DE102011121231A1

DE102011121231A1 - System und verfahren zum maximieren der reichweite bei einem elektrofahrzeug, das eine zusatzleistungseinheit aufweist

Info

Publication number: DE102011121231A1
Application number: DE102011121231A
Authority: DE
Inventors: Edward D. Tate jun.; Steven A. Tarnowsky
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-12-21
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2012-06-28
Also published as: US20120158227A1; CN102529969A

Abstract

Ein Elektrofahrzeug maximiert eine rein elektrische Reichweite. Das Fahrzeug enthält eine Leistungsquelle, eine Energiespeichervorrichtung, eine Zusatzleistungseinheit (APU) und einen Controller. Die Leistungsquelle treibt das Fahrzeug voran. Die Energiespeichervorrichtung liefert Elektrizität an die Leistungsquelle. Die APU liefert zusätzliche Energie an die Leistungsquelle. Der Controller betreibt das Fahrzeug in einem rein elektrischen Fahrmodus, um das Fahrzeug voranzutreiben, und beschafft einen Ladezustand (SOC) der Energiespeichervorrichtung. Das Fahrzeug und mindestens eine Aufladestation werden lokalisiert. Der Controller ermittelt einen minimalen benötigten SOC der Energiespeichervorrichtung, damit das Fahrzeug mindestens eine Aufladestation erreichen kann. Der Controller aktiviert die APU, um das Fahrzeug zu betreiben, wenn der SOC der Energiespeichervorrichtung unter dem minimalen benötigten SOC der Energiespeichervorrichtung liegt, damit das Fahrzeug den Ort von mindestens einer Aufladestation erreichen kann.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Maximieren der Reichweite und der Elektrifizierung in einem Elektrofahrzeug, das eine Zusatzleistungseinheit (APU) aufweist.
HINTERGRUND
Fahrzeuge verwenden verschiedene Leistungsquellen zum Vortrieb. Derartige Leistungsquellen können eine Brennkraftmaschine, einen oder mehrere Elektromotoren und/oder eine Brennstoffzelle umfassen.
Jede der Leistungsquellen benötigt typischerweise eine Energiespeichervorrichtung, die ausgestaltet ist, um Energie aufzunehmen und zu speichern und um die gespeicherte Energie zum Betreiben der Leistungsquelle zu liefern. Eine in der Energiespeichervorrichtung gespeicherte spezifische Energiemenge betreibt im Allgemeinen das Fahrzeug für eine endliche Reichweite. Eine derartige Reichweite hängt typischerweise von einer Anzahl von Faktoren ab, die mit dem Fahrzeug selbst sowie der Straße und Wetterbedingungen in Beziehung stehen können. Außerdem kann auch der Fahrstil eines Fahrzeugbedieners die verfügbare Reichweite des Fahrzeugs beeinflussen.
ZUSAMMENFSSUNG
Es wird ein Verfahren bereitgestellt, um eine rein elektrische Reichweite eines Elektrofahrzeugs zu maximieren, das eine Energiespeichervorrichtung und eine Zusatzleistungseinheit (APU) enthält. Das Verfahren umfasst, dass das Elektrofahrzeug in einem rein elektrischen Fahrmodus betrieben wird, um das Elektrofahrzeug selektiv voranzutreiben. Es wird ein Ladezustand (SOC) der Energiespeichervorrichtung beschafft. Der geographische Ort des Elektrofahrzeugs und mindestens einer Aufladestation werden ermittelt. Es wird ein minimaler benötigter SOC der Energiespeichervorrichtung ermittelt, damit das Elektrofahrzeug den geographischen Ort der mindestens einen Aufladestation erreichen kann. Die APU wird aktiviert, um das Elektrofahrzeug zumindest zum Teil zu betreiben, wenn festgestellt wird, dass der beschaffte SOC der Energiespeichervorrichtung unter dem minimalen benötigten SOC der Energiespeichervorrichtung liegt, damit das Elektrofahrzeug den geographischen Ort der mindestens einen Aufladestation erreichen kann.
Ein Elektrofahrzeug ist ausgestaltet, um eine rein elektrische Reichweite zu maximieren. Das Elektrofahrzeug enthält eine Leistungsquelle, eine Energiespeichervorrichtung, eine APU und einen Controller. Die Leistungsquelle ist ausgestaltet, um das Elektrofahrzeug voranzutreiben. Die Energiespeichervorrichtung ist ausgestaltet, um Elektrizität an die Leistungsquelle zu liefern. Die APU ist ausgestaltet, um zusätzliche Energie selektiv an die Leistungsquelle zu liefern. Der Controller ist ausgestaltet, um das Elektrofahrzeug in einem rein elektrischen Fahrmodus zu betreiben, um das Elektrofahrzeug selektiv voranzutreiben, und um einen SOC der Energiespeichervorrichtung zu beschaffen. Der Controller ist auch ausgestaltet, um das Elektrofahrzeug und mindestens eine Aufladestation geographisch zu orten und um einen minimalen benötigten SOC der Energiespeichervorrichtung zu ermitteln, damit das Elektrofahrzeug den geographischen Ort der mindestens einen Aufladestation erreichen kann. Der Controller aktiviert die APU, um das Elektrofahrzeug zumindest zum Teil zu betreiben, wenn festgestellt wurde, dass der beschaffte SOC der Energiespeichervorrichtung unter dem minimalen benötigten SOC der Energiespeichervorrichtung liegt, damit das Elektrofahrzeug den geographischen Ort der mindestens einen Aufladestation erreichen kann.
