DE102010007851A1 - Aktualisierungsverfahren einer Reichweitenermittlung für ein Kraftfahrzeug mit elektrischem Antrieb - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt ein Aktualisierungsverfahren zum kontinuierlichen Aktualisieren einer ermittelten Reichweite eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs bereit. Die ermittelte Reichweite kann dabei mit einer vorhandenen Energie eines elektrischen Energiespeichers des Kraftfahrzeugs aktuell zurück gelegt werden, wobei das Ermitteln der Reichweite von einer Recheneinheit des Kraftfahrzeugs durchgeführt wird. Diese Ermittlung umfasst ein kontinuierliches Erfassen und Verarbeiten zumindest von Energieparametern des Fahrzeugs, die die Recheneinheit aus einem kommunikativ gekoppelten Fahrzeugbussystem erhält, Routenparametern einer Route zu einem Ziel, die die Recheneinheit von einem kommunikativ gekoppelten Navigationssystem erhält und Fahrweisenparametern, die die Recheneinheit aus einer Speichereinheit ausliest. Ferner erfolgt eine Ausgabe der ermittelten Reichweite durch die Recheneinheit mittels einer Anzeigevorrichtung. Das erfindungsgemäße Aktualisieren der ermittelten Reichweite umfasst die Schritte des Erfassens von Betriebsparametern und/oder Betriebszuständen des Energiespeichers durch die Recheneinheit, woraus eine aktuell verfügbare Kapazität des Energiespeichers aus den Betriebsparametern und/oder Betriebszuständen ermittelt wird, die wiederum bei dem Ermitteln der Reichweite durch die Recheneinheit berücksichtigt wird, so dass die Aktualisierung der ermittelten Reichweite in Abhängigkeit der aktuell verfügbaren Kapazität der Energiespeichers bereitgestellt wird.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Aktualisierungsverfahren zum kontinuierlichen Aktualisieren einer ermittelten Reichweite eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs.
• Aktuelle elektrische Energiespeicher weisen derzeit eine Reichweite von 100 bis 200 km auf. Für Fahrer eines Kraftfahrzeugs mit Elektro- oder Hybridantrieb ist aufgrund der noch nicht flächendeckend verfügbaren Ladestationen das Wissen um eine mit der verfügbaren Energie des elektrischen Energiespeichers zurücklegbare Reichweite sehr wichtig. Ferner müssen lange Ladezeiten für den Energiespeicher bedacht werden, so dass das Aufladen eines elektrischen Energiespeichers im Voraus einen deutlich höheren Planungsaufwand bedingt als ein Tankvorgang.
• Aus dem Stand der Technik ist mit der DE 103 02 504 A1 ein Verfahren zum Ermitteln einer Reichweite eines Elektrofahrzeugs bekannt, mit dem sich die Reichweite des Fahrzeugs vor Fahrtantritt und/oder während des Fahrbetriebs ermitteln und anzeigen lässt. Dazu werden fahrzeug-, fahrstrecken-, umgebungsbezogene und/oder umweltbezogene Informationen über das Fahrzeug und eine Fahrstrecke von einem Fahrzeugcomputer erfasst und hinsichtlich einer Fahrzeugbetriebsweise bewertet, woraus eine verbleibende Reichweite des Elektrofahrzeugs errechnet und angezeigt wird.
• Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es wünschenswert, eine verbesserte Reichweitenermittlung für ein Kraftfahrzeug mit elektrischem Antrieb bereitzustellen, die ständig sehr genau aktualisiert wird und so einen Fahrer vorausschauend beispielsweise bei der Routenplanung hinsichtlich des Aufladens des Energiespeichers unterstützen kann.
• Diese Aufgabe wird durch ein Aktualisierungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen ausgeführt.
• Das erfindungsgemäße Aktualisierungsverfahren ist für Kraftfahrzeuge vorgesehen, deren Antriebskonzept zumindest einen elektrischen Energiespeicher umfasst, mittels dessen das Fahrzeug elektrisch angetrieben werden kann. Dies können reine Elektrofahrzeuge oder aber auch Hybridfahrzeuge sein.
