BTU auf einen Blick
Fakultät 1
Fachgebiet Diskrete Mathematik und Grundlagen der Informatik Prof. Dr. rer. nat. habil. Ekkehard Köhler

RESY - Routenbasierte energieeffiziente Steuerung von Hybridfahrzeugen

Im Projekt RESY soll durch die gegenseitige Berücksichtigung der drei Komponenten Navigation - Motorsteuerung - Fahrerverhalten ein deutlich energieeffizienteres, individuelles Fahren ermöglicht werden. Das Forschungsprojekt wird in Kooperation mit den Lehrstühlen Optimierung und Angewandte Mathematik der BTU und in Zusammenarbeit mit TomTom, iav und Wankel Supertec bearbeitet. Es wird vom BMBF im Rahmen des Programms Mathematik für Innovationen in Industrie und Dienstleistungen gefördert.

Die Topographie, hier der Thüringer Wald zwischen Ilmenau und Meiningen, beeinflusst den Energieverbrauch eines Fahrzeugs erheblich. (Karte von OpenStreetMap - Veröffentlicht unter ODbL)
Die Topographie, hier der Thüringer Wald zwischen Ilmenau und Meiningen, beeinflusst den Energieverbrauch eines Fahrzeugs erheblich. (Karte von <a href="http://www.openstreetmap.org">OpenStreetMap</a> - Veröffentlicht unter <a href="http://opendatacommons.org/licenses/odbl/">ODbL</a>)

Hybridmotorsteuerungen müssen derzeit ihre Entscheidungen, also Zu- oder Abschalten des Elektroantriebs, Aufladung der Batterie etc., aufgrund einer sehr geringen Datenbasis treffen. Es kann oft nur eine sehr lokal basierte Online-Optimierung verwendet werden. Als Ziel- bzw. Steuergrößen wird daher zum Beispiel das Einhalten einer mittleren Batterieladung angestrebt. Stehen der Motorsteuerung hingegen Informationen über die geplante Route zur Verfügung, kann deutlich gezielter gesteuert und die Topographie der Route optimal ausgenutzt werden.

Höhenprofil der blauen Route mit etwa 1800 m Höhenmetern und maximaler Höhe von 866 m.
Höhenprofil der blauen Route mit etwa 1800 m Höhenmetern und maximaler Höhe von 866 m.

Kennt im Gegenzug das Navigationssystem grundsätzliche Parameter der Hybridsteuerung, so kann es diese Parameter nutzen, um energieeffiziente Routen zu suchen. Bisher steht maximal ein durchschnittlicher erwarteter Kraftstoffverbrauch für Teilstrecken im Straßennetzwerk zur Verfügung. Hier wollen wir im Projekt die je nach Streckenführung unterschiedliche Effizienz von Verbrennungsmotorantrieb und Elektroantrieb berücksichtigen, um energieeffiziente Routen zu finden. Dieser neue Ansatz beachtet also auch den Ladezustand der Batterie, die zum Beispiel bei Bergabfahrt geladen werden kann, ohne dass Kraftstoff verbraucht wird.

Die rote Route ist etwas länger, allerdings sind nur etwa 720 Höhenmeter und eine maximale Höhe von 774 m zu erklimmen.
Die rote Route ist etwas länger, allerdings sind nur etwa 720 Höhenmeter und eine maximale Höhe von 774 m zu erklimmen.

Die Energieeffizienz des Hybridantriebes hängt zudem aufgrund des komplexen Wechselspiels im Antriebssystem in starkem Maße vom individuellen Fahrstil ab. Mit Hilfe der über das Navigationssystem verfügbaren Daten gefahrener Routen sowie über auslesbare Daten der Motorsteuerung sollen daher Fahrstile auf verschiedenen Streckentypen wie z.B. im Stadtverkehr oder auf der Autobahn statistisch modelliert werden. Durch die Einordnung des individuellen Fahrers in dieses Modell kann es dem System ermöglicht werden, eine bessere Schätzung der energieeffizientesten Route sowie der Steuerungsparameter anzubieten.

Kooperation

RESY ist eine Kooperation der Lehrstühle Diskrete Mathematik und Grundlagen der Informatik, Optimierung und Angewandte Mathematik der BTU in Zusammenarbeit mit TomTom, iav und Wankel Supertec. Das Projekt wird vom BMBF im Rahmen des Programms Mathematik für Innovationen in Industrie und Dienstleistungen gefördert.

Kontakt

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