DE102012214962B4 - Verfahren zum Berechnen der verbleibenden Fahrstrecke für ein Elektrofahrzeug - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Berechnung einer verbleibenden Fahrstrecke (DTE) für ein Elektrofahrzeug, wobei das DTE-Berechnungsverfahren Folgendes aufweist:Erhalten einer verfügbaren Ausgangsenergie einer Batterie;Berechnen der akkumulierenden Verbrauchsenergie der Batterie, welche während des Fahrens einer gegenwärtigen akkumulierenden Fahrstrecke verbraucht wird;Berechnen der verfügbaren Restenergie der Batterie anhand der verfügbaren Ausgangsenergie und der akkumulierenden Verbrauchsenergie;Berechnen einer endgültigen Kraftstoffeffizienz, welche einem Fahren der gegenwärtigen akkumulierenden Fahrstrecke entspricht; undBerechnen einer DTE anhand der endgültigen Kraftstoffeffizienz und der verfügbaren Restenergie, wobei der Schritt zum Berechnen der endgültigen Kraftstoffeffizienz Folgendes aufweist:Berechnen einer durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz des vergangenen Fahrens;Berechnen einer akkumulierenden Kraftstoffeffizienz des gegenwärtigen Fahrens;Berechnen einer durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz des gegenwärtigen Fahrabschnitts;Mischen der durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz des vergangenen Fahrens, der akkumulierenden Kraftstoffeffizienz des gegenwärtigen Fahrens und der durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz des gegenwärtigen Fahrabschnitts;Berechnen einer Kraftstoffeffizienz, welche einer gegenwärtigen Leistung entspricht, welche in einer Klimaanlage verbraucht wird; undBerechnen einer endgültigen Kraftstoffeffizienz anhand der Kraftstoffeffizienz des Fahrens, welche durch das Mischen erhalten wird, und der Kraftstoffeffizienz, welche der in der Klimaanlage verbrauchten Leistung entspricht.

Description

  • HINTERGRUND
  • (a) Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Berechnen der verbleibenden Fahrstrecke (DTE = „Distance to Empty“) für ein Elektrofahrzeug. Genauer betrifft dieselbe ein Verfahren, durch welches eine akkuratere DTE-Berechnung durch Schätzen der verfügbaren Restenergie der Batterie in einem Elektrofahrzeug und Verwenden der geschätzten verfügbaren Restenergie zum Berechnen der DTE geliefert wird.
  • (b) Hintergrund der Erfindung
  • Wie allgemein bekannt ist, werden Elektrofahrzeuge durch Motoren angetrieben, welche über in einer Batterie geladenen Strom angetrieben werden.
  • Bei Elektrofahrzeugen ist es sehr wichtig einen Batteriezustand, wie beispielsweise die gegenwärtige Temperatur der Batterie, den Ladezustand (SOC = „State of Charge“) der Batterie, etc., zu überprüfen und den Batteriezustand zu verwalten, um ein vorbestimmtes oder höheres Niveau beizubehalten. Einer der Gründe zum Überprüfen und Verwalten des Batteriezustands ist den SOC der Batterie in Echtzeit zu überwachen, um einen Fahrer während des Fahrens über eine verbleibende Fahrstrecke (DTE) zu informieren, welche der Restkapazität der Batterie entspricht.
  • Bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor wird ein Fahrer über eine DTE informiert, welche anhand des gegenwärtigen Kraftstoffzustands geschätzt wird. Ähnlich wird bei Elektrofahrzeugen eine DTE (Restfahrstrecke), welche der Restkapazität der Batterie entspricht, anhand des Energiezustands der gegenwärtigen Batterie geschätzt. Diese DTE wird dann auf einem Kombiinstrument (welches üblicherweise Messgeräte, wie beispielsweise einen Geschwindigkeitsmesser, einen Drehzahlmesser, einen Kilometerzähler und eine Tankanzeige, und Anzeigevorrichtungen enthält, wie beispielsweise eine Schalthebelstellung, eine Sicherheitsgurt-Warnleuchte, eine Warnleuchte für angezogene Handbremse und eine Kraftmaschinenstörungsleuchte) oder Ähnlichem angezeigt.
  • Ein herkömmliches DTE-Berechnungsverfahren für ein Elektrofahrzeug schätzt eine DTE unter Verwendung eines Verhältnisses zwischen dem SOC (%), welcher bei einer Hochspannungsbatterie die Restenergie ist, und der Energieverbrauchsrate pro Strecke.
  • 1 ist ein Ablaufplan, welcher einen herkömmlichen DTE-Berechnungsprozess zeigt. Der herkömmliche DTE-Berechnungsprozess wird in Bezug auf 1 beschrieben werden.
  • Das herkömmliche DTE-Berechnungsverfahren beinhaltet das Berechnen einer endgültigen Kraftstoffeffizienz (S1) und Berechnen einer DTE anhand der berechneten endgültigen Kraftstoffeffizienz (S2). Genauer beinhaltet das herkömmliche DTE-Berechnungsverfahren das Berechnen einer durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz (km/%) des vergangenen Fahrens, Berechnen einer akkumulierenden Kraftstoffeffizienz (km/%) des gegenwärtigen Fahrens, Berechnen einer durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz (km/%) des gegenwärtigen Fahrabschnitts und Berechnen einer offiziellen Kraftstoffeffizienz (km/%) (oder einer autorisierten Kraftstoffeffizienz, welche ein Wert ist, welcher in einem Kraftstoffeffizienz-Testmodus berechnet und eingegeben wird, welcher einem Fahrzeugmodell entspricht). Dann wird eine endgültige Kraftstoffeffizienz durch das Mischen (blending) der durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz des vergangenen Fahrens, der akkumulierenden Kraftstoffeffizienz des gegenwärtigen Fahrens, der durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz des gegenwärtigen Fahrabschnitts und der offiziellen Kraftstoffeffizienz berechnet. Die DTE wird dann anhand der berechneten endgültigen Kraftstoffeffizienz berechnet.
  • Bei diesem Verfahren wird die durchschnittliche Kraftstoffeffizienz des vergangenen Fahrens durch die Durchschnittsbestimmung der Kraftstoffeffizienzen von n beendeten Fahrzyklen berechnet (d.h., der Abstand vom vorherigen Laden bis zum nächsten Laden ist als ein Fahrzyklus definiert). Die Kraftstoffeffizienz (km/%) wird am Ende jedes Fahrzyklus (d.h., der vorherige Fahrzyklus wird beendet, wenn das Laden initiiert wird) berechnet und gespeichert und dann werden die gespeicherten Kraftstoffeffizienzen der Zyklen gemittelt.
  • In diesem Fall wird die Kraftstoffeffizienz (km/%) des Fahrzyklus als akkumulierende Fahrstrecke während eines Fahrzyklus (km)/ΔSOC(%) ausgedrückt, wobei ΔSOC(%) = SOC(%) sofort nach dem vorangehenden Laden - SOC(%) kurz vor dem gegenwärtigen Laden ist.
  • Die akkumulierende Kraftstoffeffizienz (km/%) des gegenwärtigen Fahrens ist eine Kraftstoffeffizienz des gegenwärtigen Fahrzyklus nach dem Laden.
  • Die durchschnittliche Kraftstoffeffizienz (km/%) des gegenwärtigen Fahrabschnitts wird durch die Durchschnittsbestimmung der Kraftstoffeffizienzen von n bestimmten Abschnitten des Fahrens berechnet, in welchen die Kraftstoffeffizienz für jede Fahrstrecke eines bestimmten Abschnitts berechnet und gespeichert wird und die gespeicherten Kraftstoffeffizienzen gemittelt werden.
