DE102012206410A1

DE102012206410A1 - Technik zur berechnung der restreichweite eines elektrofahrzeugs

Info

Publication number: DE102012206410A1
Application number: DE102012206410A
Authority: DE
Inventors: Sang Joon Kim
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2011-12-15
Filing date: 2012-04-18
Publication date: 2013-06-20
Anticipated expiration: 2032-04-19
Also published as: JP6128747B2; JP2013126368A; US8666576B2; KR20130068242A; US20130158758A1; CN103158716A; DE102012206410B4; KR101315714B1; CN103158716B

Abstract

Es wird eine Technik zum Berechnen der Restreichweite (Distance to Empty (DTE)) eines Elektrofahrzeugs offenbart. Bei der offenbarten Technik wird die vergangene durchschnittliche Kraftstoffeffizienz während des Fahrens berechnet. Die durchschnittliche Energieverbrauchsrate einer Klimaanlage während des vergangenen Fahrens wird berechnet. Die vergangene durchschnittliche Kraftstoffeffizienz während des Fahrens bei Annahme, dass die Klimaanlage nicht in Betrieb ist, wird aus der vergangenen durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz während des Fahrens und der durchschnittlichen Energieverbrauchsrate der Klimaanlage berechnet. Die aktuelle Kraftstoffeffizienz während des Fahrens wird berechnet. Dann werden die vergangene durchschnittliche Kraftstoffeffizienz während des Fahrens bei Annahme, dass die Klimaanlage nicht in Betrieb ist, die aktuelle Kraftstoffeffizienz während des Fahrens kombiniert und die DTE aus der kombinierten Kraftstoffeffizienz während des Fahrens berechnet.

Description

HINTERGRUND
(a) Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Berechnen der Restreichweite (Distance to Empty (DTE)) eines Elektrofahrzeugs. Insbesondere betrifft sie ein Verfahren, um die DTE genauer berechnen zu können, indem der Energieverbrauch einer Klimaanlage beim Gesamtenergieverbrauch einer Batterie nicht berücksichtigt wird.
(b) Hintergrundtechnik
Elektrofahrzeuge werden allgemein von Motoren angetrieben, die von in einer Batterie geladenem elektrischem Strom angetrieben werden. Bei Elektrofahrzeugen ist es sehr wichtig, die aktuellen Eigenschaften der Batterie wie die Temperatur der Batterie und den Ladezustand (State of Charge (SOC)) der Batterie zu kennen und zu überwachen. Durch die Überwachung dieser Eigenschaften können Fahrzeugsteuersysteme den Zustand der Batterie besser auf einem Niveau halten, das den besten Wirkungsgrad und die größte Leistung bereitstellt.
Ein Batteriemanagementsystem (Battery Management System (BMS)) ist ein elektronisches System, das die Eigenschaften berücksichtigt, um den effizienten Betrieb eines Fahrzeugs zu unterstützen. Das BMS hat die Funktion, die Verkürzung der Batterielebensdauer bedingt durch die verringerte Haltbarkeit der Batterie zu verhindern, und eine Fahrzeugsteuerung, die die Gesamtkontrolle der SOC-Informationen zum Batteriezustand ausführt, zu informieren.
Es ist besonders wichtig, den SOC der Batterie von Elektrofahrzeugen zu kontrollieren, die mit Hochspannungsbatterien ausgerüstet sind, und den Fahrer hinsichtlich der Restkapazität der Batterie während des Betriebs zu informieren. Bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren zum Beispiel wird der Fahrer über die Restreichweite (DTE) informiert, die auf Basis des aktuellen Kraftstoffstands geschätzt wird. Bei Elektrofahrzeugen dagegen wird die DTE anhand des aktuellen energetischen Zustands der Batterie veranschlagt und dann dem Fahrer auf einer Sammelanzeige angezeigt, so dass er abschätzen kann, wie weit er noch fahren kann, bis ein Aufladen des Fahrzeugs erforderlich wird.
Typischerweise wird die DTE bei einem Elektrofahrzeug berechnet, indem die DTE auf Basis einer Beziehung zwischen dem SOC (%) (Restenergiemenge einer Hochspannungsbatterie) und der Energieverbrauchsrate pro Strecke bestimmt wird.
