DE102012216617B4

DE102012216617B4 - Reichweitenschätzung für ein aufladbares energiespeichersystem eines fahrzeugs

Info

Publication number: DE102012216617B4
Application number: DE102012216617.3A
Authority: DE
Inventors: Christopher A. Kinser; Todd P. Lindemann
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2012-09-18
Publication date: 2020-03-19
Anticipated expiration: 2032-09-19
Also published as: CN103085817B; DE102012216617A1; US8831806B2; CN103085817A; KR20150106385A; US20130110331A1; KR20130047595A

Abstract

Verfahren zum prozessorgestützten Schätzen einer Reichweite eines Fahrzeugs (100) mit einem aufladbaren Energiespeichersystem (RESS) (122), bei dem für das Schätzen der Reichweite des Fahrzeugs (100) für einen gegenwärtigen Fahrzyklus die nachfolgenden Schritte ausgeführt werden:Erhalten (201) einer Uhrzeit für den gegenwärtigen Fahrzyklus;Messen (202) einer gegenwärtigen Fahrzeug-Umgebungstemperatur;Berechnen (204) eines Betrags der vom RESS (122) verfügbaren Energie mittels eines Prozessors unter Verwendung einer Energiekapazität des RESS (122) und einem prozentualen Ladezustand des RESS (122);Bestimmen (206) eines bestimmten Zeitintervalls, welches der erhaltenen Uhrzeit entspricht, wobei das bestimmte Zeitintervall ein Zeitintervall aus einer Vielzahl von Zeitintervallen ist und wobei jedes der Zeitintervalle mit einem jeweiligen Temperaturbereich assoziiert ist;Abrufen (208), aus einem Speicher (156), einer Durchschnittstemperatur von der ersten Vielzahl von vorherigen Fahrzyklen für das bestimmte Zeitintervall;Bestimmen (210) einer Übereinstimmung der gegenwärtigen Fahrzeug-Umgebungstemperatur mit der abgerufenen Durchschnittstemperatur;Ermitteln (212) einer durch das Fahrzeug (100) während einer ersten Vielzahl von vorherigen Fahrzyklen zurückgelegten Strecke, wobei jeder Fahrzyklus der ersten Vielzahl von vorherigen Fahrzyklen während des bestimmten Zeitintervalls eines jeweiligen Tages stattfindet;Bestimmen einer gesamten Energienutzung vom RESS (122) während der ersten Vielzahl von vorherigen Fahrzyklen;Berechnen des durchschnittlichen Betrags der Energie, welche vom RESS (122) während der ersten Vielzahl von vorherigen Fahrzyklen verbraucht wird, unter Verwendung der ermittelten zurückgelegten Strecke und der bestimmten gesamten Energienutzung;Berechnen (216) eines aggregierten Durchschnittsbetrags der Energie, welche unabhängig von der Uhrzeit der Fahrzyklen vom RESS (122) während einer zweiten Vielzahl von vorherigen Fahrzyklen verbraucht wird; undSchätzen (214) der Reichweite für das Fahrzeug (100) basierend auf:- dem berechneten Betrag der verfügbaren Energie und dem berechneten durchschnittlichen Betrag der vom RESS (122) während der ersten Vielzahl von vorherigen Fahrzyklen verbrauchten Energie, sofern die gemessene Umgebungstemperatur innerhalb eines erwarteten Bereiches von Werten, welche mit der abgerufenen Durchschnittstemperatur assoziiert werden, für das bestimmte Zeitintervall liegt;- dem berechneten Betrag der verfügbaren Energie und dem berechneten aggregierten durchschnittlichen Betrag der Energie, sofern die gemessene Umgebungstemperatur außerhalb des erwarteten Bereiches von Werten für das bestimmte Zeitintervall liegt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen das Gebiet der Fahrzeuge und insbesondere Verfahren und Systeme zum Schätzen einer Reichweite für ein aufladbares Energiespeichersystem (engl. Rechargeable Energy Storage System, RESS) für ein Fahrzeug.
HINTERGRUND
Bestimmte Fahrzeuge, insbesondere Elektrofahrzeuge und Hybridelektrofahrzeuge (hierin kollektiv als Elektrofahrzeuge bezeichnet), weisen aufladbare Energiespeichersysteme (RESS) auf, wie beispielsweise Batterien. Eine Reichweite des RESS, wie hierin bezeichnet, umfasst eine Strecke (beispielsweise eine Anzahl an Meilen oder Kilometern), welche das Fahrzeug unter Verwendung der RESS-Leistung fahren kann bevor sich das Fahrzeug ausschaltet. Die Reichweite des Fahrzeugs kann für den Fahrer und die Insassen des Fahrzeugs von Bedeutung sein, insbesondere für Elektrofahrzeuge, welche keinen Backup-Verbrennungsmotor oder Backup-Generator aufweisen.