• Eine erste Ausführungsform des Aktualisierungsverfahrens dient der kontinuierlichen Aktualisierung einer ermittelten Reichweite des Kraftfahrzeugs, die mit einer im elektrischen Energiespeicher vorhandenen Energie noch zurückgelegt werden kann. Zur Reichweitenermittlung, die von einer Recheneinheit des Kraftfahrzeugs durchgeführt wird, werden kontinuierlich Energieparameter, Routenparameter und Fahrweisenparameter erfasst und verarbeitet. Energieparameter umfassen die vorhandene Energie des Energiespeichers, einen aktuellen Energieverbrauch durch den Antrieb oder auch andere elektrisch betriebene Abnehmer und eine Energierückgewinnung, etwa bei einem Bremsvorgang. Die Energieparameter werden über ein Fahrzeugbussystem in die Recheneinheit übermittelt, an die das Fahrzeugbussystem kommunikativ gekoppelt ist. Ebenfalls erforderliche Routenparameter stammen von einem Navigationssystem, das auch mit der Recheneinheit kommunikativ gekoppelt ist, und umfassen Daten über eine Route zu einem Ziel, wie etwa eine aktuelle Distanz, eine Topographie, beispielsweise Steigungen und Kurven, und auch Geschwindigkeitsbeschränkungen auf der Route. Die Fahrweisenparameter können durch die Recheneinheit aus einer umfassten Speichereinheit gelesen werden, wobei sich die Fahrweisenparameter auf Daten über einen Durchschnittsenergieverbrauch, ein Energieverbrauchsprofil und/oder eine Fahrweise des Fahrers beziehen. Natürlich erfolgt eine Ausgabe der ermittelten Reichweite durch die Recheneinheit mittels einer Anzeigevorrichtung, so dass der Fahrer entsprechend einen Aufladungsstopp einplanen kann.
• Um nun die ermittelte Reichweite noch exakter zu erstellen und dem Fahrer somit Sicherheit vor einem „Leerlauf” zu bieten, wird erfindungsgemäß zusätzlich noch eine aktuell verfügbare Kapazität des Energiespeichers ermittelt, die sich insbesondere aufgrund der Alterung im Verlauf ihrer Lebensdauer ändert, d. h. abnimmt. Dazu werden durch die Recheneinheit Betriebsparameter und/oder Betriebszustände des Energiespeichers erfasst, so dass die verfügbare Kapazität ermittelt werden kann. Die Betriebsparameter und die Betriebszustände umfassen dabei den Entladestrom und die Entladeschlussspannung, den Ladezustand, den Entladegrad, die Anzahl und/oder die Verbraucherart. Auch der Widerstand, wie etwa der Innenwiderstand des Energiespeichers, die Leistung, die Ausgangsspannung, die Klemmenspannung oder die Betriebstemperatur können erfasste Betriebsparameter sein. Weitere interessierende Parameter können die Zellenanzahl des Energiespeichers, die Lagerbedingungen, die beispielsweise die Temperatur des Lagerortes umfassen, sowie eine Anzahl und Zeitdauer von Lade- und Entladezyklen sein. Somit kann die Ermittlung der Reichweite unter Berücksichtigung der altersabhängigen aktuell verfügbaren Kapazität des Energiespeichers aktualisiert und damit verbessert werden.
• Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dient der weiteren Verbesserung der Vorhersage der Reichweite, indem durch die Recheneinheit zusätzlich Erfahrungswerte berücksichtigt werden, die in der Vergangenheit erfasste Parameter und daraus ermittelte Reichweiten umfassen. Die Recheneinheit legt dabei Lerndatensätzen an, die aus den erfassten Energieparametern, Routenparametern, Fahrweisenparametern, Betriebsparametern und den Betriebszuständen beziehungsweise der ermittelten Kapazität mit den daraus aktualisiert ermittelten Reichweiten bestehen. Die Lerndatensätze werden in der Speichereinheit abgelegt, so dass in den folgenden Ermittlungs- und Aktualisierungsschritten auf sie zurückgegriffen werden kann. Dabei berücksichtigt die Recheneinheit die gespeicherten Lerndatensätze bei dem Ermitteln und Aktualisieren der zurücklegbaren Reichweite mit den aktuell erfassten Energieparametern, Routenparametern, Fahrweisenparametern und der aktuell ermittelten Kapazität. Infolgedessen nimmt die Menge an Lerndatensätzen immer weiter zu, so dass die statistische Auswertung mit wachsender Präzision erfolgen kann.