Ein Controller ist zur Verwendung in einem Elektrofahrzeug ausgelegt. Der Controller enthält mindestens einen Speicherort und einen Algorithmus. Der Algorithmus ist ausgelegt, um festzustellen, wenn eine Speichervorrichtung des Elektrofahrzeugs einen nicht ausreichenden SOC aufweist, um mindestens einen Aufladeort zu erreichen. Der Algorithmus ist ausgelegt, um den SOC der Energiespeichervorrichtung zu beschaffen und um das Elektrofahrzeug und mindestens eine Aufladestation geographisch zu lokalisieren. Der Algorithmus ist ferner ausgelegt, um festzustellen, ob der von der Energiespeichervorrichtung beschaffte SOC ausreicht, damit das Elektrofahrzeug zu dem geographischen Ort der mindestens einen Aufladestation fahren kann. Der Algorithmus aktiviert die APU, um das Elektrofahrzeug zumindest zum Teil zu betreiben, wenn festgestellt wird, dass der beschaffte SOC der Energiespeichervorrichtung nicht ausreicht, damit das Elektrofahrzeug zu dem geographischen Ort der mindestens einen Aufladestation fahren kann. Auf ähnliche Weise deaktiviert der Algorithmus die APU, wenn festgestellt wird, dass der beschaffte SOC der Energiespeichervorrichtung ausreicht, damit das Elektrofahrzeug zu dem geographischen Ort der mindestens einen Aufladestation fahren kann.
Die vorstehenden Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich leicht aus der folgenden genauen Beschreibung der besten Arten, um die Erfindung auszuführen, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Draufsicht auf ein Elektrofahrzeug, das ein System aufweist, das ausgestaltet ist, um eine rein elektrische Reichweite zu maximieren;
2 ist eine Darstellung einer visuellen Anzeige der rein elektrischen Reichweite, die mehrere Aufladestationen und eine benötigte Distanz zum Erreichen der Aufladestationen für sowohl eine Sichtlinie als auch eine Route jeweils auf einer Landkarte überlagert enthält;
3 ist eine Darstellung einer weiteren visuellen Anzeige der rein elektrischen Reichweite, die als eine Energieregion auf der Grundlage der Sichtlinie und mehrerer der Aufladestationen, die alle der Landkarte überlagert sind, angezeigt wird;
4 ist eine Darstellung noch einer weiteren visuellen Anzeige der rein elektrischen Reichweite, die als eine Energieregion auf der Grundlage einer Route und mehrerer der Aufladestationen, die alle der Landkarte überlagert sind, angezeigt wird; und
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Maximieren der rein elektrischen Reichweite des Elektrofahrzeugs darstellt.
GENAUE BESCHREIBUNG
Mit Bezug auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren gleichen oder ähnlichen Komponenten entsprechen, zeigt 1 ein Elektrofahrzeug 10, das ausgestaltet ist, um eine rein elektrische Reichweite 22 oder Distanz zu maximieren. Das Elektrofahrzeug 10 kann ein Batterieelektrofahrzeug (BEV), ein Elektrofahrzeug mit erhöhter Reichweite (EREV), ein Steckdosenhybrid-Elektrofahrzeug (PHEV) und dergleichen sein.
Das Elektrofahrzeug 10 enthält ein System 12, das ausgestaltet ist, um die rein elektrische Reichweite 22 des Elektrofahrzeugs 10 zu maximieren. Das System 12 umfasst eine Leistungsquelle 14, eine Energiespeichervorrichtung 16, eine Zusatzleistungseinheit (APU 18) und einen Controller 20. Die Leistungsquelle 14 ist ausgestaltet, um das Elektrofahrzeug 10 voranzutreiben. Die Energiespeichervorrichtung 16 ist ausgestaltet, um Energie in der Form von Elektrizität an die Leistungsquelle 14 zu liefern. Die Energiespeichervorrichtung 16 kann eine elektrische Energiespeichervorrichtung 16 sein, etwa eine wiederaufladbare Batterie und dergleichen.