  • Wenn die endgültige Kraftstoffeffizienz berechnet wird, wird eine DTE basierend auf der endgültigen Kraftstoffeffizienz berechnet und dann auf der Gerätegruppe oder Ähnlichem angezeigt. In diesem Fall wird eine DTE (km) als ‚endgültige Kraftstoffeffizienz (km/%) x gegenwärtiger SOC (%)‘ berechnet.
  • An sich wird beim Berechnen einer DTE eines Elektrofahrzeugs nach dem herkömmlichen Verfahren der SOC der Batterie erfordert. Genauer wird beim Berechnen der Kraftstoffeffizienz eines beendeten Fahrzyklus der gesamte Batterieverbrauch (entsprechend dem obigen ΔSOC) während Zyklen reflektiert.
  • Das herkömmliche DTE-Berechnungsverfahren berechnet jedoch eine DTE unter der Annahme, dass ein SOC-Niveau der Batterie ein verfügbares Energieniveau ist. Folglich tritt bei der DTE-Berechnung ein Fehler auf, da ein Wert, welcher einem spezifischen Kraftstoffverbrauch (km/l) einer Verbrennungskraftmaschine entspricht, als Kraftstoffeffizienz (km/%) verwendet wird.
  • Da die SOC-Änderung der Batterie und die Änderung der verfügbaren Energie der Batterie nicht gleich sind, tritt in der Praxis ein Fehler bei der DTE-Berechnung auf während die Korrelation zwischen der SOC-Änderung der Batterie und der Änderung der verfügbaren Energie der Batterie verringert wird.
  • Daher wird eine zusätzliche Kompensation erfordert. Das herkömmliche DTE-Berechnungsverfahren führt jedoch keine Korrektur in Bezug auf die Batterietemperatur und das Strommuster der Batterie durch (das Fahrmuster des Fahrzeugs und Strommuster gleichen einander), was zu einer weiteren Herabsetzung der Genauigkeit der DTE-Berechnung führt.
  • Beim Vergleichen des Fahrens bei -10°C mit dem Fahren bei 20°C unterscheiden sich beispielsweise die entsprechenden tatsächlichen DTEs voneinander.
  • Zudem ist der Batterie-SOC ein normalisierter Wert eines akkumulierenden Wertes des Betrags der elektrischen Ladung (ein Stromwert wird durch Integration berechnet). Folglich kann der Batterie-SOC die verfügbare Restenergie der Batterie (verfügbare Energie der gegenwärtigen Batterie) nicht akkurat ausdrücken.
  • Zudem ereignet sich ein Batteriespannungsabfall gemäß der Stromgröße und Temperatur der Batterie und eine Änderung der verfügbaren Energie tritt auf, so dass die Genauigkeit bei der DTE-Berechnung basierend auf dem Batterie-SOC (%) herabgesetzt wird.
  • Die DE 31 42 038 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Anordnung zur Ermittlung einer restlichen Fahrreichweite bei einem Elektrofahrzeug.
  • Die 10 2011 054 457 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Reichweitenbestimmung eines Elektrofahrzeugs.
  • Die JP 2011-142758 A beschreibt eine Vorrichtung für eine Reichweitenberechnung an einem Fahrzeug.
  • Die US 2011/0166810 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Bestimmung einer zu erwartenden Reichweite eines Fahrzeugs.
  • Die US 2012/0109408 A1 beschreibt ein Verfahren zur Abschätzung einer Reichweite eines Fahrzeugs.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Berechnung einer verbleibenden Fahrstrecke für ein Elektrofahrzeug nach Anspruch 1 sowie ein nicht-transitorisches, computerlesbares Medium, nach Anspruch 10.
  • Die vorliegende Erfindung erfolgte in einem Bestreben die oben beschriebenen Probleme zu lösen, welche mit dem Stand der Technik assoziiert werden, und liefert ein verbessertes DTE-Berechnungsverfahren für ein Elektrofahrzeug. Genauer ist ein DTE-Berechnungsverfahren für ein Elektrofahrzeug geliefert, welches eine verfügbare Energie einer Batterie, welche einem repräsentativen Strommuster der Batterie entspricht (gegenwärtiges Muster mit einer hohen Inzidenzfrequenz bzw. Häufigkeit des Auftretens), pro Batterietemperatur und einen Batterie-SOC erhält. Diese verfügbare Energie der Batterie und dieser Batterie-SOC werden durch einen Test erhalten, welcher Zustände berücksichtigt, welche die verfügbare Restenergie der tatsächlichen Batterie beeinträchtigen, welche verwendet wird, und die verfügbare Energie der tatsächlichen Batterie, welche nach dem Fahren der gegenwärtigen akkumulierenden Fahrstrecke übrig bleibt, wird berechnet. Insbesondere wird eine verfügbare Ausgangsenergie der Batterie von einem Kennfeld der verfügbaren Ausgangsenergie der Batterie erhalten, welches unter Verwendung erhaltener Testdaten erzeugt wird. Nach dem vorliegenden Verfahren wird die Genauigkeit der DTE-Berechnung verbessert.
  • In einem Aspekt liefert die vorliegende Erfindung ein DTE-Berechnungsverfahren für ein Elektrofahrzeug, welches das Erhalten einer verfügbaren Ausgangsenergie der Batterie, das Berechnen einer akkumulierenden Verbrauchsenergie der Batterie, welche während des Fahrens einer gegenwärtigen akkumulierenden Fahrstrecke verbraucht wird, das Berechnen einer verfügbaren Restenergie der Batterie anhand der Werte der verfügbaren Ausgangsenergie und akkumulierenden Verbrauchsenergie, das Berechnen einer endgültigen Kraftstoffeffizienz, welche dem Fahren einer gegenwärtigen akkumulierenden Fahrstrecke entspricht, und das Berechnen einer DTE anhand der endgültigen Kraftstoffeffizienz und der verfügbaren Restenergie enthält.
  • Nach verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet die akkumulierende Verbrauchsenergie der Batterie, welche während des Fahrens der gegenwärtigen akkumulierenden Fahrstrecke verbraucht wird, eine akkumulierende Verbrauchsenergie, welche durch das Fahrzeug während des Fahrens der gegenwärtigen akkumulierenden Fahrstrecke nach dem Laden genutzt wird.
  • Nach verschiedenen Ausführungsformen enthält der Schritt zum Erhalten der verfügbaren Ausgangsenergie der Batterie das Erhalten der verfügbaren Ausgangsenergie der Batterie von einem Kennfeld eines Batteriemanagementsystems durch Verwenden einer Batterieausgangstemperatur und eines Ausgangs-Ladezustands (SOC) der Batterie nach dem Laden.
  • Nach verschiedenen Ausführungsformen enthält der Schritt zum Berechnen der akkumulierenden Verbrauchsenergie der Batterie das Addieren von Leistungswerten, welche unter Verwendung von Strom- und Spannungswerten der Batterie während des Fahrens einer akkumulierenden Fahrstrecke nach dem Laden der Batterie berechnet werden. Nach verschiedenen Ausführungsformen wird die akkumulierende Verbrauchsenergie durch Integration mathematisch berechnet.
  • Nach verschiedenen Ausführungsformen wird die akkumulierende Verbrauchsenergie der Batterie auf ‚0‘ zurückgesetzt, wenn die verfügbare Ausgangsenergie der Batterie aktualisiert wird.
  • Nach verschiedenen Ausführungsformen enthält die Berechnung der verfügbaren Restenergie der Batterie das Subtrahieren der akkumulierenden Verbrauchsenergie der Batterie von einer kürzlich aktualisierten verfügbaren Ausgangsenergie der Batterie.