• Die zur Ermittlung der Reichweite benötigte Route zu einem Ziel kann dabei durch eine Benutzereingabe in das Navigationssystem direkt vorgegeben werden, falls dies jedoch nicht der Fall ist, kann eine wahrscheinlichste Route bzw. ein wahrscheinlichstes Ziel durch die Recheneinheit oder auch durch das Navigationssystem bestimmt werden, die dann zur Ermittlung der Reichweite herangezogen wird.
• Falls der Benutzer also keine Route und kein Ziel eingegeben hat, erfolgt ein Prognostizierungsverfahren zur Bestimmung der wahrscheinlichsten Route bzw. des wahrscheinlichsten Ziels.
• Dazu stellt das Navigationssystem die aktuelle Fahrzeugposition und eine aktuelle Fahrtrichtung fest, die zu einem Vergleich mit einer Vielzahl von Routen und/oder Zielen, die im Navigationssystem oder in der Recheneinheit gespeichert sind, herangezogen wird. Der Vergleich kann von dem Navigationssystem oder der Recheneinheit ausgeführt werden. Die gespeicherten Routen und/oder Ziele können durch die Navigationssoftware voreingestellte Routen oder Ziele sein, es können auch Routen oder Ziele sein, die der Benutzer in der Vergangenheit eingegeben und gespeichert hat. Oder es kann sich dabei um eine „gelernte” Route oder ein „gelerntes” Ziel handeln, wobei unter einer gelernten Route oder einem gelernten Ziels eine Route oder ein Ziel verstanden wird, die in der Vergangenheit regelmäßig zurückgelegt bzw. angefahren wurden, was durch das Navigationssystem erfasst und dort oder in der Recheneinheit sozusagen in einer „Lernkarte” gespeichert wurde. Regelmäßig gefahrene Routen und/oder regelmäßig angefahrene Ziele können so durch das Navigationssystem erfasst und in der Lernkarte abgespeichert werden.
• Ferner ist in einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Aktualisierung der ermittelten Reichweite eines Kraftfahrzeugs mit elektrischem Antrieb denkbar, dass es sich bei dem Kraftfahrzeug um ein Hybridfahrzeug handelt, das neben dem elektrischen Antrieb, der von dem elektrischen Energiespeicher gespeist wird, ferner einen Verbrennungsmotor und einen dazugehörigen Kraftstofftank umfasst. Dann kann das Verfahren zudem ein Erfassen der Kraftstoffmenge in dem Kraftstofftank umfassen, woraus eine mit dieser Kraftstoffmenge zurücklegbare Strecke ermittelt werden kann, wobei auch hier verschiedene Parameter berücksichtigt werden können, wie etwa die Fahrweisenparameter, oder auch die Routenparameter. Aus der mit der Kraftstoffmenge zurücklegbaren Strecke und der ermittelten Reichweite des elektrischen Energiespeichers ergibt sich zusammenaddiert eine aktuelle Gesamtreichweite, die mit dem Hybridfahrzeug zurückgelegt werden kann.
• Diese und weitere Vorteile werden durch die nachfolgende Beschreibung ausführlich dargelegt.
• Ein elektrischer Energiespeicher im Sinne der Erfindung umfasst jeden denkbaren, zur Verwendung zusammen mit einem elektrischen Antrieb eines Fahrzeugs geeigneten Akkumulator, nachfolgend auch synonym als Batterie bezeichnet.
• Unter „Kapazität” der Batterie wird eine in der Batterie gespeicherte elektrische Ladung verstanden. Die zum Ausführen einer elektrischen Arbeit zur Verfügung stehende Kapazität hängt von einer Vielzahl von Entladebedingungen und vom Entladeverlauf ab, also vom Entladestrom, von der Entladeschlussspannung (der Spannung, bei der die Entladung beendet wird) und selbstverständlich vom Ladezustand der Batterie, zudem von der Anzahl und Art der Verbraucher sowie von der Temperatur und von der Nutzung der Batterie im Verlauf der Zeit auch unter Lagerungsbedingungen ab.
