DE102011116184A1 - Method for operating e.g. electric car, involves determining power requirement of auxiliary equipments of vehicle, and determining driving mode for vehicle based on power requirement, where driving mode influences estimated travel time - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs sowie eine entsprechende Vorrichtung und ein Fahrzeug mit der Vorrichtung. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, bei welchen eine Betriebsart für einen Betrieb des Fahrzeugs automatisch bestimmt wird.The present invention relates to a method for operating a vehicle as well as a corresponding device and a vehicle with the device. In particular, the present invention relates to a method of operating a vehicle in which an operating mode for operation of the vehicle is automatically determined.
Bei Fahrzeugen, beispielsweise Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, ist bekannt, dass durch eine vorausschauende Fahrweise Energie eingespart werden kann. Dementsprechend können Fahrprogramme oder Fahrbetriebsarten, welche beispielsweise ein automatisches Schaltgetriebes des Fahrzeuges oder eine automatische Geschwindigkeitsregelungsanlage des Fahrzeugs beeinflussen, über eine vorausschauende Fahrweise Energien einsparen. Insbesondere bei Elektrofahrzeugen oder Hybridfahrzeugen mit mindestens einem elektrischen Antrieb trägt eine energiesparende Fahrweise nicht nur zu einer Verringerung von Kosten fürIn vehicles, such as passenger cars or trucks, it is known that energy can be saved by a predictive driving style. Accordingly, driving programs or driving modes which influence, for example, an automatic gearbox of the vehicle or an automatic cruise control system of the vehicle can save energy via a predictive driving style. In particular, in electric vehicles or hybrid vehicles with at least one electric drive, an energy-saving driving style not only contributes to a reduction of costs for
Energie und einer Verringerung der Umweltbelastung bei, sondern kann darüber hinaus die Reichweite des Fahrzeugs erhöhen.In addition, energy and a reduction in environmental impact, but can also increase the range of the vehicle.
Vor diesem Hintergrund ist aus der
Weiterhin ist aus der
Neben der Energie zum Antreiben des Fahrzeugs wird in einem Fahrzeug weitere Energie für sogenannte Nebenverbraucher, wie z. B. eine Klimaanlage, eine Musikanlage, eine Beleuchtungsanlage und eine elektrische Heizungsanlage, verbraucht.In addition to the energy for driving the vehicle is in a vehicle more energy for so-called auxiliary consumers, such. As an air conditioner, a music system, a lighting system and an electric heating system, consumed.
In diesem Zusammenhang ist aus der
Weiterhin ist aus der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, bei einem Fahrzeug, insbesondere einem Elektro- oder Hybridfahrzeug, eine Reichweite zu erhöhen und einen Energieverbrauch zu verringern.Object of the present invention is therefore to increase in a vehicle, in particular an electric or hybrid vehicle, a range and to reduce energy consumption.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs nach Anspruch 1, ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs nach Anspruch 7, eine Vorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 8, eine Vorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 10 und ein Fahrzeug nach Anspruch 12 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.According to the present invention, this object is achieved by a method of operating a vehicle according to
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs bereitgestellt. Bei dem Verfahren wird ein erster Leistungsbedarf von Nebenverbrauchern des Fahrzeugs bestimmt. Der erste Leistungsbedarf ist unabhängig von einem zweiten Leistungsbedarf, welcher für einen Antrieb des Fahrzeugs benötigt wird. In Abhängigkeit von dem ersten Leistungsbedarf wird eine Fahrbetriebsart für das Fahrzeug bestimmt; wobei die Fahrbetriebsart eine voraussichtliche Reisezeit beeinflusst.According to the present invention, a method for operating a vehicle is provided. In the method, a first power requirement of auxiliary consumers of the vehicle is determined. The first power requirement is independent of a second power requirement, which is required for driving the vehicle. Depending on the first power requirement, a driving mode for the vehicle is determined; the driving mode influences an estimated travel time.
Wenn beispielsweise im Hochsommer ein erheblicher Leistungsbedarf zum Betreiben einer Klimaanlage des Fahrzeugs benötigt wird oder wenn beispielsweise im Winter ein erheblicher Leistungsbedarf zum Betreiben einer elektrischen Heizungsanlage, einer Beleuchtungsanlage und/oder einer Scheibenwischanlage des Fahrzeugs benötigt wird, kann durch eine Verkürzung der gesamten Reisezeit ein Energieverbrauch dieser Nebenverbraucher verringert werden. Die dadurch eingesparte Energie kann größer sein, als eine Energieeinsparung durch eine vorausschauende und ökonomische Fahrweise. Demzufolge kann insgesamt weniger Energie verbraucht werden und somit die Reichweite des Fahrzeugs erhöht werden, wenn das Fahrzeug in einer zügigen oder sportlichen Fahrbetriebsart betrieben wird. Haben die Nebenverbraucher des Fahrzeugs hingegen nur eine geringe Leistungsaufnahme, beispielsweise bei einer Tagfahrt mit ausgeschalteter Beleuchtung bei gemäßigtem Klima, so dass weder Heizung noch Klimaanlage aktiv sind, kann eine vorausschauende und ökonomische Fahrbetriebsart den Energieverbrauch des Fahrzeugs verringern und somit die Reichweite des Fahrzeugs erhöhen.For example, if in summer a significant power requirement for operating an air conditioning system of the vehicle is required or if, for example, a significant power requirement for operating an electric heating system, a lighting system and / or a windshield wiper system of the vehicle is required in winter, by reducing the total travel time energy consumption This secondary consumer can be reduced. The energy saved thereby can be greater than an energy saving through a forward-looking and economical driving style. As a result, less energy can be consumed overall and thus the range of the vehicle can be increased when the vehicle is operated in a brisk or sporty driving mode. On the other hand, if the auxiliary consumers of the vehicle only have a low power consumption, for example when the lighting is switched off in a temperate climate, so that neither heating nor air conditioning is active, a predictive and economical driving mode can reduce the energy consumption of the vehicle and thus increase the range of the vehicle.
