DE102011106351A1 - Ermittlung einer Reichweite eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Ermittlung einer Reichweite eines Kraftfahrzeugs Download PDF

Info

Publication number
DE102011106351A1
DE102011106351A1 DE102011106351A DE102011106351A DE102011106351A1 DE 102011106351 A1 DE102011106351 A1 DE 102011106351A1 DE 102011106351 A DE102011106351 A DE 102011106351A DE 102011106351 A DE102011106351 A DE 102011106351A DE 102011106351 A1 DE102011106351 A1 DE 102011106351A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
driving data
driving
predicted
motor vehicle
range
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102011106351A
Other languages
English (en)
Inventor
Alexander Dolpp
Robert Flotkoetter
Edvin Godo
Prashant Kattemalavadi
Anthony Sevakis
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daimler AG filed Critical Daimler AG
Priority to DE102011106351A priority Critical patent/DE102011106351A1/de
Publication of DE102011106351A1 publication Critical patent/DE102011106351A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/12Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to parameters of the vehicle itself, e.g. tyre models
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/20Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • B60K35/28Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor characterised by the type of the output information, e.g. video entertainment or vehicle dynamics information; characterised by the purpose of the output information, e.g. for attracting the attention of the driver
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/0097Predicting future conditions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K2360/00Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
    • B60K2360/16Type of output information
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10Vehicle control parameters
    • B60L2240/12Speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/60Navigation input
    • B60L2240/64Road conditions
    • B60L2240/642Slope of road
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/60Navigation input
    • B60L2240/68Traffic data
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/70Interactions with external data bases, e.g. traffic centres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2260/00Operating Modes
    • B60L2260/40Control modes
    • B60L2260/50Control modes by future state prediction
    • B60L2260/52Control modes by future state prediction drive range estimation, e.g. of estimation of available travel distance
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/30Driving style
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2556/00Input parameters relating to data
    • B60W2556/45External transmission of data to or from the vehicle
    • B60W2556/50External transmission of data to or from the vehicle of positioning data, e.g. GPS [Global Positioning System] data
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Bei einem Verfahren zur Ermittlung einer Reichweite (R) eines Kraftfahrzeugs mit zumindest einer elektrischen Antriebseinheit unter Berücksichtigung eines prognostizierten Fahrverlaufs werden erfindungsgemäß in einem ersten Verfahrensschritt (1) aus historischen Fahrdaten (HF) normalisierte Fahrdaten (NF) bestimmt. Die historischen Fahrdaten (HF) charakterisieren zumindest einen vergangenen Energieverbrauch des Kraftfahrzeugs. Ein Einfluss eines vergangenen Fahrverlaufs wird bei der Normalisierung zumindest reduziert. In einem zweiten Verfahrensschritt (2) werden prognostizierte Fahrdaten (PF), welche den prognostizierten Fahrverlauf charakterisieren, bestimmt. In einem dritten Verfahrensschritt (3) werden die normalisierten Fahrdaten (NF) mit den prognostizierten Fahrdaten (PF) zur Ermittlung der Reichweite (R) des Kraftfahrzeugs kombiniert.