Die APU 18 wird von dem Controller 20 aktiviert, um Zusatzenergie an die Leistungsquelle 14 zu liefern, wenn ein Ladezustand (SOC) der Energiespeichervorrichtung 16 kleiner als ein minimaler Schwellenwert ist. Auf ähnliche Weise kann die APU 18 vom Controller 20 deaktiviert werden, sodass das Elektrofahrzeug 10 in einem rein elektrischen Fahrmodus arbeitet. Die APU 18 kann eine Brennkraftmaschine und dergleichen sein. insbesondere ist die APU 18 ausgestaltet, um in Eingriff gestellt zu werden und für das Elektrofahrzeug 10 eine Erweiterung der geographischen Reichweite bereitzustellen, wenn der SOC in der Energiespeichervorrichtung 16 unter den minimalen Schwellenwert entleert ist und sich das Elektrofahrzeug 10 nicht mehr in einer rein elektrischen Reichweite befindet, um mindestens eine Aufladestation 24 im rein elektrischen Fahrmodus zu erreichen, um die Energiespeichervorrichtung 16 wieder aufzuladen. Auf ähnliche Weise ist die APU 18 ausgestaltet, um außer Eingriff zum Liefern von zusätzlicher Energie an die Leistungsquelle 14 gestellt zu werden, sobald sich das Elektrofahrzeug 10 innerhalb der rein elektrischen Reichweite 22 befindet, um mindestens eine Aufladestation 24 zu erreichen. Daher ist das Elektrofahrzeug 10 ausgestaltet, um in einem rein elektrischen Fahrmodus zu arbeiten, solange die rein elektrische Reichweite nicht unter einen minimalen Schwellenwert fällt, wobei zu diesem Zeitpunkt die APU 18 betrieben wird, um einzugreifen und die Reichweite zu erhöhen, bis zu dem Zeitpunkt, an dem der SOC der Energiespeichervorrichtung 16 mindestens gleich dem minimalen Schwellenwert ist. Die rein elektrische Reichweite 22 ist die erreichbare Distanz, die das Elektrofahrzeug 10 auf der Grundlage des SOC in der Energiespeichervorrichtung 16 fahren kann. Die rein elektrische Reichweite 22 kann auf einer Sichtlinie 36 beruhen, wie in 2 und 3 dargestellt sein, oder auf einer Route 38 beruhen, wie in 2 und 4 dargestellt ist.
Das Elektrofahrzeug 10 ist ausgestaltet, um an einer beliebigen von mehreren Aufladestationen 24, die an verschiedenen geographischen Orten angeordnet sind, elektrisch aufgeladen zu werden. Das System 12 ist ausgestaltet, um die rein elektrische Reichweite 22 des Elektrofahrzeugs 10 zu maximieren, wie nachstehend in größerem Detail erläutert wird. Das System 12 ermittelt die in der Energiespeichervorrichtung 16 gespeicherte rein elektrische Reichweite, d. h. die Energie (SOC). Das System 12 ermittelt auch die von dem Elektrofahrzeug 10 benötigte Distanz 40, um wenigstens eine der Aufladestationen 24 zu erreichen. Wenn festgestellt wird, dass die verbleibende Reichweite der Energiespeichervorrichtung 16, d. h. die rein elektrische Reichweite 22, unter dem minimalen Schwellenwert liegt, wird die APU 18 aktiviert, sodass es das Elektrofahrzeug 10 bis zu mindestens einer Aufladestation 24 schaffen kann, um die Energiespeichervorrichtung 16 aufzuladen, bis der SOC in der Energiespeichervorrichtung 16 mindestens gleich dem minimalen Schwellenwert ist, wobei die APU 18 zu diesem Zeitpunkt außer Eingriff gestellt werden kann.
Der Controller 20 enthält einen Algorithmus 100, der ein Verfahren zum Maximieren der rein elektrischen Reichweite 22 des Elektrofahrzeugs 10 bereitstellt, wie nachstehend in größerem Detail erläutert wird. Der Controller 20 kann als ein digitaler Computer ausgestaltet sein, der allgemein einen Mikroprozessor oder eine zentrale Verarbeitungseinheit 26 (CPU), mindestens eine Speichervorrichtung 28, einen Hochgeschwindigkeitstaktgeber, Analog/Digital(A/D)- und Digital/Analog(D/A)-Schaltungen und Eingabe/Ausgabe-Schaltungen und -Vorrichtungen (I/O) sowie geeignete Signalaufbereitungs- und Pufferschaltungen umfasst. Die Speichervorrichtung 28 kann einen Festwertspeicher (ROM), einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), einen elektrisch löschbaren prograrmierbaren Festwertspeicher (EEPROM) und dergleichen umfassen. Es ist festzustellen, dass auch mehr als ein Algorithmus im Controller 20 enthalten sein kann. Die Algorithmen 100, die im Controller 20 vorhanden sind oder für diesen zugänglich sind, einschließlich des Algorithmus 100, wie er nachstehend mit Bezug auf 1 beschrieben wird, können gespeichert und ausgeführt werden, um die jeweilige Funktionalität bereitzustellen. Der Algorithmus ist ausgestaltet, um einen vorbestimmten Satz von statistischen Informationen des Fahrzeugs automatisch abzutasten und zu archivieren, z. B. Energieverbrauch und gefahrene Distanz, Aufladestationen 24, die von dem Elektrofahrzeug 10 in der Vergangenheit verwendet wurden, zusammen mit beliebigen zusätzlichen anderen Fahrzeug- und/oder Umgebungsinformationen. Das Abtasten und Archivieren kann kontinuierlich oder bei vorbestimmten Zeitintervallen stattfinden, wie dem Fachmann bekannt ist.