Gemäß einer Ausführungsform wird zum Bestimmen der Fahrbetriebsart eine Betriebsart aus einer Betriebsartengruppe ausgewählt. Die Betriebsartengruppe umfasst eine antriebsenergieoptimierte Betriebsart, eine reisezeitoptimierte Betriebsart und eine gesamtenergieoptimierte Betriebsart. Bei der antriebsenergieoptimierten Betriebsart wird ein Energiebedarf für den Antrieb des Fahrzeugs über die voraussichtliche Reisezeit optimiert. Der Energiebedarf für den Antrieb umfasst den über die Reisezeit integrierten zweiten Leistungsbedarf, welcher für den Antrieb des Fahrzeugs benötigt wird. Die antriebsenergieoptimierte Betriebsart kann beispielsweise verwendet werden, wenn der Leistungsbedarf der Nebenverbraucher des Fahrzeugs verglichen mit dem Leistungsbedarf für den Antrieb des Fahrzeugs verhältnismäßig gering ist. Die antriebsenergieoptimierte Betriebsart kann beispielsweise eine vorausschauende und ökonomische Betriebsart umfassen. Bei der reisezeitoptimierten Betriebsart wird die voraussichtliche Reisezeit zum Erreichen eines vorbestimmten Ziels optimiert. Die reisezeitoptimierte Betriebsart kann beispielsweise ausgewählt werden, wenn der Leistungsbedarf der Nebenverbraucher des Fahrzeugs verglichen mit dem Leistungsbedarf für den Antrieb des Fahrzeugs verhältnismäßig hoch ist, wenn beispielsweise bei sehr hohen Außentemperaturen eine Klimaanlage des Fahrzeuges voraussichtlich über die gesamte Reisezeit eingeschaltet ist oder wenn bei sehr niedrigen Außentemperaturen eine Heizungsanlage des Fahrzeugs voraussichtlich über die gesamte Reisezeit eingeschaltet sein wird. Um die Reisezeit zu verringern, kann die Betriebsart eine zügige oder sogar sportliche Fahrweise umfassen, sofern es die Verkehrs- und Witterungsbedingungen zulassen. Bei der gesamtenergieoptimierten Betriebsart wird eine Summe aus dem Energiebedarf für den Antrieb des Fahrzeugs über die voraussichtliche Reisezeit und dem Energiebedarf für die Nebenverbraucher über die voraussichtliche Reisezeit optimiert. Der Energiebedarf für den Antrieb umfasst den über die Reisezeit integrierten zweiten Leistungsbedarf für den Antrieb und der Energiebedarf für die Nebenverbraucher umfasst den über die Reisezeit integrierten ersten Leistungsbedarf für die Nebenverbraucher. Die gesamtenergieoptimierte Betriebsart kann beispielsweise ausgewählt werden, wenn anhand der geplanten Reiseroute abzusehen ist, dass der Leistungsbedarf für die Nebenverbraucher über der Reisezeit stark variieren wird, beispielsweise aufgrund großer Außentemperaturunterschiede während einer Fahrt durch Berge und Täler. Die gesamtenergieoptimierte Betriebsart kann beispielsweise adaptiv zwischen einer ökonomischen vorausschauenden Fahrweise und einer zügig sportlichen Fahrweise wechseln. Insbesondere kann die gesamtenergieoptimierte Betriebsart adaptiv zwischen der antriebsenergieoptimierten Betriebsart und der reisezeitoptimierten Betriebsart wechseln. Somit kann mit wenigen vorgegebenen Betriebsarten ein Energieverbrauch des Fahrzeugs verringert werden und somit eine Reichweite des Fahrzeugs vergrößert werden. Die bestimmte Fahrbetriebsart kann beispielsweise an einen Fahrer des Fahrzeugs ausgegeben werden, um dem Fahrer die aktuelle ausgewählte Fahrcharakteristik des Fahrzeugs zu vermitteln.According to one embodiment, an operating mode is selected from a mode group for determining the driving mode. The mode group includes a drive energy optimized mode, a travel time optimized mode, and a total energy optimized mode. In the drive energy optimized operating mode, an energy requirement for the drive of the vehicle is optimized over the estimated travel time. The energy requirement for the drive includes the second power requirement, which is required for driving the vehicle over the travel time. The drive energy optimized mode may be used, for example, when the power demand of the vehicle's auxiliary consumers is relatively low compared to the power demand for driving the vehicle. The drive energy optimized mode may include, for example, a predictive and economical mode of operation. In the travel time optimized mode, the estimated travel time is optimized to achieve a predetermined destination. The travel time optimized mode may be selected, for example, when the power demand of the vehicle's auxiliary load is relatively high compared to the power requirement for driving the vehicle, for example, when the vehicle's air conditioning is expected to be on throughout the travel time, or at very low outside temperatures Outside temperatures a heating system of the vehicle is expected to be switched on throughout the travel period. To reduce travel time, the mode may include a quick or even sporty driving, as far as the traffic and weather conditions allow. In the overall energy-optimized operating mode, a sum of the energy requirement for the drive of the vehicle is optimized over the estimated travel time and the energy consumption for the secondary