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer Reichweite eines Kraftfahrzeugs mit zumindest einer elektrischen Antriebseinheit nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Aus dem Stand der Technik sind Verfahren bekannt, mittels derer die verbleibende Reichweite, welches ein Kraftfahrzeug mit Hybrid- oder Elektroantrieb ausgehend vom gegenwärtigen Standort zurücklegen kann, ermittelt wird.
  • So ist beispielsweise aus der DE 10 2010 007 851 A1 ein Verfahren bekannt, bei dem eine Restreichweite eines Kraftfahrzeugs unter Zuhilfenahme von Energieparametern des Kraftfahrzeugs, Routenparametern, welche eine prognostizierte Fahrstrecke charakterisieren, und zuvor abgespeicherten Fahrweisenparametern ermittelt wird. Die ermittelte Reichweite wird mittels einer entsprechenden Ausgabeeinheit ausgegeben.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Verfahren zur Ermittlung einer Reichweite eines Kraftfahrzeugs anzugeben, welches eine genaue Vorhersage der verbleibenden Rechweite sicherstellt.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Ermittlung einer Reichweite eines Kraftfahrzeugs mit den charakteristischen Merkmalen des Patentanspruchs 1.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Bei einem Verfahren zur Ermittlung einer Reichweite eines Kraftfahrzeugs mit zumindest einer elektrischen Antriebseinheit unter Berücksichtigung eines prognostizierten Fahrverlaufs werden erfindungsgemäß in einem ersten Verfahrensschritt aus historischen Fahrdaten normalisierte Fahrdaten bestimmt. Die historischen Fahrdaten charakterisieren zumindest einen vergangenen Energieverbrauch des Kraftfahrzeugs. Ein Einfluss eines vergangenen Fahrverlaufs wird bei der Normalisierung zumindest reduziert. In einem zweiten Verfahrensschritt werden prognostizierte Fahrdaten, welche den prognostizierten Fahrverlauf charakterisieren, bestimmt. In einem dritten Verfahrensschritt werden die normalisierten Fahrdaten mit den prognostizierten Fahrdaten zur Ermittlung der Reichweite des Kraftfahrzeugs kombiniert.
  • Das Verfahren kombiniert auf besonders vorteilhafte Weise historische Fahrparameter, welche kontinuierlich während der Fahrt erfasst werden können, mit prognostizierten Fahrdaten, welche beispielsweise aus einer digitalen Karte ausgelesen werden können, um die Genauigkeit der Reichweitenbestimmung zu verbessern. Die historischen Fahrparameter spiegeln insbesondere den historischen Energieverbrauch des Kraftfahrzeugs wider. Das Verfahren kann von einer entsprechenden Auswerteeinheit in Echtzeit ausgewertet werden und ist somit besonders zur Implementierung in einem Fahrassistenzsystem geeignet. Vorzugsweise wird eine Vorhersage über eine Vielzahl von prognostizierten Fahrstrecken generiert.
  • In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel wird bei der Normalisierung der Einfluss eines vergangenen ersten Steigungsprofils weitestgehend eliminiert und durch ein prognostiziertes zweites Steigungsprofil des prognostizierten Fahrverlaufs ersetzt, so dass die verbleibende Reichweite des Kraftfahrzeugs besonders genau vorherbestimmt werden kann.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
  • Dabei zeigen:
  • 1 schematisch den Aufbau eines Verfahrens zur Ermittlung einer Reichweite eines Kraftfahrzeugs in einem Flussdiagramm,
  • 2 schematisch die Reichweite des Kraftfahrzeugs ohne Berücksichtigung eines Höhen- bzw. Steigungsprofils von prognostizierten Fahrverläufen anhand eines Kartenausschnitts,
  • 3 schematisch die Reichweite des Kraftfahrzeugs mit Berücksichtigung des Höhen- bzw. Steigungsprofils der prognostizierten Fahrverläufe anhand des Kartenausschnitts und
  • 4 schematisch eine aufzuwendende prognostizierte Gesamtleistung des Kraftfahrzeugs für verschiedene prognostizierte Fahrverläufe anhand entsprechender Graphen und eines entsprechenden Kartenausschnitts.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt in einem Flussdiagramm schematisch einen Aufbau eines Verfahrens zur Ermittlung einer Reichweite R für ein Kraftfahrzeug. Das Verfahren ist dazu geeignet, die Reichweite R von Kraftfahrzeugen zu ermitteln, welche zumindest eine elektrische Antriebseinheit aufweisen. Gemäß bevorzugten Ausbildungsbeispielen kann das Kraftfahrzeug als Hybridfahrzeug oder als Elektrofahrzeug ausgeführt sein.
  • Als Ausgangspunkt des Verfahrens zur Ermittlung der Reichweite R dienen zuvor erfasste, historische Fahrdaten HF, welche den Energieverbrauch des Kraftfahrzeugs charakterisieren. Beispielsweise können als historische Fahrdaten HF vergangene Ladungszustände einer Fahrzeugbatterie erfasst werden. Bei dem hier vorgestellten Verfahren wird angenommen, dass der historische Energieverbrauch Rückschlüsse auf den zukünftigen Energieverbrauch des Kraftfahrzeugs erlaubt. Allerdings entspricht ein zuvor zurückgelegter, vergangener Fahrverlauf im Normalfall nicht einem zukünftigen bzw. prognostizierten Fahrverlauf des Kraftfahrzeugs. Insbesondere können entsprechende Höhen- bzw. Steigungsprofile der Fahrverläufe erheblich voneinander abweichen, was zu erheblichen Fehlern in der Reichweitenbestimmung führen würde.
  • Daher werden die historischen Fahrdaten HF in einem ersten Verfahrensschritt 1 normalisiert und entsprechende normalisierte Fahrdaten NF bestimmt. Dabei wird ein Einfluss eines zu dem vergangenen Fahrverlauf korrespondierenden ersten Steigungsprofils und/oder eines ersten Geschwindigkeitsprofils des Kraftfahrzeugs zumindest reduziert. Im Idealfall wird der Einfluss des ersten Steigungsprofils auf die normalisierten Fahrdaten NF weitestgehend eliminiert. Die normalisierten Fahrdaten NF werden dem weiteren Verfahren zur Ermittlung der Reichweite R zu Grunde gelegt.
  • Zur genauen Ermittlung der Reichweite R müssen für die zukünftigen, prognostizierten Fahrverläufe entsprechende prognostizierte Fahrstrecken St bestimmt werden. Der zukünftige Energieverbrauch des Kraftfahrzeugs wird maßgeblich durch zweite Geschwindigkeitsprofile bzw. zweite Steigungsprofile, welche den zukünftigen prognostizierten Fahrverlauf charakterisieren, bestimmt sein. Daher müssen das zum prognostizierten Fahrverlauf entsprechende zweite Geschwindigkeitsprofil bzw. die zu den prognostizierten Fahrstrecken St korrespondierenden zweiten Steigungsprofile bestimmt werden und bei der Ermittlung der Reichweite R berücksichtigt werden.
  • Als Beispiel kann ein Kraftfahrzeug betrachtet werden, welches zunächst durch eine ebene Region fährt und sich später einem Bergpass annähert. Falls eine Reichweitenbestimmung des Kraftfahrzeugs beispielsweise nur einen jüngeren historischen Stromverbrauch des Kraftfahrzeugs berücksichtigen würde und Informationen über die bevorstehende Steigung unberücksichtigt blieben, so würde die verbleibende Reichweite überschätzt werden.