Im Allgemeinen können Computersysteme und/oder Vorrichtungen, wie etwa die CPU 26, beliebige einer Anzahl von Computerbetriebssystemen verwenden, und sie enthalten allgemein von einem Computer ausführbare Anweisungen, wobei die Anweisungen durch eine oder mehrere Rechenvorrichtungen wie die vorstehend aufgezählten ausgeführt werden können. Von einem Computer ausführbare Anweisungen können aus Computerprogrammen kompiliert oder interpretiert sein, die unter Verwendung einer Vielfalt gut bekannter Programmiersprachen und/oder Technologien erzeugt wurden, welche ohne Beschränkung und entweder alleinstehend oder in Kombination Java^TM, C, C++, Visual Basic, Java Script, Perl, usw. umfassen. Im Allgemeinen empfängt ein Prozessor (z. B. ein Mikroprozessor) Anweisungen, beispielsweise von einem Speicher, einem computerlesbaren Medium usw. und führt diese Anweisungen aus, wodurch er einen oder mehrere Prozesse ausführt, welche einen oder mehrere der hier beschriebenen Prozesse umfassen. Derartige Anweisungen und andere Daten können unter Verwendung einer Vielfalt bekannter computerlesbarer Medien gespeichert und übertragen werden.
Ein computerlesbares Medium (auch als ein prozessorlesbares Medium bezeichnet) enthält ein beliebiges nichtflüchtiges (z. B. konkretes) Medium, das an der Bereitstellung von Daten (z. B. Anweisungen) teilnimmt, die von einem Computer (z. B. von einem Prozessor eines Computers) gelesen werden können. Ein derartiges Medium kann viele Formen annehmen, die umfassen, aber nicht beschränkt sind auf nichtflüchtige Medien und flüchtige Medien. Nichtflüchtige Medien können beispielsweise optische oder magnetische Platten und einen anderen dauerhaften Speicher umfassen. Flüchtige Medien können beispielsweise einen dynamischen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (DRAM) umfassen, der typischerweise einen Haupt- oder Arbeitsspeicher bildet. Derartige Anweisungen können von einem oder mehreren Übertragungsmedien übertragen werden, die Koaxialkabel, Kupferdraht und Glasfaser umfassen, einschließlich der Leitungen, die einen Systembus bilden, der mit einem Prozessor eines Computers gekoppelt ist. Geläufige Formen von computerlesbaren Medien umfassen beispielsweise eine Diskette, eine flexible Platte, eine Festplatte, ein Magnetband, ein beliebiges anderes magnetisches Medium, eine CD-ROM, eine DVD, ein beliebiges anderes optisches Medium, Lochkarten, Lochstreifen, ein beliebiges anderes physikalisches Medium mit Lochmustern, ein RAM, ein PROM, ein EPROM, ein Flash-EEPROM oder einen anderen Speicherchip oder ein anderes Steckmodul oder ein beliebiges anderes Medium, von dem ein Computer lesen kann.
Der Controller 20 kann optional eine Telematikeinheit 30 und/oder eine visuelle Anzeige 32 enthalten. Insbesondere kann der Controller 20 bei einer Ausführungsform die statistischen Informationen an die Telematikeinheit 30 übermitteln. Die Telematikeinheit 30 kann als Beispiel ohne Beschränkung Bluetooth^®, OnStar^®, ein Mobiltelefon oder ein anderes geeignetes System und dergleichen verwenden. Die Telematikeinheit 30 kann ausgestaltet sein, um die statistischen Informationen, die für den Betrieb des Elektrofahrzeugs 10 durch den Fahrer sachdienlich sind, zu überwachen, aufzuzeichnen und zu übertragen. Die Telematikeinheit 30 kann auch ausgestaltet sein, um die interne Kommunikation zu überwachen, etwa den Busverkehr zwischen verschiedenen verteilten Steuermodulen des Controllers 20, wenn der Controller 20 entsprechend ausgestaltet ist. Die statistischen Informationen können von dem Speicherort an eine entfernte Station übertragen werden oder in dem Speicherort zum späteren Zugriff und zur späteren Verarbeitung aufgezeichnet und festgehalten werden. Wie nachstehend beschrieben ist, kann das Elektrofahrzeug 10 mit der visuellen Anzeige 32 ausgestattet sein, die ausgelegt ist, um Botschaften in der Form von Landkarten, Textbotschaften, E-Mail, Hypertext Transfer Protokoll-Links (HTTP-Links) und dergleichen anzuzeigen. Das Elektrofahrzeug 10 kann auch mit Lautsprechern 29 ausgestattet sein, die ausgestaltet sind, um Audiobotschaften und Warnungen bereitzustellen.