  • Nach verschiedenen Ausführungsformen ist in Fällen, in welchen die Zündung (IG) AUS ist und dann IG AN ist, bei Vollendung des Ladens der Batterie und bei Aktualisierung einer Speichereinrichtung eines Batteriemanagementsystems die verfügbare Ausgangsenergie der Batterie Daten, welche von einem Kennfeld unter Verwendung der Batterietemperatur und des Batterie-SOC in einem Zustand Zündung (IG) AN erhalten werden, wenn die in IG-AUS gespeicherte Batterietemperatur und die Batterietemperatur in IG-AN einen Unterschied zwischen denselben aufweisen, welcher mehr als ein vorbestimmter Wert beträgt.
  • Nach verschiedenen Ausführungsformen ist die verfügbare Ausgangsenergie der Batterie unmittelbar vor IG-AUS mit der identisch, welche in einem anderen IG-AN verwendet wird, wenn die Batterietemperatur in IG-AUS und die Batterietemperatur in dem anderen IG-AN gleich sind oder einen Unterschied zwischen denselben aufweisen, welcher geringer als ein vorbestimmter Wert ist.
  • Nach der Erfindung enthält die Berechnung der endgültigen Kraftstoffeffizienz das Berechnen einer durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz des vergangenen Fahrens, das Berechnen einer akkumulierenden Kraftstoffeffizienz des gegenwärtigen Fahrens und das Berechnen einer durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz des gegenwärtigen Fahrabschnitts, das Mischen der berechneten Werte für die durchschnittliche Kraftstoffeffizienz des vergangenen Fahrens, die akkumulierende Kraftstoffeffizienz des gegenwärtigen Fahrens und die durchschnittliche Kraftstoffeffizienz des gegenwärtigen Fahrabschnitts, das Berechnen einer Kraftstoffeffizienz, welche einer gegenwärtigen Leistung entspricht, welche in einer Klimaanlage verbraucht wird, und das Berechnen einer endgültigen Kraftstoffeffizienz anhand der Kraftstoffeffizienz des Fahrens, welche durch Mischen der berechneten Werte erhalten wird, und der berechneten Kraftstoffeffizienz, welche der in der Klimaanlage verbrauchten Leistung entspricht. Nach verschiedenen Ausführungsformen enthält die Berechnung der durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz des gegenwärtigen Fahrabschnitts das Berechnen einer durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz von Fahrabschnitten durch Anwenden eines Schemas einer gewichteten Durchschnittsbestimmung, welches Gewichtungswerte auf Kraftstoffeffizienzen der jeweiligen Fahrabschnitte anwendet und den Durchschnitt der gewichteten Kraftstoffeffizienzen ermittelt.
  • Nach verschiedenen Ausführungsformen wird die endgültige Kraftstoffeffizienz durch Subtrahieren der Kraftstoffeffizienz, welche der in der Klimaanlage verbrauchten Leistung entspricht, von der Kraftstoffeffizienz des Fahrens, welche durch das Mischen erhalten wird, erhalten.
  • Andere Aspekte und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden unten erörtert.
  • Figurenliste
  • Die obigen und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nun in Bezug auf eine beispielhafte Ausführungsform derselben detailliert beschrieben werden, welche in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht ist, welche nachstehend nur zur Veranschaulichung dienen und folglich die vorliegende Erfindung nicht beschränken und in welchen:
    • 1 ein Ablaufplan ist, welcher einen herkömmlichen DTE-Berechnungsprozess zeigt;
    • 2 ein Ablaufplan ist, welcher einen DTE-Berechnungsprozess nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
    • 3 ein Blockablaufplan ist, welcher ein Berechnungsverfahren in jedem Schritt der DTE-Berechnung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
    • 4 ein Blockablaufplan ist, welcher ein Berechnungsverfahren für eine verfügbare Restenergie einer Batterie in einer DTE-Berechnung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Es sollte klar sein, dass die beiliegenden Zeichnungen nicht unbedingt maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener bevorzugter Merkmale repräsentieren, welche für die grundlegenden Prinzipien der Erfindung veranschaulichend sind. Die spezifischen Ausgestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, welche hierin offenbart sind und beispielsweise bestimmte Maße, Orientierungen, Plätze und Formen enthalten, werden zum Teil durch die bestimmte vorgesehene Anwendung und Einsatzumgebung bestimmt werden.
  • In den Figuren beziehen sich die Bezugsnummern überall in den verschiedenen Figuren der Zeichnung auf gleiche oder äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Nachstehend wird eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden, um zu ermöglichen, dass jemand mit gewöhnlichen technischen Fähigkeiten die vorliegende Erfindung leicht ausführen kann. Zwar wird die Erfindung in Verbindung mit der beispielhaften Ausführungsform beschrieben werden, aber es wird klar sein, dass die vorliegende Beschreibung die Erfindung nicht auf diese beispielhafte Ausführungsform beschränken soll. Im Gegenteil soll die Erfindung nicht nur die beispielhafte Ausführungsform sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen decken, welche innerhalb des Wesens und Bereiches der Erfindung enthalten sein können, die durch die beiliegenden Ansprüche definiert ist.
  • Es sollte klar sein, dass der Ausdruck „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-“ oder ein anderer ähnlicher Ausdruck, der hierin verwendet wird, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen enthält, wie beispielsweise Personenkraftwagen, welche Geländefahrzeuge (SUV), Busse, Lastwagen, verschiedene Geschäftswagen enthalten, Wasserfahrzeuge, welche eine Vielzahl an Booten und Schiffen enthalten, Luftfahrzeuge und Ähnliches, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, elektrische Plug-In-Hybridfahrzeuge, Fahrzeuge mit Wasserstoffantrieb und andere Fahrzeuge mit alternativen Brennstoffen enthält (z.B. Brennstoffe, welche aus anderen Rohstoffen als Erdöl gewonnen werden). Wie hierin bezeichnet, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, welches zwei oder mehr Leistungsquellen aufweist, wie beispielsweise sowohl benzinbetriebene als auch elektrisch betriebene Fahrzeuge.
  • Die hierin verwendete Terminologie dient nur zum Zweck des Beschreibens bestimmter Ausführungsformen und soll die Erfindung nicht beschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein/eine“ und „der/die/das“ auch die Pluralformen enthalten, sofern der Kontext dies nicht anderweitig klar erkennen lässt. Es wird zudem klar sein, dass die Ausdrücke „weist auf“ und/oder „aufweisend“, wenn in dieser Beschreibung verwendet, das Vorhandensein der genannten Merkmale, ganzen Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Bauteile spezifizieren, aber nicht das Vorhandensein oder den Zusatz von einem oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Bauteilen und/oder Gruppen derselben ausschließen. Wie hierin verwendet, enthält der Ausdruck „und/oder“ irgendeine oder alle Kombinationen aus einem oder mehreren der assoziierten, aufgelisteten Gegenstände.
  • Nachstehend wird die vorliegende Erfindung in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben werden.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Berechnen einer verbleibenden Fahrstrecke (DTE) für ein Elektrofahrzeug, bei welchem die verfügbare Restenergie der tatsächlichen Batterie verwendet wird und die DTE basierend auf der Energie der tatsächlichen, verfügbaren Batterie berechnet wird (d.h., wobei sich „tatsächliche Batterie“ und „verfügbare Batterie“ und ähnliche Ausdrücke auf die Batterie in dem Elektrofahrzeug beziehen).