  • Dieser Effekt ist beispielhaft in 2 und 3 dargestellt. 2 und 3 zeigen einen Kartenausschnitt K der Umgebung des Kraftfahrzeugs. Westlich des Standorts SO des Kraftfahrzeugs erhebt sich ein Gebirgszug. 2 zeigt eine fehlerhaft bestimmte erste Reichweite R1, wobei bei der Reichweitenbestimmung die Erhebung des Gebirgszugs nicht berücksichtigt wurde. Entsprechend wurden die zweiten Steigungsprofile, welche die prognostizierten Fahrvstrecken St charakterisieren, vernachlässigt.
  • 3 zeigt den Kartenausschnitt K und die ermittelte Reichweite R des Kraftfahrzeugs, wobei bei der Ermittlung der Reichweite R das zweite Steigungsprofil der prognostizierten Fahrstrecken St berücksichtigt wurde. Dies ermöglicht eine wesentlich genauere Vorhersage der verbleibenden Reichweite R des Kraftfahrzeugs. Daher wird in einem zweiten Verfahrensschritt die Höheninformationen berücksichtigt und für alle prognostizierten Fahrstrecken St, welche das Kraftfahrzeug möglicherweise befahren könnte, zweite Steigungsprofile ermittelt bzw. berechnet. Gemäß einem bevorzugten Ausbildungsbeispiel werden die dazu notwendigen Höheninformationen aus einer digitalen Karte, die beispielsweise in einem vorhandenen Fahrassistenzsystem implementiert ist, entnommen. 3 spiegelt somit den Einfluss des westlich vom Standort SO erstreckenden Gebirgszugs auf die Reichweite R des Kraftfahrzeugs wider. Ein Vergleich von 2 und 3 zeigt, dass die Reichweite R entlang prognostizierter Fahrstrecken St, welche sich nördlich, östlich oder südlich vom Standort SO erstrecken, in den Norden, Osten und Süden nicht wesentlich beeinflusst wird, da hier eine relativ flache Topographie vorliegt.
  • In dem zweiten Verfahrensschritt 2 wird, wie in 1 schematisch dargestellt, ausgehend von dem gegenwärtigen Standort SO des Kraftfahrzeugs, eine Vielzahl von möglichen prognostizierten Fahrstrecken St bestimmt. Für die prognostizierten Fahrstrecken St werden entsprechende prognostizierte Fahrdaten PF ermittelt, welche das zweite Geschwindigkeitsprofil und/oder das zweite Steigungsprofil der prognostizierten Fahrverläufe des Kraftfahrzeugs beinhalten.
  • Die normalisierten Fahrdaten NF werden mit den prognostizierten Fahrdaten PF in einem dritten Verfahrensschritt 3 zur Reichweitenbestimmung kombiniert. Dazu kann beispielsweise eine prognostizierte Gesamtleistung Pp des Kraftfahrzeugs bestimmt werden.
  • In einem vierten Verfahrensschritt 4 wird ein zukünftiger Energieverbrauch des Kraftfahrzeugs für den prognostizierten Fahrverlauf aus der Kombination der normalisierten Fahrdaten NF und der prognostizierten Fahrdaten PF ermittelt. Dies kann beispielsweise über eine numerische Integration der prognostizierten Gesamtleistung Pp erfolgen.
  • In einem fünften Verfahrensschritt 5 wird die Reichweite R des Kraftfahrzeugs aus dem prognostizierten Energieverbrauch ermittelt. Dazu wird ein Restenergiegehalt einer Speichereinheit der elektrischen Antriebseinheit, welche beispielsweise eine oder mehrere Batterien oder Brennstoffzellen umfasst, erfasst. Aus dem zuvor abgeschätzten zukünftigen Energieverbrauch wird die Reichweite R dann unter Berücksichtigung des Restenergiegehalts der Speichereinheit ermittelt.
  • Im Folgenden werden die in den Verfahrensschritten 1 bis 3 notwendigen Berechnungen zur Ermittlung der Reichweite R anhand eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Als Grundlage wird zunächst als historische Fahrdaten HF eine aufgewendete Gesamtleitung PGesamt des Kraftfahrzeugs erfasst.