Immer noch mit Bezug auf 1 kann die Speichervorrichtung 28 das RAM und das ROM enthalten. Das ROM kann das grundlegende Betriebssystem der Telematikeinheit 30 und/oder beliebige andere benötigte Daten, Kommunikationsprotokolle und Betriebsparameter enthalten, welche im Allgemeinen eine permanente Speicherung und einen schnellen Zugriff erfordern. Die Funktion des RAM kann die Manipulation und Speicherung von Fahrzeugleistungswerten und anderen Fahrzeugbetriebsdaten umfassen, wie nachstehend offengelegt ist. Die Telematikeinheit 30 kann auch eine Stromversorgungsschaltung, eine Schaltung des globalen Positionierungssystems (GPS-Schaltung) und eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle (I/O-Schnittstelle) enthalten, wie in der Technik verstanden wird.
Immer noch mit Bezug auf 1 kann das System einen oder mehrere Sensoren 34 enthalten, die ausgestaltet sind, um Fahrzeugleistungswerte zu sammeln, welche das eindeutige Fahrverfahren des Fahrers beschreiben. Daten von Sensoren 34 können Informationen umfassen, welche den Geschwindigkeitsverlauf des Elektrofahrzeugs 10, den Verwendungsverlauf von Heizung, Ventilation und Klimaanlage (HVAC), den Ortsverlauf des Elektrofahrzeugs 10, Datum und Tageszeit, in denen das Elektrofahrzeug 10 betrieben wird, Tachozählerlesewerte und dergleichen beschreiben, sind aber nicht darauf beschränkt. Daten von den Sensoren 34 werden vom Controller 20 verwendet, um automatisch die Reichweiten mit Bezug auf den SOC der Energiespeichervorrichtung 16 zu berechnen.
Beispielsweise kann der Controller 20 statistische Informationen zur Übertragung an die entfernte Station und/oder zur Speicherung an Bord und zur Archivierung im Speicherort erzeugen oder zusammenstellen.
Die statischen Informationen sind über eine Zeitspanne hinweg spezifisch für das Elektrofahrzeug 10 und/oder beliebige Fahrer desselben und können auch umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein: einen durchschnittlichen Kraftstoffverbrauch oder eine durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit über eine spezifizierte Zeitspanne; eine Aufstellung einer kumulierten Dichtefunktion, die den Prozentsatz der Fahrzeit beschreibt, bei der weniger als ein vorbestimmter Betrag an Kraftstoffverbrauch über die spezifizierte Zeitspanne erreicht wurde; eine Aufstellung einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion, die eine Verteilung des Kraftstoffverbrauchs über die spezifizierte Zeitspanne zeigt; eine Aufstellung einer kumulierten Dichtefunktion, die einen Prozentsatz von Fahrzeiten zeigt, bei denen eine Distanz über die spezifizierte Zeitspanne erreicht wurde, die größer als eine Schwellenwertdistanz ist; eine Aufstellung einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion, die die Verteilung von Fahrdistanzen über die spezifizierte Zeitspanne zeigt; und den Kraftstoffverbrauch beim Fahren in der Stadt, der als der durchschnittliche Kraftstoffverbrauch für alle Fahrzeiten über eine spezifizierte Zeitspanne definiert ist, bei denen die durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit über einen gegebenen Schlüsselbetriebszyklus unter einer spezifizierten Fahrzeuggeschwindigkeit liegt.
Die statischen Informationen können ferner umfassen: einen Kraftstoffverbrauch beim Fahren auf der Autobahn, der als der durchschnittliche Kraftstoffverbrauch für alle Fahrzeiten über eine spezifizierte Zeitspanne definiert ist, bei denen die durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit über einem gegebenen Schlüsselzyklus über einer spezifizierten Geschwindigkeit lag; den Kraftstoffverbrauch beim Fahren in der Stadt dividiert durch den Kraftstoffverbrauch in der Stadt der Fahrzeugmarke; einen Fahrerintensitätsfaktor für die Autobahn, der als der Kraftstoffverbrauch beim Fahren auf der Autobahn dividiert durch den Kraftstoffverbrauch in der Stadt der Fahrzeugmarke definiert ist; einen kombinierten Fahrerintensitätsfaktor, der als der durchschnittliche Kraftstoffverbrauch dividiert durch den kombinierten Kraftstoffverbrauch der Fahrzeugmarke definiert ist; Gebühren des lokalen Energieversorgungsunternehmens; den aktuellen und/oder projektierten Durchschnittspreis von Benzin usw.
Das System 12 kann ausgestaltet sein, um die Elektrizitätsmenge vorherzusagen, die auf der Grundlage der vorstehend beschriebenen statistischen Informationen wahrscheinlich über eine spezifizierte Zeitspanne und/oder Distanz hinweg verbraucht werden. Insbesondere können die statistischen Informationen vom Controller 20 verwendet werden, um einen minimalen SOC der Energiespeichervorrichtung 16 zu ermitteln, der benötigt wird, um mindestens eine der Aufladestationen 24 zu erreichen.