consumers over the estimated travel time. The energy requirement for the drive includes the second power requirement for the drive, which is integrated over the travel time, and the energy requirement for the secondary consumers includes the first power requirement for the secondary consumers integrated over the travel time. The total energy-optimized operating mode can be selected, for example, if it is foreseen on the basis of the planned travel route that the power requirement for the secondary consumers will vary greatly over the travel time, for example due to large outside temperature differences during a journey through mountains and valleys. For example, the overall energy-optimized operating mode can adaptively switch between an economical, forward-looking driving style and a swiftly sporty driving style. In particular, the entire energy-optimized operating mode can adaptively switch between the drive energy-optimized operating mode and the travel-time-optimized operating mode. Thus, with a few predetermined modes of energy consumption of the vehicle can be reduced and thus a range of the vehicle can be increased. For example, the determined driving mode may be output to a driver of the vehicle to convey to the driver the current selected driving characteristic of the vehicle.
Gemäß einer Ausführungsform kann die bestimmte Fahrbetriebsart über eine Multifunktionsanzeige des Fahrzeugs, beispielsweise in einem Armaturenbrett des Fahrzeugs, ausgegeben werden. Alternativ oder zusätzlich kann die bestimmte Fahrbetriebsart an ein mobiles Endgerät, beispielsweise ein sogenanntes Smartphone, ausgegeben werden. Das mobile Endgerät kann die bestimmte Fahrbetriebsart über eine Anzeige des mobilen Endgeräts ausgeben und somit dem Fahrer anzeigen. Das Übertagen der bestimmten Fahrbetriebsart zu dem mobilen Endgerät kann beispielsweise über eine Funkverbindung oder einen elektrischen Anschlussstecker, welcher das mobile Endgerät mit dem Fahrzeug verbindet, erfolgen. Durch die Ausgabe der ausgewählten Fahrbetriebsart kann der Fahrer entsprechend angeleitet werden, das Fahrzeug zu führen, um einen möglichst geringen Energieverbrauch und somit eine große Reichweite des Fahrzeugs zu erreichen. Die bestimmte Fahrbetriebsart kann alternativ oder zusätzlich auch an eine automatische Geschwindigkeitsregelungsanlage des Fahrzeugs ausgegeben werden. Die Geschwindigkeitsregelungsanlage des Fahrzeugs kann in Abhängigkeit der empfangenen Fahrbetriebsart die Geschwindigkeit des Fahrzeugs einstellen. Beispielsweise kann die Geschwindigkeitsregelungsanlage in Abhängigkeit der empfangenen Fahrbetriebsart eine zügige oder sportliche Geschwindigkeitscharakteristik oder eine vorausschauend ökonomische Geschwindigkeitscharakteristik verwenden. Durch die Verwendung der bestimmten Fahrbetriebsart durch die Geschwindigkeitsregelungsanlage des Fahrzeugs kann automatisch eine Energieeinsparung und Reichweitenvergrößerung sichergestellt werden.In one embodiment, the particular driving mode may be output via a multi-function display of the vehicle, for example in a dashboard of the vehicle. Alternatively or additionally, the specific driving mode can be output to a mobile terminal, for example a so-called smartphone. The mobile terminal can output the particular driving mode via an indication of the mobile terminal and thus indicate to the driver. The transmission of the determined driving mode to the mobile terminal can be done, for example, via a Radio connection or an electrical connector that connects the mobile device to the vehicle done. By issuing the selected driving mode, the driver can be instructed accordingly to guide the vehicle in order to achieve the lowest possible energy consumption and thus a long range of the vehicle. The particular driving mode may alternatively or additionally also be output to an automatic cruise control system of the vehicle. The cruise control system of the vehicle may adjust the speed of the vehicle depending on the received driving mode. For example, the cruise control system may use a fast or sporty speed characteristic or a predictive economic speed characteristic depending on the received driving mode. By using the particular driving mode through the vehicle cruise control system, energy saving and range enlargement can be automatically ensured.