• Üblicherweise wird die Batterie-Nennkapazität durch ein genormtes Entladeverfahren unter vorgegebenen Bedingungen bestimmt. Dazu zählt die Entladung mit konstantem Strom, über einen konstanten Widerstand oder mit konstanter Leistung, wobei sich bei jedem Verfahren eine andere Nennkapazität für die Batterie ergibt. Die Angabe einer Nennkapazität ist daher nur zusammen mit einer Angabe des zur Ermittlung verwendeten Entladeverfahrens und der Entladebedingungen sinnvoll. Batterie-Nennkapazitäten können den Datenblättern der Batteriehersteller entnommen werden. Abhängig von den verschiedenen Entladungsarten, wie beispielsweise der Entladung mit konstantem Strom, über konstanten Widerstand oder mit konstanter Leistung weist die Batterie in ihrem Entladeverlauf eine andere Kapazität auf.
• Abhängig von der Höhe einer Entladestromstärke, der Temperatur und auch einer fortgeschrittener Alterung der Batterie ist die tatsächlich verfügbare Kapazität niedriger als die Nennkapazität.
• Die momentan verfügbare Kapazität einer Batterie nimmt generell mit zunehmendem Entladestrom aufgrund der mit steigendem Strom zunehmenden Verluste am Innenwiderstand der Batterie, die die Ausgangsspannung entsprechend absinken lassen, und der begrenzten Geschwindigkeit der elektrochemischen Prozesse und Transportvorgänge in der Batterie ab, so dass die Entladeschlussspannung entsprechend früher erreicht wird, wobei diese Prozesse stark von dem elektrochemischen System und dem Aufbau der Batterie abhängig sind.
• Ferner unterliegen alle Batterien bei Lagerung der Selbstentladung, deren Geschwindigkeit unter anderem vom Batterietyp und der Temperatur beeinflusst wird, wobei sich die Selbstentladung bei niedrigerer Lagertemperatur verringert.
• Als elektrische Energiespeicher zur Verwendung als Antrieb eines Kraftfahrzeugs werden im Allgemeinen sogenannte Traktionsbatterien, auch Antriebsbatterie oder Zyklenbatterie genannt, verwendet, die zyklenfeste Akkumulatoren sind und damit wieder aufgeladen und mehrfach verwendet werden können. Traktionsbatterien können ohne Schaden zu nehmen bis zu 80% tiefentladen werden.
• Bei Elektrofahrzeugen und Hybridfahrzeugen werden aktuell Traktionsbatterien vom Typ Nickel-Metall-Hydrid eingesetzt. Die Nutzung von höheren Spannungen dient der Verringerung von fließenden Strömen, wodurch beispielsweise die ohmschen Verluste in den Leitungen und die thermischen Verluste bei Lade- und Entladevorgängen reduziert werden sollen.
• Bislang findet zwar noch der Bleiakkumulator am häufigsten Verwendung als Traktionsbatterie, jedoch werden Akkumulatoren mit höheren Energiedichten und besserem Masse/Energieverhältnis angestrebt, um elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge mit höherer Leistung und/oder größeren Reichweite anbieten zu können.
• Neben neuen wartungsfreien Batterien basierend auf einer Gel-Technologie stellen Lithium-Ionen-Akkumulatoren und ”verwandte” Systemen zukunftsträchtige Energiespeicher dar. Besonders die Lithium-Ionen Akkus kennzeichnen sich dadurch, dass sie keinem Memory-Effekt unterliegen und auch nur eine sehr geringe Selbstentladung aufweisen. Ihre Lebensdauer hängt, wie die aller Batterien, stark von den verwendeten Materialien und deren Qualität, insbesondere deren Reinheit, ab, aber auch der Umgang mit dem Akkumulator spielt eine große Rolle.
• Ein schleichender Kapazitätsverlust der Nennkapazität liegt hauptsächlich in den Lagerbedingungen begründet, die Anzahl der Lade- und Entladezyklen spielt hingegen nur eine untergeordnete Rolle. Der Kapazitätsverlust wird umso schneller und gravierender eintreten, je höher die Temperatur und je voller der Akkumulator ist. Als Ursache dafür kommen parasitäre unumkehrbare chemische Reaktionen in Frage.
