Geschwindigkeitsprofils berücksichtigt;
Mittel zum Ermitteln, ausgehend von dem streckenbasierten dynamischen Geschwindigkeitsprofil, eines in Zeitschritte aufgelösten, zeitbasierten dynamischen Geschwindigkeitsprofils, wobei in jedem Zeitschritt eine anliegende Beschleunigung auf der Grundlage der durch das Geschwindigkeitsprofil vorgegebenen Geschwindigkeit in einem Routensegment, welches dem jeweiligen Zeitschritt entspricht, und der in dem Zeitschritt anliegenden Geschwindigkeit bestimmt wird; und eine Schnittstelle zum Ausgeben des zeitbasierten dynamischen Geschwindigkeitsprofils.
Eine Route im Sinne der Erfindung ist eine zurückzulegende oder zurückgelegte Strecke.
Ein streckenbasiertes Geschwindigkeitsprofil im Sinne der Erfindung gibt die Geschwindigkeit in Abhängigkeit einer zurückgelegten Distanz an.
Ein statisches Geschwindigkeitsprofil im Sinne der Erfindung ist die Bezeichnung eines Zwischenergebnisses des erfindungsgemäßen Verfahrens. Insbesondere berücksichtigt das statische Geschwindigkeitsprofil keine Beschleunigung oder Bremsverzögerung. Ein dynamisiertes Geschwindigkeitsprofil im Sinne der Erfindung ist ein weiteres Zwischenergebnis bzw. Zwischenprodukt des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das dynamisierte Geschwindigkeitsprofil berücksichtigt vorzugsweise keine positiven Beschleunigungen.
Ein zeitbasiertes Geschwindigkeitsprofil im Sinne der Erfindung weist eine Abhängigkeit der Geschwindigkeit auf einer Route von der Zeit, insbesondere einer jeweils verstrichenen Zeitdauer seit Routenbeginn, auf.
Eine digitale Karte im Sinne der Erfindung ist eine Sammlung von Daten welche Geodäten zugeordnet sind, wobei die Daten wenigstens Informationen über etwaige gesetzlich vorgeschriebene Geschwindigkeitsbegrenzungen in Bezug zu den Geodäten aufweisen. Eine digitale Karte kann insbesondere eine Datenbank sein. Vorzugsweise weist eine digitale Karte weitere Informationen in Bezug auf Straßen auf.
Eine Simulation im Sinne der Erfindung kann auf einem Prüfstand oder rein modellbasiert auf einem Rechner durchgeführt werden. Vorzugsweise können bei einer Simulation auch wenigstens eine Komponente auf einem Prüfstand in einem simulierten Betrieb betrieben und wenigstens eine andere Komponente modellbasiert auf einem Rechner betrieben werden.
Ausgeben im Sinne der Erfindung bedeutet insbesondere ein Bereitstellen von Daten. Vorzugsweise kann dies an einer Datenschnittstelle und/oder auch an einer Benutzerschnittstelle geschehen.
Ein Mittel im Sinne der Erfindung kann hard- und/oder softwaretechnisch ausgebildet sein und insbesondere eine, vorzugsweise mit einem Speicher- und/oder Bussystem daten- bzw. signalverbundene, insbesondere digitale, Verarbeitungseinheit, insbesondere Mikroprozessor-Einheit (CPU) und/oder ein oder mehrere Programme oder Programm-Module aufweisen. Die CPU kann dazu ausgebildet sein, Befehle, die als ein in einem Speichersystem abgelegtes Programm implementiert sind, abzuarbeiten, Eingangssignale von einem Datenbus zu erfassen und/oder Ausgangssignale an einen Datenbus zu geben. Ein Speichersystem kann ein oder mehrere, insbesondere verschiedene, Speichermedien, insbesondere verschiedene Speichermedien, insbesondere optische, magnetische, Festkörper und/oder andere nicht-flüchtige Medien, aufweisen. Das Programm kann derart beschaffen sein, dass es die hier beschriebenen Verfahren verkörpert bzw. auszuführen imstande ist, dass die CPU die Schritte solcher Verfahren ausführen kann und damit insbesondere einen Wert einer Zielgröße in Bezug auf die Robustheit wenigstens eines Fahrzeugs einer Fahrzeuggattung bestimmen kann.
Die Erfindung basiert insbesondere auf dem Ansatz, möglichst früh im Entwicklungsprozess eines Kraftfahrzeugs möglichst realitätsnahe Fahrszenarien untersuchen zu können, um belastbare Ergebnisse für einen späteren realen Fahrbetrieb des realen Kraftfahrzeugs zu erhalten. Erfindungsgemäß wird dies erreicht, indem ein Geschwindigkeitsprofil auf der Grundlage einer realen Route erzeugt wird.
Diese Route kann in einer digitalen Karte anhand einer zuvor mit einem Kraftfahrzeug zurückgelegten Route ermittelt werden oder auch durch einen Benutzer anhand einer digitalen Karte festgelegt werden.
Ein auf diese Weise ermittelter Rohdatensatz, erfindungsgemäß streckenbasiertes statisches Geschwindigkeitsprofil genannt, wird in weiteren Arbeitsschritten in der Weise bearbeitet, dass verschiedene Randbedingungen oder Parameter in Bezug auf das Kraftfahrzeug, den jeweiligen Fahrer und/oder andere Insassen, die Straßenbedingungen der Route, die jeweiligen Witterungsbedingungen etc., eingeschränkt werden.
In einer Bearbeitungsphase der Rohdaten wird eine maximale Soll-Verzögerung berücksichtigt. Des Weiteren wird für Beschleunigungsphasen eine anliegende Beschleunigung berechnet und in dem Geschwindigkeitsprofil berücksichtigt. Sowohl die maximale Soll-Verzögerung als auch die anliegende Beschleunigung hängen dabei vorzugsweise von dem jeweiligen Fahrertyp ab.
Das Ergebnis des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein Geschwindigkeitsprofil, welches die Bewegung des Kraftfahrzeugs auf einer realen oder einer der Realität möglichst gut nachempfundenen artifiziellen Route realitätsnah abbildet. Dieses Geschwindigkeitsprofil kann als Grundlage für einen Prüfzyklus dienen, welcher auf einem Prüfstand oder auch in einer rein modellbasierten Prüfung des Kraftfahrzeugs und/oder dessen Komponenten zum Einsatz kommt.
Mittels dieses, erfindungsgemäß als zeitbasiertes dynamisches Geschwindigkeitsprofil bezeichneten, Geschwindigkeitsprofils können in verschiedenen Entwicklungsstufen des Entwicklungsprozesses eines Kraftfahrzeugs frühzeitig die Konformität einzelner Komponenten oder des gesamten Kraftfahrzeugs getestet werden. Hierbei kann eine Vielfalt realer Einflüsse reproduzierbar dargestellt und durch Parametrierung dieser Einflüsse dennoch stochastische Prüfbedingungen ermöglicht werden. Insbesondere in Bezug auf die Prüfung einer RDE-Konformität kann dies von Vorteil sein.
Dies ist bei einer Prüfung im realen Straßenverkehr aufgrund mangelnder Reproduzierbarkeit sowie hoher Kosten und dem dann schon erreichten späten Zeitpunkt bzw. der Entwicklungsstufe im Entwicklungsprozess nicht effizient möglich. Besonders ist ein Lastkollektiv von Prüfung im realen Straßenverkehr nicht im Vorhinein bekannt und bis auf einige festgelegte Randbedingungen zufällig. Insbesondere Einflüsse wie Verkehr, Wetter etc. machen eine Reproduzierbarkeit von Prüfungen im realen Straßenverkehr nahezu unmöglich.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Prüfbetrieb auf Prüfständen oder modellbasiert ermöglicht, welcher wenigstens im Wesentlichen einem Betrieb im realen Straßenverkehr entspricht. Hierdurch werden zum einen die Diskrepanzen zwischen Prüfbetrieb und späterem realen Betrieb beim Kunden wenigstens reduziert. Des Weiteren können eine Reihe von Entwicklungsaufgaben zu einem früheren Zeitpunkt bzw. einer früheren Entwicklungsstufe zum Entwicklungsprozess hin verschoben werden. Insbesondere aufgrund des anhaltenden Kostendrucks und der größeren Variantenvielfalt in der Kraftfahrzeugindustrie ist dies von großem Vorteil. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann die Dauer realer Tests stark verkürzt werden und damit einen zeit- und kostensparenden Entwicklungsprozess gewährleisten.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens bleiben für das streckenbasierte statische Geschwindigkeitsprofil nach einer Ampel weitere Ampeln in einem definierten Bereich, bevorzugt von etwa 100 m bis 20 m, bevorzugter von etwa 80 m bis 40 m und am bevorzugtesten von etwa 60 m, bei dem Ermitteln des Geschwindigkeitsprofils unberücksichtigt. Auf diese Weise kann vorzugsweise verhindert werden, dass Ampeln in Gegenrichtung zur Fahrtrichtung als Haltepunkte von dem Verfahren fehlinterpretiert werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine maximale Geschwindigkeit für das streckenbasierte statische Geschwindigkeitsprofil fahrerspezifisch. Hierdurch können verschiedene Fahrertypen bzw. deren Verhalten berücksichtigt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Betrag einer Referenz eines Beschleunigungswerts in einem Zeitschritt zu einem Beschleunigungswert in einem vorausgehenden Zeitschritt geringer als ein Schwellwert, wobei der Schwellwert in Abhängigkeit von der Fahrphysik, dem Fahrzeug und/oder von dem Fahrer bestimmt wird. Hierdurch können Rucke in der Längsbewegung eines Fahrzeugs, welche nicht tolerabel wären, aus dem Geschwindigkeitsprofil ausgeschlossen werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird für das dynamisierte Geschwindigkeitsprofil beim Auftreten von Geschwindigkeits- Sprüngen im statischen Geschwindigkeitsprofil, ausgehend von einem verbindlichen Geschwindigkeitsminimum, die in den davorliegenden Routensegmenten anliegende Geschwindigkeit auf der Grundlage der jeweils in dem nachfolgenden Segment anliegenden Geschwindigkeit und einer definierten Standard-Sollverzögerung, insbesondere einer maximalen Sollverzögerung, bestimmt, bis die in einem der davorliegenden Routensegmente anliegende Geschwindigkeit den Wert des Geschwindigkeitsprofils in diesem Routensegment erreicht.