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Fahrzeug einen Energierückgewinnungsmechanismus und es wird zusätzlich ein Batterieladungszustand einer Antriebsbatterie des Fahrzeugs bestimmt. Die Fahrbetriebsart für das Fahrzeug wird in Abhängigkeit von dem ersten Leistungsbedarf für die Nebenverbraucher des Fahrzeugs, dem Batterieladungszustand und einem Wirkungsgrad des Energierückgewinnungsmechanismus bestimmt. Durch Berücksichtigung des Batterieladungszustands kann beispielsweise vermieden werden, dass bei voller oder nahezu voller Batterie eine Energierückgewinnung, eine sogenannte Rekuperation, durchgeführt wird, wodurch die Reisezeit unnötig verlängert wird. Darüber hinaus kann beispielsweise anhand eines Streckenprofils einer geplanten Reiseroute und anhand des Wirkungsgrads des Energiezurückgewinnungsmechanismus vorherbestimmt werden, wie viel Energie durch Rekuperation in die Batterie eingespeist werden kann. In Abhängigkeit von dem Batterieladungszustand und dem Leistungsbedarf der Nebenverbraucher kann die Fahrbetriebsart gegebenenfalls auf eine zügigere Fahrbetriebsart eingestellt werden, wodurch die Gesamtreisezeit verkürzt werden kann, ohne die Reichweite des Fahrzeugs zu verringern.According to another embodiment, the vehicle includes an energy recovery mechanism, and additionally, a battery state of charge of a drive battery of the vehicle is determined. The driving mode for the vehicle is determined depending on the first power demand for the auxiliary consumers of the vehicle, the battery state of charge, and an efficiency of the energy recovery mechanism. By taking into account the battery state of charge can be avoided, for example, that at full or almost full battery energy recovery, a so-called recuperation, is performed, whereby the travel time is unnecessarily extended. In addition, for example, based on a route profile of a planned itinerary and the efficiency of the energy recovery mechanism, it is possible to predict how much energy can be fed into the battery through recuperation. Depending on the battery state of charge and the power consumption of the auxiliary consumers, the driving mode may be set to a more rapid driving mode, thereby shortening the total travel time without reducing the range of the vehicle.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird weiterhin ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs bereitgestellt, bei welchem eine verbleibende voraussichtliche Restreisezeit bis zu einem Reiseziel bestimmt wird und eine Leistungsaufnahme eines Nebenverbrauchers des Fahrzeugs verringert wird, wenn die Restreisezeit einen vorbestimmten Schwellenwert unterschreitet. Der Nebenverbraucher weist einen ersten Leistungsbedarf auf, welcher unabhängig von einem für einen Antrieb des Fahrzeugs benötigten zweiten Leistungsbedarf ist. Beispielsweise kann eine Klimaanlage oder Heizungsanlage des Fahrzeugs wenige Minuten vor Erreichen des Reiseziels in der Leistung verringert oder sogar ganz abgeschaltet werden, ohne dass es zu einer für den Fahrer merklichen Abkühlung oder Erwärmung im Fahrzeuginneren kommt. Dadurch kann Energie eingespart werden und die Reichweite des Fahrzeugs erhöht werden, ohne Komforteinbußen in Kauf nehmen zu müssen.According to the present invention, there is further provided a method of operating a vehicle, wherein a remaining estimated remaining travel time to a destination is determined and power consumption of a secondary consumer of the vehicle is reduced when the remaining travel time is less than a predetermined threshold. The auxiliary consumer has a first power requirement which is independent of a second power requirement required for driving the vehicle. For example, an air conditioner or heating system of the vehicle can be reduced in power a few minutes before reaching the destination or even completely shut down, without leading to noticeable cooling or heating inside the vehicle for the driver. This can save energy and increase the range of the vehicle without sacrificing comfort.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird weiterhin eine Vorrichtung für ein Fahrzeug bereitgestellt. Die Vorrichtung umfasst eine Schnittstelle zum Empfangen von Informationen über einen ersten Leistungsbedarf von Nebenverbrauchern und eine Verarbeitungseinheit. Der erste Leistungsbedarf ist unabhängig von einem für einen Antrieb des Fahrzeugs benötigten zweiten Leistungsbedarf. Die Verarbeitungseinheit ist mit der Schnittstelle gekoppelt und ausgestaltet, eine Fahrbetriebsart für das Fahrzeug in Abhängigkeit von dem ersten Leistungsbedarf zu bestimmen. Die Fahrbetriebsart beeinflusst dabei eine voraussichtliche Reisezeit. Die Vorrichtung kann zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens oder einer seiner Ausführungsformen ausgestaltet sein und umfasst daher auch die zuvor beschriebenen Vorteile.According to the present invention, there is further provided an apparatus for a vehicle. The device comprises an interface for receiving information about a first power requirement of secondary consumers and a processing unit. The first power requirement is independent of a second power required for driving the vehicle. The processing unit is coupled to the interface and configured to determine a driving mode for the vehicle in response to the first power demand. The driving mode influences an estimated travel time. The device may be configured to carry out the method described above or one of its embodiments, and therefore also comprises the advantages described above.