• Unter der „aktuell verfügbaren Kapazität” wird vorliegend der Wert verstanden, der zu einem beliebigen Zeitpunk gerade in der Batterie vorliegt, und der vom Zustand der Batterie und einer aktuell zugeführten oder entnommenen Ladung abhängt und damit bei einem Fahrzeug ständig variiert, jedoch für das Leistungsvermögen und damit auch die Reichweite des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs von großer Bedeutung ist.
• Es besteht dabei eine Möglichkeit, unter Verwendung eines Amperemeters, die Ladung und Entladung der Batterie zu messen. Allerdings kann damit nur der momentan fließende Strom, nicht die gespeicherte Ladung erfasst werden. Dazu ist zusätzlich die Berücksichtigung der Zeitdauer, in der der Strom geflossen ist, nötig.
• Bekannte Batterieschnelltestmethoden basieren auf einer Innenwiderstandsmessung, die jedoch auch in Abhängigkeit des gewählten Verfahrens unterschiedliche Werte liefern, auch wenn die gleiche Batterie gemessen wird. Mit der Gleichstromlademethode wird eine rein ohmsche Messung durchgeführt, die eine der ältesten und zuverlässigsten Testmethoden ist. Eine Wechselstrom-Leitfähigkeitsmethode speist ein Wechselstrom-Signal in die Batterie ein, wobei in Abhängigkeit der Frequenz eine Spannungsverschiebung entsteht.
• Verfahren und Systeme zur Bestimmung eines Batteriezustands wie deren Alterung oder einer tatsächlichen, gespeicherten, zur Energieerzeugung bereitstehenden Kapazität sind u. a. aus der DE 101 03 848 A1 , US 7,072,871 B1 , US 2005/0218915 A1 und der WO 03/093849 A1 bekannt.
• Eben aufgrund des beschränkten Energieinhalts von elektrischen Energiespeichern und der damit verbundenen eingeschränkten Reichweite des Fahrzeugs, kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine genaue vorausschauende Restreichweitenanzeige für einen Fahrer eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs realisiert werden. Mithilfe der folgenden Eingangsdaten kann die Restreichweite genau ermittelt werden, neben dem aktuellen Energieinhalt der vorhandenen Energiespeicher (Batterie und bei einem Hybridfahrzeug auch noch Kraftstofftank) wird insbesondere auch die aktuelle Leistungsfähigkeit des Energiespeichers der Batterie berücksichtigt, die sich aufgrund der Alterung verändert. Zudem werden eine verbleibende Strecke bis zu einem geplanten/wahrscheinlichen Ziel, sowie die Topographie der dorthin geplanten/wahrscheinlichen Route, so zum Beispiel Steigungen und Krümmungen der Fahrbahn in die Ermittlung mit einbezogen. Als weitere Eingangsdaten dienen aus dem Navigationsgerät oder der Lernkarte bekannte Geschwindigkeitsbeschränkungen sowie ein Energieverbrauch auf den typischen Routen des Fahrers und dessen gelernte Fahrweise. Die kontinuierlich erfassten und verarbeiteten Energieparameter, Routenparameter und Fahrweisenparameter werden mit der unter Berücksichtigung der verfügbaren Kapazität der Batterie ermittelten Reichweite des Fahrzeugs über die Lebensdauer des Fahrzeugs beziehungsweise der Batterie gespeichert, indem insbesondere die typischen Routen des Fahrers und dessen Fahrweise dort durch das System gelernt werden und in der gelernten Karte als gelernte Routen zusammen mit dem dort benötigten Energieverbrauch und der durchschnittlichen Geschwindigkeit gespeichert werden.
• Das Verfahren kann von einer Recheneinheit des Fahrzeugs zusammen mit einem Navigationssystem ausgeführt werden. Die Recheneinheit erhält notwendige Energieparameter über ein Fahrzeugbussystem, während das Navigationssystem als Komponenten der Recheneinheit ausgebildet sein kann oder als Zusatzgerät über eine Schnittstelle, die auch drahtlos sein kann, mit der Recheneinheit kommuniziert.