Das Dokument DE 10 2009 048 821 A1 beschreibt ein Verfahren zur Ermittlung der Reichweite eines einen Energiespeicher zur Antriebsenergieversorgung aufweisenden Fahrzeuges unter Berücksichtigung von mehreren Parametern, die charakteristisch für die Zustandsgrößen des Energiespeichers sind.
Das Dokument DE 103 02 504 A1 beschreibt ein Verfahren zum Ermitteln der Reichweite eines Elektrofahrzeuges, bei dem fahrzeug-, fahrstrecken- und/oder umweltbezogene Informationen über das Fahrzeug und eine geplante oder eine aktuell befahrene Fahrstrecke von einem Fahrzeugcomputer mittels geeigneter Informationserfassungsgeräte erfasst und verarbeitet werden. Dazu werden diese Informationen vor Beginn und/oder beim Befahren einer Fahrstrecke miteinander verknüpft und bewertet. Anschließend wird aus diesen Informationen und/oder dem Bewertungsergebnis die verbleibende Reichweite des Elektrofahrzeuges errechnet und in einer Anzeigevorrichtung zur Anzeige gebracht.
Das Dokument DE 10 2010 007 851 A1 beschreibt ein Verfahren zum Erfassen und Verarbeiten von Routenparametern einer Route zu einem Ziel. Parameter, die sich auf Betriebseigenschaften eines Fahrzeugs beziehen, werden von einer Recheneinheit aus einer Speichereinheit ausgelesen. Betriebsparameter eines Energiespeichers werden von der Recheneinheit erfasst, um daraus die tatsächlich zur Verfügung stehende Kapazität des Energiespeichers zu ermitteln, aus der die Reichweite des Fahrzeugs abgeschätzt werden kann.
Das Dokument US 2010/0 138 142 A1 beschreibt ein System in einem Fahrzeug, das Daten von Sensoren am Fahrzeug, Daten von externen Sensoren, benutzercodierte Daten, Daten aus Datenbanken empfängt. Die Daten liefern Informationen bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Motordrehzahl, des Motordrehmoments, der Batteriespannung, des Batteriestroms und des Batterieladezustandes, etc. des Fahrzeugs. Das System umfasst einen Prozessor, der die Daten verarbeitet und die Ergebnisse auf einem Display anzeigt.
Folglich wird erwünscht verbesserte Verfahren zum Schätzen der Reichweite eines Elektrofahrzeugs zu liefern. Es wird auch erwünscht verbesserte Systeme für solch eine Schätzung zu liefern und Fahrzeuge zu liefern, welche solche Verfahren und Systeme enthalten. Ferner werden andere erwünschte Merkmale und Charakteristiken der vorliegenden Erfindung aus der folgenden detaillierten Beschreibung und den beiliegenden Ansprüchen offensichtlich werden, welche in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen und dem vorangehenden technischen Gebiet und Hintergrund genommen wurden.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Erfindung sieht ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, ein System mit den Merkmalen des Patentanspruchs 3 und ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 vor.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung wird nachstehend in Verbindung mit den folgenden Figuren der Zeichnungen beschrieben werden, in welchen ähnliche Zahlen ähnliche Elemente bezeichnen und in welchen:

1 ein Funktionsblockdiagramm eines Fahrzeugs, welches ein aufladbares Energiespeichersystem (RESS) und ein System zum Schätzen der Reichweite des Fahrzeugs für einen gegenwärtigen Fahrzyklus enthält, nach einer beispielhaften Ausführungsform ist;
2 ein Ablaufplan eines Prozesses zum Schätzen der Reichweite eines Fahrzeugs mit einem RESS, wie beispielsweise das Fahrzeug der 1, nach einer beispielhaften Ausführungsform ist; und
3 ein Ablaufplan eines Prozesses zum Erzeugen von vorherigen Energienutzungswerten zur Verwendung beim Schätzen der Reichweite des Fahrzeugs im Prozess der 2 nach einer beispielhaften Ausführungsform ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende detaillierte Beschreibung ist lediglich beispielhafter Art und soll die Offenbarung oder Anwendung und Verwendungen derselben nicht beschränken. Ferner besteht keine Absicht durch eine im vorangehenden Hintergrund oder der folgenden detaillierten Beschreibung aufgezeigte Theorie gebunden zu sein.