Die vorliegende Erfindung stellt weiterhin eine Vorrichtung eines Fahrzeugs bereit, welche eine Schnittstelle und eine Verarbeitungseinheit umfasst. Die Schnittstelle dient zum Empfangen von Informationen über einen ersten Leistungsbedarf von Nebenverbrauchern des Fahrzeugs. Der erste Leistungsbedarf ist unabhängig von einem für einen Antrieb des Fahrzeugs benötigten zweiten Leistungsbedarf. Die Verarbeitungseinheit ist mit der Schnittstelle gekoppelt und in der Lage, eine verbleibende voraussichtliche Restreisezeit bis zu einem Reiseziel zu bestimmen und eine Leistungsaufnahme des Nebenverbrauchers des Fahrzeugs zu verringern, wenn die Restreisezeit einen vorbestimmten Schwellenwert unterschreitet. Dadurch kann die Vorrichtung dazu beitragen, dass Nebenverbraucher, beispielsweise eine Heizungsanlage oder eine Klimaanlage des Fahrzeugs, kurz vor Erreichen des Reiseziels mit verringerter Leistung betrieben werden oder abgeschaltet werden, wodurch Energie eingespart werden kann. Der Schwellenwert kann beispielsweise wenige Minuten, beispielsweise 2–5 Minuten, betragen. Der Schwellenwert kann auch in Abhängigkeit von beispielsweise einer Außentemperatur eingestellt werden.The present invention further provides an apparatus of a vehicle comprising an interface and a processing unit. The interface is for receiving information about a first power requirement of auxiliary consumers of the vehicle. The first power requirement is independent of a second power required for driving the vehicle. The processing unit is coupled to the interface and capable of determining a remaining expected remaining travel time to a destination and reducing power consumption of the auxiliary consumer of the vehicle when the remaining travel time is less than a predetermined threshold. As a result, the device can help to ensure that secondary consumers, for example a heating system or an air conditioning system of the vehicle, are operated with reduced power or switched off shortly before reaching the destination, whereby energy can be saved. The threshold may be, for example, a few minutes, for example 2-5 minutes. The threshold value can also be set as a function of, for example, an outside temperature.
Die zuvor beschriebenen Vorrichtungen können ein Mobilfunktelefon, ein mobiles Navigationssystem, einen Bordcomputer oder ein Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs umfassen. Die Informationen über den ersten Leistungsbedarf der Nebenverbraucher können über die Schnittstelle beispielsweise direkt von einem Fahrzeugbus des Fahrzeugs bereitgestellt werden oder können beispielsweise über Temperatursensoren zur Bestimmung der Innen- und Außentemperaturen geschätzt werden. Dadurch wird eine einfache Integration der Vorrichtung in ein Fahrzeug ermöglicht. The devices described above may comprise a mobile telephone, a mobile navigation system, an on-board computer or a driver assistance system of the vehicle. The Information about the first power requirement of the secondary consumers can be provided via the interface, for example, directly from a vehicle bus of the vehicle or can be estimated, for example via temperature sensors for determining the indoor and outdoor temperatures. This allows easy integration of the device into a vehicle.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird weiterhin ein Fahrzeug mit der zuvor beschriebenen Vorrichtung bereitgestellt. Der Nebenverbraucher kann beispielsweise eine Klimatisierungsanlage oder eine Heizungsanlage des Fahrzeugs umfassen. Das Fahrzeug kann beispielsweise ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug mit einem elektrischen Antrieb umfassen. Das Fahrzeug kann jedoch auch ein Fahrzeug mit nur einem Verbrennungsantrieb umfassen. Durch die erfindungsgemäße Bestimmung der Fahrbetriebsart kann der Verbrauch des Fahrzeugs verringert werden und somit die Reichweite des Fahrzeugs mit einer vorbestimmten Energiemenge erhöht werden.According to the present invention, there is further provided a vehicle having the above-described apparatus. The auxiliary consumer may include, for example, an air conditioning system or a heating system of the vehicle. The vehicle may include, for example, an electric vehicle or a hybrid vehicle with an electric drive. However, the vehicle may also include a vehicle with only one combustion engine. The inventive determination of the driving mode of consumption of the vehicle can be reduced and thus the range of the vehicle can be increased with a predetermined amount of energy.
Die vorliegende Erfindung Wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Detail beschrieben werden.The present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
Die einzige Figur zeigt ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.The sole figure shows a vehicle according to an embodiment of the present invention.