Ein Geschwindigkeits-Sprung im Sinne der Erfindung liegt vor, wenn eine Geschwindigkeitsänderung innerhalb einer definierten Distanz höher ist als ein vorgegebener Schwellwert. Dieser Schwellwert ist vorzugsweise so hoch als wenn die Geschwindigkeitsänderung durch die maximale Soll-Verzögerung verursacht würde. Alternativ oder zusätzlich liegt ein Geschwindigkeits-Sprung vor, wenn der Verlauf des statischen Geschwindigkeitsprofils nicht stetig differenzierbar ist.
Eine maximale Sollverzögerung im Sinne der Erfindung wird vorzugsweise durch die Eigenschaften des Kraftfahrzeugs und/oder die Umgebungsbedingungen des Kraftfahrzeugs und/oder den Fahrertyp vorgegeben.
Aufgrund der Strukturierung der Rohdaten, welche aus einer digitalen Karte stammen, entsprechen die Geschwindigkeiten des statischen Geschwindigkeitsprofils den jeweiligen durch einen Fahrer oder durch eine gesetzliche Geschwindigkeitsbegrenzung gegebenen maximalen Geschwindigkeitswerten. Diese Geschwindigkeitswerte können sich von einem Routensegment auf das nächste Routensegment abrupt ändern. Dies ist selbstverständlich nicht realistisch. Ziel dieser vorteilhaften Ausgestaltung ist es daher, die eigentlichen Bremspunkte zu identifizieren, bei welchen der Fahrer anfängt zu bremsen, um das zu erreichende Geschwindigkeitsminimum in einem gewissen Routensegment zu erreichen. Insbesondere wird erfindungsgemäß von dem zu erreichenden Geschwindigkeitsminimum ausgehend für jedes vorhergehende Routensegment bestimmt, wie dort der Geschwindigkeitswert unter Berücksichtigung einer Standard-Sollverzögerung sein musste, bis schließlich der Wert des statischen Geschwindigkeitsprofils erreicht wird. Hierdurch entsteht aus dem Geschwindigkeits- Sprung im statischen Geschwindigkeitsprofil ein stetiger Verlauf der Geschwindigkeit in dem dynamisierten Geschwindigkeitsprofil. Vorzugsweise kann hierbei auch eine in den betroffenen Routensegmenten vorhandene Steigung und/oder die Beladung des Kraftfahrzeugs berücksichtigt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist dieses des Weiteren die folgenden Arbeitsschritte auf:
Ermitteln eines Ausroll-Geschwindigkeitsprofils, welches eine durch das Ausrollverhalten des Fahrzeugs definierte Sollverzögerung zum Erreichen von, insbesondere verbindlichen, Geschwindigkeitsminima des statischen Geschwindigkeitsprofils berücksichtigt.
Die durch das Ausrollverhalten des Fahrzeugs definierte Sollverzögerung im Sinne der Erfindung ist jene Sollverzögerung, welche durch Fahrstilwiderstände des Kraftfahrzeugs selbst und Fahrwiderstände des Kraftfahrzeugs mit seiner Umgebung verursacht wird. Diese kann sowohl im eingekuppelten Zustand als auch im ausgekuppelten Zustand des Kraftfahrzeugs berücksichtigt werden.
Entsprechend weist die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer vorteilhaften Ausgestaltung Mittel zum Ermitteln eines Ausroll-Geschwindigkeitsprofils, welches eine durch das Ausrollverhalten des Fahrzeugs definierte Sollverzögerung zum Erreichen von, insbesondere verbindlichen, Geschwindigkeitsminima des statischen Geschwindigkeitsprofils berücksichtigt, auf.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden für das statische Geschwindigkeitsprofil beim Auftreten von Geschwindigkeitssprüngen im statischen Geschwindigkeitsprofil, ausgehend von einem, insbesondere verbindlichen, Geschwindigkeitsminimum die in den davorliegenden Routensegmenten anliegenden Geschwindigkeiten auf der Grundlage der jeweils in dem nachfolgenden Routensegment anliegenden Geschwindigkeit und der durch das Ausrollverhalten definierten Sollverzögerung bestimmt, bis die in einem der davorliegenden Routensegmente anliegende Geschwindigkeit den Wert des statischen Geschwindigkeitsprofils in diesem Routensegment erreicht. Wie in Bezug auf die maximale Sollverzögerung geschildert, wird auch hier, ausgehend von einem Geschwindigkeitsminimum des statischen Geschwindigkeitsprofils, ein Verlauf des Geschwindigkeitsprofils unter Berücksichtigung des Ausrollverhaltens des Kraftfahrzeugs bestimmt. Vorzugsweise kann hierbei auch eine in den betroffenen Routensegmenten vorhandene Steigung und/oder die Beladung des Kraftfahrzeugs berücksichtigt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird ein Verlauf des streckenabhängigen dynamisierten Geschwindigkeitsprofils fahrerspezifisch zwischen dem mittels der Standard-Sollverzögerung bestimmten Verlauf und dem mittels des Ausrollverhaltens bestimmten Verlauf ermittelt. Je nach Fahrertyp kann hierdurch eine vorausschauende Fahrweise berücksichtigt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird für das dynamische Beschleunigungsprofil in einem Zeitschritt die Beschleunigung auf einen definierten Beschleunigungswert, insbesondere kleiner oder gleich einer maximalen Soll-Beschleunigung, oder einen definierten Verzögerungswert, insbesondere größer oder gleich einer definierten Standard-Sollverzögerung, gesetzt, wenn an dem Routensegment, welches diesem Zeitschritt entspricht, die anliegende Geschwindigkeit kleiner oder größer als der Wert des dynamisierten Geschwindigkeitsprofils ist. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass sich das dynamische Geschwindigkeitsprofil der Vorgabe durch das dynamisierte Geschwindigkeitsprofil annähert, bis dieses schließlich erreicht ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens hängt der definierte Beschleunigungswert vom Leistungskennfeld des Kraftfahrzeugs ab. Hierfür wird vorzugsweise der jeweilige Betriebspunkt des Antriebs des Kraftfahrzeugs bestimmt und die mögliche abrufbare Leistung ermittelt. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der definierte Beschleunigungswert innerhalb eines Toleranzbands um das dynamisierte Geschwindigkeitsprofil auf eine Angleichbeschleunigung verringert, welche von der anliegenden Geschwindigkeit in dem jeweiligen Zeitschritt abhängt. Hierdurch wird berücksichtigt, dass Fahrer im Allgemeinen schon bevor sie eine Zielgeschwindigkeit erreichen langsam die Beschleunigung verringern.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die maximale Soll-Beschleunigung fahrerspezifisch. Vorzugsweise wird für die maximale Soll-Beschleunigung eine Steigung und/oder eine Beladung des Kraftfahrzeugs und/oder ein Beschleunigungsempfinden eines Fahrers am Berg berücksichtigt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird für das zeitbasierte dynamische Geschwindigkeitsprofil eine Schaltlogik des Fahrzeugs berücksichtigt, welche vorsieht, dass bei Erreichen einer Maximaldrehzahl des Motors hochgeschaltet und bei einer Minimaldrehzahl des Motors heruntergeschaltet wird, wobei bei einem Fahrzeug mit Handschaltung des Weiteren eine definierte Schaltpause, vorzugsweise eine Sekunde, berücksichtigt wird. Hierdurch kann das zeitbasierte dynamische Geschwindigkeitsprofil noch realitätsnäher gestaltet werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird während der Schaltpause das Geschwindigkeitsprofil auf der Grundlage der durch das Ausrollverhalten des Fahrzeugs definierten Sollverzögerung ermittelt. Das Ausrollverhalten kann dabei sowohl im ein- als auch im ausgekuppelten Zustand betrachtet werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das erfindungsgemäße Verfahren des Weiteren den folgenden Arbeitsschritt auf:
Überprüfen, ob in einem ersten vorausgehenden Routenabschnitt, welcher einen ersten vordefinierten Zeitraum in Bezug auf einen jeweiligen Zeitschritt darstellt, ein Geschwindigkeits-Sprung im statischen und/oder dynamisierten Geschwindigkeitsprofil vorliegt, wobei, wenn ein Geschwindigkeits-Sprung festgestellt wird, eine durch das Ausrollverhalten des Fahrzeugs definierte Sollverzögerung als definierter Verzögerungswert gewählt wird, und wobei die definierte Standard-Sollverzögerung als definierter Verzögerungswert gewählt wird, wenn die anliegende Geschwindigkeit in einem Zeitschritt und/oder dem entsprechenden Routensegment den Wert des statischen oder dynamisierten Geschwindigkeitsprofils erreicht.
Ein Routenabschnitt im Sinne der Erfindung enthält dabei ein oder mehrere Routensegmente.
Auch durch diese Maßnahme kann das dynamische Geschwindigkeitsprofil realitätsnäher gestaltet werden. Die Erfinder haben nämlich festgestellt, dass ein Fahrer ein Fahrzeug zunächst etwas ausrollen lässt, bevor er einen Bremsvorgang einleitet.
Entsprechend weist die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer vorteilhaften Ausgestaltung Mittel zum Überprüfen auf, ob in einem ersten vorausliegenden Routenabschnitt, welcher einen ersten vordefinierten Zeitraum in Bezug auf einen jeweiligen Zeitschritt darstellt, ein Geschwindigkeits-Sprung im statischen und/oder dynamisierten Geschwindigkeitsprofil vorliegt, wobei, wenn ein Geschwindigkeits-Sprung festgestellt wird, eine durch das Ausrollverhalten des Kraftfahrzeugs definierte Sollverzögerung als definierter Verzögerungswert gewählt wird, und wobei eine definierte Standard-Sollverzögerung als definierter Verzögerungswert gewählt wird, wenn die anliegende Geschwindigkeit in einem Zeitschritt und/oder dem entsprechenden Routensegment den Wert des statischen oder dynamischen Geschwindigkeitsprofils erreicht.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das erfindungsgemäße Verfahren des Weiteren den folgenden Arbeitsschritt auf:
Überprüfen, ob in einem zweiten vorausliegenden Routenabschnitt, welcher einen zweiten vordefinierten Zeitraum in Bezug auf einen jeweiligen Zeitschritt darstellt, ein Geschwindigkeits-Sprung im statischen und/oder dynamisierten Geschwindigkeitsprofil vorliegt, wobei, wenn ein Geschwindigkeits-Sprung festgestellt wird,„Null" als definierter Verzögerungswert gewählt wird, und wobei der zweite vordefinierte Zeitraum vorzugsweise vor dem ersten vordefinierten Zeitraum liegt.