1 veranschaulicht ein Fahrzeug 100, oder Kraftfahrzeug, nach einer beispielhaften Ausführungsform. Wie weiter unten detaillierter beschrieben wird, ist das Fahrzeug 100 zum Schätzen der Reichweite des Fahrzeugs 100 basierend auf einer Uhrzeit des gegenwärtigen Zündzyklus und einem geschätzten Betrag der im RESS verbleibenden Energie vorgesehen.
Das Fahrzeug 100 enthält ein Fahrgestell 112, eine Karosserie 114, vier Räder 116 und ein elektronisches Steuersystem 118. Die Karosserie 114 ist auf dem Fahrgestell 112 angeordnet und umgibt im Wesentlichen die anderen Bauteile des Fahrzeugs 100. Die Karosserie 114 und das Fahrgestell 112 können zusammen einen Rahmen ausbilden. Die Räder 116 sind mit dem Fahrgestell 112 nahe einer entsprechenden Ecke der Karosserie 114 jeweils rotierend gekoppelt.
Das Fahrzeug 100 kann eines einer Vielzahl von verschiedenen Arten von Kraftfahrzeugen sein, wie beispielsweise eine Limousine, eine Kombilimousine, ein Lastwagen oder ein Geländewagen (SUV) und kann einen Zweiradantrieb (2WD) (d.h., ein Rückradantrieb oder Vorderradantrieb), einen Vierradantrieb (4WD) oder einen Allradantrieb (AWD) aufweisen. Das Fahrzeug 100 kann auch eine oder eine Kombination einer Anzahl an unterschiedlichen Arten von elektrischen Antriebssystemen enthalten, wie beispielsweise eine benzinbetriebene oder dieselbetriebene Verbrennungskraftmaschine, eine „Vielstofffahrzeug“-Kraftmaschine (FFV-Kraftmaschine) (d.h., ein Gemisch aus Benzin und Alkohol verwendend), eine mit einem gasförmigen Gemisch betriebene Kraftmaschine (z.B. Wasserstoff und/oder Erdgas), eine Verbrennungs-/Elektromotor-Hybridkraftmaschine und ein Elektromotor.
In einer beispielhaften Ausführungsform, welche in 1 veranschaulicht ist, ist das Fahrzeug 100 ein Hybridelektrofahrzeug (HEV) und enthält ferner eine Stellantriebanordnung 120, das oben erwähnte RESS 122, ein Reichweitenschätzsystem 124, eine Wechselrichteranordnung (oder einen Wechselrichter) 126 und einen Kühler 128. Der Kühler 128 ist mit dem Rahmen an einem äußeren Abschnitt desselben befestigt und enthält, obwohl nicht detailliert veranschaulicht, mehrere Kühlkanäle in demselben, welche ein Kühlfluid (d.h. Kühlmittel), wie beispielsweise Wasser, und/oder Ethylenglykol (d.h. „Frostschutzmittel“) enthalten, und ist mit einer Verbrennungskraftmaschine 130 und dem Wechselrichter 126 gekoppelt.
Die Stellantriebanordnung 120 enthält zumindest ein auf dem Fahrgestell 112 montiertes Antriebssystem 129, welches die Räder 116 antreibt. Insbesondere enthält die Stellantriebanordnung 120, wie in 1 dargestellt, eine Verbrennungskraftmaschine 130 und einen Elektromotor/Generator (oder Motor) 132. Wie von jemandem mit technischen Fähigkeiten eingesehen werden wird, enthält der Elektromotor 132 ein Getriebe in demselben und, obwohl nicht veranschaulicht, auch eine Statoranordnung (einschließlich leitender Spulen), eine Rotoranordnung (einschließlich eines ferromagnetischen Kerns) und ein Kühlfluid oder Kühlmittel, welches zum und vom Kühler 128 fließt. Die Statoranordnung und/oder Rotoranordnung innerhalb des Elektromotors 132 können mehrere elektromagnetische Pole enthalten, wie allgemein klar ist.
Noch in Bezug auf 1, sind der Verbrennungsmotor 130 und der Elektromotor 132 derart integriert, dass einer oder beide mit zumindest einigen der Räder 116 durch eine oder mehrere Antriebswellen 134 mechanisch gekoppelt sind. In einer Ausführungsform ist das Fahrzeug 100 ein „Serien-HEV“, bei welchem der Verbrennungsmotor 130 mit dem Getriebe nicht direkt gekoppelt ist, aber mit einem Generator (nicht gezeigt) gekoppelt ist, welcher zum Antreiben des Elektromotors 132 verwendet wird. In einer anderen Ausführungsform ist das Fahrzeug 100 ein „Parallel-HEV“, bei welchem der Verbrennungsmotor 130 mit dem Getriebe direkt gekoppelt ist, beispielsweise indem der Rotor des Elektromotors 132 mit der Antriebswelle des Verbrennungsmotors 130 rotierend gekoppelt ist. In noch einer anderen Ausführungsform weist das Fahrzeug 100 ein reines Elektrofahrzeug ohne eine Verbrennungskraftmaschine auf.
