DE102009039373A1 - Energy assistant for use in e.g. electric vehicle, has electrical consumers automatically deactivated independent of area of motor vehicle due to energy savings mode, and controlled to regulate reduced energy consumption - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Energieassistenten für ein Kraftfahrzeug mit einem Elektromotor zur Beeinflussung der Restreichweite.The invention relates to an energy assistant for a motor vehicle with an electric motor for influencing the remaining range.
Derzeit wird in nahezu jedem Fahrzeug eine Restreichweite (Basis-Restreichweite), die sich aus dem Verhältnis aus aktuellem Tank- bzw. Energiespeicherinhalt zum aktuellen Kraftstoff- bzw. Energieverbrauch ergibt, ermittelt und bspw. im Rahmen einer Bordcomputerfunktion angezeigt. In der Regel wird bei der Ermittlung der Basis-Restreichweite weder die momentane, noch die zu erwartende Fahrweise berücksichtigt, d. h. die Ermittlung erfolgt unabhängig davon, ob sportlich (hoher absoluter Kraftstoffverbrauch) oder effizient (geringer absoluter Kraftstoffverbrach) gefahren wird. Der Fahrer kann somit auch nur schwer abschätzen, ob seine aktuelle Fahrweise zu einer Kraftstoffeinsparung, d. h. zu einem Reichweiten-Gewinn führt.At present, a remaining range (basic residual range), which results from the ratio of current tank or energy storage content to the current fuel or energy consumption, is determined in almost every vehicle and displayed, for example, as part of an on-board computer function. As a rule, neither the current nor the expected driving style is taken into account when determining the basic residual range, ie. H. the determination is made regardless of whether sporty (high absolute fuel consumption) or efficient (low absolute fuel consumption) is driven. The driver can therefore also estimate with difficulty whether his current driving style for fuel savings, d. H. leads to a reach-gain.
Heutige Elektrofahrzeuge (oder Hybridfahrzeuge) haben einen elektrischen Energiespeicher, dem Energie zum Betreiben des Elektromotors für den Antrieb entnommen wird. Gleichzeitig bzw. parallel dazu wird diesem Energiespeicher bei Bedarf auch Energie zum Betreiben diverser elektrischer Verbraucher des Fahrzeugs, wie z. B. der Klimaanlage oder Sitzheizung entnommen. Dem Energiespeicher kann zumindest solange Energie von jedem aktiven elektrischen Verbraucher entnommen werden, bis ein definierter kritischer Ladezustand des Energiespeichers erreicht ist. Aufgrund der Energieentnahme durch elektrische Verbraucher sinkt jedoch die Energiemenge, die für den Antrieb (Elektromotor) zur Verfügung gestellt werden kann. Somit verringert auch die sog. Reichweite des Kraftfahrzeugs.Today's electric vehicles (or hybrid vehicles) have an electrical energy storage, the energy is taken to operate the electric motor for the drive. At the same time or in parallel to this energy storage, if necessary, energy for operating various electrical consumers of the vehicle, such. B. the air conditioning or seat heating removed. The energy storage can be removed from each active electrical consumer at least until energy is reached until a defined critical state of charge of the energy storage device is reached. Due to the energy extraction by electrical consumers, however, the amount of energy that can be made available for the drive (electric motor) decreases. Thus also reduces the so-called. Range of the motor vehicle.
Da zu Beginn einer Fahrt nicht bekannt ist, welche elektrischen Verbraucher wann aktiv sein werden und dem Energiespeicher wieviel Energie entnehmen, ist die Reichweiteninformation mit einer extremen Unsicherheit behaftet. Gerade bei rein elektrischen Antriebskonzepten kann das nötige Nachladen des Energiespeichers unter Umständen zu mehrstündigen ungewollten Aufenthalten während der Fahrt führen. Solche Nachteile führen zu einer geringen Akzeptanz derartiger Antriebskonzepte.Since it is not known at the beginning of a journey which electrical consumers will be active and how much energy is taken from the energy store, the range information is subject to extreme uncertainty. Especially with purely electric drive concepts, the necessary recharging of the energy storage can sometimes lead to several hours of unwanted stays while driving. Such disadvantages lead to a low acceptance of such drive concepts.
Aus der
Weiter ist aus der
Aufgabe ist es nun, ein System bereitzustellen, welches bei gewünschter energieeffizienter Fahrweise eine einfache und schnelle Umsetzung des Wunsches ermöglicht.The task now is to provide a system which, with the desired energy-efficient driving style, enables a simple and rapid implementation of the wish.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Energieassistenten nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind die Gegenstände der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by an energy assistant according to claim 1. Advantageous developments are the subject matters of the dependent claims.