  • Die Gesamtleistung PGesamt lässt sich wie folgt parametrisieren (aus Gillerspie, Thomas D., "Fundamentals of Vehicle Dynamics", Warrendale: Society of Automotive Engineers, Inc. 1992): PGesamt = V|Mvg(frcosθ + sinθ) + 1 / 2ρaV2CDA + Mv dV / dt [1]
  • Dabei beschreibt V eine Fahrzeuggeschwindigkeit, Mv eine Masse des Kraftfahrzeugs, g die Erdbeschleunigung, fr einen Rollwiderstandkoeffizient, θ einen Steigungswinkel einer Fahrbahn, ρa eine Luftdichte, CD einen Luftwiderstandswert des Kraftfahrzeugs, A eine Frontalfläche des Kraftfahrzeugs, und dV/dt eine Beschleunigung des Kraftfahrzeugs.
  • Die Gesamtleistung PGesamt lässt sich als Summe von drei Termen gemäß PGesamt = PRR + PAero + PBeschl [2] vereinfachen, wobei PRR eine Verlustleistung beschreibt, aus dem Rollwiderstand des Kraftfahrzeugs resultiert. Entsprechend beschreibt PAero einen Verlustterm, der zum Luftwiderstand des Kraftfahrzeugs korrespondiert und PBeschl einen weiteren Verlustterm, der zur Beschleunigung des Kraftfahrzeugs korrespondiert.
  • Die entsprechenden Terme sind gemäß [1] gegeben als PRR = VMvg(frcosθ + sinθ) [3] PAero = 1 / 2ρaV3CDA [4] PBesch = MvV dV / dt. [5]
  • Typischer Weise weisen Fahrbahnen, bzw. Straßenverläufe eine Steigung kleiner 10% auf, so dass eine Kleinwinkelnäherung für den Steigungswinkel θ angenommen werden kann. Damit ergibt sich Gleichung [3] näherungsweise zu PRR ≅ VMvg(fr + sinθ). [6]
  • Gleichung [6] lässt sich dann schreiben als PRR = PRR,Flach + PRR,Steigung ≅ VMvgfr + VMvgsinθ, [7] wobei Verlustleistungsterm PRR,Flach eingeführt wurde, der die durch der Rollwiderstand verursachte Verlustleistung bei Abwesenheit einer Steigung beschreibt. Ein weiterer Term PRR,steigung beschreibt entsprechend den Einfluss der Steigung. Ein Einsetzen von Gleichung [7] in Gleichung [1] ergibt PGesamt ≅ VMvgfr + VMvgfrsinθ + 1 / 2ρaV3CDA + MvV dV / dt. [8]
  • Der zweite Term auf der rechten Seite von Gleichung [8] beschreibt den Einfluss der Fahrbahnsteigung. Die historischen Fahrdaten HF beinhalten zumindest die Gesamtleistung PGesamt, so dass der Einfluss des zuvor zurückgelegten ersten Steigungsprofils bei der Normalisierung im Wesentlichen eliminiert werden kann, indem der entsprechende Term abgezogen wird. Die zu den normalisierten Fahrdaten NF korrespondierende normalisierte Leistung PNorm lässt sich somit gemäß PNorm = PGesamt – PRR,Steigung = PGesamt – VMvgsinθ [9] berechnen, wobei der vorliegende Steigungswinkel θ der Fahrbahn, die Fahrzeuggeschwindigkeit V und die Masse Mv des Kraftfahrzeugs einer entsprechenden Auswerteeinheit, welche zur Implementierung des Verfahrens zur Ermittlung der Reichweite R bestimmt ist, zugeführt wird.
  • Im ersten Verfahrensschritt 1 wird somit die normalisierte Leistung PNorm gemäß Gleichung [9] berechnet. Als Eingangsgröße wird als historische Fahrdaten HF die Gesamtleistung mittels einer Strom-Spannungsmessung erfasst, welche bei bekannter Stromstarke IBatt und Spannung UBatt gemäß PGesamt = IBattVBatt [10] berechnet wird. Somit kann die normalisierte Leistung kontinuierlich während der Fahrt ermittelt werden als PNorm = IBattVBatt – VMvgsinθ [11]
  • Die so ermittelte normalisierte Leistung wird zusätzlich noch über ein vorgebbares Streckenintervall gemittelt, um eine normalisierte und gemittelte Leistung PNorm,gem zu erhalten. Diese normalisierte und gemittelte Leistung PNorm,gem wird später im dritten Verfahrensschritt 3 mit den prognostizierten Fahrdaten PF kombiniert.