1 ist ein Flussdiagramm eines typischen Verfahrens zur Berechnung der DTE. Im Folgenden wird das typische Verfahren zum Berechnen der DTE unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Genauer gesagt wird die DTE eines Elektrofahrzeugs berechnet, indem zuerst die vergangene durchschnittliche Kraftstoffeffizienz (S1), dann die aktuelle Kraftstoffeffizienz (S2) und die endgültige Kraftstoffeffizienz berechnet werden, indem die vergangene durchschnittliche Kraftstoffeffizienz und die aktuelle Kraftstoffeffizienz kombiniert werden (S3) und schließlich die DTE aus der endgültigen Kraftstoffeffizienz berechnet wird (S4).
Dabei wird die vergangene durchschnittliche Kraftstoffeffizienz während des Fahrens berechnet, indem die Kraftstoffeffizienz der vergangenen Fahrzyklen (d. h. das Intervall zwischen dem vorigen Laden zum nächsten Laden ist als ein Fahrzyklus definiert) gemittelt wird. Die Kraftstoffeffizienz (km/%) wird berechnet und am Ende jedes Fahrzyklus (d. h. der vorige Fahrzyklus ist beendet, wenn das Laden eingeleitet wird) gespeichert und dann werden die gespeicherten Kraftstoffeffizienzwerte gemittelt.
Dabei wird die Kraftstoffeffizienz (km/%) des Fahrzyklus als kumulierte Fahrstrecke während eines Fahrzyklus (km)/ΔSOC (%) ausgedrückt, wobei ΔSOC (%) = SOC (%) unmittelbar nach dem vorigen Laden – SOC (%) unmittelbar vor dem aktuellen Laden.
Wenn die endgültige Kraftstoffeffizienz berechnet worden ist, wird die DTE auf Basis der Kraftstoffeffizienz berechnet und dann auf dem Anzeigegerät usw. angezeigt. Die DTE kann in diesem Fall als endgültige Kraftstoffeffizienz (km/%) × aktuelle SOC (%) ausgedrückt werden. Zur Berechnung der DTE eines Elektrofahrzeugs ist also der Batterie-SOC erforderlich. Genauer gesagt, wenn die Kraftstoffeffizienz vergangener Fahrzyklen berechnet wird, wird der Gesamtbatterieverbrauch (entsprechend dem obigen ΔSOC) während der Zyklen wiedergegeben.
Für Elektrofahrzeuge sind Verfahren zum Berechnen des Batterie-SOC hinreichend bekannt. So gibt es beispielsweise ein Verfahren zum Berechnen des Batterie-SOC, bei dem die Menge des entladenen Stroms pro Stundeneinheit gemessen wird. Diese berechneten SOC-Werte werden in weitem Umfang für das Batteriemanagement, die DTE-Berechnung und andere fahrzeugbezogene Zwecke verwendet.
Allerdings unterliegt die dem Fahrer bereitgestellte resultierende DTE, die anhand der obigen bekannten Verfahren ermittelt wird, häufig falschen Werten und ergibt falsche Werte, die auf Schätzungsprobleme und unkorrekte Schätzwerte zurückzuführen sind. Insbesondere sollte der Energieverbrauch vergangener Fahrzyklen in die Berechnung der DTE und dabei der Gesamtbatterieverbrauch einfließen. Da jedoch der Gesamtbatterieverbrauch auch die von einer Klimaanlage während der vergangenen Fahrzyklen verbrauchte Energie beinhaltet, ist es schwierig, eine exakte DTE zu berechnen, die diesen speziellen Energieverbrauch nicht berücksichtigt.
Die obigen Ausführungen dieses Hintergrund-Abschnitts dienen nur dem besseren Verständnis des Hintergrunds der Erfindung und können deshalb Informationen enthalten, die nicht Bestandteil des hierzulande dem Durchschnittsfachmann bereits bekannten Standes der Technik bilden.
ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
Die vorliegende Erfindung stellt ein System und ein Verfahren zur genaueren Berechnung der Restreichweite (Distance to Empty (DTE)) bereit, bei dem der Energieverbrauch einer Klimaanlage beim Gesamtenergieverbrauch einer Batterie nicht berücksichtigt wird.