Grundgedanke der Erfindung ist es, dem Fahrer zumindest bei einem bestimmten Betriebsmodus des Kraftfahrzeugs, bei dem der Fahrer energieeffizient fahren möchte, durch eine entsprechende automatische Ansteuerung verschiedener Fahrzeugkomponenten zu unterstützen. Insbesondere bei Fahrzeugen, die mit einer elektrischen Antriebseinheit ausgestattet sind, ist dabei wichtig, dass dem Elektromotor möglichst viel Energie zur Verfügung gestellt wird, d. h. die dem Energiespeicher zu entnehmende Energie, die nicht für den Antrieb verwendet wird, ist zu minimieren. Weiter wird davon ausgegangen, dass der Kunde bei gewollter energieeffizienter Fahrweise auf bestimmte Energieverbraucher bzw. Funktionen temporär verzichten kann, auch wenn dies im Einzelfall zu einer spürbaren Komforteinbuße führen könnte, er aber im Gegenzug eine erheblich größere Reichweite erhält. Der Kunde weiß jedoch oft nicht, welche Verbraucher – und in welchem Maße die Verbraucher – die Reichweite reduzieren, da ihm die notwendigen Informationen fehlen.The basic idea of the invention is to assist the driver, at least in the case of a specific operating mode of the motor vehicle in which the driver wishes to drive energy-efficiently, by a corresponding automatic control of various vehicle components. In particular, in vehicles that are equipped with an electric drive unit, it is important that the electric motor as much energy is provided, d. H. the energy to be taken from the energy store, which is not used for the drive, is to be minimized. It is further assumed that the customer can temporarily forego certain energy consumers or functions in the event of intentional energy-efficient driving, even if this could lead to a noticeable loss of comfort in individual cases, but in return receives considerably greater range. However, the customer often does not know which consumers - and to what extent the consumers - reduce the range because they lack the necessary information.
Erfindungsgemäß wird nun ein Energieassistent in einem Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Energiespeicher vorgeschlagen, wobei dem elektrischen Energiespeicher zum einen Energie zum Antreiben des Kraftfahrzeugs mittels eines Elektromotor und zum anderen Energie zum Betreiben verschiedener elektrischer Verbraucher im Kraftfahrzeug entnommen wird.According to the invention, an energy assistant in a motor vehicle with an electric energy storage is now proposed, wherein the electrical energy storage is taken on the one hand energy for driving the motor vehicle by means of an electric motor and the other energy for operating various electrical loads in the motor vehicle.
Solange der Fahrer nicht zum Ausdruck bringt, dass er energieeffizient fahren möchte, wird eine herkömmliche Steuerung aller elektrischen Verbraucher gemäß den Einstellungen des Fahrers vorgenommen. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Energieassistent zur Beeinflussung der Reichweite des Kraftfahrzeugs derart aufgebaut und ausgestaltet ist, dass bei Aktivierung des Energieassistenten ein Energiesparmodus aktiviert wird, aufgrund dessen zumindest ein vorgegebener aktuell betriebener elektrischer Verbraucher automatisch und unabhängig von der Reichweite des Fahrzeugs derart ansteuerbar ist bzw. angesteuert wird, dass sich ein reduzierter Energieverbrauch einstellt oder dass der elektrische Verbraucher vollständig deaktivierbar ist bzw. deaktiviert wird. Durch eine manuelle Aktivierung des Energieassistenten gibt der Fahrer zu erkennen, dass er energieeffizient fahren möchte und ggf. auch Komforteinbußen in Kauf nimmt. Durch die automatische Umsetzung des gewünschten „Energiesparens” muss der Fahrer sich um keine Details kümmern und kann sich alleine auf das Fahren konzentrieren. Bei den elektrischen Verbrauchern kann es sich bspw. um ein Infotainmentsystem, eine Klimaanlage, eine Heizung, eine Sitzheizung, ein Fahrerassistenzsystem, oder eine ambiente Beleuchtung handeln. As long as the driver does not express that he wants to drive energy-efficiently, a conventional control of all electrical consumers is made according to the settings of the driver. The invention is characterized in that the energy assistant for influencing the range of the motor vehicle is constructed and configured such that upon activation of the energy assistant, a power saving mode is activated, due to which at least one predetermined currently operated electrical load automatically and independently of the range of the vehicle so is controlled or is controlled that sets a reduced energy consumption or that the electrical load is completely deactivated or is disabled. By manually activating the energy assistant, the driver realizes that he wants to drive in an energy-efficient manner and, if necessary, tolerates loss of comfort. By automatically implementing the desired "energy saving" the driver does not have to worry about details and can concentrate on driving alone. The electrical consumers may be, for example, an infotainment system, an air conditioning system, a heater, a seat heater, a driver assistance system, or an ambient lighting.