Das RESS 122 ist auf dem Fahrgestell 112 montiert und mit dem Wechselrichter 126 elektrisch verbunden. Das RESS 122 weist vorzugsweise eine aufladbare Batterie mit einem Satz an Batteriezellen auf. In einer Ausführungsform weist das RESS 122 eine Lithium-Eisenphosphat-Batterie auf, wie beispielsweise eine Nanophosphat-Lithium-Ionen-Batterie. Das RESS 122, der Wechselrichter 126 und das Antriebssystem 129 liefern zusammen ein Antriebssystem zum Antreiben des Fahrzeugs 100. Eine Reichweite für das RESS 122 wird durch ein Reichweitenschätzsystem 124 geschätzt, wie nachstehend beschrieben wird.
Wie in 1 dargestellt, enthält das Reichweitenschätzsystem 124 eine Uhr 140, eine Sensoranordnung 142 und ein Computersystem 146. Obwohl an sich nicht veranschaulicht, kann das Reichweitenschätzsystem 124 (und/oder ein oder mehrere Bauteile desselben) mit dem elektronischen Steuersystem 118 integral sein und auch eine oder mehrere Leistungsquellen enthalten. In einer Ausführungsform ist das Reichweitenschätzsystem 124 Teil eines RESS-Steuermoduls des Fahrzeugs 100.
Dann erhält oder bestimmt die Uhr 140 eine Uhrzeit für den gegenwärtigen Fahrzyklus des Fahrzeugs 100. Die Uhrzeit betrifft vorzugsweise eine Uhrzeit, zu welcher der gegenwärtige Fahrzyklus (hierin auch als Zündzyklus bezeichnet) des Fahrzeugs beginnt. In einer Ausführungsform versorgt die Uhr 140 das Computersystem 146 mit Informationen in Bezug auf die Uhrzeit zur Verarbeitung und Verwendung beim Schätzen einer Reichweite des Fahrzeugs 122 während des gegenwärtigen Fahrzyklus. In anderen Ausführungsformen kann die Uhr 140 Teil des Computersystems 146 und/oder Teil von einem oder mehreren anderen Systemen des Fahrzeugs 100 sein. In noch anderen Ausführungsformen kann die Uhrzeit stattdessen durch eine Uhr erhalten werden, welche außerhalb des Fahrzeugs angeordnet ist, wie beispielsweise Teil eines Fernservers, welcher mit dem Fahrzeug 100 über ein drahtloses Netzwerk in Verbindung steht, wie beispielsweise über einen Satelliten oder ein Mobilfunknetz.
Die Sensoranordnung 142 enthält einen oder mehrere Temperatursensoren 148, einen oder mehrere RESS-Sensoren 150 und einen oder mehrere Meilen- bzw. Kilometerstandsensoren 152. Der eine oder die mehreren Temperatursensoren 148 messen eine Umgebungstemperatur außerhalb des Fahrzeugs. In einer Ausführungsform ist die Umgebungstemperatur auf oder nahe einer Außenfläche des Fahrzeugs 100 angeordnet, wie beispielsweise auf einem Dach des Fahrzeugs 100. Die Temperatursensoren 148 versorgen das Computersystem 146 mit Signalen und/oder Informationen in Bezug auf die Messungen zur Verarbeitung und Verwendung beim Schätzen der Reichweite des Fahrzeugs 122 für den gegenwärtigen Fahrzyklus.
Der eine oder die mehreren RESS-Sensoren 150 sind vorzugsweise nahe dem RESS 122 (vorzugsweise innerhalb des oder angrenzend an das RESS 122) angeordnet. Die RESS-Sensoren 150 messen einen oder mehrere Eingangswerte in Bezug auf den Ladezustand oder die Kapazität des RESS 122 (wie beispielsweise ein Strom, eine Spannung oder ein Widerstand des RESS 122). Die RESS-Sensoren 150 versorgen das Computersystem 146 mit Signalen und/oder Informationen in Bezug auf die Messungen zur Verarbeitung und Verwendung beim Schätzen der Reichweite des Fahrzeugs 122 für den gegenwärtigen Fahrzyklus.