Bei einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Berechnung der Restreichweite (DTE) eines Elektrofahrzeugs bereit, mit: Berechnen einer vergangenen durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz während des Fahrens; Berechnen der durchschnittlichen Energieverbrauchsrate der Klimaanlage während der vergangenen Fahrzyklen; Berechnen einer durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz während des Fahrens, wobei angenommen wird, dass die Klimaanlage nicht in Betrieb ist, aus der vergangenen durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz während des Fahrens und der durchschnittlichen Energieverbrauchsrate der Klimaanlage; Berechnen der aktuellen Kraftstoffeffizienz während des Fahrens; Kombinieren der vergangenen durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz während des Fahrens, wobei angenommen wird, dass die Klimaanlage nicht in Betrieb ist, mit der aktuellen Kraftstoffeffizienz während des Fahrens; und Berechnen der DTE aus der kombinierten Kraftstoffeffizienz während des Fahrens.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Berechnung der DTE aus der kombinierten Kraftstoffeffizienz während des Fahrens enthalten: Berechnen der Kraftstoffeffizienz entsprechend der aktuellen von einer Klimaanlage aufgenommenen Leistung; Berechnen der endgültigen Kraftstoffeffizienz, indem die Kraftstoffeffizienz entsprechend der aktuellen von der Klimaanlage aufgenommenen Leistung in der kombinierten Kraftstoffeffizienz während des Fahrens berücksichtigt wird; und Berechnen der DTE aus der endgültigen Kraftstoffeffizienz.
Andere Aspekte und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend erläutert.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die obigen und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbeispiele, die in den beiliegenden Zeichnungen nur beispielhaft dargestellt sind, nachstehend ausführlich beschrieben und schränken somit die vorliegende Erfindung nicht ein; es zeigen:
1 ein Flussdiagramm eines herkömmlichen Verfahrens zum Berechnen der Restreichweite (DTE);
2 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Berechnen der DTE gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
3 ein Flussdiagramm, das Berechnungsverfahren für jeden Schritt der DTE-Berechnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Es versteht sich, dass die beigefügten Zeichnungen nicht unbedingt maßstäblich sind, da sie eine etwas vereinfachte Darstellung der verschiedenen bevorzugten Merkmale zeigen, die für die Grundlagen der Erfindung beispielhaft sind. Die hierin offenbarten spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung die z. B. bestimmte Abmessungen, Ausrichtungen, Orte und Formen umfassen, werden zum Teil durch die besondere vorgesehene Anwendung und die Umgebungsbedingungen am Einsatzort bestimmt.
In den Figuren kennzeichnen identische Bezugszeichen gleiche oder äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung in den verschiedenen Figuren der Zeichnung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich erläutert, von denen Beispiele in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind und nachstehend beschrieben werden. Obwohl die Erfindung in Zusammenhang mit Ausführungsbeispielen beschrieben wird, versteht es sich, dass die vorliegende Beschreibung die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränken soll. Die Erfindung soll im Gegenteil nicht nur die Ausführungsbeispiele, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsbeispiele abdecken, die von Geist und Gültigkeitsbereich der Erfindung, die in den beigefügten Ansprüchen definiert sind, erfasst werden.
Es versteht sich, dass der Begriff ”Fahrzeug” oder ”fahrzeugtechnisch” oder andere ähnliche hierin verwendete Begriffe allgemein Kraftfahrzeuge betreffen, wie Personenkraftwagen, einschließlich Komfort-Geländewagen (sports utility vehicle; SUV), Busse, Lastkraftwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wassermotorfahrzeuge einschließlich verschiedene Boote und Schiffe, Luftfahrzeuge und dgl. und auch Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge (an der Steckdose aufladbar), Fahrzeuge mit Wasserstoffantrieb und andere Fahrzeuge für alternative Kraftstoffe (z. B. Kraftstoffe, die aus anderen Ressourcen als Erdöl gewonnen werden) umfasst. Wie hierin verwendet ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug mit zwei oder mehr Antriebsquellen, z. B. Fahrzeuge sowohl mit Benzin- als auch Elektroantrieb.
Die obigen und andere Merkmale werden nachstehend beschrieben.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Berechnen der Restreichweite (DTE) eines Elektrofahrzeugs, das die DTE genauer berechnen kann, indem von einer Klimaanlage verbrauchte Energie nicht berücksichtigt und die durchschnittliche Kraftstoffeffizienz vergangener Fahrzyklen korrigiert wird. Da außerdem die endgültige Kraftstoffeffizienz berechnet wird, indem die Kraftstoffeffizienz entsprechend der aktuell aufgenommenen Leistung einer Klimaanlage für die Kraftstoffeffizienz während des Fahrens berücksichtigt wird, die durch Kombinieren der vergangenen durchschnittlichen und der aktuellen Kraftstoffeffizienz berechnet wird, kann die DTE genauer berechnet werden.
Diese Berechnungen können von einem Prozessor oder einer Steuerung ausgeführt werden. Ausführung und Betriebsmerkmale sind jedoch nicht darauf beschränkt. Das heißt, die nachstehend beschriebene Technik kann auf einer einzigen Steuerung oder einer Mehrzahl Steuerungen implementiert werden, die über ein Controller Area Network (CAN) kommunizieren.