Entsprechend weist die erfindungsgemäße Vorrichtung Mittel auf zum Überprüfen, ob in einem vorausliegenden zweiten vordefinierten Zeitraum in Bezug auf einen jeweiligen Zeitschritt ein Geschwindigkeits-Sprung im statischen und/oder dynamisierten Geschwindigkeitsprofil vorliegt, wobei, wenn ein Geschwindigkeits-Sprung festgestellt wird, „Null" als vordefinierter Verzögerungswert gewählt wird, und wobei der zweite vordefinierte Zeitraum vorzugsweise vor dem ersten vordefinierten Zeitraum liegt.
Auch diese Maßnahme dient dazu, das dynamische Geschwindigkeitsprofil noch realitätsnäher zu gestalten. Insbesondere wird das durch die Erfinder festgestellte menschliche Verhalten abgebildet, dass nicht direkt vom Beschleunigen ins Ausrollen gewechselt wird, sondern vorher die Geschwindigkeit konstant gehalten wird. Vorzugsweise ist der zweite vordefinierte Zeitraum genauso lang wie der erste vordefinierte Zeitraum.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden für das streckenbasierte statische Geschwindigkeitsprofil Datenpunkte aus der digitalen Karte eingelesen und/oder auf der Grundlage der Informationen aus der digitalen Karte erzeugt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird für das streckenbasierte statische Geschwindigkeitsprofil jeder Kurve eine maximale Kurvengeschwindigkeit auf der Grundlage wenigstens eines Parameters aus der nachfolgenden Gruppe zugeordnet:
• jeweiliger Kurvenradius;
• jeweilige Krümmung;
• ein fahrerspezifischer Parameter; und/oder
• eine Maximalquerbeschleunigung.
Vorzugsweise werden Kurven mit einem Radius von größer etwa 600 m nicht als Kurven behandelt. Vorzugsweise wird auch eine minimale Kurvengeschwindigkeit von 20 km/h vorgegeben, wenn der Kurvenradius einen definierten Wert, vorzugsweise etwa 15 m, unterschreitet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Abstand zwischen den Kartenpunkten zum Ermitteln des Kurvenradius des streckenbasierten statischen Geschwindigkeitsprofils in Abhängigkeit vom Winkel zwischen einer Geraden durch einen ersten und einen zweiten von aus der digitalen Karte eingelesenen Kartenpunkten und einer weiteren Geraden durch den zweiten und einen dritten von aus der digitalen Karte eingelesenen Kartenpunkten gebildet, wobei für Winkel kleiner als etwa 45°, bevorzugt etwa 40°, am bevorzugtesten etwa 30°, erzeugte Kartenpunkte mit einem kleineren Abstand, bevorzugt etwa 3 m, bevorzugter etwa 2 m, am bevorzugtesten etwa 1 m, und für größere Winkel Kartenpunkte mit einem größeren Abstand, insbesondere dem Abstand der aus der digitalen Karte eingelesenen Rohkartendatenpunkte, verwendet wird.
Die Erfinder haben festgestellt, dass durch eine solche Auswahl der Kartenpunkte ein realer Weg eines Kraftfahrzeugs durch beliebige Kurven realitätsnah nachgebildet werden kann. Vorzugsweise wird zur Berechnung des Kurvenradius die Kreisgleichung herangezogen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die ausgewählten Kartenpunkte zu einer Trajektorie des Kraftfahrzeugs verbunden, insbesondere durch Interpolation.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird für das streckenbasierte Geschwindigkeitsprofil eine Kurvenmaximalgeschwindigkeit auf der Grundlage des Kurvenradius berechnet. Vorzugsweise wird hierbei das menschliche Verhalten bei Kurvenfahrten, insbesondere fahrerspezifisch, berücksichtigt. Weiter vorzugsweise wird als Zwischenschritt zunächst eine maximale Querbeschleunigung berechnet. Vorzugsweise wird dabei berücksichtigt, dass Menschen bei geringen Geschwindigkeiten höhere Querkräfte akzeptieren als bei hohen Geschwindigkeiten.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das dynamische Geschwindigkeitsprofil als zeitbasiertes dynamisches Geschwindigkeitsprofil ausgegeben. In diesem Fall eignet sich das erzeugte Geschwindigkeitsprofil besonders gut für die Simulation eines, insbesondere realen, Fahrbetriebs auf einer Route, da das dynamische Geschwindigkeitsprofil mit den entsprechenden Stellgrößen eines Prüfstands als zeitliche Abfolge besonders gut abgefahren werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird, ausgehend von dem in Zeitschritte aufgelösten dynamischen Geschwindigkeitsprofil, ein in Routensegmente aufgelöstes streckenbasiertes dynamisches Geschwindigkeitsprofil ermittelt, welches ausgegeben wird. In diesem Fall eignet sich das erzeugte Geschwindigkeitsprofil besonders gut zur Vorgabe von Soll-Geschwindigkeiten für Fahrerassistenzsysteme, insbesondere für prädiktive Fahrfunktionen, da jedem Routensegment eine Soll-Geschwindigkeit zugeordnet werden kann.
Ein fünfter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Analysieren wenigstens einer Komponente eines Kraftfahrzeugs, wobei die wenigstens eine Komponente oder das Kraftfahrzeug einem realen oder simulierten Prüfbetrieb auf der Grundlage eines zeitbasierten dynamischen Geschwindigkeitsprofils unterzogen wird, wobei das zeitbasierte dynamische Geschwindigkeitsprofil, ausgehend von einem in Routensegmente aufgelösten streckenbasierten, insbesondere dynamisierten, Geschwindigkeitsprofil durch Auflösen in Zeitschritte ermittelt ist, wobei in jedem Zeitschritt eine anliegende Beschleunigung auf der Grundlage der durch das streckenbasierte Geschwindigkeitsprofil vorgegebenen Geschwindigkeit in einem Routensegment, welches dem jeweiligen Zeitschritt entspricht, und der in dem Zeitschritt anliegenden Geschwindigkeit bestimmt wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das streckenbasierte, insbesondere dynamisierte, Geschwindigkeitsprofil, ausgehend von einem streckenbasierten statischen Geschwindigkeitsprofil, ermittelt, wobei eine definierte, insbesondere maximale, Sollverzögerung zum Erreichen von, insbesondere verbindlichen, Geschwindigkeitsminima des streckenbasierten statischen Geschwindigkeitsprofils berücksichtigt wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das streckenbasierte statische Geschwindigkeitsprofil für die Route auf der Grundlage von Informationen einer digitalen Karte ermittelt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens hängen das dynamische Geschwindigkeitsprofil und/oder das streckenbasierte Geschwindigkeitsprofil, insbesondere die anliegende Beschleunigung, und/oder das streckenbasierte statische Geschwindigkeitsprofil, insbesondere die definierte Sollverzögerung, von einem oder mehreren Parametern ab.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden ein oder mehrere Parameter variiert, um die wenigstens eine Komponente oder das Kraftfahrzeug zu analysieren. Ein sechster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Führen eines Kraftfahrzeugs mittels eines Fahrerassistenzsystems, insbesondere für prädiktive Fahrfunktionen, wobei Soll-Geschwindigkeiten zum Führen des Kraftfahrzeugs einem dynamischen Geschwindigkeitsprofil bestimmt werden, wobei das dynamische Geschwindigkeitsprofil ausgehend von einem streckenbasierten, insbesondere dynamisierten, Geschwindigkeitsprofil durch Auflösen in Zeitschritte ermittelt ist wobei in jedem Zeitschritt eine anliegende Beschleunigung auf der Grundlage der durch das streckenbasierte Geschwindigkeitsprofil vorgegebenen Geschwindigkeit in einem Routensegment, welches dem jeweiligen Zeitschritt entspricht, und der in dem Zeitschritt anliegenden Geschwindigkeit bestimmt wird.
Die erfindungsgemäßen Verfahren sind insbesondere computergestützt oder werden insbesondere computergestützt ausgeführt.
Merkmale und Vorteile in Bezug auf den ersten Aspekt der Erfindung gelten für die weiteren Aspekte der Erfindung entsprechend und umgekehrt.
Nachfolgend werden weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung mittels Ausführungsbeispielen in Bezug auf die Figuren erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Flussidagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen
Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung;
Fig. 2 ein statisches Geschwindigkeitsprofil gemäß eines Ausführungsbeispiels der
Erfindung;
Fig. 3 ein Diagramm der Querbeschleunigungstoleranz verschiedener Fahrertypen
Fig. 4 einen Ausschnitt eines dynamischen Geschwindigkeitsprofils im Bereich einer
Verzögerung;
Fig. 5 ein dynamisches Geschwindigkeitsprofil im Vergleich mit einem gemessenen
Geschwindigkeitsprofil;
Fig. 6 dynamische Geschwindigkeitsprofile für verschiedene Fahrertypen im
Vergleich zu gemessenen Geschwindigkeitsprofilen; und Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erzeugen eines dynamischen Geschwindigkeitsprofils.
Fig. 1 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung.
In einem Arbeitsschritt 101 a, 101 b der Datenerhebung wird der Input, d.h. die Rohdaten, für die nachfolgenden Arbeitsschritte erzeugt. Hierfür werden vorzugsweise Geodäten einer bestimmten Route R benötigt. Als Quelle für die Geodäten der Route R können hierbei reale Messungen einer Messfahrt auf der Straße dienen 101a. Alternativ oder zusätzlich ist es aber auch möglich, Geodäten am Computer auf der Basis von Online- Karten zu erzeugen 101 b. Vorteilhafterweise kann hierbei das Erstellen einer Route R benutzerfreundlich mit Hilfe eines computerbasierten Routenplaners mit einer digitalen Karte erzeugt werden. Weiter vorzugsweise kann dies durch die Angabe weniger Routenpunkte entlang einer gewünschten Route R geschehen. Entsprechende Funktionalitäten sind zum Zeitpunkt der Anmeldung aus verschiedensten Routenplanern bekannt, zum Beispiel aus Google Maps®. Als digitale Karte kann beispielsweise OpenStreetMaps (OSM) verwendet werden. Andere Karten anderer Anbieter sind jedoch auch anwendbar.