Mit Bezug auf 1, 2 und 5 kann der Algorithmus 100 vom Controller 20 ausgeführt werden, wobei er die Schritte 112–126 enthält. Bei Schritt 110 des Algorithmus wird das Elektrofahrzeug 10 in einem rein elektrischen Fahrmodus betrieben, um das Elektrofahrzeug 10 selektiv voranzutreiben. Im rein elektrischen Fahrmodus ist die APU 18 deaktiviert und betreibt das Elektrofahrzeug 10 nicht.
Bei Schritt 112 kann der geographische Ort von mindestens einer Aufladestation 24 in der Speichervorrichtung 28 gespeichert werden. Die geographischen Orte können Koordinaten, d. h. den Breitengrad und den Längengrad umfassen. Es ist festzustellen, dass die geographischen Orte unter Verwendung eines beliebigen anderen Verfahrens zur Lokalisierung und Identifizierung identifiziert und gespeichert werden können, wie dem Fachmann bekannt ist. Der geographische Ort kann mindestens eine Aufladestation 24 umfassen, die zuvor in der Vergangenheit verwendet wurde, um das Elektrofahrzeug 10 aufzuladen.
Der SOC der Energiespeichervorrichtung 16 wird bei Schritt 114 beschafft. Der tatsächliche SOC der Energiespeichervorrichtung 16 kann vom Controller 20 und/oder durch direkte Messung und dergleichen beschafft werden. Bei einer Ausführungsform kann der tatsächliche SOC der Energiespeichervorrichtung 16 beispielsweise über den Controller 20 in die rein elektrische Reichweite 22 umgesetzt werden, die das Elektrofahrzeug 10 fahren kann, bevor der SOC unter dem minimalen Schwellenwert liegt und daher nicht mehr ausreicht, um das Elektrofahrzeug 10 in dem rein elektrischen Fahrmodus voranzutreiben. Insbesondere kann wie vorstehend beschrieben die Ermittlung der rein elektrischen Reichweite 22 auf den statistischen Informationen beruhen, welche Fahrzeiten in der Vergangenheit umfassen, aber nicht darauf beschränkt sind. Zusätzliche weitere Faktoren wie etwa Straßenneigungen, die Umgebungstemperatur, Verkehrsbedingungen und dergleichen können ebenfalls beim Ermitteln des benötigten minimalen SOC der Energiespeichervorrichtung 16 verwendet werden, wie dem Fachmann bekannt ist. Mit Bezug auf 2 kann die rein elektrische Reichweite 22 so dargestellt werden, dass sie einer Landkarte 46 auf der visuellen Anzeige 32 auf der Grundlage der Sichtlinie 36 und/oder der Route 38 überlagert ist. Es ist jedoch festzustellen, dass eine Audiobotschaft, die die rein elektrische Reichweite 22 betrifft, durch die Lautsprecher 29 übertragen werden kann. Die Audiobotschaft kann anstelle der visuellen Anzeige 32 oder als Ergänzung zu der visuellen Anzeige 32 auftreten, um jegliche unnötige Ablenkung für den Fahrer zu begrenzen.
Bei Schritt 116 wird der geographische Ort des Elektrofahrzeugs 10 ermittelt. Der geographische Ort kann unter Verwendung eines Ortsbestimmungssystems wie etwa eines GPS-Systems, eines Zellenortungssystems, eines Funkortungssystems und/oder eines beliebigen anderen Ortungssystems ermittelt werden, wie dem Fachmann bekannt ist.
Bei Schritt 118 wird der geographische Ort von mindestens einer Aufladestation 24 geographisch lokalisiert. Insbesondere kann der geographische Ort der Aufladestationen 24 aus der Speichervorrichtung 28 geholt werden oder auf ihn kann über die Telematikeinheit 30 oder eine beliebige andere ähnliche Vorrichtung aus der Ferne zugegriffen werden. Das System 12 kann so ausgestaltet sein, dass nur diejenigen Aufladestationen 24 geholt werden, die innerhalb eines vordefinierten geographischen Gebiets, einer vordefinierten Reichweite und/oder Route liegen.
Bei Schritt 120 wird vom Controller 20 eine Ermittlung hinsichtlich eines minimalen benötigten SOC durchgeführt, d. h. des minimalen Schwellenwerts der Energiespeichervorrichtung 16, sodass das Elektrofahrzeug 10 mindestens eine der Aufladestationen 24 erreichen kann, wenn es im rein elektrischen Fahrmodus arbeitet. Um den minimalen benötigten SOC zu ermitteln, kann eine benötigte Distanz 40 zwischen dem Elektrofahrzeug 10 und mindestens einer der Aufladestationen 24 ermittelt werden. Insbesondere kann wie vorstehend beschrieben der minimale benötigte SOC für das Elektrofahrzeug 10, um die benötigte Distanz 40 zurückzulegen, auf den statistischen Informationen beruhen, welche Fahrzeiten in der Vergangenheit umfassen, aber nicht darauf beschränkt sind. Die Distanz, d. h. die rein elektrische Reichweite 22 und/oder die benötigte Distanz 40 können auf der Grundlage der Sichtlinie 36, wie in 4 dargestellt ist, und/oder auf der Grundlage der Route 38, wie in 5 dargestellt ist, berechnet werden.