2 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Berechnen der DTE gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 3 ist ein Flussdiagramm der Berechnungsverfahren für jeden Schritt der DTE-Berechnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wie 2 zeigt, kann ein Verfahren zum Berechnen der DTE die Berechnung der vergangenen durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz während des Fahrens mindestens eines vergangenen Fahrzyklus (S11), die Berechnung der durchschnittlichen Energieverbrauchsrate der Klimaanlage während des vergangenen Fahrzyklus (S12), die Korrektur der vergangenen durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz während des Fahrens, indem angenommen wird, dass die Klimaanlage nicht in Betrieb ist (S13), die Berechnung der aktuellen Kraftstoffeffizienz während des Fahrens (S14), die Kombination der korrigierten vergangenen durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz während des Fahrens und der aktuellen Kraftstoffeffizienz während des Fahrens (S15) und die Berechnung der DTE aus der kombinierten Kraftstoffeffizienz während des Fahrens (S16 bis S18) enthalten.
Dabei kann die Berechnung der DTE aus der kombinierten Kraftstoffeffizienz während des Fahrens die Berechnung der aktuellen Kraftstoffeffizienz in Abhängigkeit von der von der Klimaanlage aufgenommenen Leistung (S16), die Berechnung der endgültigen Kraftstoffeffizienz, indem die Kraftstoffeffizienz in Abhängigkeit von der von der Klimaanlage aufgenommenen Leistung während des Fahrens (S17) berücksichtigt wird, und die Berechnung der DTE aus der endgültigen Kraftstoffeffizienz enthalten.
Wie oben angegeben kann zur Ausführung der obigen Berechnungsprozesse eine Steuerung bereitgestellt werden, die ein computerlesbares Medium mit Programmanweisungen bezüglich des obigen Verfahrens ausführt. Die Steuerung kann ein Speichergerät und einen Berechungsblock zum Ausführen der Berechnungen jedes Prozesses enthalten. Da die berechnete endgültige DTE in diesem Fall auf einer Sammelanzeige angezeigt werden muss, kann die Steuerung einen Tageskilometerzähler oder eine eigene Steuerung zum Berechnen der DTE und Senden der DTE an den Tageskilometerzähler enthalten.
Da die Steuerung außerdem Batterie-SOC-Information verwendet, kann die Steuerung so konfiguriert sein, dass sie die Batterie-SOC-Informationen von einem Batteriemanagementsystem empfängt sowie Information über den Betriebszustand und Ein-/Aus-Signale der Klimaanlage von einer Steuerung der Klimaanlage.
Im Folgenden werden die Berechnungsprozesse von 2 ausführlich anhand von 3 beschrieben.
Berechnung der vergangenen durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz während des Fahrens (S11)
Zuerst kann die vergangene durchschnittliche Kraftstoffeffizienz während des Fahrens R0 (km/%) durch Mitteln der Kraftstoffeffizienzen über eine Mehrzahl vergangener Fahrzyklen berechnet werden (z. B. wird jedes einzelne Intervall vom vorigen Laden zum nächsten Laden als ein Fahrzyklus definiert). Die Kraftstoffeffizienz (km/%) kann berechnet und am Ende jedes Fahrzyklus (z. B. ist der vorige Fahrzyklus beendet, wenn geladen wird) gespeichert werden, und dann können die Kraftstoffeffizienzen gemittelt werden.
In diesem Fall kann die Kraftstoffeffizienz (km/%) des Fahrzyklus als kumulierte Fahrstrecke eines entsprechenden Fahrzyklus (km)/ΔSOC (%) ausgedrückt werden, wobei ΔSOC (%) = SOC (%) unmittelbar nach dem vorigen Laden – SOC (%) unmittelbar vor dem aktuellen Laden der Batterie.
Die oben berechnete Kraftstoffeffizienz kann in n Puffern eines Speichergeräts gespeichert werden. Da die Kraftstoffeffizienzen aller Fahrzyklen in n Puffern gespeichert werden können, können die ältesten Kraftstoffeffizienzdaten gelöscht werden, wenn neue Kraftstoffeffizienzdaten gespeichert werden.
Eine geprüfte Kraftstoffeffizienz (z. B. ein berechneter Wert, der einen Kraftstoffeffizienztest eines entsprechenden Fahrzeugmodells durchlaufen hat), kann in einem Puffer des Speichergeräts gespeichert werden, und die vergangene durchschnittliche Kraftstoffeffizienz während des Fahrens R0 kann aus der Kraftstoffeffizienz des Fahrzyklus und der geprüften Kraftstoffeffizienz berechnet werden.