Die Figur zeigt ein Fahrzeug
Insbesondere bei batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen ist die Reichweite im Verglich, zu verbrennungsmotorischen Fahrzeugen deutlich niedriger. Die ohnehin geringen Reichweiten von Elektrofahrzeugen werden im Winter nochmals reduziert. Dies liegt einerseits an der mit der Umgebungstemperatur sinkenden Batteriekapazität und andererseits am zusätzlichen Energiebedarf zum Heizen der Fahrgastzelle. Zum Heizen der Fahrgastzelle kann ein Energiebedarf der gleichen Größenordnung wie für den Antrieb des Elektrofahrzeugs erforderlich sein. Neben Maßnahmen zur Reduzierung der Heizleistung, wie zum Beispiel Wärmetauscher, Optimierung der Fahrzeugisolierung oder einem Klimaschott zwischen den vorderen und hinteren Sitzplätzen, kann durch ein Verkürzung der gesamten Reisezeit die erforderliche Heizleistung erheblich verringert werden. Das Gleiche trifft auf eine Kühlleistung im Sommer zu.Especially in battery-powered electric vehicles, the range is in comparison, to internal combustion engine vehicles significantly lower. The already small ranges of electric vehicles will be reduced again in winter. On the one hand, this is due to the battery capacity decreasing with the ambient temperature and, on the other hand, to the additional energy requirement for heating the passenger compartment. For heating the passenger compartment, an energy requirement of the same magnitude as for the drive of the electric vehicle may be required. In addition to measures to reduce the heating power, such as heat exchangers, optimization of the vehicle insulation or climate control between the front and rear seats, the required heating capacity can be significantly reduced by shortening the total travel time. The same applies to a cooling performance in the summer.
Durch Beeinflussen der Fahrweise kann die Vorrichtung
Die von der Vorrichtung
1. Eco-Modus1. Eco mode
Ist der zusätzliche Energiebedarf, welcher beispielweise durch Kühlen beziehungsweise Heizen der Fahrgastzelle im Sommer beziehungsweise Winter entsteht, hinreichend niedrig, dann ist eine vorausschauende Fahrweise verbrauchsoptimal. Wenn die Fahrzeugsgeschwindigkeit beispielsweise vor Geschwindigkeitsbegrenzungen, Ortseingangsschildern, Ampeln, Hindernissen oder anderen Fahrzeugen reduziert werden muss, so erfolgt dies idealerweise durch „Ausrollen” des Fahrzeugs und nicht alleine durch Bremsen. Das Ausrollen kann hierbei beispielsweise mit geöffneter Kupplung (falls vorhanden), mit geschlossenem Antriebsstrang und Bestromung des Elektromotors zur Erzeugung eines Nullmoments, mit geschlossenem Antriebsstrang und keiner. Bestromung der Elektromotors, mit geschlossenem Antriebsstrang und generatorischem Betreib des Elektromotors (Rekuperation), mit geöffneter Kupplung (falls vorhanden) und zusätzlicher mechanischer Bremsung, oder durch eine Kombination der zuvor genannten Möglichkeiten erfolgen. Die Art und Weise des Ausrollens kann hierbei vom Fahrer bestimmt werden, beispielsweise ist das Einsparpotential bei Nullmoment im Vergleich zur Rekuperation höher. Gleichzeitig wird jedoch auch die Fahrtzeit erhöht. Liegt das Fahrziel beispielsweise an der Reichweitengrenze, so kann der Fahrer eine möglichst energiesparende Fahrweise wählen. Liegt das Fahrziel hingegen deutlich innerhalb der Reichweite, kann der Fahrer eine andere Betriebsart wählen. Die Entscheidung über die Art und Weise des Ausrollens kann auch von einem Fahrerassistenzsystem automatisch getroffen werden, wenn beispielweise zuvor eine Route eingegeben worden ist.If the additional energy requirement, which arises for example by cooling or heating the passenger compartment in summer or winter, sufficiently low, then a proactive driving is consumption optimal. For example, if vehicle speed has to be reduced before speed limits, city entrance signs, traffic lights, obstacles or other vehicles, this is ideally done by "rolling out" the vehicle rather than brakes alone. Rolling out can in this case, for example, with the clutch open (if present), with closed drive train and energization of the electric motor to generate a zero torque, with closed drive train and none. Energizing the electric motor, with closed drive train and generator operation of the electric motor (recuperation), with the clutch open (if available) and additional mechanical braking, or by a combination of the aforementioned possibilities. The way of rolling out here can be determined by the driver, for example, the potential savings at zero moment compared to recuperation is higher. At the same time, however, the journey time is increased. If the destination is, for example, at the range limit, the driver can choose the most energy-saving driving possible. On the other hand, if the destination is well within range, the driver may choose a different mode of operation. The decision on the manner of rolling out can also be made automatically by a driver assistance system if, for example, a route has previously been entered.