  • Nachdem die Steigungskomponente aus den historischen Fahrdaten HF im ersten Verfahrensschritt 1 eliminiert worden ist, werden im zweiten Verfahrensschritt 2 zweite Steigungsprofile für alle möglichen prognostizierten Fahrstrecken St generiert. Diese können beispielsweise aus entsprechenden digitalen Karten ausgelesen werden. Zusätzlich werden zweite Geschwindigkeitsprofile bestimmt, welche zu den prognostizieren Fahrverläufen korrespondieren. Aus den zweiten Steigungsprofilen und den zweiten Geschwindigkeitsprofilen sind prognostiziere Steigungswinkel θprog und prognostizierte Fahrzeuggeschwindigkeiten Vprog zu entnehmen. Als prognostizierte Fahrdaten PF wird dann im zweiten Verfahrensschritt 2 eine prognostizierte Verlustleistung PRR,prog, welche zu dem steigungsabhängigen Anteil des Rollwiderstands korrespondiert, gemäß PRR,prog = VprogMvgsinθprog [12] berechnet.
  • Im dritten Verfahrensschritt 3 werden die normalisierten Fahrdaten NF und die prognostizierten Fahrdaten PF miteinander kombiniert, um ein entsprechendes Gesamtleistungsprofil für alle prognostizierten Fahrstrecken St zu ermitteln. Dazu wird die im ersten Verfahrensschritt 1 bestimmte normalisierte und gemittelte Leistung PNorm,gem zu der gemäß Gleichung [12] ermittelten prognostizierte Verlustleistung PRR,prog addiert: PGesamt,prog = PNorm,gem + VprogMvgsinθprog [13]
  • In den anschließenden vierten und fünften Verfahrensschritt 4, 5 wird aus der prognostizierten Gesamtleistung PGesamt,prog ein zukünftiger Energieverbrauch des Kraftfahrzeugs mittels bekannter Verfahren ermittelt, aus denen die Reichweite R des Kraftfahrzeugs unter Berücksichtigung des Restenergiegehalt der Speichereinheit ermittelt wird.
  • 4 zeigt nochmals einen Kartenausschnitt K, wobei die verbleibende Reichweite R des Kraftfahrzeugs als schraffierter Bereich eingezeichnet ist. Darüber hinaus sind für zwei exemplarisch ausgewählte prognostizierte Fahrstrecken St Graphen gezeigt, welche den Verlauf der im ersten Verfahrensschritt 1 ermittelten, normalisierten und gemittelten Leistung PNorm,gem über die Strecke x zeigen. Des Weiteren ist entsprechend der Verlauf der prognostizierten Verlustleistung PRR,prog, welche den steigungsabhängigen Anteil des Rollwiderstands subsumiert, über die Strecke x gezeigt. Die Kombination der gemittelten Leistung PNorm,gem und der prognostizierten Verlustleistung PRR,prog ergibt die prognostizierte Gesamtleistung Pp für die entsprechende prognostizierte Fahrstrecke St. Der resultierende Verlauf der prognostizierten Gesamtleistung Pp entlang der Strecke x ist ebenfalls in 4 graphisch illustriert.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    erster Verfahrensschritt
    2
    zweiter Verfahrensschritt
    3
    dritter Verfahrensschritt
    4
    vierter Verfahrensschritt
    5
    fünfter Verfahrensschritt
    HF
    historische Fahrdaten
    K
    Kartenausschnitt
    NF
    normalisierte Fahrdaten
    PF
    prognostizierte Fahrdaten
    R
    Reichweite
    R1
    erste Reichweite
    SO
    Standort
    St
    prognostizierte Fahrstrecke
    x
    Strecke
    PNorm,gem
    normalisierte und gemittelte Leistung
    Pp
    prognostizierte Gesamtleistung
    PRR,prog
    prognostizierte Verlustleistung des Rollwiderstands
  • 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 102010007851 A1 [0003]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • Gillerspie, Thomas D., ”Fundamentals of Vehicle Dynamics”, Warrendale: Society of Automotive Engineers, Inc. 1992 [0029]