• Die Fahrweisenparameter und die gelernte Karte können in einer Speichereinheit der Recheneinheit abgelegt sein, und dort mit jeder Fahrt aktualisiert und verbessert werden. Eine Ausgabe der ermittelten Reichweite, eventuell auch mit Empfehlungen oder Warnungen, die Batterie wieder aufzuladen, gegebenenfalls sogar mit einem Vorschlag zur Routenänderung um eine Ladestation anzufahren, werden durch die Recheneinheit mittels einer Anzeigevorrichtung ausgeführt.
• So werden erfindungsgemäß außer den genannten Parametern die Betriebsparameter und/oder Betriebszustände der Batterie durch die Recheneinheit beispielsweise auch über das Bussystem erfasst und zur Ermittlung der aktuell verfügbaren Kapazität der Batterie herangezogen. Die aktuell verfügbare Kapazität, d. h. die altersabhängige Leistungsfähigkeit der Batterie wird dann bei der Reichweitenermittlung berücksichtigt, so dass diese dem Batteriezustand entsprechend aktualisiert ist.
• Die verwendeten Energieparameter sind die vorhandene Energie der Batterie, ein aktueller Energieverbrauch durch Antrieb und andere Verbraucher, etwa eine Klimaanlage oder eine Heizung. Zudem können die Energieparameter eine Energierückgewinnung etwa beim Bremsen umfassen. Die Routenparameter beinhalten eine aktuelle Distanz zum Ziel, eine Topographie auf der Route, umfassend Steigungen und Kurven, und dort bestehende Geschwindigkeitsbeschränkungen, die aus Navigationsdaten stammen, aber auch Routen und Ziele aus der gelernten Karte. Die Fahrweisenparameter beziehen sich auf einen Durchschnittsenergieverbrauch, ein Energieverbrauchsprofil und/oder einer Fahrweise der Fahrers, es können aber auch weitere Fahrweisenparameter denkbar sein, etwa von verschiedenen Fahrern. Zur Bestimmung der verfügbaren Kapazität können je nach verwendetem System und der verwendeten Messmethode verschiedene Betriebsparameter oder Betriebszustände verwendet werden. Ohne Anspruch auf Vollständigkeit zu erheben umfassen Betriebsparameter und -zustände einer Batterie einen Entlade strom, eine Entladeschlussspannung, ein Ladezustand, ein Entladegrad, eine Anzahl und/oder eine Art von Abnehmern, einen Widerstand, insbesondere einen Innenwiderstand des Energiespeichers, eine Leistung, eine Ausgangsspannung, eine Klemmenspannung, eine Betriebstemperatur, eine Zellenanzahl des Energiespeichers, Lagerbedingungen, umfassend eine Lagertemperatur, sowie eine Anzahl und Zeitdauer von Lade- und Entladezyklen.
• Wie zuvor erwähnt, kann das Verfahren zur aktualisierten Reichweitenermittlung ständig verbessert werden und ein genaueres Ergebnis liefern, indem durch die Recheneinheit Lerndatensätze angelegt werden, die die erfassten Energieparameter, Routenparameter, Fahrweisenparameter, Betriebsparameter und Betriebszustände und/oder die ermittelte Kapazität mit den daraus aktualisiert ermittelten Reichweiten umfassen. Die Lerndatensätze werden in der Speichereinheit abgelegt und im Weiteren für die nachfolgenden Reichweitenermittlungen herangezogen.
• Generell kann das erfindungsgemäße Verfahren einfach durchgeführt werden, wenn die Route oder das Ziel durch eine Benutzereingabe in das Navigationssystem festgelegt wurde. Plant ein Fahrer sein Ziel aber nicht mit dem Navigationssystem, kann die Ermittlung der Restreichweite mit einer wahrscheinlichsten Route/einem wahrscheinlichsten Ziel aus der gelernten Karte erfolgen. Die gelernte Karte wird erstellt, indem eine häufig zurückgelegte Route, beispielsweise der tägliche Weg zur Arbeit, durch das Navigationssystem erfasst und dort oder in der Recheneinheit in der gelernten Karte gespeichert wird. Ist nun keine Route geplant, so kann anhand einer durch das Navigationssystem festgestellten aktuellen Fahrzeugposition und Fahrtrichtung im Vergleich mit der gelernten Karte eine wahrscheinlichste Route bestimmt werden. Außerdem können Wochentag und Uhrzeit zur Bestimmung der wahrscheinlichsten Route in Betracht gezogen werden. So ist die Anfahrt des Arbeitsplatzes an einem Feiertag um Mitternacht unwahrscheinlicher als an einem Werktag früh morgens.