In einfachster Ausprägung kann der Energieassistent eine Eingabeeinheit, insbesondere einen Taster oder einen Druck- und/oder Drehknopf umfassen, durch dessen Betätigung der Energiesparmodus aktiviert wird. Dadurch wird bewirkt, dass der Fahrer eine möglichst große Reichweite erhält, indem zumindest ein vorgegebener aktuell betriebener und nicht fahrrelevanter elektrischer Verbraucher automatisch deaktiviert wird oder derart angesteuert wird, dass sich ein reduzierter Energieverbrauch einstellt. Um eine maximale Reichweite erzielen zu können, können bei Aktivierung des Energieassistenten und der damit verbundenen Aktivierung des Energiesparmodus alle aktuelle betriebenen elektrischen Komfortverbraucher, d. h. aller nicht fahrrelevanten elektrischen Verbraucher deaktiviert werden.In the simplest form, the energy assistant can comprise an input unit, in particular a push-button or a push-button and / or knob, by activating which the energy-saving mode is activated. This causes the driver to obtain the greatest possible range by automatically deactivating or controlling at least one predefined currently operated and not driving-relevant electrical load in such a way that reduced energy consumption occurs. In order to achieve a maximum range, when activating the energy assistant and the associated activation of the energy saving mode, all current operated electrical comfort consumers, d. H. all non-driving electrical consumers are disabled.
Um eine weitere Energieeinsparung erreichen zu können, können in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei Aktivierung des Energieassistenten und der damit verbundenen Aktivierung des Energiesparmodus zusätzlich vorgegebene und den Energieverbrauch beeinflussende Stellgröße, insbesondere auch Antriebs-Stellgrößen derart automatisch beeinflusst bzw. verändert werden, dass eine Vergrößerung der Reichweite durch eine Reduzierung des Energiebedarfs erzielt wird. So können bspw. alle potentiellen verbrauchsrelevanten Stellgrößen, wie beispielsweise die maximale Beschleunigung des Fahrzeugs verändert bzw. verringert werden, so dass – am Beispiel der maximalen Beschleunigung – nur noch eine reduzierte maximale Beschleunigung angefordert bzw. vorgenommen werden kann und somit der Energieverbrauch reduziert wird.In order to be able to achieve a further energy saving, in an advantageous development of the invention upon activation of the energy assistant and the associated activation of the energy saving mode additionally predetermined manipulating variable influencing the energy consumption, in particular also drive manipulated variables, can be automatically influenced or changed such that an enlargement Range is achieved by reducing energy consumption. Thus, for example, all potential fuel-relevant manipulated variables, such as the maximum acceleration of the vehicle can be changed or reduced, so that - on the example of the maximum acceleration - only a reduced maximum acceleration can be requested or made and thus the energy consumption is reduced.
In einer alternativen Ausgestaltung des Energieassistenten kann auch eine stufenweise Deaktivierung bzw. verbrauchsgünstige Ansteuerung der elektrischen Verbraucher erfolgen, d. h. in Abhängigkeit von der ausgewählten Stufe werden diejenigen Verbraucher automatisch deaktiviert oder entsprechend verbrauchsgünstig angesteuert, die dieser Stufe zugeordnet sind. Ist der Energiesparmodus z. B. zweistufig ausgebaut, so können bei Aktivierung der ersten Stufe lediglich „unwichtigen” Verbraucher deaktiviert werden, in der zweiten Stufe dann die wichtigeren” elektrischen Verbraucher. Ein Beispiel für eine mehrstufige Deaktivierung bzw. verbrauchsgünstige Ansteuerung wäre auch folgende Ausführung:
- 1. Stufe: Deaktivierung der Ambiente Beleuchtung, Reduzierung der Leistung der Klimaanlage und der Sitzheizung
- 2. Stufe: zusätzlich Deaktivierung der Sitzheizung, Infotainmentsystem
- 3. Stufe: zusätzlich Deaktivierung der Heizung/Klimaanlage
- 4. Stufe: zusätzlich Deaktivierung der Heckscheibenheizung, Fahrerassistenzsysteme
- 5. Stufe: zusätzlich reduzierte maximale Beschleunigung
- 1st stage: deactivation of ambience lighting, reduction of air conditioning and seat heating
- 2nd stage: in addition deactivation of the seat heating, infotainment system
- 3rd stage: in addition deactivation of heating / air conditioning
- 4th stage: in addition deactivation of the rear window heating, driver assistance systems
- 5th stage: additionally reduced maximum acceleration
Die verschiedenen Stufen des Energiesparmodus könnten bspw. durch eine Mehrfachbetätigung eines dafür vorgesehenen Bedienelements, insbesondere durch eine mehrmalige Betätigung eines Druckknopfes oder einer Taste oder eines Drehschalter oder einer berührungssensitiven Fläche ausgewählt bzw. aktiviert werden.The various stages of the energy-saving mode could, for example, be selected or activated by a multiple actuation of a control element provided for this purpose, in particular by a repeated actuation of a pushbutton or a button or a rotary switch or a touch-sensitive surface.