Nach der Erstellung der Route R und/oder dem Einlesen der Geodäten auf der Grundlage einer realen Messfahrt wird in Arbeitsschritt 102 eine Aufbereitung der Routendaten anhand von Information aus der digitalen Karte vorgenommen.
Hierfür werden aus den Geodäten der Route R Informationen, wie die topologischen und topografischen Daten, gesetzliche Geschwindigkeitslimits sowie die Position von Lichtsignalanlagen gesammelt. Vorzugsweise sind diese Informationen direkt in der digitalen Karte, welche vorzugsweise auf eine Datenbank zurückgreift oder selbst eine Datenbank ist, verfügbar. Beispielsweise existiert zu der digitalen Karte OpenStreetMaps ein eigener Datenbank-Server, aus welchem die entsprechenden Informationen abgerufen werden können. Vorzugsweise werden diese Informationen dabei auf der Grundlage der festgelegten Route R automatisch extrahiert.
Die eigentlichen Routendaten, welche nach Festlegen der Route R aus der digitalen Karte extrahiert werden, bestehen vorzugsweise aus einer Abfolge von Kartenpunkten. Im Allgemeinen sind solche Kartenpunkte in den digitalen Karten hinterlegt. Diese Routendaten werden unter Hinzuziehung der Information aus der digitalen Karte, vorzugsweise ausgehend von Längengrad und Breitengrad der Kartenpunkte, in ein Koordinaten-System (insbesondere X, Y, Z) transformiert. Des Weiteren wird die Route R vorzugsweise auf der Grundlage der aus der digitalen Karte entnommenen Kartenpunkte interpoliert und insbesondere auf der Grundlage dieser Interpolation weitere Kartenpunkte gebildet, welche einen definierten Abstand voneinander haben. Vorzugsweise ist dieser Abstand der erzeugten Kartenpunkte geringer als jener der Kartenpunkte, welche aus der Karte entnommen wurden. Vorzugsweise beträgt der Abstand etwa 2 m. Des Weiteren werden die aus der digitalen Karte entnommenen Routenrohdaten vorzugsweise mit einem Filter geglättet, um Unstetigkeiten bei den Höhendaten auszuschließen.
Um eine maximale Kurvengeschwindigkeit berechnen zu können, wird vorzugsweise die Krümmung bzw. der Kurvenradius in den Kurven der Route R berechnet. Um einen realistischen Routenverlauf bestimmen zu können, ist es hierfür zweckmäßig, für unterschiedlich starke Richtungsänderungen zur Interpolation der Route R Kartenpunkte mit verschiedenen Abständen heranzuziehen.
Hierfür wird vorzugsweise der Winkel der Richtungsänderung zwischen aufeinanderfolgenden Kartenpunkten der ursprünglich aus der digitalen Karte entnommenen Kartenpunkte bestimmt. Unterschreitet dieser Winkel einen Schwellwert, vorzugsweise kleiner etwa 45°, bevorzugt kleiner etwa 40° und am bevorzugtesten kleiner etwa 30°, so werden die zuvor gebildeten weiteren Kartenpunkte mit kleinerem Abstand zur Interpolation in der Kurve herangezogen. Andernfalls werden die Kartenpunkte mit größerem Abstand zur Interpolation in den Kurven verwendet.
An Lichtsignalanlagen bzw. Ampeln, an denen später angehalten werden soll, wird eine Geschwindigkeit von 0 km/h vorgegeben. Vorzugsweise wird jede Lichtsignalanlage auf eine Länge von 4 m bzw. zwei Entfernungsschritte zwischen drei erzeugten Kartenpunkten gesetzt. Da Lichtsignalanlagen in den digitalen Karten üblicherweise nicht gerichtet sind, werden nach einer Lichtsignalanlage in Fahrtrichtung der Route R alle weiteren Lichtsignalanlagen auf einer definierten Nachfolgendistanz vorzugsweise ignoriert, um nicht Lichtsignalanlagen aus der Gegenrichtung als mögliche Haltepunkte fehlzuinterpretieren. Eine solche nachfolgende Distanz beträgt vorzugsweise etwa 60 m. Unabhängig davon, ob eine Route R anhand einer digitalen Karte erzeugt ist oder auf der Grundlage einer realen Messfahrt erzeugt ist, können durch die vorhandenen Geschwindigkeitsbegrenzungen entlang der Strecke vorgegebene Geschwindigkeiten vorzugsweise überschrieben werden und, wie in Fig. 2 dargestellt, durch Geschwindigkeiten ersetzt werden, welche durch, insbesondere abschnittsweise, Verkehrsbedingungen bzw. Verkehrseinflüsse vorgegeben werden. Beispielsweise können in einem Ausführungsbeispiel die Verkehrsbedingungen freie Fahrt, mittelstarker Verkehr und starker Verkehr gewählt werden. Auf diese Weise können realistische Verkehrsszenarien, beispielsweise im Berufsverkehr, in dem statischen Geschwindigkeitsprofil berücksichtigt werden.
Um Verkehrseinflüsse zu simulieren, gibt es verschiedenste Ansätze. Vorzugsweise wird zum Ermitteln des statischen Geschwindigkeitsprofils ein relativ einfaches Modell benutzt, das zum abschnittsweisen Herabsetzen der Geschwindigkeitswerte in den einzelnen Routensegmenten führt. Vorzugweise ist die Häufigkeit und Amplitude des Verkehrseinflusses dabei abhängig von der aus der digitalen Karte extrahierten Geschwindigkeit und der Verkehrsstärke. Die Frequenz des Verkehrseinflusses nimmt dabei mit steigender Geschwindigkeit und Verkehrsstärke ab, wohingegen dessen Amplitude vorzugsweise zunimmt.
Das Ergebnis der Aufbereitung der Routendaten ist ein in Routensegmente aufgelöstes, streckenbasiertes statisches Geschwindigkeitsprofil der Route R. Den einzelnen Routensegmenten wird hierbei vorzugsweise eine Krümmung, eine Steigung, ein Geschwindigkeitswert auf der Grundlage von gesetzlichen Geschwindigkeitslimits und gegebenenfalls der Verkehrsstärke und etwaige Haltepunkte durch Lichtsignalanlagen zugeordnet. Vorzugsweise können die Geschwindigkeitswerte der Routensegmente auch durch eine Vorgabe von Kurvengeschwindigkeiten beschränkt werden.
Ein solches streckenbasiertes statisches Geschwindigkeitsprofil für einen Routenverlauf in einer digitalen Karte wird in Fig. 2 dargestellt. Wie aus dem Geschwindigkeitsprofil ersichtlich ist, werden Geschwindigkeitsveränderungen, beispielsweise durch eine Änderung der gesetzlichen Geschwindigkeitsbegrenzung oder eine Vorgabe zum Stoppen an einer Lichtsignalanlage, durch Geschwindigkeits-Sprünge realisiert. In den schraffierten Bereichen wurden in dem statischen Geschwindigkeitsprofil des Weiteren zwei verschiedene Verkehrsszenarien berücksichtigt. In einem nächsten Arbeitsschritt der Vorberechnung 103 wird, ausgehend von dem streckenbasierten statischen Geschwindigkeitsprofil, ein streckenbasiertes dynamisiertes Geschwindigkeitsprofil berechnet. Hierfür werden die streckenbasierten Geschwindigkeitswerte der Routensegmente durch weitere Randbedingungen begrenzt.
Vorzugsweise wird zunächst eine maximale Kurvengeschwindigkeit in jeder Kurve bestimmt. Vorzugsweise wird diese maximale Geschwindigkeit dabei anhand eines Modells zur Nachbildung von menschlichem Verhalten bei Kurvenfahrten berechnet.
Hierfür kommt vorzugsweise die folgende Gleichung zum Einsatz: v = a■ k1/3
v Geschwindigkeit a fahrerabhängiger Parameter k Krümmung
Diese Gleichung benötigt als Eingangsparameter lediglich die Krümmung k und den fahrerabhängigen Parameter a. Mit dem Parameter α kann eine Toleranz der Querdynamik eines jeweiligen Fahrertyps verändert werden. Der Parameter α beeinflusst dabei auch die maximale Querbeschleunigung (vgl.„On the human control of vehicles: an experimental study of acceleration", Paolo Bosetti, Mauro Da Lio, Andrea Saroldi, Eur. Transp. Res. Rev. (2014) 6: 157-170). Auf diese Weise kann berücksichtigt werden, dass Menschen bei geringeren Geschwindigkeiten im Allgemeinen höhere Querkräfte akzeptieren als bei hohen Geschwindigkeiten.
Entsprechende Abhängigkeiten zwischen tolerabler Querbeschleunigung und Geschwindigkeit für einen gegebenen Kurvenradius r bzw. eine Krümmung 1/r und verschiedene Werte des Parameters α werden in Fig. 3 dargestellt.
Vorzugsweise werden Kurven mit über 600 m Radius nicht berücksichtigt, weil diese als Autobahn-ähnliche Kurven wahrgenommen werden. Des Weiteren wird vorzugsweise eine minimale Kurvengeschwindigkeit vorgegeben. Vorzugsweise beträgt diese etwa 20 km/h ab einem Radius r von weniger als 15 m. Des Weiteren wird bei dem dynamisierten Geschwindigkeitsprofil vorzugsweise die Notwendigkeit berücksichtigt, rechtzeitig zu bremsen. Um geeignete Bremspunkte vor Einbrüchen im statischen Geschwindigkeitsprofil, das heißt negativen Geschwindigkeits- Sprüngen, aufzufinden, an denen spätestens mit einer maximalen Soll-Verzögerung, welche Kraftfahrzeug-abhängig und/oder Fahrertyp-abhängig sein kann, gebremst werden muss, wird das statische Geschwindigkeitsprofil vorzugsweise rückwärts nach in diese Richtung positiven Geschwindigkeits-Sprüngen abgesucht 102a, 102b; 103a, 103b. Tritt ein solcher Geschwindigkeits-Sprung auf, wird der Geschwindigkeitswert in jedem Routensegment i ausgehend von dem Geschwindigkeitsminimum des jeweiligen Geschwindigkeits-Sprungs bzw. dem vorherigen Routensegment i-1 anhand der nachfolgenden Gleichung berechnet:
V, = v\-\ + 2 · As · a
V, Geschwindigkeit im Routensegment i Vi-i Geschwindigkeit im Routensegment i-1
As Strecke zwischen zwei Routensegmenten, insbesondere zwischen den Mittelpunkten zweier Routensegmente a Standard-Sollverzögerung, insbesondere eine maximale Sollverzögerung
Die diese Geschwindigkeitswerte berücksichtigende streckenbasierte Zuordnung von Geschwindigkeitswerten zu der Route R bildet das streckenabhängige dynamisierte Geschwindigkeitsprofil.