Der eine oder die mehreren Kilometerstandsensoren 152 messen eine durch das Fahrzeug 100 zurückgelegte Strecke während eines Fahrzyklus. In einem Beispiel weist der Kilometerstandsensor 152 einen Kilometerzähler für das Fahrzeug 100 auf. Der eine oder die mehreren Kilometerstandsensoren 152 versorgen das Computersystem 146 mit Signalen und/oder Informationen in Bezug auf die Messungen zur Verarbeitung und Verwendung beim Berechnen durchschnittlicher Energienutzungswerte und schließlich zum Schätzen der Reichweite des Fahrzeugs 122 für anschließende Fahrzyklen.
Das Computersystem 146 ist mit der Uhr 140, der Sensoranordnung 142 und dem RESS 122 gekoppelt. In bestimmten Ausführungsformen ist das Computersystem 146 ferner mit dem elektronischen Steuersystem 118 gekoppelt. Das Computersystem 146 verwendet die Daten und Informationen von der Uhr 140 (einschließlich der Uhrzeit des gegenwärtigen Fahrzyklus für das Fahrzeug 100) und die gemessenen Werte von der Sensoranordnung 142 (einschließlich dem Umgebungstemperaturwert, dem Kilometerstand des Fahrzeugs 100 und den Eingangswerten in Bezug auf das RESS 122) beim Schätzen der Reichweite des Fahrzeugs 122 für den gegenwärtigen Fahrzyklus. In einer bevorzugten Ausführungsform führt das Computersystem 146 diese Funktionen gemäß den Schritten der Prozesse 200, 300 durch, welche weiter unten in Verbindung mit den 2 und 3 beschrieben werden.
In bestimmten Ausführungsformen kann das Computersystem 146 auch einen oder mehrere der Sensoren 148, 150, 152, die Uhr 140, das elektronische Steuersystem 118 und/oder Teile desselben und/oder eine oder mehrere andere Vorrichtungen enthalten. Zudem wird eingesehen werden, dass das Computersystem 146 von der in 1 dargestellten Ausführungsform anderweitig abweichen kann. Beispielsweise kann das Computersystem 146 mit einem oder mehreren Ferncomputersystemen und/oder anderen Steuersystemen, welche nicht in 1 veranschaulicht sind, gekoppelt sein oder dieselben anderweitig verwenden.
In der dargestellten Ausführungsform enthält das Computersystem 146 einen Prozessor 154, einen Speicher 156, eine Schnittstelle 158, eine Speichervorrichtung 160 und einen Bus 162. Der Prozessor 154 führt die Berechnung und Steuerfunktionen des Computersystems 146 durch und kann jede Art von Prozessor oder mehrere Prozessoren, einzelne integrierte Schaltungen, wie beispielsweise einen Mikroprozessor, oder jede geeignete Anzahl an integrierten Schaltungsvorrichtungen und/oder Leiterplatten enthalten, welche in Zusammenarbeit arbeiten, um die Funktionen einer Verarbeitungseinheit zu vollbringen. Während des Betriebs führt der Prozessor 154 ein oder mehrere innerhalb des Speichers 156 enthaltene Programme 164 aus und steuert an sich den allgemeinen Betrieb des Computersystems 146 und Reichweitenschätzsystems 124 vorzugsweise beim Ausführen der Schritte der hierin beschriebenen Prozesse, wie beispielsweise die Schritte der Prozesse 200, 300, welche weiter unten in Verbindung mit den 2 und 3 beschrieben werden.
Der Speicher 156 kann jede Art von geeignetem Speicher sein. Diese würde die verschiedenen Arten an dynamischen Direktzugriffsspeichern (DRAM), wie beispielsweise SDRAM, die verschiedenen Arten an statischen RAM (SRAM) und die verschiedenen Arten an nichtflüchtigem Speicher (PROM, EPROM und Flash) enthalten. In bestimmten Beispielen befindet sich der Speicher 156 auf dem gleichen Computerchip wie der Prozessor 154 oder ist mit demselben ortsgleich.
In einer bevorzugten Ausführungsform speichert der Speicher 156 das oben erwähnte Programm 164 zusammen mit einer Vielzahl von Energieakkumulatoren 166, 168, 170 der Energienutzung vom RESS 122 basierend auf vorherigen Fahrzyklen des Fahrzeugs 100 während unterschiedlichen Zeitintervallen für den Tag. Jedes Zeitintervall entspricht einem unterschiedlichen Zeitintervall für den Tag, welches mit einem relativen Temperaturenbereich im Vergleich zu den anderen Zeitintervallen assoziiert wird.