  • Genauer wird durch Verwenden der verfügbaren Ausgangsenergie der Batterie, welche basierend auf Testdaten erhalten wird, die verfügbare Restenergie (kWh) der tatsächlichen Batterie berechnet. Zudem wird eine akkurate Kraftstoffeffizienz (km/kWh) als physikalische Größe, welche einem spezifischen Kraftstoffverbrauch einer Verbrennungskraftmaschine entspricht, basierend auf einem Energiewert berechnet und dadurch eine akkuratere DTE-Berechnung erzielt.
  • Wie in 2 gezeigt, enthält ein DTE-Berechnungsprozess nach der vorliegenden Erfindung einen Prozess (S11) zum Erhalten einer verfügbaren Ausgangsenergie einer Batterie, einen Prozess (S12) zum Berechnen einer akkumulierenden Verbrauchsenergie der Batterie, einen Prozess (S13) zum Berechnen einer verfügbaren Restenergie (Restenergie) der Batterie durch Verwenden der verfügbaren Ausgangsenergie und der akkumulierenden Verbrauchsenergie, Prozesse (S14-S19) zum Berechnen einer endgültigen Kraftstoffeffizienz und einen Prozess (S20) zum Berechnen einer DTE anhand der endgültigen Kraftstoffeffizienz.
  • Hierin beinhalten die Prozesse (S14-S19) zum Berechnen der endgültigen Kraftstoffeffizienz einen Prozess (S14) zum Berechnen einer durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz des vergangenen Fahrens, einen Prozess (S15) zum Berechnen einer akkumulierenden Kraftstoffeffizienz des gegenwärtigen Fahrens, einen Prozess (S16) zum Berechnen einer durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz des gegenwärtigen Fahrabschnitts, einen Prozess (S17) zum Mischen der durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz des vergangenen Fahrens, der akkumulierenden Kraftstoffeffizienz des gegenwärtigen Fahrens und der durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz des gegenwärtigen Fahrabschnitts, einen Prozess (S18) zum Berechnen einer Kraftstoffeffizienz, welche der gegenwärtigen Leistung entspricht, welche in der Klimaanlage verbraucht wird, und einen Prozess (S19) zum Berechnen der endgültigen Kraftstoffeffizienz anhand einer Kraftstoffeffizienz, welche durch das Mischen (S17) erhalten wurde, und einer Kraftstoffeffizienz, welche der in der Klimaanlage verbrauchten Leistung entspricht.
  • Bei der vorliegenden Erfindung ist eine Steuerung (nicht gezeigt) mit Betätigungsblöcken zum Ausführen und Steuern der Berechnungsprozesse in den jeweiligen Prozessen und zum Steuern einer Speichereinrichtung vorgesehen. Nach den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird eine endgültig berechnete DTE auf einer Gerätegruppe angezeigt und die Steuerung kann ein Bordcomputer eines Fahrzeugs oder eine separate Steuerung sein, welche eine DTE berechnet und die berechnete DTE zum Bordcomputer überträgt.
  • Die Steuerung ist zum Erhalten der verfügbaren Ausgangsenergie der Batterie von Testdaten vorgesehen, welche unter Berücksichtigung von Zuständen gewonnen werden, welche die tatsächlich verfügbare Batterieenergie beeinträchtigen. An sich ist die Steuerung zum Empfangen von Informationen über die verfügbare Ausgangsenergie der Batterie von einem Batteriemanagementsystem sowie von Informationen, wie beispielsweise An/Aus-Signale und Betätigungszustand einer Klimaanlage etc., von einer Klimaanlagensteuerung vorgesehen.
  • Nachstehend werden die jeweiligen Berechnungsprozesse, welche in 2 gezeigt sind, in Bezug auf 3 detaillierter beschrieben werden.
  • Berechnung der verfügbaren Ausgangsenergie der Batterie (S11)
  • Batterien von Elektrofahrzeugen erfahren verschiedene Spannungsabfälle gemäß den Strommustern derselben. Selbst wenn Batterien die gleiche Leistung verwenden, können sich die verfügbaren Energien an sich von Batterie zu Batterie unterscheiden.
  • Zudem kann eine Batterie unterschiedliche verfügbare Energien aufweisen, welche von Faktoren, wie beispielsweise Temperatur, Abnutzungsgrad, etc., sowie dem Strommuster abhängen.
  • Daher wird nach der vorliegenden Erfindung zuerst das Strommuster der Batterie (Fahrmuster) mit einer hohen Häufigkeit des Auftretens gemäß einem Niveau des Abnutzungsgrads der Batterie ausgewählt. Die Auswahl des Strommusters der Batterie kann durch Auswählen eines Strommusters mit einer relativ hohen Häufigkeit des Auftretens erzielt werden, wie beispielsweise ein Autorisierungstestmodus, wie beispielsweise ein Urban Dynamometer Driving Schedule (UDDS), ein Fahrmodus mit konstanter Geschwindigkeit, etc.
  • Für jedes Strommuster der Batterie, welches wie oben beschrieben wurde ausgewählt wird, wird eine verfügbare Energie, welche einer Ausgangstemperatur der Batterie nach dem Laden der Batterie und einem Ausgangs-SOC der Batterie entspricht, durch einen Test gemessen und gesichert.
  • In diesem Fall sind die Testzustände eine Haltetemperatur (soak temperature) des Fahrzeugs und ein Start-SOC der Batterie.
  • Nach einer beispielhaften Ausführungsform weist die Haltetemperatur einen Bereich von 10°C im Bereich von -30°C bis 30°C auf und ein Start-SOC einen Bereich von 10% im Bereich zwischen 90-10% auf. An sich wird durch den Test, welcher auf jedem Strommuster basiert, eine verfügbare Batterieenergie für jede Haltetemperatur und jeden Start-SOC gemessen und gesichert. Nach verschiedenen Ausführungsformen wird auch eine Batterieenergie, welche beim Start-SOC von 5% verfügbar ist, getestet, gemessen und gesichert.
  • Nachdem Daten der verfügbaren Batterieenergie, welche jeder Haltetemperatur und jedem Start-SOC entsprechen, erhalten werden, werden die erhaltenen Daten gemäß jedem Strommuster gemittelt, um einen Durchschnittswert zu berechnen, und der Durchschnittswert wird als verfügbare Ausgangsenergie der Batterie während des Fahrens nach dem Laden der Batterie angewendet.
  • Bei einer Haltetemperatur von -30°C und einem Start-SOC von 80% wird beispielsweise ein Durchschnittswert der Werte der verfügbaren Batterieenergie, welche jeweiligen Strommustern (ausgewählte Strommuster) entsprechen, als verfügbare Ausgangsenergie der Batterie während des Fahrens angewendet (wenn die Ausgangstemperatur der Batterie 30°C und der Ausgangs-SOC der Batterie 80% nach dem Laden beträgt).
  • D.h., ein Durchschnittswert, welcher durch die Durchschnittsbestimmung der verfügbaren Energie berechnet wird, welche jedem Strommuster entspricht, wird als verfügbare Ausgangsenergie der Batterie verwendet.
  • Durch das Verwenden der erhaltenen Daten (Testdaten) der verfügbaren Energie wird ein Kennfeld der verfügbaren Ausgangsenergie der Batterie (kurz „Kennfeld“) in der Speichereinrichtung des Batteriemanagementsystems konfiguriert.
  • Das Batteriemanagementsystem überprüft Daten des Kennfelds mit Eingabewerten des Ausgangs-SOC der Batterie und der Ausgangstemperatur der Batterie und versorgt folglich die Steuerung mit der verfügbaren Ausgangsenergie der Batterie (Kennfelddaten), welche Zuständen (Ausgangs-SOC der Batterie und Ausgangstemperatur der Batterie) entsprechen, als Ausgabewert (siehe 4).