Um das Verzögerungsverhalten realer Fahrer nachzubilden, wird zusätzlich zur Verzögerungskurve ein dynamisiertes Geschwindigkeitsprofil berechnet, welches sich einstellen würde, wenn der Fahrer das Kraftfahrzeug beim Auftreten von negativen Geschwindigkeits-Sprüngen im statischen Geschwindigkeitsprofil einfach ausrollen lässt. Vorzugsweise wird hierbei die Verzögerung aus der Summe der Kräfte der Fahrwiderstände im eingekuppelten Zustand verwendet. Alternativ ist auch möglich, diese Berechnung im ausgekuppelten Zustand vorzunehmen.
Abhängig vom Fahrertyp wird dann eine Kombination aus Ausrollen und aktiver Verzögerung angewendet, wenn die aktuelle Geschwindigkeit zwischen einer Zielgeschwindigkeit des dynamisierten Geschwindigkeitsprofils und einer Ausrollgeschwindigkeit liegt.
Liegt über einen längeren Routenabschnitt kein Geschwindigkeits-Sprung bzw. keine Geschwindigkeitsänderung vor, so wird die Geschwindigkeit in dem dynamisierten Geschwindigkeitsprofil vorzugsweise mit einem sinusartigen Schwingungsverlauf versehen, um auch diesen Geschwindigkeitsvorgaben im Geschwindigkeitsprofil eine gewisse Fahrdynamik zu geben.
An den Arbeitsschritt der Vorausberechnung 103 schließt sich eine Simulation auf der Grundlage eines Fahrertyps und eines Kraftfahrzeugs in einem weiteren Arbeitsschritt 104 an.
In diesem Arbeitsschritt 104 wird vorzugsweise eine Leistungsfähigkeit bzw. das Leistungskennfeld des jeweils parametrierten Kraftfahrzeugs, insbesondere mittels eines Kraftfahrzeugmodells, sowie der jeweils parametrierte Fahrertyp, insbesondere mittels eines Fahrermodells, bei einer Berechnung oder Simulation berücksichtigt.
Die Geschwindigkeit wird hierbei vorzugsweise nicht in Abhängigkeit von dem zurückgelegten Weg berechnet, sondern zeitlich aufgelöst. Vorm Startpunkt der Route R ausgehend wird die Geschwindigkeit aus einer anhand eines Modells ermittelten Beschleunigung Zeitschritt für Zeitschritt unter Berücksichtigung einer Zielgeschwindigkeit, welche von dem dynamisierten Geschwindigkeitsprofil vorgegeben wird, berechnet. Hierbei gibt es für die jeweilige Beschleunigung vorzugsweise Randbedingungen, welche deren Wert in dem jeweiligen Zeitschritt zusätzlich einschränken.
Für jeden Zeitschritt wird also eine Beschleunigung ermittelt, mit der das Kraftfahrzeug in diesem jeweiligen Zeitschritt beschleunigt wird. Hierfür wird vorzugsweise auch jeweils das jeweilige Routensegment bestimmt werden, welches dem jeweiligen Zeitschritt entspricht.
Die vom Fahrermodell, welches auf einen Fahrertyp parametriert ist, gewünschte Beschleunigung ist zunächst davon abhängig, ob die anliegende Geschwindigkeit in dem jeweiligen Zeitschritt innerhalb oder außerhalb eines um die Zielgeschwindigkeit, das heißt den Wert des dynamisierten Geschwindigkeitsprofils in dem Routensegment i, welches dem Zeitschritt entspricht, liegt. Ist die anliegende Geschwindigkeit außerhalb des Bandes, tritt je nach Überschreiten oder Unterschreiten der Zielgeschwindigkeit ein Beschleunigungsfall oder ein Verzögerungsfall ein und die Simulation versucht, innerhalb vorgegebener Randbedingungen für die Beschleunigung mit einem definierten Beschleunigungswert oder einer definierten Standard-Sollverzögerung die Zielgeschwindigkeit zu erreichen. Dabei ist der definierte Beschleunigungswert bzw. die Standard-Soll-Verzögerung durch eine parametrierte maximale Soll-Beschleunigung und vorzugsweise auch geschwindigkeitsabhängig durch einen Grenzwert für das Produkt aus der anliegenden Geschwindigkeit und der anliegenden Beschleunigung (v, · a) begrenzt.
Sobald die anliegende Geschwindigkeit das Toleranzband erreicht bzw. innerhalb des Toleranzbands ist, wird die Beschleunigung in dem Zeitschritt so gewählt, dass die anliegende Geschwindigkeit sich asymptotisch dem Zielwert des dynamisierten Geschwindigkeitsprofils in dem, dem Zeitschritt entsprechenden, Routensegment i annähert.
Vorzugsweise kommen hierbei für die zu berechnende Angleichbeschleunigung die folgenden Gleichungen zum Einsatz:
_ (Vziel-V(t)) .
"■anqleich n, α\ν
" lvziel-vTol down)) oder
_ (Vziel-V(t)) .
O-angleich (Vziel-vTol up DW
Hierbei sind: aangieic Angleichbeschleunigung im Toleranzband vZiei Zielgeschwindigkeit v(t) anliegende Geschwindigkeit
VTOI down niedrigster Geschwindigkeitswert des Toleranzbands
VTOI höchster Geschwindigkeitswert des Toleranzbands a(t) definierte Sollverzögerung oder Standard-Sollbeschleunigung Neben dem Fahrer kommt aber auch das Kraftfahrzeug als limitierende Randbedingung für die Beschleunigung in Frage. Vorzugsweise wird deshalb in jedem Zeitschritt die Last am Motor berechnet, um gegebenenfalls die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs aufgrund der Motorleistung, das heißt des Motorkennfelds, zu begrenzen.
Vorzugsweise ist in dem Fahrermodell des Weiteren berücksichtigt, dass einige Fahrertypen die Beschleunigung an Steigungen reduzieren. Hierfür wird zunächst die Hangabtriebskraft in dem jeweiligen dem Zeitschritt entsprechenden Routensegment berechnet und die daraus resultierende Hangabtriebsbeschleunigung von der durch das Fahrermodell vorgegebenen Standard-Sollbeschleunigung abgezogen. Vorzugsweise wird dies aber nur bei anliegenden Geschwindigkeiten außerhalb des Toleranzbandes angewendet.
Zusätzlich kann bei allen Fahrertypen eine sogenannte Vorausschau im jeweiligen Fahrermodell implementiert sein. Je nach Fahrertyp sind hierbei verschiedene Vorausschauzeiten angegeben. Aus einer solchen Vorausschauzeit ergibt sich zusammen mit der in dem jeweiligen Zeitschritt anliegenden Geschwindigkeit ein Bereich an Routensegmenten, bis zu dem das jeweilige Fahrermodell vorausschaut.
Ausgehend hiervon wird einerseits in der Distanz des vorzugsweise doppelten Bereichs überprüft, ob die im aktuellen Zeitschritt anliegende Geschwindigkeit höher ist als die in dem doppelten Bereich vorgegebenen Zielgeschwindigkeiten des dynamisierten Geschwindigkeitsprofils. Ist dies der Fall, wird die Beschleunigung vorerst für die weiteren Zeitschritte auf„Null" gesetzt.
Zum anderen wird weiterhin überprüft, ob eine Ausroll-Geschwindigkeitskurve, ausgehend von der in dem aktuellen Zeitschritt anliegenden Geschwindigkeit, das dynamisierte Geschwindigkeitsprofil, welches in diesem Bereich eine Bremskurve darstellt, schneiden würde. Ist dies der Fall, wird ein Ausrollen gestartet, das heißt eine Ausroll-Geschwindigkeitskurve, ausgehend von der anliegenden Geschwindigkeit, angewendet.
Erst an dem Schnittpunkt dieser Ausroll-Geschwindigkeitskurve mit dem dynamisierten Geschwindigkeitsprofil, das hießt beim Schneiden mit der eigentlichen Bremskurve, wird zum Anwenden der definierten Sollverzögerung übergegangen, um dann dem dynamisierten Geschwindigkeitsprofil bis zum Erreichen des durch das Bremsmanöver verursachten Geschwindigkeitsminimums zu folgen.
Diese Art der Vorausschau soll das Verhalten vieler Fahrer abbilden, vor vorhersehbaren Bremsmanövern zunächst die Geschwindigkeit nicht weiter zu erhöhen, daraufhin eine gewisse Zeit im Schubbetrieb oder alternativ auch im Segelbetrieb, das heißt eingekuppelt oder ausgekuppelt, ohne aktive Bremsung, zu verzögern und erst spät mit der aktiven Bremsung zu beginnen.
Ein solches Verhalten bei einer Verzögerung unter Berücksichtigung einer Vorausschau ist in Fig. 4 dargestellt.
Insgesamt sind in der Fig. 4 dabei fünf Graphen eingezeichnet. In dem markierten Distanzbereich sind dies von unten nach oben:
Der unterste Graph betrifft den Verlauf, wenn das Geschwindigkeitsminimum allein durch Ausrollen im Leerlauf erreicht werden sollte.
Der zweitunterste Graph betrifft den Verlauf eines zeitbasierten dynamischen Geschwindigkeitsprofils gemäß der Erfindung.
Der drittunterste Graph betrifft den unteren Bereich des Toleranzbands um das streckenbasierte statische Geschwindigkeitsprofil, welches die Zielgeschwindigkeit vorgibt.
Der viertunterste Graph betrifft das erfindungsgemäße streckenbasierte statische Geschwindigkeitsprofil.
Der oberste Graph betrifft den oberen Rand des Toleranzbands um das streckenbasierte statische Geschwindigkeitsprofil, welches die Zielgeschwindigkeit vorgibt.