Claims (8)

  1. Verfahren zur Ermittlung einer Reichweite (R) eines Kraftfahrzeugs mit zumindest einer elektrischen Antriebseinheit unter Berücksichtigung eines prognostizierten Fahrverlaufs, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Verfahrensschritt (1) aus historischen Fahrdaten (HF), welche zumindest einen vergangenen Energieverbrauch des Kraftfahrzeugs charakterisieren, normalisierte Fahrdaten (NF) bestimmt werden, bei denen ein Einfluss eines vergangenen Fahrverlaufs zumindest reduziert ist, in einem zweiten Verfahrensschritt (2) prognostizierte Fahrdaten (PF), welche den prognostizierten Fahrverlauf charakterisieren, bestimmt werden und in einem dritten Verfahrensschritt (3) die normalisierten Fahrdaten (NF) mit den prognostizierten Fahrdaten (PF) zur Ermittlung der Reichweite (R) des Kraftfahrzeugs kombiniert werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass als historische Fahrdaten (HF) zumindest eine vom Kraftfahrzeug aufgewendete Gesamtleistung erfasst wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass bei der Normalisierung der historischen Fahrdaten (HF) der Einfluss eines ersten Steigungsprofils und/oder eines ersten Geschwindigkeitsprofils des vergangenen Fahrverlaufs reduziert wird.
  4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der prognostizierten Fahrdaten (PF) ein zweites Steigungsprofil und/oder ein zweites Geschwindigkeitsprofil des prognostizierten Fahrverlaufs bestimmt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Verfahrensschritt (2) die prognostizierten Fahrdaten (PF) für eine Vielzahl von prognostizierten Fahrstrecken bestimmt werden.
  6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die normalisierten Fahrdaten (NF) über ein vorgebbares Zeitintervall gemittelt werden.
  7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Reichweite (R) in einem vierten Verfahrensschritt (4) ein zukünftiger Energieverbrauch für den prognostizierten Fahrverlauf aus der Kombination der normalisierten Fahrdaten (NF) und der prognostizierten Fahrdaten (PF) ermittelt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in einem fünften Verfahrensschritt (5) die Reichweite (R) des Kraftfahrzeugs aus dem zukünftigen Energieverbrauch unter Berücksichtigung eines Restenergiegehalts einer Speichereinheit der elektrischen Antriebseinheit ermittelt wird.
DE102011106351A 2011-07-02 2011-07-02 Ermittlung einer Reichweite eines Kraftfahrzeugs Withdrawn DE102011106351A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011106351A DE102011106351A1 (de) 2011-07-02 2011-07-02 Ermittlung einer Reichweite eines Kraftfahrzeugs