Zur Berechnung der durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz wird ein gewichtetes Mittelungsverfahren angewendet, bei dem jede Kraftstoffeffizienz einen Wichtungswert erhält. Die durchschnittliche Kraftstoffeffizienz kann z. B. als Gleichung (1) ausgedrückt werden. R0 = {A1 × a[0] + A2 × a[1] + A3 × a[2] + ... + An × a[n – 1] + B × b[0]}/(A1 + A2 + A3 + ... An + B) (1)
Dabei ist R0 die vergangene durchschnittliche Kraftstoffeffizienz während des Fahrens, A1, A2, A3, An und B sind Wichtungswerte, a[0], a[1], a[2] und a[n – 1] geben die Kraftstoffeffizienzen jedes Fahrzyklus an und b[0] bezeichnet eine geprüfte Kraftstoffeffizienz.
Berechnung der durchschnittlichen Energieverbrauchsrate der Klimaanlage während des vergangenen Fahrens (S12)
Die durchschnittliche Energieverbrauchsrate der Klimaanlage R_AC (%) während des vergangenen Fahrens kann durch Mitteln der Energieverbrauchsrate der Klimaanlage während mindestens eines vergangenen Fahrzyklus berechnet werden. So kann beispielsweise immer wenn ein Fahrzyklus beendet ist, die Energieverbrauchsrate (%) der Klimaanlage berechnet und gespeichert und dann die gespeicherte Energieverbrauchsraten gemittelt werden, um die durchschnittliche Energieverbrauchsrate der Klimaanlage R_AC während des vergangenen Fahrens zu erhalten.
Dabei kann die Energieverbrauchsrate der Klimaanlage jedes Fahrzyklus als Energieverbrauchsrate der Klimaanlage bezogen auf den Gesamtenergieverbrauch der Batterie eines entsprechenden Fahrzyklus-definiert werden. Die wie oben berechneten Raten können in n Puffern des Speichergeräts gespeichert werden. Die Kraftstoffeffizienzen aller Fahrzyklen können in n Puffern gespeichert werden, und die ältesten Ratendaten können gelöscht werden, wenn neue Ratendaten gespeichert werden, um die Speichereffizienz aufrechtzuerhalten.
Bei Annahme, dass die Klimaanlage nicht in Betrieb ist, kann ein vorgegebener Wert (z. B. 0%) in einem Puffer des Speichergeräts gespeichert und die durchschnittliche Energieverbrauchsrate der Klimaanlage während des vergangenen Fahrens R_AC kann anhand der Rate des Fahrzyklus und des vorgegebenen Wertes berechnet werden.
Zur Berechnung der durchschnittlichen Energieverbrauchsrate kann ein gewichtetes Mittelungsverfahren angewendet werden, bei dem jeder Energieverbrauchsrate ein Wichtungswert zugewiesen und der vorgegebene Wert verwendet wird. Die vergangene durchschnittliche Energieverbrauchsrate der Klimaanlage während des Fahrens R_AC kann z. B. als Gleichung (2) ausgedrückt werden. R_AC = 1 × c[0] + C2 × c[1] + C3 × c[2] + ... + Cn × c[n – 1] + D × d[0]}/(C1 + C2 + C3 + ... Cn + D) (2)
Dabei gibt R_AC eine vergangene durchschnittliche Energieverbrauchsrate der Klimaanlage während des Fahrens an, C1, C2, C3, Cn und D sind Wichtungswerte, c[0], c[1], c[2] und c[n – 1] geben die Raten jedes Fahrzyklus und d[0] gibt einen angenommen Wert an, wenn die Klimaanlage nicht in Betrieb ist.