Das zeitbasierte dynamische Geschwindigkeitsprofil steigt in dem Abschnitt vor dem markierten Bereich ausgehend von einem Minimum zunächst an. Dieser Beschleunigungsbereich wird durch einen definierten Beschleunigungswert, insbesondere kleiner oder gleich einer maximalen Soll-Beschleunigung, bestimmt. Aus diesem Grund kann die Geschwindigkeit hier nicht dem streckenbasierten dynamisierten Geschwindigkeitsprofil folgen, dessen Anstieg an dieser Stelle durch eine Änderung der gesetzlichen Geschwindigkeitsbegrenzung hervorgerufen wird.
Mit Beginn des markierten Bereichs setzt die Vorausschaufunktion des erfindungsgemäßen Verfahrens ein. Hier wird zunächst angenommen, dass ein Fahrer, wie oben erläutert, aus der Beschleunigung zunächst in einen Zustand konstanter Geschwindigkeit übergehen würde.
Des Weiteren wird angenommen, dass der Fahrer das Fahrzeug hiernach eine gewisse Zeit ausrollen lassen würde, was den parallelen Verlauf des zeitbasierten dynamischen Geschwindigkeitsprofils nach dem markierten Bereich erklärt. In diesem Bereich verläuft das zeitbasierte dynamische Geschwindigkeitsprofil etwa parallel zum untersten Graph, dem Ausroll-Graph.
Erreicht das zeitbasierte dynamische Geschwindigkeitsprofil schließlich das streckenbasierte dynamisierte Geschwindigkeitsprofil bzw. die Zielgeschwindigkeit, so wird schließlich angenommen, dass der Fahrer, wie bei der Berechnung des streckenbasierten dynamisierten Geschwindigkeitsprofils, mit der definierten Standard- Sollverzögerung, insbesondere einer maximalen Sollverzögerung, bremst, bis er das Fahrzeug auf die Geschwindigkeit des insbesondere verbindlichen Geschwindigkeitsminimums im rechten Abschnitt des Diagramms zurückgeführt hat.
Eine aktive Bremsung mit implementierter Vorausschau gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird daher erst ca. im letzten Drittel einer notwendigen Geschwindigkeitsreduzierung vorgenommen.
Vorzugsweise wird die Beschleunigung in dem streckenbasierten dynamisierten Geschwindigkeitsprofil auch durch eine Begrenzung der Beschleunigung eingeschränkt, welche von dem jeweiligen Fahrertyp abhängt. Diese gewährleistet, dass eine Beschleunigungsänderung pro Zeiteinheit, insbesondere pro Sekunde, einen vorgegebenen Grenzwert nicht überschreitet. Auf diese Weise ist das streckenbasierte dynamische Geschwindigkeitsprofil geglättet und weist vorzugweise limitierte Rucke auf. Dies ist für die Übertragbarkeit der erzeugten Zyklen bzw. deren Realitätsnähe entscheidend.
Vorzugsweise ist das dem zeitbasierten dynamischen Geschwindigkeitsprofil zugrundeliegende Fahrzeugmodell als Punktmasse definiert. Dieser werden zusätzlich zu Beschleunigungswiderständen und Steigungswiderständen Widerstandskräfte der Ausrollkurve aufgeprägt, im eingekuppelten oder ausgekuppelten Zustand.
Vorzugsweise ist in dem im zeitbasierten dynamischen Geschwindigkeitsprofil zugrundeliegenden Fahrzeugmodell (bei einer Automatik) oder Fahrermodell (bei einem manuellen Getriebe) eine Schaltlogik implementiert.
Weiter vorzugsweise ist eine solche Schaltlogik abhängig von vorgegebenen Minimaldrehzahlen und Maximaldrehzahlen und dem zur Verfügung stehenden Motormoment im aktuellen Betrieb. Werden diese Grenzen überschritten, wird, falls vorhanden, in den entsprechend nächsthöheren oder nächstniedrigeren Gang geschaltet.
Vorzugsweise wird parallel auch die Drehzahl im nächsthöheren und nächstniedrigeren Gang berechnet. Wird in den nachfolgenden fünf Sekunden keine Beschleunigung erwartet und ist die Drehzahl im nächsthöheren Gang größer als die Minimaldrehzahl zum Schalten bei Konstantfahrt, wird hochgeschaltet. Ist in derselben Zeit eine Beschleunigung vorhanden und die Drehzahl im nächstniedrigeren Gang niedriger als die Maximaldrehzahl zum Schalten bei Beschleunigung, wird der nächstniedrigere Gang gewählt.
Zudem wird vorzugsweise dann in den niedrigeren Gang geschaltet, wenn keine ausreichende Momentenreserve vorhanden ist, auch wenn keine Beschleunigung vorliegt.
Vorzugsweise kann zur Simulation von Automatikgetrieben auch die Schaltlogik des entsprechenden Getriebes in das Fahrzeugmodell übernommen werden, um das zeitbasierte dynamische Geschwindigkeitsprofil zu berechnen.
Bei manuellen Getrieben kann beim Schalten vorzugsweise des Weiteren eine Schaltpause, insbesondere von etwa einer Sekunde, vorgesehen sein.
In Phasen ohne Verkehr und Streckenkrümmung kann dem zeitbasierten dynamischen Geschwindigkeitsprofil des Weiteren ein vereinfachtes Regelverhalten überlagert werden. Auf diese Weise ist die Geschwindigkeit über einen solchen Routenbereich bzw. einen solchen Zeitabschnitt nicht die ganze Zeit konstant, was die Bedingungen während einer Realfahrt besser wiedergibt. Vorzugsweise wird hierzu bei konstanter Geschwindigkeitsvorgabe die Soll-Geschwindigkeit mittels einer Sinus-Funktion überlagert, wobei die Amplitude und die Frequenz weiter vorzugsweise von der Geschwindigkeitsvorgabe des zeitbasierten dynamischen Geschwindigkeitsprofils abhängen. Bei niedrigeren Geschwindigkeiten ist die Amplitude niedrig und die Frequenz hoch und umgekehrt.
Vorzugsweise wird das dynamische Geschwindigkeitsprofil in einem weiteren Arbeitsschritt 105 ausgegeben, vorzugsweise an einer Datenschnittstelle und/oder einer Benutzerschnittstelle.
Um zusätzlich eine Abschätzung der Relevanz einer Route R im Hinblick auf die RDE- Gesetzgebung abzuschätzen, kann für das jeweils betrachtete Fahrzeug eine C02- Kennlinie hinterlegt werden. Diese sogenannte V-Linie wird dabei vorzugsweise aus den Messdaten eines WLTC (Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Cycle) erzeugt. Aus dieser kann für eine vorbestimmte Leistung der C02-Ausstoß bestimmt werden. Hierdurch kann, wie bei einer realen Testfahrt, eine PEMS-Datennachverarbeitung angewendet werden und eine simulierte Testfahrt daher auf RDE-Konformität überprüft werden.
Parameter des Fahrzeugmodells sind vorzugsweise die Kraftfahrzeuggesamtmasse, Parameter für den Ausrollwiderstand, die Volllastkurve des Kraftfahrzeugs, die Getriebeübersetzung, die Differentialübersetzung, die Reifendimension und/oder die V- Linie. Fahrerparameter des Fahrermodells sind vorzugsweise die maximale Sollbeschleunigung, eine Standard-Sollverzögerung, ein maximaler Ruck, das heißt eine maximale Beschleunigungsänderung pro Zeiteinheit, eine fahrerspezifische Höchstgeschwindigkeit und ein Wert für den Parameter a, welcher die zulässige Kurvengeschwindigkeit kennzeichnet. Diese Parameter sind in der Regel einfach zu recherchieren, so dass die Parametrierung eines erfindungsgemäßen dynamischen Geschwindigkeitsprofils besonders einfach ist. Vorzugsweise sind keine detaillierten Modellparameter notwendig. Besonders bevorzugt werden nur Parameter benötigt, die im Internet aufzufinden sind.
Vorzugsweise weist das Fahrermodell, welches dem zeitbasierten dynamischen Geschwindigkeitsprofil zugrunde liegt, drei Fahrertypen auf, Fahrertyp A, B und C, welche insbesondere hinsichtlich der Fahrdynamik unterschiedliche Randbedingungen durch unterschiedliche Parametrierung bereitstellen. Es sind auch weitere Fahrertypen möglich.
Fig. 5 stellt für eine auf einer digitalen Karte definierte Route R, siehe Fig. 5 oben links, ein mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ermitteltes zeitbasiertes dynamisches Geschwindigkeitsprofil dar, siehe durchgezogene Linie. Zum Vergleich ist als Geschwindigkeitsbereich um das zeitbasierte dynamische Geschwindigkeitsprofil die Bandbreite der Geschwindigkeit aus mehreren realen Testfahrten auf der realen Route R dargestellt.
Das mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erzeugte zeitbasierte dynamische Geschwindigkeitsprofil liegt größtenteils innerhalb des mittels Messfahrten erzeugten Streubands. Zudem liegen die absoluten Werte des berechneten dynamischen Geschwindigkeitsprofils mit dem Fahrertyp B in ähnlichen Bereichen wie die durchschnittliche Geschwindigkeit der realen Messfahrten.
Die sinusartigen Schwingungen des dynamischen Geschwindigkeitsprofils im Bereich der Autobahngeschwindigkeit sind, wie bereits erläutert, absichtlich überlagert worden, um trotz dauerhaft konstanter Geschwindigkeitsvorgaben auf dem streckenbasierten dynamisierten Geschwindigkeitsprofil eine gewisse Fahrdynamik zu realisieren und des Weiteren in einfacher Weise ein Regelverhalten von Menschen beim Einregeln von konstanten Geschwindigkeiten zu simulieren.
Fig. 6 gibt einen vergrößerten Ausschnitt des Geschwindigkeitsprofils aus Fig. 5 wieder. Bei der Distanz 33.000 m stellen die einzelnen Graphen von unten nach oben wie folgt dar:
Der unterste Graph betrifft ein zeitbasiertes dynamisches Geschwindigkeitsprofil für einen Fahrertyp A.
Der zweitunterste Graph betrifft eine mittlere gemessene Geschwindigkeit für eine Vielzahl von realen Messfahrten, deren Streuband um diese mittlere Geschwindigkeit markiert ist.
Der drittunterste Graph betrifft ein zeitbasiertes dynamisches Geschwindigkeitsprofil für einen Fahrertyp B. Der viertunterste Graph betrifft ein zeitbasiertes dynamisches Geschwindigkeitsprofil für einen Fahrertyp C.
Der oberste Graph betrifft die gesetzliche Geschwindigkeitsbegrenzung in dem dargestellten Routenabschnitt.