In der dargestellten Ausführungsform verfolgt ein erster Akkumulator 166 die Energienutzung für das RESS 122 für neue Fahrzyklen des Fahrzeugs 100, welche während eines Tageszeit-Zeitintervalls stattfanden, und speichert Werte derselben. Ein zweiter Akkumulator 168 verfolgt die Energienutzung für das RESS 122 für neue Fahrzyklen des Fahrzeugs 100, welche während eines Nachtzeit-Zeitintervalls stattfanden, und speichert Werte derselben. Ein dritter Akkumulator 170 verfolgt die Energienutzung für das RESS 122 für neue Fahrzyklen des Fahrzeugs 100 ungeachtet der Uhrzeit, zu welcher diese Fahrzyklen stattfanden, und speichert Werte derselben. Jeder Akkumulator 166, 168, 170 enthält vorzugsweise einen durchschnittlichen Energienutzungswert und einen Temperaturwert (oder Bereich von Temperaturwerten), welche mit den jeweiligen Zeitintervallen assoziiert werden, welche in dem Speicher 156 gespeichert sind.
Bei solch einem Beispiel enthält der erste Akkumulator 166 Durchschnittswerte (oder Daten zur Verwendung beim Berechnen von Durchschnittswerten) der Energienutzung vom RESS 122 für neue Fahrzyklen, welche zwischen 10:00 Uhr und 22:00 Uhr begannen, während der zweite Akkumulator 168 solche Werte für Fahrzyklen enthält, welche zwischen 22:00 Uhr und 10:00 Uhr begannen. Auch bei diesem Beispiel enthält der dritte Akkumulator 170 aggregierte Durchschnittswerte (oder Daten zur Verwendung beim Berechnen von Durchschnittswerten) der Energienutzung vom RESS 122 für neue Fahrzyklen ungeachtet der Uhrzeit, zu welcher die Fahrzyklen begannen. Die bestimmten Uhrzeiten, welche mit jedem Zeitintervall und/oder Akkumulator assoziiert werden, können variieren. Ähnlich kann die Anzahl an Akkumulatoren und Zeitintervallen variieren. Beispielsweise kann in einer Ausführungsform ein separater Akkumulator für jede Stunde des Tages oder für jeden zweistündigen Tagesabschnitt usw. verwendet werden.
Der Bus 162 dient zum Übertragen von Programmen, Daten, dem Status und anderen Informationen oder Signalen zwischen den verschiedenen Komponenten des Computersystems 146. In einer Ausführungsform kann der Bus 162 Teil eines Fahrzeugkommunikationsbusses für das Fahrzeug 100 sein. Der Bus 162 kann jede geeignete physikalische oder logische Einrichtung zum Verbinden von Computersystemen und Komponenten sein. Diese enthält direkte festverdrahtete Verbindungen, Lichtwellenleiter, Infrarot- und Funk-Bustechnologien, ist aber nicht darauf beschränkt. Während des Betriebs wird das Programm 164 im Speicher 156 gespeichert und durch den Prozessor 154 ausgeführt.
Die Schnittstelle 158 lässt eine Verbindung mit dem Computersystem 146, beispielsweise von einem Systemtreiber und/oder anderen Computersystem, zu und kann unter Verwendung jedes/jeder geeigneten Verfahrens und Vorrichtung implementiert werden. Dieselbe kann eine oder mehrere Netzwerkschnittstellen zum Verbinden mit anderen Systemen oder Komponenten enthalten. Die Schnittstelle 158 kann auch eine oder mehrere Netzwerkschnittstellen zum Verbinden mit Technikern und/oder eine oder mehrere Speicherschnittstellen zum Verbinden mit Speichergeräten, wie beispielsweise die Speichervorrichtung 160, enthalten.
Die Speichervorrichtung 160 kann jede geeignete Art von Speichergerät sein, welche Direktzugriffsspeichervorrichtungen enthält, wie beispielsweise Festplattenlaufwerke, Flash-Systeme, Diskettenlaufwerke und Bildplattenlaufwerke. In einer beispielhaften Ausführungsform weist die Speichervorrichtung 160 ein Programmprodukt auf, von welchem der Speicher 156 ein Programm 164 empfangen kann, welches eine oder mehrere Ausführungsformen von einem oder mehreren Prozessen der vorliegenden Offenbarung ausführt, wie beispielsweise die Schritte der Prozesse 200, 300 der 2 und 3, welche weiter unter beschrieben werden. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann das Programmprodukt direkt in dem Speicher 156 und/oder einer Platte (z.B. Platte 172), wie beispielsweise die, welche nachstehend erwähnt wird, gespeichert werden und/oder auf dasselbe durch dieselben zugegriffen werden.