Informationen über die Präsenz von Geschwindigkeitsbegrenzungen, Ortseingangschildern, Ampeln, Hindernissen oder anderen Fahrzeugen können über Sensoren des Fahrzeugs (Radar, Kamera, Laser), über zusätzliche Informationen, in Navigationskarten oder über Informationen von anderen Fahrzeugen, einer sogenannten car-to-car-Kommunikation, oder über Informationen von Vorrichtungen in der Umgebung des Fahrzeugs, einer sogenannten car-to-infrastructure-communication, an das Fahrzeug übertragen werden. Der Energiebedarf für ein Kühlen beziehungsweise Heizen des Fahrzeuginnenraums kann beispielsweise mit einem Algorithmus bestimmt werden. In diesen Algorithmus können Zustandsgrößen des Fahrzeugs und der Umgebung eingehen, beispielweise eine aktuelle Heizleistung, eine aktuelle Klimatisierungsleistung, ein aktuelles Datum, ein aktueller geographischer Ort, eine aktuelle Tageszeit, Informationen über einen gegenwärtigen Fahrer beispielsweise in Form eines Fahrerprofils, eine aktuelle Außentemperatur, eine aktuelle Innentemperatur, eine Heizleistung und Klimatisierungsleistung in der Vergangenheit, Tagesganglinien der Temperatur oder Geschwindigkeitsprofile aus historischen oder Echtzeitdaten.Information about the presence of speed limits, city entrance signs, traffic lights, obstacles or other vehicles can be provided via sensors of the vehicle (radar, camera, laser), through additional information, in navigation maps or via information from other vehicles, a so-called car-to-car communication , or transmitted to the vehicle via information from devices in the vicinity of the vehicle, a so-called car-to-infrastructure communication. The energy requirement for cooling or heating the vehicle interior can be determined, for example, using an algorithm. In this algorithm, state variables of the vehicle and the environment may be included, for example a current heating power, a current air conditioning power, a current date, a current geographical location, a current time of day, information about a current driver, for example in the form of a driver profile, a current outside temperature, a current indoor temperature, heating capacity and air conditioning capacity in the past, daily temperature or velocity profiles from historical or real-time data.
2. Sport-Modus2. Sport mode
Wenn der zusätzliche Energiebedarf, welcher beispielweise durch Kühlen beziehungsweise Heizen der Fahrgastzelle im Sommer beziehungsweise Winter entsteht, hinreichend hoch ist, dann kann eine zügige Fahrweise mit erhöhter Verzögerung und Beschleunigung verbrauchsoptimal sein. Vor relevanten Objekten wird also nicht ausgerollt, sondern gebremst.If the additional energy demand, which arises for example by cooling or heating the passenger compartment in summer or winter, is sufficiently high, then a speedy driving with increased delay and acceleration can be optimal consumption. The relevant objects are not rolled out, but braked.
Wenn beschleunigt werden kann, so erfolgt dies zügig, das heißt zeitoptimal. Auch im Sport-Modus kann der Fahrer beispielweise zwischen verschiedenen Fahrprofilen mit unterschiedlich starken Werten für Verzögerung und Beschleunigung wählen. In die Entscheidung über den Verzögerungswert können auch Informationen über aktuelle Straßendaten, beispielweise Glätte oder eine Fahrbahnbeschaffenheit, eingehen. Diese können im Fahrzeug über eine Reibwertschätzung bestimmt werden oder von beispielsweise Internetdiensten bezogen werden oder vom Fahrer selbst geschätzt werden.If it can be accelerated, this is done quickly, that is, time-optimized. In sport mode, for example, the driver can also choose between different driving profiles with different values for deceleration and acceleration. In deciding on the deceleration value, information about current road data, for example smoothness or a road condition, can also be included. These can be determined in the vehicle via a coefficient of friction estimation or can be obtained from, for example, Internet services or estimated by the driver himself.
3. Intelligenter Modus3. Intelligent mode
In Abhängigkeit von einem Fahrzeug- und Umgebungszustand wird situativ eine in der aktuellen Fahrsituation optimale Fahrstrategie gewählt, woraus ein unter den gegebenen Randbedingungen (Verkehrschilder, Steigungen, Kurven, Zustand des Energierückgewinnungssystems, u. s. w.) optimales Fahrmanöver abgeleitet wird. Als Kriterien können fahrerindividuelle und kollektive Größen, wie zum Beispiel Reisezeit, Energieverbrauch, Komfortvorgaben, Bauteilschutz, Verschleiß, gewähltes Fahrprofil u. s. w. herangezogen werden.Depending on a vehicle and environmental condition, a driving strategy which is optimal in the current driving situation is selected, which results in an optimum driving maneuver being derived under the given boundary conditions (traffic signs, inclines, curves, state of the energy recovery system, etc.). As criteria, driver-individual and collective variables, such as travel time, energy consumption, comfort specifications, component protection, wear, selected driving profile u. s. w. be used.