Aus dem Diagramm wird deutlich, dass die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens für die verschiedenen Fahrertypen berechnete Kurvengeschwindigkeit eine deutlich niedrigere Geschwindigkeit aufweist als die gesetzliche Geschwindigkeitsbegrenzung. Mit dem Parameter Fahrertyp mit den Werten A, B und C wird in diesen Bereichen die Streubreite der Kurvengeschwindigkeit realer Fahrer abgedeckt. Dabei zeigt die Position eines Cursors C (vertikale Linie in dem Diagramm) in Verbindung mit einem Kreis P auf der digitalen Karte, wo sich das Kraftfahrzeug gerade auf der Route R befindet.
Abweichungen der zeitbasierten dynamischen Geschwindigkeitsprofile der einzelnen Fahrertypen gegenüber den Messfahrten sind insbesondere darauf zurückzuführen, dass in dem der Fig. 6 zugrundeliegenden Verfahren keine Störungen durch Verkehr berücksichtigt wurden.
Beim Beschleunigungs- und Verzögerungsverhalten ist die höhere Dynamik des Fahrertyps C zu erkennen und auch, dass der Fahrertyp A am frühesten mit dem beschriebenen Ausroll-Verhalten beginnt, wenn in seinem Vorausschau-Zeitraum bzw. - Bereich feststeht, dass eine Verzögerung zu einem Geschwindigkeitsminimum hin notwendig wird.
Eine in Fig. 7 gezeigte Vorrichtung zum Erzeugen eines dynamischen Geschwindigkeitsprofils 1 weist vorzugsweise Mittel 2 zum Ermitteln eines streckenbasierten statischen Geschwindigkeitsprofils für die Route R auf der Grundlage von Informationen aus einer digitalen Karte, Mittel 3 zum Ermitteln, ausgehend von dem streckenbasierten statischen Geschwindigkeitsprofil, eines streckenbasierten dynamisierten Geschwindigkeitsprofils, welches eine definierte maximale Soll- Verzögerung zum Erreichen von, insbesondere verbindlichen, Geschwindigkeitsminima des streckenbasierten statischen Geschwindigkeitsprofils berücksichtigt, Mittel 4 zum Ermitteln, ausgehend von dem streckenbasierten dynamisierten Geschwindigkeitsprofil, eines zeitbasierten dynamischen Geschwindigkeitsprofils, wobei in jedem Zeitschritt eine anliegende Beschleunigung auf der Grundlage der durch das Geschwindigkeitsprofil vorgegebenen Geschwindigkeit in einem Routensegment, welches dem jeweiligen Zeitschritt entspricht, und der in dem Zeitschritt angegebenen Geschwindigkeit bestimmt wird, und eine Schnittstelle 5 zum Ausgeben des zeitbasierten dynamischen Geschwindigkeitsprofils. Die einzelnen Mittel 2 bis 5 sind hierbei vorzugsweise durch Datenverbindung verbunden. Des Weiteren weist die Vorrichtung 1 vorzugsweise eine weitere Schnittstelle auf, um Informationen aus einer digitalen Karte einzulesen und/oder die Route R einzulesen. Die Schnittstellen sind hierbei vorzugsweise Datenschnittstellen und/oder Benutzerschnittstellen.
In einem anderen Ausführungsbeispiel dient das dynamische Geschwindigkeitsprofil zum Führen eines Kraftfahrzeugs mittels eines Fahrerassistenzsystems, insbesondere für prädiktive Fahrfunktionen.
In diesem Fall werden auf der Grundlage des dynamischen Geschwindigkeitsprofils Soll- Geschwindigkeiten zum Führen des Kraftfahrzeugs auf einer bestimmten Route R bestimmt.
Die Route R wird hierbei vorzugsweise als sogenannter MostProbablePath bestimmt 101 b. Dieser gibt die Route an, welche das Fahrerassistenzsystem, insbesondere ein Abstandsregeltempomat (ACC), mit hoher Wahrscheinlichkeit beim Führen des Fahrzeugs auswählt. Dieser bestimmte bzw. berechnete Weg wird als quasi-bekannte Strecke zur Grundlage der Bestimmung des dynamischen Geschwindigkeitsprofils gemacht.
Entsprechend wird für diese Route R durch das Verfahren auch ein in Routensegmente aufgelöstes streckenbasiertes dynamisches Geschwindigkeitsprofil ermittelt. Dieses streckenbasierte dynamische Geschwindigkeitsprofil gibt für jedes Routensegment eine Soll-Geschwindigkeit an. Vorzugsweise dient diese Soll-Geschwindigkeit dann als Ausgangsgeschwindigkeit für eine Geschwindigkeitsregelung des Fahrerassistenzsystems.
Bei den im Vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispielen handelt es sich lediglich um Beispiele, die den Schutzbereich, die Anwendung und den Aufbau der erfindungsgemäßen Verfahren und Vorrichtung in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einem Ausführungsbeispiel gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere im Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und dessen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt.

Claims

Ansprüche
Verfahren (100) zum Erzeugen eines dynamischen Geschwindigkeitsprofils eines Fahrzeugs, welches sich zur Simulation eines, insbesondere realen, Fahrbetriebs auf einer Route eignet oder sich zur Vorgabe von Soll-Geschwindigkeiten für Fahrerassistenzsysteme, insbesondere für prädiktive Fahrfunktionen, eignet, folgende Arbeitsschritte aufweisend:
• Ermitteln (102) eines in Routensegmente aufgelösten streckenbasierten statischen Geschwindigkeitsprofils für die Route auf der Grundlage von Informationen aus einer digitalen Karte;
• Ermitteln (103), ausgehend von dem streckenbasierten statischen Geschwindigkeitsprofils, eines streckenbasierten dynamisierten Geschwindigkeitsprofils, welches eine definierte, insbesondere maximale, Sollverzögerung zum Erreichen von, insbesondere verbindlichen, Geschwindigkeitsminima des streckenbasierten statischen Geschwindigkeitsprofils berücksichtigt;
• Ermitteln (104), ausgehend von dem streckenbasierten dynamisierten Geschwindigkeitsprofil, eines in Zeitschritte aufgelösten, insbesondere zeitbasierten, dynamischen Geschwindigkeitsprofils, wobei in jedem Zeitschritt eine anliegende Beschleunigung auf der Grundlage der durch das dynamisierte Geschwindigkeitsprofil vorgegebenen Geschwindigkeit in einem Routensegment, welches dem jeweiligen Zeitschritt entspricht, und der in dem Zeitschritt anliegenden Geschwindigkeit bestimmt wird; und
• Ausgeben (105) des dynamischen Geschwindigkeitsprofils.
Verfahren (100) nach Anspruch 1 , wobei für das streckenbasierte statische Geschwindigkeitsprofil nach einer Ampel weitere Ampeln in einem definierten Bereich, bevorzugt von etwa 100 m bis 20 m, bevorzugter von etwa 80 m bis 40 m und am bevorzugtesten von etwa 60 m, bei dem Ermitteln des Geschwindigkeitsprofils unberücksichtigt bleiben.
Verfahren (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei für das streckenbasierte statische Geschwindigkeitsprofil eine maximale Geschwindigkeit fahrerspezifisch ist. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Betrag einer Differenz eines Beschleunigungswerts in einem Zeitschritt zu einem Beschleunigungswert in einem vorausgehenden Zeitschritt geringer als ein Schwellwert ist, wobei der Schwellwert in Abhängigkeit von der Fahrphysik, dem Fahrzeug und/oder einem Fahrer bestimmt wird.
Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei für das dynamisierte Geschwindigkeitsprofil beim Auftreten von Geschwindigkeits-Sprüngen im statischen Geschwindigkeitsprofil ausgehend von einem, insbesondere verbindlichen, Geschwindigkeitsminimum die in den davor liegenden Routensegmenten anliegende Geschwindigkeit auf der Grundlage der jeweils in dem nachfolgenden Routensegment anliegenden Geschwindigkeit und einer definierten Standard-Sollverzögerung, insbesondere eine maximale Sollverzögerung, bestimmt wird, bis die in einem der davor liegenden Routensegmenten anliegende Geschwindigkeit den Wert des statischen Geschwindigkeitsprofils in diesem Routensegment erreicht.
Verfahren (100) nach Anspruch 5, wobei die Standard-Sollverzögerung zwischen einer maximalen Sollverzögerung und einer durch das Ausrollverhalten des Fahrzeugs definierten Ausrollverzögerung liegt und insbesondere fahrerabhängig ist.
Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, des Weiteren folgenden Arbeitsschritt aufweisend:
Ermitteln eines Ausroll-Geschwindigkeitsprofils, welches eine durch das Ausrollverhalten des Kraftfahrzeugs definierte Sollverzögerung zum Erreichen von, insbesondere verbindlichen, Geschwindigkeitsminima des statischen Geschwindigkeitsprofils berücksichtigt.
Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei für das dynamisierte Geschwindigkeitsprofil beim Auftreten von Geschwindigkeits-Sprüngen im statischen Geschwindigkeitsprofil ausgehend von einem, insbesondere verbindlichen, Geschwindigkeitsminimum die in den davor liegenden Routensegmenten anliegende Geschwindigkeiten auf der Grundlage der jeweils in dem nachfolgenden Routensegment anliegenden Geschwindigkeit und der durch das Ausrollverhalten des Kraftfahrzeugs definierten Sollverzögerung bestimmt werden, bis die in einem der davor liegenden Routensegmente anliegende Geschwindigkeit den Wert des statischen Geschwindigkeitsprofils in diesem Routensegment erreicht.
9. Verfahren (100) nach Anspruch 5 und 8, wobei ein Verlauf des streckenabhängigen dynamisierten Geschwindigkeitsprofils fahrerspezifisch zwischen dem mittels der Standard-Sollverzögerung bestimmten Verlauf und dem mittels des Ausrollverhaltens bestimmten Verlauf ermittelt wird.
10. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei für das dynamische Beschleunigungsprofil in einem Zeitschritt die Beschleunigung auf einen definierten Beschleunigungswert, insbesondere kleiner oder gleich einer maximalen Sollbeschleunigung, oder einen definierten Verzögerungswert, insbesondere größer oder gleich einer definierten Standard-Sollverzögerung, gesetzt wird, wenn an dem Routensegment, welches diesem Zeitschritt entspricht, die anliegende Geschwindigkeit kleiner oder größer als der Wert des dynamisierten Geschwindigkeitsprofils ist.