  • Hierin legt das Batteriemanagementsystem die Kennfelddaten (Ausgabewert) bei Zündung (IG) AN nach Vollendung des Ladens der Batterie fest und speichert die gegenwärtige Temperatur der Batterie bei jedem IG-AUS. Die Batterietemperatur in einem anderen IG-AN nach IG-AUS wird mit der Batterietemperatur im IG-AUS verglichen. Wenn ein Unterschied zwischen denselben größer als ein vorbestimmter Wert ist, wird der Ausgabewert des Kennfelds auf eine verfügbare Energie aktualisiert, welche dem Temperaturwert zur gegenwärtigen Zeit (IG-AN) entspricht.
  • D.h., wenn die im IG-AUS gespeicherte Batterietemperatur und die Batterietemperatur zur gegenwärtigen Zeit (IG-AN) einen Unterschied aufweisen, welcher größer als der vorbestimmte Wert ist, werden Kennfelddaten (verfügbare Ausgangsenergie der Batterie), welche der Batterietemperatur und dem Batterie-SOC zur gegenwärtigen Zeit (IG-AN) entsprechen, von dem Kennfeld erhalten und folglich die verfügbare Ausgangsenergie der Batterie aktualisiert.
  • Die Daten der verfügbaren Batterieenergie verändern sich fortlaufend gemäß der Batterietemperatur, welche sich während eines Tests von einer Ausgangstemperatur verändert. Folglich wird die Batterietemperatur im IG-AUS gespeichert und mit der Batterietemperatur in einem anderen IG-AN verglichen. Wenn ein Unterschied zwischen denselben nicht größer als ein vorbestimmter Wert ist, dann wird angenommen, dass die Daten der verfügbaren Energie in IG-Aus und Daten der verfügbaren Energie in einem anderen IG-AN fortlaufende Einzeldaten sind, so dass ein Ausgabewert des Kennfelds (verfügbare Ausgangsenergie der Batterie) nicht aktualisiert wird. Folglich wird in einem anderen IG-AN eine verfügbare Ausgangsenergie R6 der Batterie unmittelbar vor IG-AUS identisch angewendet.
  • D.h., als verfügbare Ausgangsenergie R6 der Batterie werden Testdaten, welche in IG-AN angewendet werden, identisch in IG-AUS angewendet, und wenn die Batterietemperatur in einem anderen IG-AN gleich der Batterietemperatur ist, welche im unmittelbar vorherigen IG-AUS gespeichert ist, oder einen Unterschied innerhalb eines vorbestimmten Bereiches aufweist, wird die verfügbare Ausgangsenergie der Batterie im unmittelbar vorherigen IG-AUS ohne Update identisch verwendet.
  • Wenn beispielsweise die Kennfelddaten (verfügbare Ausgangsenergie der Batterie) 1 10kWh sind, wenn die Ausgangsbatterietemperatur -20°C und der Ausgangs-SOC der Batterie 80% beträgt, und die Kennfelddaten 2 6kWh sind, wenn die Ausgangsbatterietemperatur 10°C und der Ausgangs-SOC der Batterie 50% beträgt, wenn ein Fahrzeug für eine vorbestimmte Zeit zurückgelassen wird nachdem die Batterie durch ein Ladegerät bis auf einen SOC von 80% geladen wird, und die Batterietemperatur dann im IG-AN -20°C beträgt, dann beträgt die verfügbare Ausgangsenergie der Batterie 10kWh. Wenn nach dem Fahren einer vorbestimmten Strecke der Batterie-SOC 50% und die Batterietemperatur 20°C beträgt, wird die Batterietemperatur (20°C) im IG-AUS gespeichert.
  • In einem anderen IG-AN zum Fahren bleibt, wenn die Batterietemperatur 20°C beträgt, die verfügbare Ausgangsenergie der Batterie der vorherige Wert (10kWh) (in dem unmittelbar vorherigen IG-AUS). Wenn die Batterietemperatur in einem anderen IG-AN 10°C beträgt (ein Temperaturunterschied, welcher größer als ein vorbestimmter Wert ist, wird erzeugt, wenn mit dem unmittelbar vorherigen IG-AUS verglichen), dann wird die verfügbare Ausgangsenergie der Batterie aktualisiert und auf 6kWh verändert, was der Wert der Kennfelddaten 2 ist.
  • Berechnung der akkumulierenden Verbrauchsenergie der Batterie (S12)
  • Durch das Addieren von Leistungen, welche durch das Multiplizieren eines Stromwertes der gegenwärtigen Batterie mit einem Spannungswert der gegenwärtigen Batterie in vorbestimmten Zeitabständen während des Fahrens einer akkumulierenden Fahrstrecke nach dem Laden der Batterie berechnet werden, wird eine akkumulierende Verbrauchsenergie R7 der Batterie durch Integration berechnet.
  • Die berechnete akkumulierende Verbrauchsenergie R7 der Batterie wird auf ‚0‘ zurückgesetzt, wenn ein Unterschied zwischen der Batterietemperatur, welche in IG-AUS gespeichert ist, und der gegenwärtigen Batterietemperatur (in IG-AN) größer als ein vorbestimmter Wert bei IG-AUS gefolgt von IG-AN, bei Vollendung des Ladens der Batterie, oder wenn die verfügbare Ausgangsenergie der Batterie aufgrund des Updates der Speichereinrichtung (z.B. Festwertspeicher oder Ähnliches) im Batteriemanagementsystem aktualisiert wird, ist.
  • Berechnung der verfügbaren Restenergie (Restenergie) der Batterie (S13)
  • Durch Subtrahieren der akkumulierenden Verbrauchsenergie R7 von der verfügbaren Ausgangsenergie R6 der Batterie wird eine verfügbare Restenergie (gegenwärtige, verfügbare Energie) R8 der Batterie berechnet.
  • Wenn die verfügbare Ausgangsenergie R6 der Batterie aktualisiert wird, wird hierin die gegenwärtige, verfügbare Energie R8 der Batterie durch Anwenden bzw. Einsetzen der aktualisierten verfügbaren Ausgangsenergie der Batterie berechnet.
  • D.h., die Restenergie (gegenwärtige, verfügbare Energie) R8 der Batterie wird als ‚kürzlich aktualisierte verfügbare Ausgangsenergie der Batterie - akkumulierende Verbrauchsenergie R7 der Batterie‘ berechnet.
  • D.h., bei IG-AUS gefolgt von IG-AN, Vollendung des Ladens der Batterie oder Aktualisieren der Speichereinrichtung des Batteriemanagementsystems wird, wenn ein Unterschied zwischen der in IG-AUS gespeicherten Batterietemperatur und der gegenwärtigen Batterietemperatur (in IG-AN) größer als ein vorbestimmter Wert ist, die verfügbare Ausgangsenergie der Batterie dann mit Kennfelddaten (verfügbare Ausgangsenergie der Batterie) aktualisiert, welche der Batterietemperatur und dem Batterie-SOC zur gegenwärtigen Zeit (IG-AN) entsprechen. Folglich werden die aus dem Kennfeld erhaltenen Daten als verfügbare Ausgangsenergie R6 der Batterie verwendet. In anderen Fällen wird die verfügbare Ausgangsenergie der Batterie gehalten und verwendet.
  • Als nächstes wird zum Berechnen der endgültigen Kraftstoffeffizienz R5 der folgende Prozess durchgeführt.