• Außer der gelernten Route beziehungsweise Zielen können zur Prognose einer wahrscheinlichsten Route auch im Navigationssystem voreingestellte Ziele, beispielsweise POIs oder in der Vergangenheit durch eine Benutzereingabe gespeicherte Routen oder Ziele berücksichtigt werden.
• Stellt somit die Recheneinheit oder das Navigationssystem entsprechend der festgestellten Fahrzeugposition und Fahrtrichtung eine Übereinstimmung mit einer gelernten Route/einem gelernten Ziel auf der Lernkarte fest, so kann es prognostizieren, dass diese Route eine wahrscheinlichste Route bzw. ein wahrscheinlichstes Ziel ist. Wird festgestellt, dass die Fahrzeugposition und Fahrtrichtung einer in der Vergangenheit gespeicherten Route entspricht, so kann auch diese als wahrscheinlichste prognostiziert werden. Auch ist es möglich, dass ein POI als wahrscheinlichstes Ziel angenommen werden kann.
• Während Hybridfahrzeuge, die zusätzlich mit einem Verbrennungsmotor und einem Kraftstofftank ausgestattet sind, zusätzlich eine Strecke mit einer im Kraftstofftank vorliegenden Kraftstoffmenge zurücklegen können, was zu einer mit einer vorhandenen elektrischen Energiereserve zurücklegbaren Reichweite addiert werden kann, so dass für ein Hybridfahrzeug eine Gesamtreichweite, eventuell mit gekennzeichneten elektrischer und mittels Kraftstoff zurücklegbaren Anteilen, können reine Elektrofahrzeuge bislang mit dem Energieinhalt ihrer Batterien lediglich 100 bis 200 km weit fahren. Da die Ladestationen nicht flächendeckend vorhanden sind, und Ladevorgänge ca. die hundertfache Zeit eines Tankvorgangs für Verbrennungsantriebe in Anspruch nehmen, kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine sich selbst verbessernde und ständig aktualisierte Restreichweite verbessert ermittelt und an einen Fahrer ausgegeben werden, so dass dieser bei der Routenplanung bzw. dem Aufladen der Energiespeicher unterstützt wird.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• - DE 10302504 A1 [0003]
• - DE 10103848 A1 [0029]
• - US 7072871 B1 [0029]
• - US 2005/0218915 A1 [0029]
• - WO 03/093849 A1 [0029]

Claims (6)

1. Aktualisierungsverfahren zum kontinuierlichen Aktualisieren einer ermittelten Reichweite eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, die mit einer vorhandenen Energie eines elektrischen Energiespeichers des Kraftfahrzeugs aktuell zurücklegbar ist, wobei das Ermitteln der Reichweite von einer Recheneinheit des Kraftfahrzeugs durchgeführt wird und ein kontinuierliches Erfassen und Verarbeiten zumindest von – Energieparametern des Fahrzeugs, die die Recheneinheit aus einem kommunikativ gekoppelten Fahrzeugbussystem erhält, – Routenparametern einer Route zu einem Ziel, die die Recheneinheit von einem kommunikativ gekoppelten Navigationssystem erhält, – Fahrweisenparametern, die die Recheneinheit aus einer Speichereinheit ausliest, umfasst, und eine Ausgabe der ermittelten Reichweite durch die Recheneinheit mittels einer Anzeigevorrichtung erfolgt, umfassend die Schritte – Erfassen von Betriebsparametern und/oder Betriebszuständen des Energiespeichers durch die Recheneinheit, – Ermitteln einer aktuell verfügbaren Kapazität des Energiespeichers aus den Betriebsparametern und/oder Betriebszuständen und – Berücksichtigen der ermittelten aktuell verfügbaren Kapazität bei dem Ermitteln der Reichweite durch die Recheneinheit und dadurch – Aktualisieren der ermittelten Reichweite in Abhängigkeit der aktuell verfügbaren Kapazität der Energiespeichers.