1 1. Verfahren (100) nach Anspruch 10, wobei der definierte Beschleunigungswert vom Leistungskennfeld des Kraftfahrzeugs abhängt.
12. Verfahren (100) nach Anspruch 10 oder 1 1 , wobei der definierte Beschleunigungswert innerhalb eines Toleranzbands um das dynamisierte Geschwindigkeitsprofil auf eine Angleichbeschleunigung verringert wird, welche von der anliegenden Geschwindigkeit in dem jeweiligen Zeitschritt abhängt.
13. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die maximale Sollbeschleunigung fahrerspezifisch ist.
14. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei für das zeitbasierte dynamische Geschwindigkeitsprofil eine Schaltlogik des Kraftfahrzeugs berücksichtigt wird, welche vorsieht, dass bei Erreichen einer Maximaldrehzahl des Motors hochgeschaltet und bei einer Minimaldrehzahl des Motors runtergeschaltet wird, wobei bei einem Kraftfahrzeug mit Handschaltung vorzugsweise des Weiteren eine definierte Schaltpause, insbesondere etwa 1 s, berücksichtigt wird.
15. Verfahren (100) nach Anspruch 14, wobei während der Schaltpause das Geschwindigkeitsprofil auf der Grundlage der durch das Ausrollverhalten des Kraftfahrzeugs definierten Sollverzögerung ermittelt wird.
16. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 des Weiteren den Arbeitsschritt aufweisend:
Überprüfen (102b; 103b), ob in einem ersten vorausliegenden Routenabschnitt, welcher einen ersten vordefinierten Zeitraum in Bezug auf einen jeweiligen Zeitschritt darstellt, ein Geschwindigkeits-Sprung im statischen oder dynamisierten Geschwindigkeitsprofil vorliegt,
wobei, wenn ein Geschwindigkeits-Sprung festgestellt wird, eine durch das Ausrollverhalten des Kraftfahrzeugs definierte Sollverzögerung als definierter Verzögerungswert gewählt wird, und
wobei eine definierte Standard-Sollverzögerung als definierter Verzögerungswert gewählt wird, wenn die anliegende Geschwindigkeit in einem Zeitschritt und/oder dem entsprechenden Routensegment den Wert des statischen oder dynamisierten Geschwindigkeitsprofils erreicht.
17. Verfahren nach Anspruch 16, des Weiteren den Arbeitsschritt aufweisend:
Überprüfen (102a; 103a), ob in einem zweiten vorausliegenden Routenabschnitt, welcher einen zweiten vordefinierten Zeitraum in Bezug auf einen jeweiligen Zeitschritt darstellt, ein Geschwindigkeits-Sprung im statischen und/oder dynamisierten Geschwindigkeitsprofil vorliegt,
wobei, wenn ein Geschwindigkeits-Sprung festgestellt wird,„Null" als definierter Verzögerungswert gewählt wird, und
wobei der zweite vordefinierte Zeitraum vor dem ersten vordefinierten Zeitraum liegt.
18. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei für das streckenbasierte statische oder das dynamisierte Geschwindigkeitsprofil jeder Kurve eine maximale Kurvengeschwindigkeit auf der Grundlage wenigstens eines Parameters aus der nachfolgenden Gruppe zugeordnet wird:
• jeweiliger Kurvenradius (r)
• jeweilige Krümmung (1/r)
• ein fahrerspezifischer Parameter und/oder
• eine maximale Querbeschleunigung.
19. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei für das streckenbasierte statische Geschwindigkeitsprofil Kartenpunkte aus der digitalen Karte eingelesenen werden und/oder auf der Grundlage der Informationen aus der digitalen Karte erzeugt werden.
20. Verfahren (100) nach Anspruch 19, wobei ein Abstand zwischen den Kartenpunkten zum Ermitteln des Kurvenradius (r) des streckenbasierten statischen Geschwindigkeitsprofils in Abhängigkeit vom Winkel zwischen einer Geraden durch einen ersten und einen zweiten von aus der digitalen Karte eingelesenen Kartenpunkten und einer weiteren Geraden durch den zweiten und einen dritten von aus der digitalen Karte eingelesenen Kartenpunkten gebildet werden, wobei für Winkel kleiner etwa 45°, bevorzugt kleiner etwa 40°, am bevorzugtesten kleiner etwa 30°, erzeugte Kartenpunkte mit einem kleineren Abstand, bevorzugt etwa 3 m, bevorzugter etwa 2 m, am bevorzugtesten etwa 1 m, und für größere Winkel Kartenpunkte mit einem größeren Abstand, insbesondere der Abstand der aus der digitalen Karte eingelesenen Rohdaten- Kartenpunkte ausgewählt werden.
21. Verfahren (100) nach Anspruch 20, des Weiteren den Arbeitsschritt aufweisend:
Verbinden der ausgewählten Kartenpunkte zu einer Trajektorie des Kraftfahrzeugs (zur Simulation), insbesondere durch Interpolation.
22. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 21 , wobei das dynamische Geschwindigkeitsprofil als zeitbasiertes dynamisches Geschwindigkeitsprofil ausgegeben wird.
23. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 21 , wobei ausgehend von dem in Zeitschritte aufgelösten dynamischen Geschwindigkeitsprofil ein in Routensegmente aufgelöstes streckenbasiertes dynamisches Geschwindigkeitsprofil ermittelt wird, welches ausgegeben wird.
24. Verfahren zum Analysieren wenigstens einer Komponente eines Kraftfahrzeugs, wobei die wenigstens eine Komponente oder das Kraftfahrzeug einem realen oder simulierten Prüfbetrieb auf der Grundlage eines, insbesondere zeitbasierten, dynamischen Geschwindigkeitsprofils unterzogen wird,
wobei das dynamische Geschwindigkeitsprofil ausgehend von einem streckenbasierten, insbesondere dynamisierten, Geschwindigkeitsprofil durch Auflösen in Zeitschritte ermittelt ist, wobei in jedem Zeitschritt eine anliegende Beschleunigung auf der Grundlage der durch das streckenbasierte Geschwindigkeitsprofil vorgegebenen Geschwindigkeit in einem Routensegment, welches dem jeweiligen Zeitschritt entspricht, und der in dem Zeitschritt anliegenden Geschwindigkeit bestimmt wird, insbesondere mittels eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
25. Verfahren zum Führen eines Kraftfahrzeugs mittels eines Fahrerassistenzsystems, insbesondere für prädiktive Fahrfunktionen, wobei Soll- Geschwindigkeiten zum Führen des Kraftfahrzeugs einem dynamischen Geschwindigkeitsprofil bestimmt werden,
wobei das dynamische Geschwindigkeitsprofil ausgehend von einem streckenbasierten, insbesondere dynamisierten, Geschwindigkeitsprofil durch Auflösen in Zeitschritte ermittelt ist wobei in jedem Zeitschritt eine anliegende Beschleunigung auf der Grundlage der durch das streckenbasierte Geschwindigkeitsprofil vorgegebenen Geschwindigkeit in einem Routensegment, welches dem jeweiligen Zeitschritt entspricht, und der in dem Zeitschritt anliegenden Geschwindigkeit bestimmt wird, insbesondere mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 21.
26. Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, wobei das streckenbasierte, insbesondere dynamisierte, Geschwindigkeitsprofil ausgehend von einem streckenbasierten statischen Geschwindigkeitsprofil ermittelt ist, wobei eine definierte, insbesondere maximale, Sollverzögerung zum Erreichen von, insbesondere verbindlichen, Geschwindigkeitsminima des streckenbasierten statischen
Geschwindigkeitsprofils berücksichtigt wird.
27. Verfahren nach Anspruch 26, wobei das streckenbasierte statische Geschwindigkeitsprofil für die Route auf der Grundlage von Informationen aus einer digitalen Karte ermittelt ist.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 27, wobei das dynamische Geschwindigkeitsprofil und/oder das streckenbasierte Geschwindigkeitsprofil, insbesondere die anliegende Beschleunigung, und/oder das streckenbasierte statische Geschwindigkeitsprofil, insbesondere die definierte Sollverzögerung, von einem oder mehreren Parametern abhängen.
29. Verfahren nach Anspruch 28, wobei die ein oder mehreren Parameter variiert werden, um die wenigstens eine Komponente oder das Kraftfahrzeug zu analysieren.
30. Computerprogramm, das Anweisungen aufweist, welche, wenn sie von einem Computer ausgeführt werden, diesen dazu veranlassen, die Schritte eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 29 auszuführen.
31. Computer-lesbares Medium, auf dem ein Computerprogramm nach Anspruch 30 gespeichert ist.
32. Vorrichtung (1 ) zum Erzeugen eines dynamischen Geschwindigkeitsprofils eines Fahrzeugs, welches sich zur Simulation eines, insbesondere realen, Fahrbetriebs auf einer Route eignet oder sich zur Vorgabe von Soll-Geschwindigkeiten für Fahrerassistenzsysteme, insbesondere für prädiktive Fahrfunktionen, eignet, aufweisend:
• Mittel (2) zum Ermitteln eines in Routensegmente aufgelösten streckenbasierten statischen Geschwindigkeitsprofils für die Route auf der Grundlage von Informationen aus einer digitalen Karte; Mittel (3) zum Ermitteln, ausgehend von dem streckenbasierten statischen Geschwindigkeitsprofil, eines streckenbasierten dynamisierten Geschwindigkeitsprofils, welches eine definierte maximale Sollverzögerung zum Erreichen von, insbesondere verbindlichen, Geschwindigkeitsminima des streckenbasierten statischen Geschwindigkeitsprofils berücksichtigt;
Mittel (4) zum Ermitteln, ausgehend von dem streckenbasierten dynamisierten Geschwindigkeitsprofil, eines in Zeitschritte aufgelösten, insbesondere zeitbasierten, dynamischen Geschwindigkeitsprofils, wobei in jedem Zeitschritt eine anliegende Beschleunigung auf der Grundlage der durch das Geschwindigkeitsprofil vorgegebenen Geschwindigkeit in einem Routensegment, welches dem jeweiligen Zeitschritt entspricht, und der in dem Zeitschritt anliegenden Geschwindigkeit bestimmt wird; und eine Schnittstelle (5) zum Ausgeben des dynamischen Geschwindigkeitsprofils.
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