Berechnung der aktuellen Kraftstoffeffizienz während des Fahrens (S14)
Die aktuelle Kraftstoffeffizienz während des Fahrens R2 (km/%) kann aus der kumulierten Fahrstrecke (km) nach dem Laden, dem SOC (%) unmittelbar nach dem Laden und dem aktuellen SOC (%) berechnet werden. Die aktuelle Kraftstoffeffizienz während des Fahrens R2 kann als Gleichung (3) ausgedrückt werden. R2 = kumulierte Fahrstrecke nach dem Laden/(SOC unmittelbar nach dem Ladenaktuelle SOC) (3)
Berechnung der aktuellen Kraftstoffeffizienz in Abhängigkeit von der Leistungsaufnahme der Klimaanlage (S16)
Die aktuelle Kraftstoffeffizienz R4 (km/%) in Abhängigkeit von der Leistungsaufnahme der Klimaanlage kann die Berechnung der Kraftstoffeffizienz enthalten, mit der ein Fahrzeug mit der von der Klimaanlage aufgenommenen Leistung angetrieben wird, wenn der Fahrer die Klimaanlage einsetzt (z. B. Prozess der Umwandlung der Leistungsaufnahme in Kraftstoffeffizienz entsprechend dem Fahrzeugbetrieb). Die Leistungsaufnahme der Klimaanlage kann dabei aus der Leistungsaufnahme einer Luftkühlvorrichtung wie eines Kompressors und einer Luftheizvorrichtung wie einer elektrischen Heizeinrichtung (z. B. PTC-Heizeinrichtung) bestehen. Die Kraftstoffeffizienz in Abhängigkeit von der Leistungsaufnahme der Klimaanlage kann als Gleichung (4) ausgedrückt werden, mit der Werte in Tabellenform berechnet werden, die sich durch Eingabe der aktuellen Leistungsaufnahme der Klimaanlage ergeben. R4 = Func2 (Leistungsaufnahme des Kühlers + Leistungsaufnahme der Heizeinrichtung) (4)
Dabei kann Func2 als Tabelle implementiert werden, bei der die Kraftstoffeffizienzwerte entsprechend der Leistungsaufnahme vordefiniert sind.
Beim Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die vergangene durchschnittliche Kraftstoffeffizienz während des Fahrens mit den Werten korrigiert werden, die in den obigen Prozessen berechnet wurden (S13), und die vergangene durchschnittliche Kraftstoffeffizienz während des Fahrens sowie die aktuelle Kraftstoffeffizienz während des Fahrens können kombiniert werden (S15). Danach kann die endgültige Kraftstoffeffizienz (S17) und dann daraus eine genauere endgültige DTE berechnet werden (S18).
Korrektur der vergangenen durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz während des Fahrens (S13)
Die Korrektur der vergangenen durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz während des Fahrens kann ausgeführt werden, um die im vorigen Prozess berechnete von der Klimaanlage verbrauchte Energie aus der im vorigen berechneten vergangenen durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz während des Fahrens R0 herauszunehmen, und kann die Bestimmung der vergangenen durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz während des Fahrens R1 (km/%) enthalten, indem angenommen wird, dass die Klimaanlage nicht in Betrieb ist.
Die vergangene durchschnittliche Kraftstoffeffizienz während des Fahrens R1 kann als Gleichung (5) ausgedrückt werden, wobei die vergangene durchschnittliche Kraftstoffeffizienz während des Fahrens R0 und die durchschnittliche Energieverbrauchsrate R_AC der Klimaanlage, die in den obigen Prozessen erhalten wurde, als Eingangsabbildungswerte dienen. R1 = Func1(R0, R_AC) (5)
Dabei kann Fund als Abbildung implementiert und die Korrektur von R0 kann entsprechend R_AC (0 bis 100%) ausgeführt werden.
Kombinieren der vergangenen durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz während des Fahrens und der aktuellen Kraftstoffeffizienz während des Fahrens (S15) Beim Kombinieren der durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz während des Fahrens und der aktuellen Kraftstoffeffizienz während des Fahrens können die in den obigen Prozessen erhaltenen Kraftstoffeffizienzen, insbesondere die vergangene durchschnittliche Kraftstoffeffizienz während des Fahrens R1 (km/%), die bei Annahme, dass die Klimaanlage nicht in Betrieb ist, erhalten wird, und die aktuelle Kraftstoffeffizienz während des Fahrens R2 (km/%) kombiniert werden, um die Kraftstoffeffizienz R3 (km/%) zu erhalten. Die Kraftstoffeffizienz R3 (km/%) kann zur Berechnung der endgültigen Kraftstoffeffizienz R5 verwendet werden, die die aktuelle Leistungsaufnahme der Klimaanlage angibt.
Dabei kann die durch den obigen Kombinierungsprozess erhaltene Kraftstoffeffizienz R3 ein durchschnittlicher Wert der vergangenen Kraftstoffeffizienz während des Fahrens R1, der bei Annahme, dass die Klimaanlage nicht in Betrieb ist, erhalten wird, und der aktuellen Kraftstoffeffizienz während des Fahrens R2 sein. Um den durchschnittlichen Wert zu berechnen, kann eine gewichtete Mittelungstechnik angewendet werden, bei der jeder Kraftstoffeffizienz ein Wichtungswert zugewiesen wird. Die Kraftstoffeffizienz R3 kann als Gleichung (6) ausgedrückt werden. R3 = (R1 × F1 + R2 × F2)/(F1 + F2) (6)
Berechnung der endgültigen Kraftstoffeffizienz (S17) und Berechnung der DTE (S18)
Die endgültige Kraftstoffeffizienz R5 (km/%) kann erhalten werden, indem die Kraftstoffeffizienz R4 in Abhängigkeit von der aktuellen Leistungsaufnahme der Klimaanlage von der kombinierten Kraftstoffeffizienz R3 subtrahiert wird. Danach kann die DTE (km) schließlich aus der endgültigen Kraftstoffeffizienz R5 und dem aktuellen Batterie-SOC (%) erhalten werden.