Es wird eingesehen werden, dass diese beispielhafte Ausführungsform zwar im Zusammenhang mit einem vollständig funktionierenden Computersystem beschrieben wird, aber jemand mit technischen Fähigkeiten wird erkennen, dass die Mechanismen der vorliegenden Offenbarung als Programmprodukt mit einer oder mehreren Arten an nicht-transitorischen, computerlesbaren, signaltragenden Medien verteilt werden können, welche zum Speichern des Programms und der Befehle desselben und Ausführen der Verteilung derselben verwendet werden, wie beispielsweise ein nicht-transitorisches, computerlesbares Medium, welches das Programm trägt und in demselben gespeicherte Computerbefehle zum Verursachen, dass ein Computerprozessor (wie beispielsweise der Prozessor 154) das Programm durch- und ausführt, enthält. Solch ein Programmprodukt kann eine Vielzahl von Formen annehmen und die vorliegende Offenbarung findet ungeachtet der bestimmten Art der computerlesbaren, signaltragenden Medien gleichmäßig Anwendung, welche zum Ausführen der Verteilung verwendet werden. Beispiele von signaltragenden Medien enthalten: aufzeichnungsfähige Medien, wie beispielsweise Disketten, Festplatten, Speicherkarten und Bildplatten, und Übertragungsmedien, wie beispielsweise digitale und analoge Kommunikationsverbindungen. Es wird ähnlich eingesehen werden, dass das Computersystem 146 auch anderweitig von der in 1 dargestellten Ausführungsform abweichen kann, beispielsweise dadurch, dass das Computersystem 146 mit einem oder mehreren Ferncomputersystemen und/oder anderen Steuersystemen gekoppelt sein kann oder dieselben anderweitig nutzen kann.
2 ist ein Ablaufplan eines Prozesses 200 zum Schätzen der Reichweite eines Fahrzeugs nach einer beispielhaften Ausführungsform. Der Prozess 200 schätzt die Reichweite des Fahrzeugs basierend auf einem gegenwärtigen Energiebetrag des RESS und einer Uhrzeit für den gegenwärtigen Fahrzyklus. Der Prozess 200 kann in Verbindung mit dem Fahrzeug 100, dem RESS 122 und dem Reichweitenschätzsystem 124 der 1 verwendet werden.
Wie in 2 dargestellt, enthält der Prozess 200 den Schritt zum Erhalten einer Uhrzeit (Schritt 201). Die Uhrzeit wird vorzugsweise zu Beginn eines gegenwärtigen Fahrzyklus des Fahrzeugs erhalten. In einer Ausführungsform wird die Uhrzeit durch die Uhr 140 der 1 gemessen und der Prozessor 154 der 1 mit derselben versorgt. In einer anderen Ausführungsform wird die Uhrzeit zumindest teilweise durch den Prozessor 154 der 1 bestimmt.
Eine gegenwärtige Temperatur wird gemessen (Schritt 202). Die gegenwärtige Temperatur umfasst eine Umgebungstemperatur außerhalb des Fahrzeugs aber nahe demselben. Die gegenwärtige Temperatur wird vorzugsweise durch einen lokalen oder entfernt liegenden Temperatursensor gemessen, welcher nicht durch unerwünschte Energiequellen beeinträchtigt wird. Die gegenwärtige Temperatur könnte durch einen Temperatursensor 148 der 1 gemessen und der Prozessor 154 der 1 mit derselben versorgt werden.
Zudem wird ein Betrag der vom RESS verfügbaren Energie bestimmt (Schritt 204). Der Betrag der vom RESS verfügbaren Energie wird vorzugsweise durch den Prozessor 154 der 1 unter Verwendung von RESS-Eingängen berechnet, welche durch einen oder mehrere RESS-Sensoren 150 der 1 gemessen werden. In einer Ausführungsform wird der Betrag der vom RESS verfügbaren Energie unter Verwendung einer Energiekapazität des RESS und einem prozentualen Ladezustand des RESS bestimmt, beispielsweise unter Verwendung von Techniken, welche in der mitanhängigen, häufig zugeordneten US-Patentanmeldung mit der laufenden Nummer 13/205.393 und dem Titel „Electrical Vehicle Range Prediction“ („Reichweitenvorhersage eines Elektrofahrzeugs“) offenbart sind, welche am 8. August 2011 eingereicht wurde und deren Gesamtheit durch Verweis hierin aufgenommen ist.