Bei Schritt 122 wird eine Ermittlung durchgeführt, ob der in der Energiespeichervorrichtung 16 gespeicherte SOC für das Elektrofahrzeug 10 ausreicht, um zu mindestens einer der Aufladestationen 24 zu fahren. Der minimale benötigte SOC der Energiespeichervorrichtung 16, der bei Schritt 120 ermittelt wurde, wird mit dem tatsächlichen SOC der Energiespeichervorrichtung 16 verglichen, der bei Schritt 114 beschafft wurde. Alternativ wird die benötigte Distanz 40 mit der rein elektrischen Reichweite 22 verglichen, die vom Elektrofahrzeug 10 erreichbar ist. Wenn festgestellt wird, dass der tatsächliche SOC der Energiespeichervorrichtung 16 unter dem minimalen benötigten SOC der Energiespeichervorrichtung 16 liegt, oder wenn festgestellt wird, dass die rein elektrische Reichweite 22 kleiner als die benötigte Distanz 40 ist, wird die APU 18 bei Schritt 124 aktiviert, um das Elektrofahrzeug 10 zumindest zum Teil zu betreiben, sodass das Elektrofahrzeug 10 mindestens eine der Aufladestationen 24 erreichen kann. Wenn alternativ festgestellt wird, dass der tatsächliche SOC der Energiespeichervorrichtung 16 zumindest gleich dem minimalen benötigten SOC der Energiespeichervorrichtung 16 ist, oder wenn festgestellt wird, dass die rein elektrische Reichweite 22 mindestens gleich der benötigten Distanz 40 ist, wird die APU 18 bei Schritt 126 deaktiviert, d. h. abgeschaltet oder bleibt anderweitig inaktiv, da angenommen wird, dass das Elektrofahrzeug 10 einen ausreichenden SOC aufweist, um mindestens eine der Aufladestationen 24 im rein elektrischen Fahrmodus zu erreichen.
Bei einer anderen Ausführungsform mit Bezug auf 1 und 3–5 beruht die Ermittlung bei Schritt 116, ob die Energiespeichervorrichtung 16 einen ausreichenden SOC aufweist, um mindestens eine Aufladestation 24 zu erreichen, darauf, ob oder ob nicht mindestens eine Aufladestation 24 innerhalb einer Energieregion 42 angeordnet ist, die das Elektrofahrzeug 10 umgibt. Die Energieregion 42 kann als eine geographische Region definiert sein, die einen Umfang 44 umfasst, der das Elektrofahrzeug 10 zumindest teilweise umgibt, wie in 3 und 4 dargestellt ist. Insbesondere ist die rein elektrische Reichweite 22 als die Distanz zwischen dem Elektrofahrzeug 10 und dem Umfang 44 definiert, die das Elektrofahrzeug 10 auf der Grundlage des tatsächlichen SOC der Energiespeichervorrichtung 16 fahren kann. Wenn mindestens eine Aufladestation 24 innerhalb des Umfangs 44 der Energieregion 42 angeordnet ist, wird davon ausgegangen, dass die Energiespeichervorrichtung 16 einen ausreichenden SOC zum Erreichen mindestens einer Aufladestation 24 aufweist. Die Distanz der rein elektrischen Reichweite 22 kann auf einer Sichtlinie 36 beruhen, wie in 3 gezeigt ist und/oder auf einer Route 38 beruhen, wie in 4 gezeigt ist.
Die Energieregion 42, die das Elektrofahrzeug 10 umgibt, ist eine Funktion des SOC der Energiespeichervorrichtung 16, die vom Controller 20 ermittelt werden kann. Die APU 18 wird bei Schritt 122 aktiviert, um das Elektrofahrzeug 10 zumindest zum Teil zu betreiben, wenn alle Aufladestationen 24 auußerhalb der Energieregion 42 liegen. Auf ähnliche Weise wird die APU 18 bei Schritt 122 deaktiviert, wenn mindestens eine Aufladestation 24 innerhalb der Energieregion 42 angeordnet ist. Die Energieregion 42, die das Elektrofahrzeug 10 umgibt, und der geographische Ort des Elektrofahrzeugs 10 und jeder Aufladestation 24 können auf der visuellen Anzeige 32 so angezeigt werden, dass sie eine Landkarte 46 überlagern.
Obwohl die besten Arten zum Ausführen der Erfindung im Detail beschrieben wurden, werden Fachleute auf dem Gebiet, das diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Entwürfe und Ausführungsformen zum Umsetzen der Erfindung in die Praxis im Umfang der beigefügten Ansprüche erkennen.