  • Berechnung der durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz des vergangenen Fahrens (S14)
  • Eine durchschnittliche Kraftstoffeffizienz R0 (km/kWh) des vergangenen Fahrens wird durch die Durchschnittsbestimmung der Kraftstoffeffizienzen von beendeten Fahrzyklen berechnet (d.h., der Abstand von einem vorherigen Laden bis zum nächsten Laden ist als ein Fahrzyklus definiert). Die Kraftstoffeffizienz (km/kWh) wird am Ende jedes Fahrzyklus berechnet und gespeichert (d.h., der vorherige Fahrzyklus wird beim Laden beendet) und dann werden die gespeicherten Kraftstoffeffizienzen der Zyklen gemittelt.
  • Die Kraftstoffeffizienz (km/kWh) eines Fahrzyklus wird als ‚akkumulierende Fahrstrecke (km) des entsprechenden Fahrzyklus/akkumulierende Verbrauchsenergie (kWh), welche beim Fahren eines entsprechenden Fahrzyklus des Fahrzeugs verwendet wird‘ berechnet.
  • Die Kraftstoffeffizienz, welche wie oben beschrieben berechnet wird, wird in n Puffern in der Speichereinrichtung gespeichert, und wenn die Kraftstoffeffizienz jedes Fahrzyklus in den n Puffern gespeichert wird, werden die ältesten Kraftstoffeffizienzdaten gelöscht während neue Kraftstoffeffizienzdaten gespeichert werden.
  • Eine offizielle Kraftstoffeffizienz (durch einen Kraftstoffeffizienztestmodus, welcher einem Fahrzeugmodell entspricht, berechnet und eingegeben) wird in einem Puffer in der Speichereinrichtung gespeichert und durch das Verwenden einer Kraftstoffeffizienz eines entsprechenden Fahrzyklus und der offiziellen Kraftstoffeffizienz wird die durchschnittliche Kraftstoffeffizienz R0 des vergangenen Fahrens berechnet.
  • Bei der Kraftstoffeffizienz-Durchschnittsberechnung kann ein Schema einer gewichteten Durchschnittsbestimmung, welches einen Gewichtungswert auf jede Kraftstoffeffizienz anwendet (mit anderen Worten trägt ein bestimmter Kraftstoffeffizienzwert zu der Berechnung basierend auf dem bestimmten Gewichtungswert bei, welcher zu dieser bestimmten Kraftstoffeffizienz gegeben wird, wobei Kraftstoffeffizienzen mit größeren Gewichtungswerten mehr berücksichtigt werden und folglich mehr als Kraftstoffeffizienzen mit kleineren Gewichtungswerten beitragen) und den Durchschnitt der gewichteten Kraftstoffeffizienzen ermittelt, beispielsweise als Gleichung (1) angewendet werden. R 0 = { A 1 × a [ 0 ] + A2 × a [ 1 ] + A3 × a [ 2 ] + … + An × a [ n − 1 ] + B × b [ 0 ] } / ( A 1 + A2 + A3 + … An + B )
    Figure DE102012214962B4_0001
  • Hierin geben R0 eine durchschnittliche Kraftstoffeffizienz des vergangenen Fahrens, A1, A2, A3, An und B Gewichtungswerte, a[0], a[1], a[2] und a[n-1] Kraftstoffeffizienzen jeweiliger Fahrzyklen und b[0] eine offizielle Kraftstoffeffizienz an. Unter „offizielle Kraftstoffeffizienz“ ist eine Kraftstoffeffizienz zu verstehen, welche üblicherweise zur Anzeige auf einem äußeren Aufkleber oder Etikett vorgesehen ist, welcher/welches an einem Fahrzeug angebracht wird bevor dasselbe von einer Fabrik abgegeben wird, wobei die Effizienz durch eine staatlich anerkannte Organisation gemessen und üblicherweise in km/kWh ausgedrückt wird.
  • Berechnung der akkumulierenden Kraftstoffeffizienz des gegenwärtigen Fahrens (S15)
  • Eine akkumulierende Kraftstoffeffizienz des gegenwärtigen Fahrens R1 (km/kWh) wird anhand einer gegenwärtigen akkumulierenden Fahrstrecke (km), welche vom Laden gemessen wird, und einer akkumulierenden Verbrauchsenergie, welche während des Fahrens des Fahrzeugs nach dem Laden verwendet wird, als Gleichung (2) berechnet. R1 = gegenwärtige akkumulierende Fahrstrecke ( km ) nach dem Laden / während des Fahrens des Fahrzeugs verwendete akkumulierende Verbrauchsenergie ( kWh )
    Figure DE102012214962B4_0002
  • Hierin ist die akkumulierende Verbrauchsenergie, welche beim Fahren des Fahrzeugs nach dem Laden verwendet wird, die zuvor erwähnte akkumulierende Verbrauchsenergie R7 der Batterie.
  • Zudem enthält die gegenwärtige akkumulierende Fahrstrecke nach dem Laden eine Vielzahl von Fahrabschnitten.
  • Berechnung der durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz des gegenwärtigen Fahrabschnitts (S16)
  • Eine durchschnittliche Kraftstoffeffizienz R2 (km/kWh) des gegenwärtigen Fahrabschnitts wird durch die Durchschnittsbestimmung von Kraftstoffeffizienzen eines gegenwärtigen Fahrabschnitts berechnet (d.h., ein Abstand von IG-AN bis IG-AUS nach dem Laden ist als ein Fahrabschnitt definiert). Die Kraftstoffeffizienz (km/kWh) wird am Ende jedes Fahrabschnitts berechnet und gespeichert und dann werden die gespeicherten Kraftstoffeffizienzen der Fahrabschnitte gemittelt.
  • Die Kraftstoffeffizienz (km/kWh) des Fahrabschnitts wird als ‚akkumulierende Fahrstrecke (km) des entsprechenden Fahrabschnitts/akkumulierende Verbrauchsenergie (kWh), welche beim Fahren des entsprechenden Fahrabschnitts des Fahrzeugs verwendet wird‘ berechnet.
  • Die Kraftstoffeffizienz, welche wie oben beschrieben wurde berechnet wird, wird in n Puffern in der Speichereinrichtung gespeichert, und wenn die Kraftstoffeffizienz jedes Fahrabschnitts in den n Puffern gespeichert wird, werden die ältesten Kraftstoffeffizienzdaten gelöscht während neue Kraftstoffeffizienzdaten in einem sich bewegenden Durchschnittsbestimmungsschema gespeichert werden, so dass ein Durchschnittswert, welcher einer relativ kurzen Zeitdauer entspricht, während des Fahrens eines vorbestimmten Abschnitts (akkumulierende Fahrstrecke) berechnet wird.
  • Während ein Fahrzeug angehalten wird (vor einem anderen IG-AN nach IG-AUS), wird die Berechnung der Kraftstoffeffizienz angehalten (d.h., nicht ausgeführt).
  • Bei der Kraftstoffeffizienz-Durchschnittsberechnung kann ein Schema einer gewichteten Durchschnittsbestimmung, welches einen Gewichtungswert auf jede Kraftstoffeffizienz jedes Fahrabschnitts anwendet und den Durchschnitt der gewichteten Kraftstoffeffizienzen ermittelt, beispielsweise als Gleichung (3) angewendet werden. R2 = { E 1 × c [ 0 ] + E2 × c [ 1 ] + E3 × c [ 2 ] + … + En × c [ n − 1 ] } / ( E 1 + E2 + E3 + … En )
    Figure DE102012214962B4_0003
  • Hierin geben R2 eine durchschnittliche Kraftstoffeffizienz des gegenwärtigen Fahrabschnitts, E1, E2, E3 und En Gewichtungswerte, und c[0], c[1], c[2] und c[n-1] eine Kraftstoffeffizienz jedes Fahrabschnitts an.