Die Vorgabe der zu deaktivierenden Verbraucher und/oder derjenigen Verbraucher, die verbrauchsgünstiger angesteuert werden sollen und/oder der zu beeinflussenden Stellgrößen, sowie die Zuordnung der zu deaktivierende Verbraucher und/oder der Verbraucher, die verbrauchsgünstiger angesteuert werden sollen, und/oder der zu beeinflussenden Stellgrößen zu den jeweiligen Stufen kann werksseitig oder im Rahmen einer Energiesparmodus-Konfiguration vorab durch den Fahrer vorgenommen werden. Die Auswahl und/oder Zuordnung zu den einzelnen Stufen durch den Fahrer gibt ihm die Möglichkeit selbst vorab zu entscheiden, auf welche Funktionen er ggf. gar nicht, eingeschränkt oder nur in der höchsten Stufe verzichten möchte.The specification of the consumers to be deactivated and / or those consumers who are to be driven more favorably and / or manipulated variables to be influenced, as well as the assignment of consumers to be deactivated and / or consumers who are to be driven more economical, and / or to be influenced Manipulated variables for the respective stages can be made in advance by the driver at the factory or as part of an energy-saving mode configuration. The selection and / or assignment to the individual levels by the driver gives him the opportunity to decide beforehand which functions he may not want at all, restricted or only want to do without at the highest level.
In einer Ausprägung der Erfindung könnte der Fahrer auch die gewünschte Reichweite oder Fahrstrecke (durch das Navigationssystem) eingeben, so dass der Energieassistent dann aufgrund der Einstellungen des Fahrers Funktionen zu- oder abschaltet oder geändert ansteuert, so dass die gewünschte Reichweite oder Strecke ohne Nachladen des Energiespeichers erreicht werden kann.In one embodiment of the invention, the driver could also enter the desired range or route (by the navigation system), so that the energy assistant then functions due to the settings of the driver or shuts off or modifies controlled, so that the desired range or distance can be achieved without recharging the energy storage.
Zusätzlich kann der Energieassistent eine Anzeigeeinheit umfassen, in der zumindest bei Aktivierung des Energiesparmodus vorab alle automatisch deaktivierbaren elektrischen Verbraucher und/oder alle elektrischen Verbraucher die derart angesteuert werden können, dass sich ein reduzierter Leistungsverbrauch einstellt, angezeigt werden. Zusätzlich können auch die durch Deaktivierung oder geänderte Ansteuerung des jeweiligen Verbrauchers zu erreichenden Reichweitengewinne angezeigt werden, so dass der Fahrer darüber informiert wird, welcher Reichweitengewinn durch die automatische Deaktivierung erreicht werden kann. Die Reichweitengewinne können entweder aus den gemessenen Verbrauchsdaten berechnet werden, oder aufgrund eines in einem Kennfeld hinterlegten Verbrauchsdurchschnittswertes und der Sollvorgabe für den jeweiligen Verbraucher unter Berücksichtigung des aktuellen Energievorrats ermittelt werden. Erscheint ihm der Reichweitengewinn in Relation zu seinen Komforteinbußen aufgrund der automatischen Deaktivierung oder geänderten Ansteuerung zu gering, so kann er in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung eine automatische Deaktivierung bestimmter elektrischer Verbraucher vorab verhindern, oder – falls bereits automatisch deaktiviert – wieder aktivieren.In addition, the energy assistant can comprise a display unit in which at least when activating the energy-saving mode beforehand all automatically deactivatable electrical consumers and / or all electrical consumers that can be controlled such that a reduced power consumption occurs, are displayed. In addition, the range gains to be achieved by deactivating or changing the activation of the respective consumer can also be displayed, so that the driver is informed about which range gain can be achieved by the automatic deactivation. The range gains can either be calculated from the measured consumption data, or determined on the basis of a consumption average value stored in a map and the target specification for the respective consumer taking into account the current energy supply. If the range gain in relation to its loss of comfort due to the automatic deactivation or changed activation seems too small, then in an advantageous embodiment of the invention it can prevent an automatic deactivation of certain electrical consumers in advance, or - if already automatically deactivated - reactivate it.