Die endgültige Kraftstoffeffizienz R5 und die DTE können als Gleichungen (7) und (8) ausgedrückt werden. R5 = R3 – R4 (7) DTE = R5 × (SOC – 5) (8) wobei '5' ein veränderlicher Einstellwert ist.
Ferner kann die Steuerlogik des obigen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung als nicht flüchtiges computerlesbares Medium auf einem computerlesbaren Medium mit ausführbaren Programmanweisungen, die vom Prozessor, der Steuerung und dgl. ausgeführt werden, verwirklicht sein. Beispiele für computerlesbare Medien sind u. a. ROMs, RAMs, Compact Disc(CD)-ROMs, Magnetbänder, Disketten, USB-Sticks, Smart Cards und optische Datenspeichergerate. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann auch in netzgekoppelten Computersystemen verteilt werden, so dass das computerlesbare Medium auf verteilte Weise gespeichert und ausgeführt wird, z. B. von einem Telematik-Server oder einem Controller Area Network (CAN).
Da somit die vergangene durchschnittliche Kraftstoffeffizienz während des Fahrens korrigiert wird, indem die Leistungsaufnahme der Klimaanlage nicht berücksichtigt wird, und die endgültige Kraftstoffeffizienz durch Einbeziehen der Kraftstoffeffizienz in Abhängigkeit von der Leistungsaufnahme der Klimaanlage, der Kraftstoffeffizienz während des Fahrens, die durch Kombinieren der vergangenen durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz während des Fahrens und der aktuelle Kraftstoffeffizienz während des Fahrens berechnet werden, kann die DTE im Vergleich zu herkömmlichen Techniken genauer berechnet werden.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann somit die DTE genauer berechnet werden, indem die Leistungsaufnahme der Klimaanlage herausgenommen und die vergangene durchschnittliche Kraftstoffeffizienz während des Fahrens korrigiert wird. Da somit die endgültige Kraftstoffeffizienz berechnet wird, indem die Kraftstoffeffizienz in Abhängigkeit von der aktuellen Leistungsaufnahme der Klimaanlage in die Kraftstoffeffizienz während des Fahrens, die durch Kombinieren der vergangenen durchschnittlichen und der aktuellen Kraftstoffeffizienz berechnet wird, einbezogen wird, kann die DTE genauer berechnet werden.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen ausführlich beschrieben worden. Der Fachmann wird jedoch erkennen, dass Änderungen dieser Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne von den Prinzipien und dem Geist der Erfindung abzuweichen, deren Gültigkeitsbereich in den angefügten Ansprüchen und ihren Äquivalenten definiert ist.

Claims

Verfahren zum Berechnen der Restreichweite (Distance to Empty (DTE)) eines Elektrofahrzeugs, mit: Berechnen der vergangenen durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz während des Fahrens durch mindestens eine Steuerung; Berechnen der durchschnittlichen Energieverbrauchsrate der Klimaanlage während mindestens einem vergangenen Fahrzyklus durch mindestens eine Steuerung; Berechnen der vergangenen durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz während des Fahrens durch mindestens eine Steuerung, wobei angenommen wird, dass die Klimaanlage nicht in Betrieb ist, aus der vergangenen durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz während des Fahrens und der durchschnittlichen Energieverbrauchsrate der Klimaanlage; Berechnen der aktuellen Kraftstoffeffizienz während des Fahrens durch mindestens eine Steuerung; Kombinieren der vergangenen durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz während des Fahrens durch mindestens eine Steuerung, wobei angenommen wird, dass die Klimaanlage nicht in Betrieb ist, und der aktuellen Kraftstoffeffizienz während des Fahrens; und Berechnen der DTE aus der kombinierten Kraftstoffeffizienz während des Fahrens.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Kombinieren der vergangenen durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz während des Fahrens und der aktuellen Kraftstoffeffizienz während des Fahrens berechnet wird, indem ein gewichtetes Mittelungsverfahren angewendet wird, wobei das gewichtete Mittelungsverfahren der vergangenen durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz während des Fahrens einen Wichtungswert zuweist, wobei angenommen wird, dass die Klimaanlage nicht in Betrieb ist, und der aktuellen Kraftstoffeffizienz während des Fahrens.