  • Durch Mischen der Kraftstoffeffizienzen (km/kWh), welche in den vorangehenden Prozessen berechnet wurden, wird eine Kraftstoffeffizienz R3 berechnet.
  • Mischen einer durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz des vergangenen Fahrens, akkumulierenden Kraftstoffeffizienz des gegenwärtigen Fahrens und durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz des gegenwärtigen Fahrabschnitts (S17)
  • Die Kraftstoffeffizienz R3 (km/kWh) des Fahrens, welche in dem Prozess des Mischens der durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz R0 des vergangenen Fahrens, der akkumulierenden Kraftstoffeffizienz R1 des gegenwärtigen Fahrens und der durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz R2 des gegenwärtigen Fahrabschnitts berechnet wird, wird zum Berechnen einer endgültigen Kraftstoffeffizienz R5 verwendet, welche eine gegenwärtige Leistung reflektiert, welche in der Klimaanlage verbraucht wird.
  • Die Kraftstoffeffizienz R3 des Fahrens, welche durch Mischen der vorangehend berechneten Kraftstoffeffizienzen R0, R1 und R2 erhalten wird, ist ein Durchschnittswert der durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz R0 des vergangenen Fahrens, der akkumulierenden Kraftstoffeffizienz R1 des gegenwärtigen Fahrens und der durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz R2 des gegenwärtigen Fahrabschnitts. Bei der Berechnung des Durchschnittswertes kann ein Schema einer gewichteten Durchschnittsbestimmung, welches Gewichtungswerte auf jeweilige Kraftstoffeffizienzen anwendet und den Durchschnitt der gewichteten Kraftstoffeffizienzen ermittelt, als gegebene Gleichung (4) verwendet werden. R3 = ( R 0 × H + R 1 × I + R 2 × J ) / ( H + I + J )
    Figure DE102012214962B4_0004
  • Hierin geben R0, R1 und R2 die in den vorangehenden Prozessen berechneten Kraftstoffeffizienzen und H, I und J Gewichtungswerte an.
  • Beim vorangehenden Mischen unterscheiden sich vorzugsweise die jeweiligen Gewichtungswerte voneinander und gemäß den Gewichtungswerten ändert sich der DTE-Wert. Beispielsweise wird beim Mischen mit einem hohen Gewichtungswert, welcher auf die durchschnittliche Kraftstoffeffizienz R0 des vergangenen Fahrens angewendet wird, eine DTE berechnet, welche einer Tendenz eines vergangenen bzw. vorherigen Fahrers entspricht; beim Mischen mit einem hohen Gewichtungswert, welcher auf die durchschnittliche Kraftstoffeffizienz R2 des gegenwärtigen Fahrabschnitts angewendet wird, wird sich eine DTE unverzüglich in Erwiderung auf eine Änderung des gegenwärtigen Fahrmusters ändern.
  • Berechnung der Kraftstoffeffizienz, welche der in der Klimaanlage verbrauchten gegenwärtigen Leistung entspricht, (S18)
  • Ein Prozess zum Berechnen einer Kraftstoffeffizienz R4 (km/kWh), welche der gegenwärtigen Leistung entspricht, welche in der Klimaanlage verbraucht wird, ist ein Prozess zum Berechnen einer Kraftstoffeffizienz, welche ein Fahrzeug unter Verwendung einer Leistung antreiben kann, welche durch eine Klimaanlage verbraucht wird, wenn ein Fahrer die Klimaanlage betätigt (der Prozess zum Umwandeln der in der Klimaanlage verbrauchten Leistung in eine Kraftstoffeffizienz, welche dem Fahren des Fahrzeugs entspricht).
  • Die in der Klimaanlage verbrauchte Leistung kann Leistung sein, welche durch eine Kühlvorrichtung (Klimaanlagen-Kompressor, etc.) und eine Heizvorrichtung (Elektroheizung, z.B. PTC-Heizung) verbraucht wird, und die Kraftstoffeffizienz, welche der in der Klimaanlage verbrauchten Leistung entspricht, kann als Tabellenwert mit Eingabewerten der gegenwärtigen Leistung, welche in der Klimaanlage verbraucht wird, der berechneten Kraftstoffeffizienz R3 des Fahrens und der Durchschnittsgeschwindigkeit des Fahrzeugs während des Fahrens nach dem Laden als Gleichung (5) berechnet werden. R 4 = Func ( in der Kühlvorrichtung verbrauchte Leistung + in der Heizvorrichtung verbrauchte Leitung + Kraftstoffeffizienz ( R3 ) des Fahrens + Durchschnittsgeschwindigkeit des Fahrzeugs beim Fahren nach dem Laden )
    Figure DE102012214962B4_0005
  • Hierin kann Func als Tabelle implementiert werden und wird aus einer Tabelle erhalten, in welcher ein Kraftstoffeffizienzwert vordefiniert ist, welcher einer verbrauchten Leistung entspricht.
  • Der Prozess zum Berechnen einer endgültigen Kraftstoffeffizienz R5 durch Verwenden der vorangehend berechneten R3 und R4 (S19) wird durchgeführt und nach der Berechnung der endgültigen Kraftstoffeffizienz R5 wird eine endgültige DTE anhand der endgültigen Kraftstoffeffizienz R5 berechnet (S20).
  • Berechnung der endgültigen Kraftstoffeffizienz (S19) und DTE-Berechnung (S20)
  • Durch Subtrahieren der Kraftstoffeffizienz R4, welche der gegenwärtigen Leistung entspricht, welche in der Klimaanlage verbraucht wird, von der Kraftstoffeffizienz R3 des Fahrens, welche durch Mischen erhalten wird, wird die endgültige Kraftstoffeffizienz R5 (km/kWh) berechnet. Dann wird die DTE (km) schließlich anhand der endgültigen Kraftstoffeffizienz R5 und der vorangehenden verfügbaren Restenergie R8 der Batterie (verfügbare Energie R8 der gegenwärtigen Batterie) berechnet, wie in den Gleichungen (6) und (7) aufgeführt. R 5 = R 3 − R 4
    Figure DE102012214962B4_0006
     DTE = R5 × R8
    Figure DE102012214962B4_0007
  • An sich wird nach der vorliegenden Erfindung eine akkurate Kraftstoffeffizienz (km/kWh) basierend auf einem Energiewert berechnet und die akkumulierende Verbrauchsenergie R7 der Batterie, welche während des Fahrens einer gegenwärtigen akkumulierenden Fahrstrecke nach dem Laden verbraucht wird, von der verfügbaren Ausgangsenergie R6 der Batterie, welche von Zuständen, wie beispielsweise die Batterietemperatur, der Batterie-SOC, das Strommuster usw. abhängt, subtrahiert, so dass die verfügbare Restenergie R8 der Batterie (verfügbare Energie R8 der gegenwärtigen Batterie) bestimmt und bei der Berechnung verwendet wird. An sich kann eine akkuratere DTE (km) berechnet werden.
  • Hierein ist die akkumulierende Verbrauchsenergie R7 der Batterie eine Batterieenergie, welche durch das Fahren einer gegenwärtigen akkumulierenden Fahrstrecke nach dem Laden verbraucht wird, und die verfügbare Restenergie R8 der Batterie die tatsächliche, verfügbare Batterieenergie, welche nach dem Fahren der gegenwärtigen akkumulierenden Fahrstrecke nach dem Laden übrig bleibt.