Zusätzlich können auch andere Informationen angezeigt werden:
- – die ermittelte Reichweite im normalen Fahrbetrieb (aktive Verbraucher)
- – die „aktuell berechnete” Reichweite unter Berücksichtigung der aktuell automatisch deaktivierten Verbraucher
- – die „maximale” Reichweite unter Berücksichtigung aller möglichen zu deaktivierenden elektrischen Verbraucher.
- - the determined range in normal driving (active consumers)
- - The "currently calculated" range, taking into account the currently automatically deactivated consumers
- - the "maximum" range, taking into account all possible electrical consumers to be deactivated.
Bei der aktuell berechneten Reichweite bzw. der maximalen Reichweite kann anstelle einer Berechnung aufgrund aktueller Verbrauchsdaten eine Ermittlung auf Basis eines ermittelbaren Reichweitengewinns unter Berücksichtigung vorgegebener Durchschnittsverbrauchswerte, die bspw. für jeden relevanten elektrischen Verbraucher in einem Kennfeld hinterlegt sein können, in Verbindung mit den Sollvorgaben für den Verbraucher erfolgen.In the case of the currently calculated range or the maximum range, instead of a calculation on the basis of current consumption data, a determination based on an ascertainable range gain taking into account predetermined average consumption values, which can be stored for example for each relevant electrical consumer in a performance map, in conjunction with the target specifications for the consumer.
Ist das Fahrzeug mit einem Navigationssystem ausgestattet, können die oben erwähnten Reichweiten bspw. auch in einer Kartenansicht mittels verschiedener Aktionsradien dargestellt werden. Eine zentrale Darstellung der Einsparmöglichkeiten – evtl. in Kombination mit der Reichweite oder des Momentanverbrauchs – hat für den Kunden den Vorteil, dass dieser sehr einfach über die Energieeinsparmaßnahmen informiert werden kann und die Beeinflussung der Aktivität der elektrischen Verbraucher für ihn nachvollziehbarer wird. Die Erfindung ermöglicht es, Einsparpotentiale zu nutzen, von denen der Fahrer womöglich noch gar nichts gewusst hat, da ihm nicht bewusst war, dass und in welcher Höhe bestimmte elektrische Verbraucher den Energiespeicher beanspruchen.If the vehicle is equipped with a navigation system, the ranges mentioned above, for example, can also be displayed in a map view by means of different action radii. A central representation of the potential savings - possibly in combination with the range or the current consumption - has the advantage for the customer that this can be easily informed about the energy saving measures and influencing the activity of the electrical consumers for him more comprehensible. The invention makes it possible to use savings potential, of which the driver may have known nothing, since he was not aware that and at what level certain electrical consumers claim the energy storage.
Vorteilhafterweise kann die Anzeigeeinheit auch als Touchscreen ausgestaltet sein, durch dessen Betätigung der Fahrer den Energiesparmodus und/oder die verschiedenen Stufen des Energiesparmodus aktivieren kann und/oder eine Energiesparmodus-Konfiguration vornehmen kann.Advantageously, the display unit can also be configured as a touchscreen, by the actuation of which the driver can activate the energy-saving mode and / or the various stages of the energy-saving mode and / or can perform an energy-saving mode configuration.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Energieassistenten können zusätzlich zur vorgeschlagenen automatischen Deaktivierung bestimmter elektrischer Verbraucher auch noch andere Maßnahmen vorgenommen werden, durch die eine Reduzierung des Energieverbrauchs erreicht werden kann.In the context of the energy assistant according to the invention, in addition to the proposed automatic deactivation of certain electrical consumers, other measures can be taken by which a reduction in energy consumption can be achieved.
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- DE 10138750 B4 [0006] DE 10138750 B4 [0006]
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