Claims

Verfahren zum Maximieren einer rein elektrischen Reichweite eines Elektrofahrzeugs, das eine Energiespeichervorrichtung und eine Zusatzleistungseinheit (APU) enthält, wobei das Verfahren umfasst, dass: das Elektrofahrzeug in einem rein elektrischen Fahrmodus betrieben wird, um das Elektrofahrzeug selektiv voranzutreiben; ein Ladezustand (SOC) der Energiespeichervorrichtung beschafft wird; das Elektrofahrzeug geographisch lokalisiert wird; mindestens eine Aufladestation geographisch lokalisiert wird; ein minimaler benötigter SOC der Energiespeichervorrichtung ermittelt wird, damit das Elektrofahrzeug den geographischen Ort der mindestens einen Aufladestation erreichen kann; und die APU aktiviert wird, um das Elektrofahrzeug zumindest zum Teil zu betreiben, wenn festgestellt wird, dass der beschaffte SOC der Energiespeichervorrichtung unter dem minimalen benötigten SOC der Energiespeichervorrichtung liegt, damit das Elektrofahrzeug den geographischen Ort der mindestens einen Aufladestation erreichen kann.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass die APU deaktiviert wird, wenn festgestellt wird, dass der beschaffte SOC der Energiespeichervorrichtung mindestens gleich dem minimalen benötigten SOC der Energiespeichervorrichtung ist, damit das Elektrofahrzeug den geographischen Ort der mindestens einen Aufladestation erreichen kann.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass eine Distanz zwischen dem Elektrofahrzeug und der mindestens einen Aufladestation berechnet wird; wobei das Ermitteln eines minimalen SOC der Energiespeichervorrichtung ferner definiert ist als das Ermitteln eines minimalen benötigten SOC der Energiespeichervorrichtung, damit das Elektrofahrzeug die Distanz zu der mindestens einen Aufladestation in dem rein elektrischen Fahrmodus durchfahren kann; und wobei das Aktivieren der APU ferner so definiert ist, dass die APU aktiviert wird, um das Elektrofahrzeug zumindest teilweise zu betreiben, wenn festgestellt wird, dass der beschaffte SOC der Energiespeichervorrichtung unter dem minimalen benötigten SOC der Energiespeichervorrichtung liegt, damit das Elektrofahrzeug die Distanz zu der mindestens einen Aufladestation durchfahren kann.
Verfahren nach Anspruch 3, das ferner umfasst, dass die APU deaktiviert wird, wenn festgestellt wird, dass der beschaffte SOC der Energiespeichervorrichtung mindestens gleich dem minimalen benötigten SOC der Energiespeichervorrichtung ist, damit das Elektrofahrzeug die Distanz zu der mindestens einen Aufladestation durchfahren kann.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Berechnen einer Distanz ferner als das Berechnen einer Distanz zwischen dem Ort der mindestens einen Aufladestation und dem Elektrofahrzeug auf der Grundlage einer Sichtlinie definiert ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Berechnen einer Distanz ferner als das Berechnen einer Distanz zwischen dem Ort der mindestens einen Aufladestation und dem Elektrofahrzeug auf der Grundlage einer Route definiert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ermitteln eines minimalen benötigten SOC ferner als das Ermitteln eines minimalen benötigten SOC, damit das Elektrofahrzeug die mindestens eine Aufladestation erreichen kann, als Funktion eines Fahrens in der Vergangenheit definiert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass mindestens eine Aufladestation, die zuvor zum Aufladen des Elektrofahrzeugs verwendet wurde, an einem Speicherort aufgezeichnet wird; und wobei das geographische Lokalisieren der mindestens einen Aufladestation ferner als das Holen mindestens einer Aufladestation, die zuvor zum Aufladen des Elektrofahrzeugs verwendet wurde, aus dem Speicherort definiert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass eine Energieregion ermittelt wird, die einen Umfang umfasst, der das Elektrofahrzeug umgibt; wobei die Energieregion eine Funktion des SOC der Energiespeichervorrichtung ist; wobei das Aktivieren der APU ferner definiert ist als das Aktivieren der APU, um das Fahrzeug zumindest teilweise zu betreiben, wenn alle der mindestens einen Aufladestationen außerhalb der Energieregion liegen, sodass festgestellt wird, dass der beschaffte SOC des Elektrofahrzeugs kleiner als der minimale benötigte SOC der Energiespeichervorrichtung ist, um irgendeine der mindestens einen Aufladestationen zu erreichen.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner umfasst, dass die APU deaktiviert wird, wenn mindestens eine Aufladestation innerhalb der Energieregion liegt, sodass festgestellt wird, dass der beschaffte SOC des Elektrofahrzeugs mindestens gleich dem minimalen benötigten SOC der Energiespeichervorrichtung ist, um die mindestens eine Aufladestation zu erreichen.