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei – die Energieparameter zumindest die vorhandene Energie des Energiespeichers, einen aktuellen Energieverbrauch und eine Energierückgewinnung umfassen, – die Routenparameter zumindest eine aktuelle Distanz, eine Topographie, umfas send Steigungen und Kurven, und Geschwindigkeitsbeschränkungen entsprechend der Route zu dem Ziel umfassen, – die Fahrweisenparameter zumindest einen Durchschnittsenergieverbrauch, ein Energieverbrauchsprofil und/oder eine Fahrweise des Fahrers umfassen, – die Betriebsparameter und die Betriebszustände zumindest einen Entladestrom, eine Entladeschlussspannung, ein Ladezustand, ein Entladegrad, eine Anzahl und/oder eine Art von Verbrauchern, einen Widerstand, insbesondere einen Innenwiderstand des Energiespeichers, eine Leistung, eine Ausgangsspannung, eine Klemmenspannung, eine Betriebstemperatur, eine Zellenanzahl des Energiespeichers, Lagerbedingungen, umfassend eine Lagertemperatur, sowie eine Anzahl und eine Zeitdauer von Lade- und Entladezyklen umfassen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, umfassend die Schritte – durch die Recheneinheit Anlegen von Lerndatensätzen, die die erfassten Energieparameter, Routenparameter, Fahrweisenparameter, Betriebsparameter und Betriebszustände und/oder die ermittelte Kapazität mit den daraus aktualisiert ermittelten Reichweiten umfassen, und Ablegen der Lerndatensätze in der Speichereinheit, – Berücksichtigen der gespeicherten Lerndatensätze bei dem Ermitteln und Aktualisieren der zurücklegbaren Reichweite mit den aktuell erfassten Energieparametern, Routenparametern, Fahrweisenparametern und der aktuell ermittelten Kapazität.
4. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, umfassend die Schritte – Festlegen der Route und/oder des Ziels durch eine Benutzereingabe in das Navigationssystem.
5. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend die Schritte falls keine Route und/oder kein Ziel durch eine Benutzereingabe festgelegt ist, – Feststellen einer aktuellen Fahrzeugposition und Fahrrichtung durch das Navigationssystem, – durch das Navigationssystem oder die Recheneinheit Vergleichen der aktuellen Fahrzeugposition und Fahrtrichtung mit einer Vielzahl von Routen und/oder Zielen, die im Navigationssystem oder in der Recheneinheit gespeichert sind, wobei die gespeicherten Routen und/oder Ziele durch eine Voreinstellung, durch eine zeitlich zurückliegende Benutzereingabe und/oder durch eine gelernte Route/ein gelerntes Ziel bereitgestellt werden, wobei das Lernen einer Route/eines Ziels ein Erfassen von regelmäßig gefahrenen Routen und/oder regelmäßig angefahrenen Zielen durch das Navigationssystem und ein Speichern der regelmäßig gefahrenen Routen und/oder regelmäßig angefahrenen Ziele durch das Navigationssystem oder die Recheneinheit umfasst, und – Prognostizieren einer wahrscheinlichsten Route und/oder eines wahrscheinlichsten Ziels basierend auf dem Vergleich der aktuellen Fahrzeugposition und Fahrtrichtung mit der Vielzahl von gespeicherten Routen und/oder Zielen.
6. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, falls das Kraftfahrzeug ein Hybridfahrzeug ist, das ferner einen Verbrennungsmotor und einen Kraftstofftank umfasst, umfassend die Schritte – Erfassen einer Kraftstoffmenge in dem Kraftstofftank, – Ermitteln einer mit der erfassten Kraftstoffmenge zurücklegbaren Strecke unter Berücksichtigung zumindest der Fahrweisenparameter und – Addieren der zurücklegbaren Strecke zu der aktualisiert ermittelten Reichweite und Erhalten einer aktuellen Gesamtreichweite.