  • Mit dem DTE-Berechnungsverfahren für ein Elektrofahrzeug nach der vorliegenden Erfindung kann die verfügbare Restenergie der Batterie gemäß einer Umgebungsänderung, wie beispielsweise die Batterietemperatur, der Batterie-SOC, das Strommuster, der Abnutzungsgrad etc., akkurat geschätzt werden und dadurch die Kraftstoffeffizienzgenauigkeit verbessert und folglich die Genauigkeit der DTE-Berechnung verbessert werden.
  • Zudem kann die Steuerlogik der vorliegenden Erfindung als nicht-transitorisches, computerlesbares Medium auf einem computerlesbaren Datenträger ausgeführt werden, welcher ausführbare Programmbefehle enthält, welche durch einen Prozessor, eine Steuerung oder Ähnliches ausgeführt werden. Beispiele computerlesbarer Datenträger enthalten Festwertspeicher, Direktzugriffsspeicher, Compact-Disc-Festwertspeicher (CD-ROMs), Magnetbänder, Disketten, Speichersticks, Chipkarten und optische Datenspeichervorrichtungen, sind aber nicht darauf beschränkt. Das computerlesbare Aufnahmemedium kann auch in netzwerkgekoppelten Computersystemen verteilt sein, so dass das computerlesbare Medium auf verteilte Weise gespeichert und ausgeführt wird, z.B. durch einen Telematikserver oder ein Controller Area Network (CAN).
  • Zwar wurde eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben, aber der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die vorangehende Ausführungsform beschränkt und es wird von jemanden mit technischen Fähigkeiten eingesehen werden, dass verschiedene Modifikationen und Verbesserungen, welche das grundlegende Konzept der vorliegenden Erfindung verwenden, welche in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist, auch in dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung enthalten sind.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Berechnung einer verbleibenden Fahrstrecke (DTE) für ein Elektrofahrzeug, wobei das DTE-Berechnungsverfahren Folgendes aufweist: Erhalten einer verfügbaren Ausgangsenergie einer Batterie; Berechnen der akkumulierenden Verbrauchsenergie der Batterie, welche während des Fahrens einer gegenwärtigen akkumulierenden Fahrstrecke verbraucht wird; Berechnen der verfügbaren Restenergie der Batterie anhand der verfügbaren Ausgangsenergie und der akkumulierenden Verbrauchsenergie; Berechnen einer endgültigen Kraftstoffeffizienz, welche einem Fahren der gegenwärtigen akkumulierenden Fahrstrecke entspricht; und Berechnen einer DTE anhand der endgültigen Kraftstoffeffizienz und der verfügbaren Restenergie, wobei der Schritt zum Berechnen der endgültigen Kraftstoffeffizienz Folgendes aufweist: Berechnen einer durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz des vergangenen Fahrens; Berechnen einer akkumulierenden Kraftstoffeffizienz des gegenwärtigen Fahrens; Berechnen einer durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz des gegenwärtigen Fahrabschnitts; Mischen der durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz des vergangenen Fahrens, der akkumulierenden Kraftstoffeffizienz des gegenwärtigen Fahrens und der durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz des gegenwärtigen Fahrabschnitts; Berechnen einer Kraftstoffeffizienz, welche einer gegenwärtigen Leistung entspricht, welche in einer Klimaanlage verbraucht wird; und Berechnen einer endgültigen Kraftstoffeffizienz anhand der Kraftstoffeffizienz des Fahrens, welche durch das Mischen erhalten wird, und der Kraftstoffeffizienz, welche der in der Klimaanlage verbrauchten Leistung entspricht.
  2. DTE-Berechnungsverfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt zum Erhalten der verfügbaren Ausgangsenergie der Batterie das Erhalten der verfügbaren Ausgangsenergie der Batterie von einem Kennfeld eines Batteriemanagementsystems durch Verwenden einer Ausgangstemperatur der Batterie und einem Ausgangs-Ladezustand (Ausgangs-SOC) der Batterie nach dem Laden aufweist.
  3. DTE-Berechnungsverfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt zum Berechnen der akkumulierenden Verbrauchsenergie der Batterie das Addieren von Leistungswerten aufweist, wobei die Leistungswerte unter Verwendung des Stromwertes und Spannungswertes der gegenwärtigen Batterie während des Fahrens der akkumulierenden Fahrstrecke nach dem Laden der Batterie unter Verwendung von Integration berechnet werden.
  4. DTE-Berechnungsverfahren nach Anspruch 1, wobei die akkumulierende Verbrauchsenergie der Batterie auf ‚0‘ zurückgesetzt wird, wenn die verfügbare Ausgangsenergie der Batterie aktualisiert wird.
  5. DTE-Berechnungsverfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt zum Berechnen der verfügbaren Restenergie der Batterie das Subtrahieren der akkumulierenden Verbrauchsenergie der Batterie von einer kürzlich aktualisierten verfügbaren Ausgangsenergie der Batterie aufweist.
  6. DTE-Berechnungsverfahren nach Anspruch 1, wobei die verfügbare Ausgangsenergie der Batterie Daten ist, welche von einem Kennfeld unter Verwendung der Batterietemperatur und des Batterie-SOC bei Zündung (IG) AN erhalten werden, wenn die in IG-AUS gespeicherte Batterietemperatur und die Batterietemperatur in IG-AN einen Unterschied zwischen denselben aufweisen, welcher mehr als ein vorbestimmter Wert beträgt, bei IG-AUS und dann IG-AN, bei Vollendung des Ladens der Batterie und beim Aktualisieren einer Speichereinrichtung eines Batteriemanagementsystems.
  7. DTE-Berechnungsverfahren nach Anspruch 1, wobei die verfügbare Ausgangsenergie der Batterie unmittelbar vor IG-AUS in einem anderen IG-AN identisch verwendet wird, wenn die Batterietemperatur in IG-AUS und die Batterietemperatur in einem anderen IG-AN einander gleichen oder einen Unterschied zwischen denselben aufweisen, welcher geringer als ein vorbestimmter Wert ist.
  8. DTE-Berechnungsverfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt zum Berechnen der durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz des gegenwärtigen Fahrabschnitts das Berechnen einer durchschnittlichen Kraftstoffeffizienz von Fahrabschnitten in einer Kraftstoffeffizienz-Durchschnittsberechnung durch Anwenden eines Schemas einer gewichteten Durchschnittsbestimmung aufweist, welches Gewichtungswerte auf Kraftstoffeffizienzen der jeweiligen Fahrabschnitte anwendet und den Durchschnitt der gewichteten Kraftstoffeffizienzen ermittelt.
  9. DTE-Berechnungsverfahren nach Anspruch 1, wobei die endgültige Kraftstoffeffizienz durch Subtrahieren der Kraftstoffeffizienz, welche der in der Klimaanlage verbrauchten Leistung entspricht, von der Kraftstoffeffizienz des Fahrens erhalten wird, welche durch das Mischen erhalten wird.
  10. Nicht-transitorisches, computerlesbares Medium, welches Programmbefehle enthält, welche durch einen Prozessor oder eine Steuerung ausgeführt werden, wobei das computerlesbare Medium Folgendes aufweist: Programmbefehle, welche einen Befehl zum Erhalten einer verfügbaren Ausgangsenergie einer Batterie liefern; Programmbefehle, welche einen Befehl zum Berechnen der akkumulierenden Verbrauchsenergie der Batterie liefern; Programmbefehle, welche einen Befehl zum Berechnen der verfügbaren Restenergie der Batterie liefern; Programmbefehle, welche einen Befehl zum Berechnen einer endgültigen Kraftstoffeffizienz liefern; und Programmbefehle, welche einen Befehl zum Berechnen einer DTE nach Anspruch 1 anhand der endgültigen Kraftstoffeffizienz und verfügbaren Restenergie liefern.
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