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011106351A DE102011106351A1 (de) 2011-07-02 2011-07-02 Ermittlung einer Reichweite eines Kraftfahrzeugs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102011106351A1 true DE102011106351A1 (de) 2012-06-06

Family

ID=46083135

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011106351A Withdrawn DE102011106351A1 (de) 2011-07-02 2011-07-02 Ermittlung einer Reichweite eines Kraftfahrzeugs

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102011106351A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2515582A (en) * 2013-06-27 2014-12-31 Jaguar Land Rover Ltd Improvements relating to range prediction in electric vehicles
DE102013019548A1 (de) * 2013-11-21 2015-05-21 Peter Rüdiger Marx Verfahren zur Reichweitenmessung von Hybridfahrzeugen.

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010007851A1 (de) 2010-02-12 2010-12-02 Daimler Ag Aktualisierungsverfahren einer Reichweitenermittlung für ein Kraftfahrzeug mit elektrischem Antrieb

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010007851A1 (de) 2010-02-12 2010-12-02 Daimler Ag Aktualisierungsverfahren einer Reichweitenermittlung für ein Kraftfahrzeug mit elektrischem Antrieb

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Gillerspie, Thomas D., "Fundamentals of Vehicle Dynamics", Warrendale: Society of Automotive Engineers, Inc. 1992

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2515582A (en) * 2013-06-27 2014-12-31 Jaguar Land Rover Ltd Improvements relating to range prediction in electric vehicles
GB2515582B (en) * 2013-06-27 2016-06-01 Jaguar Land Rover Ltd Improvements relating to range prediction in electric vehicles
US9834111B2 (en) 2013-06-27 2017-12-05 Jaguar Land Rover Limited Range prediction in electric vehicles
US11052770B2 (en) 2013-06-27 2021-07-06 Jaguar Land Rover Limited Relating to range prediction in electric vehicles
US11926223B2 (en) 2013-06-27 2024-03-12 Jaguar Land Rover Limited Range prediction in electric vehicles
DE102013019548A1 (de) * 2013-11-21 2015-05-21 Peter Rüdiger Marx Verfahren zur Reichweitenmessung von Hybridfahrzeugen.

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007006870B4 (de) Kartenbewertungssystem und Kartenbewertungsverfahren
DE112012005806B4 (de) Verzögerungsfaktorschätzvorrichtung und Fahrunterstützungsvorrichtung
DE102012223760A1 (de) Verfahren zum identifizieren einer ökoroute unter verwendung eines ladezustand-verbrauchsverhältnisses
DE102013217897A1 (de) Verfahren zur elektrischen Regeneration eines Energiespeichers
DE102008020591A1 (de) Fahrinformationssammelvorrichtung
DE102015102356A1 (de) Fahrunterstützungsvorrichtung, fahrunterstützungsverfahren und antriebsunterstützungssystem
DE102012019056A1 (de) Verfahren zur Ermittlung einer Restreichweite eines Kraftfahrzeuges
DE102015204959A1 (de) Ermittlung von Verbrauchswerten und Reichweite eines Kraftfahrzeugs
DE102018212629A1 (de) Verfahren zur Bestimmung von Fahrbahnzuständen
EP2989422A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum auswählen einer route zum befahren durch ein fahrzeug
DE102008036457A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Kraftfahrzeuges
DE102016012465A1 (de) Verfahren zur Bestimmung einer Änderung im auf ein Kraftfahrzeug wirkenden Luftwiderstand
DE19937381A1 (de) Kraftfahrzeug mit Hybridantrieb und Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit Hybridantrieb
DE102020001182A1 (de) Reichweitenprognose
DE102019119554A1 (de) Steuereinheit und Verfahren zur Unterstützung eines Nutzers beim Laden des Energiespeichers eines Fahrzeugs
DE102021130743A1 (de) Verfahren zum Abschätzen des Bedarfs an elektrischer Energie eines Kraftfahrzeuges für eine vorgebbare Fahrtstrecke
DE102018005566A1 (de) Verfahren für das Bestimmen einer Reichweite eines Kraftwagens sowie Vorrichtung für das Bestimmen einer Reichweite
DE102011106351A1 (de) Ermittlung einer Reichweite eines Kraftfahrzeugs
DE102010039569A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln einer Energieaufwandsinformation für eine Fahrt eines Landfahrzeugs
DE102014002998A1 (de) Verfahren zur Ermittlung der Reichweite eines Kraftfahrzeugs
DE102019118415A1 (de) Ladedauervorhersage einer HV-Batterie und Kraftfahrzeug
DE102019212991A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems für einen elektrischen Antrieb eines Fortbewegungsmittels und ein solches Fortbewegungsmittel
DE102009044981A1 (de) Verfahren zur Ermittlung einer Route mittels einer Navigationsvorrichtung
DE102018004706A1 (de) Verfahren zum Auswählen eines Fahrzeugs aus mehreren elektrisch antreibbaren Fahrzeugen
DE102011055669A1 (de) Verfahren zur Prognose einer Reichweite

Legal Events

Date Code Title Description
R230 Request for early publication
R163 Identified publications notified
R021 Search request validly filed

Effective date: 20110702

R163 Identified publications notified

Effective date: 20140527

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20150203