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die durchschnittliche Energieverbrauchsrate der Klimaanlage während des vergangenen Fahrens berechnet wird, indem die Energieverbrauchsrate der Klimaanlage der vergangenen Fahrzyklen gemittelt wird, die als Intervalle zwischen dem vorigen Laden und dem nächsten Laden definiert sind, und die Energieverbrauchsrate der Klimaanlage jedes Fahrzyklus die Rate der von der Klimaanlage aufgenommenen Energie ist, bezogen auf den Gesamtenergieverbrauch der Batterie des entsprechenden Fahrzyklus.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die durchschnittliche Energieverbrauchsrate der Klimaanlage durch ein gewichtetes Mittelungsverfahren berechnet wird, wobei das gewichtete Mittelungsverfahren einem vorgegebenen angenommenen Wert einen Wichtungswert zuweist, wenn die Klimaanlage nicht in Betrieb ist, und der Energieverbrauchsrate der Klimaanlage jedes Fahrzyklus.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die vergangene durchschnittliche Kraftstoffeffizienz während des Fahrens bei Annahme, dass die Klimaanlage nicht in Betrieb ist, zu Abbildungswerten umgewandelt wird, wobei die vergangene durchschnittliche Kraftstoffeffizienz während des Fahrens und die durchschnittliche Energieverbrauchsrate der Klimaanlage als Eingabewerte dienen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Berechnung der DTE aus der kombinierten Kraftstoffeffizienz während des Fahrens aufweist: Berechnen der Kraftstoffeffizienz entsprechend der aktuellen von der Klimaanlage aufgenommenen Leistung; Berechnen der endgültigen Kraftstoffeffizienz, indem die Kraftstoffeffizienz entsprechend der aktuellen von der Klimaanlage aufgenommenen Leistung in der kombinierten Kraftstoffeffizienz während des Fahrens berücksichtigt wird; und Berechnen der DTE aus der endgültigen Kraftstoffeffizienz.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Kraftstoffeffizienz entsprechend der von der Klimaanlage aufgenommenen aktuellen Leistung aus einer Tabelle berechnet wird, in der Kraftstoffeffizienzwerte entsprechend der Leistungsaufnahme definiert sind.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die endgültige Kraftstoffeffizienz erhalten wird, indem die Kraftstoffeffizienz entsprechend der Leistungsaufnahme der Klimaanlage von der Kraftstoffeffizienz während des Fahrens subtrahiert wird.
Nicht flüchtiges computerlesbares Medium mit Programmanweisungen, die von einer Steuerung ausgeführt werden, wobei das computerlesbare Medium aufweist: Programmanweisungen, die die vergangene durchschnittliche Kraftstoffeffizienz während des Fahrens berechnen; Programmanweisungen, die die durchschnittliche Energieverbrauchsrate der Klimaanlage während mindestens eines vergangenen Fahrzyklus berechnen; Programmanweisungen, die die vergangene durchschnittliche Kraftstoffeffizienz während des Fahrens, wobei angenommen wird, dass die Klimaanlage nicht in Betrieb ist, aus der vergangenen durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz während des Fahrens und der durchschnittlichen Energieverbrauchsrate berechnen; Programmanweisungen, die die aktuelle Kraftstoffeffizienz während des Fahrens berechnen; Programmanweisungen, die die vergangene durchschnittliche Kraftstoffeffizienz während des Fahrens, wobei angenommen wird, dass die Klimaanlage nicht in Betrieb ist, und die aktuelle Kraftstoffeffizienz während des Fahrens berechnen; und Programmanweisungen, die die DTE aus der kombinierten Kraftstoffeffizienz während des Fahrens berechnen.
Nicht flüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 9, wobei die Programmanweisungen, die die DTE aus der kombinierten Kraftstoffeffizienz während des Fahrens berechnen, ferner enthalten: Programmanweisungen, die die Kraftstoffeffizienz entsprechend der aktuellen Leistungsaufnahme der Klimaanlage berechnen; Programmanweisungen, die die endgültige Kraftstoffeffizienz berechnen, indem die Kraftstoffeffizienz entsprechend der aktuellen Leistungsaufnahme der Klimaanlage in die kombinierte Kraftstoffeffizienz während des Fahrens einbezogen wird; und Programmanweisungen, die die DTE aus der endgültigen Kraftstoffeffizienz berechnen.