Eine Umsetzung der somit bestimmten Fahrstrategie kann folgendermaßen durchgeführt werden:
- – Der Fahrer kann Vorschläge zu einer verbrauchsoptimalen Fahrweise von einer mobilen Vorrichtung, beispielsweise von einem sogenannten Smartphone, erhalten. Der mobilen Vorrichtung können Streckendaten über beispielsweise eine Navigationskarte bekannt sein. Den Energiebedarf für die Heizung beziehungsweise Klimaanlage kann die mobile Vorrichtung anhand von beispielsweise Datum, geographischem Ort, Tageszeit und Heizleistung und Klimaleistung in der Vergangenheit sowie Informationen aus dem Internet (aktuelle Wetterinformationen) schätzen. Bei moderaten Umgebungstemperaturen kann die mobile Vorrichtung dem Fahrer beispielsweise vor einem Ortseingangsschild vorschlagen auszurollen. Bei niedrigen Umgebungstemperaturen kann es dagegen empfehlen zu bremsen. Die Umsetzung obliegt dem Fahrer. Die Ausgaben von der mobilen Vorrichtung können beispielsweise optisch, akustisch und/oder haptisch erfolgen.
- – Der Fahrer kann Vorschläge für eine verbrauchsoptimierte Fahrweise über eine Anzeige in einem Navigationssystem des Fahrzeugs oder einem Kombiinstrument des Fahrzeugs erhalten, ebenso wie bei der zuvor beschriebenen Ausgabe über die mobile Vorrichtung. Zur Bestimmung der Fahrstrategie können zusätzlich aktuelle Werte einer Klimaleistung oder Heizleistung eingehen.
- – Schließlich kann die optimale Fahrstrategie direkt von einem Fahrerassistenzsystem, beispielsweise einer automatischen Geschwindigkeitsregelungsanlage des Fahrzeugs, einer sogenannten Längsregelung, umgesetzt werden. Neben der zuvor beschriebenen Umsetzung der Fahrstrategie, wie sie zuvor im Zusammenhang der mobilen Vorrichtung beschrieben wurde, können weitere Informationen zur Umsetzung der Fahrstrategien verwendet werden, beispielsweise eine car-to-infrastructure-communication zur Übertragung von Ampelphasen, Wechselverkehrszeichen und Verkehrsinformationen aus Verkehrsmanagementdiensten; Navigationskarten und/oder Kameras für Informationen über Verkehrszeichen; abstandsmessende Sensoren mit großer Reichweite (zum Beispiel Radar), um andere Fahrzeuge zu erfassen; eine car-to-car oder car-to-infrastructure-communication, um auf Gefahrenstellen, wie zum Bespiel Wanderbaustellen, ein Stauende oder glatte Straßen hinzuweisen; umgebungsinterpretierende Sensoren, wie zum Beispiel eine Kamera; zusätzliche externe Dienste, welche beispielsweise über ein Mobilfunknetz übertragen werde, wie zum Beispiel Informationen über einen aktuellen Verkehrsfluss, beispielsweise zeit- und ortsabhängige Geschwindigkeitsprofile; und Systeme zur Messung, Auswertung und Speicherung des aktuellen Leistungs-, Momenten- oder Energiebedarfs der Fahrzeugverbraucher und Energiespeichersysteme des Fahrzeugs. Bei der automatischen Längsregelung ist ein Eingriff des Fahrers für eine verbrauchsoptimale Fahrweise kaum erforderlich. Das Energiesparpotential und die erzielbare Reichweite können somit optimiert werden.
- The driver can receive suggestions for a consumption-optimized driving style from a mobile device, for example from a so-called smartphone. The mobile device may be known route data via, for example, a navigation map. The energy requirement for the heating or air conditioning, the mobile device based on, for example, date, geographical location, time of day and heating power and climate performance in the Estimate past as well as information from the internet (current weather information). At moderate ambient temperatures, the mobile device may propose to the driver, for example, in front of a place name sign. At low ambient temperatures, however, it may recommend braking. The implementation is the responsibility of the driver. The outputs from the mobile device can be made, for example, optically, acoustically and / or haptically.
- The driver may receive suggestions for a consumption-optimized driving style via a display in a navigation system of the vehicle or a combination instrument of the vehicle, as well as in the above-described output via the mobile device. To determine the driving strategy, it is also possible to enter current values of a climatic output or heat output.
- - Finally, the optimal driving strategy directly from a driver assistance system, such as an automatic cruise control system of the vehicle, a so-called longitudinal control implemented. In addition to the previously described implementation of the driving strategy, as described previously in the context of the mobile device, further information can be used to implement the driving strategies, for example a car-to-infrastructure communication for transmitting traffic light phases, variable message signs and traffic information from traffic management services; Navigation charts and / or cameras for traffic sign information; long-range distance-measuring sensors (for example radar) to detect other vehicles; a car-to-car or car-to-infrastructure communication to alert people to danger spots, such as hikes, jams or slippery roads; environment-interpretive sensors, such as a camera; additional external services which are transmitted, for example via a mobile network, such as information about a current traffic flow, such as time and location-dependent speed profiles; and systems for measuring, evaluating and storing the current power, torque or energy demand of vehicle consumers and energy storage systems of the vehicle. In the automatic longitudinal control intervention of the driver for a consumption-optimal driving style is hardly required. The energy saving potential and the achievable range can thus be optimized.
Die Vorrichtung
Die zuvor beschriebene Vorrichtung
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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