Es erfolgt eine Bestimmung, welches Zeitintervall der Uhrzeit des Schrittes 201 entspricht, (Schritt 206). In einer Ausführungsform entspricht die Uhrzeit einem Intervall einer Vielzahl von Zeitintervallen für den Tag, wobei jedes Zeitintervall mit einem jeweiligen Temperaturbereich im Vergleich zu dem/den anderen Zeitintervall(en) assoziiert wird. Insbesondere umfasst die Vielzahl von Zeitintervallen zumindest ein erstes, relativ wärmeres Zeitintervall und zumindest ein zweites, relativ kühleres Zeitintervall.
In einer Ausführungsform wird das Zeitintervall des Schritten 206 aus zwei möglichen allgemeinen Uhrzeiten, d.h. einem Tageszeit- (oder relativ wärmeren) Zeitintervall und einem Nachtzeit- (oder relativ kühleren) Zeitintervall ausgewählt. In einem Beispiel liegt das Tageszeit-Intervall zwischen 10:00 Uhr und 22:00 Uhr und das Nachtzeit-Intervall zwischen 22:00 Uhr und 10:00 Uhr. Die bestimmten Zeitintervalle können variieren. Ähnlich kann die Anzahl an Zeitintervallen variieren. Beispielsweise kann in einer Ausführungsform ein separater Akkumulator des Speichers 156 der 1 für jede Stunde des Tages oder jeden zweistündigen Abschnitt des Tages usw. verwendet werden.
Wenn im Schritt 206 bestimmt wird, dass die gegenwärtige Uhrzeit dem ersten (Tageszeit- oder relativ wärmeren) Zeitintervall entspricht, dann fährt der Prozess entlang einem ersten Zweig 207 fort. Insbesondere wird eine Durchschnittstemperatur für das erste Zeitintervall abgerufen (Schritt 208). Die Durchschnittstemperatur des Schrittes 208 wird vorzugsweise vom ersten Akkumulator 166 des Speichers 156 der 1 durch den Prozessor 154 der 1 abgerufen. Die Durchschnittstemperatur umfasst eine durchschnittliche Temperatur, wie beispielsweise eine mittlere Temperatur, der Außenlufttemperatur für die neuesten Fahrzyklen, welche während des ersten Zeitintervalls stattfanden.
Beispielsweise kann die Durchschnittstemperatur in einer Ausführungsform, in welcher das erste Zeitintervall zwischen 10:00 Uhr und 22:00 Uhr ist, eine durchschnittliche Außenlufttemperatur für die neuesten Fahrzyklen umfassen, welche zwischen 10:00 Uhr und 22:00 Uhr begannen. In einer solchen Ausführungsform sind alle Fahrzyklen, welche zwischen 10:00 Uhr und 22:00 Uhr stattfanden, in diesem Durchschnitt enthalten, vorausgesetzt, dass solche Fahrzyklen innerhalb einer vorbestimmten Anzahl an Tagen vom gegenwärtigen Datum (wie beispielsweise die letzten dreißig Tage) stattfanden. Die vorbestimmte Anzahl an Tagen kann in anderen Ausführungsformen jedoch variieren. Zudem kann in bestimmten Ausführungsformen auch ein anderes Maß der „neuesten“ Fahrzyklen verwendet werden.
Dann erfolgt eine Bestimmung, ob die gegenwärtige Temperatur des Schrittes 202 mit der Durchschnittstemperatur des Schrittes 208 übereinstimmt (Schritt 210). Es wird bestimmt, dass die gegenwärtige Temperatur des Schritts 202 mit der Durchschnittstemperatur übereinstimmt, wenn die gegenwärtige Temperatur des Schrittes 202 innerhalb eines Bereiches von Werten liegt, welche mit der Durchschnittstemperatur des Schrittes 208 assoziiert werden. In solch einer Ausführungsform wird bestimmt, dass die gegenwärtige Temperatur des Schrittes 202 mit der Durchschnittstemperatur des Schrittes 208 übereinstimmt, wenn ein Unterschied zwischen der gegenwärtigen Temperatur des Schrittes 202 und der Durchschnittstemperatur des Schrittes 208 weniger als eine vorbestimmte Größe beträgt. In solch einer Ausführungsform ist die vorbestimmte Größe gleich zehn Grad Celsius. Die vorbestimmte Größe kann in anderen Ausführungsformen jedoch variieren und/oder andere Schwellenwerte (beispielsweise ein prozentualer Schwellenwert für den Unterschied) und/oder Kriterien können verwendet werden.
Wenn bestimmt wird, dass die gegenwärtige Temperatur des Schrittes 202 mit der Durchschnittstemperatur des Schrittes 208 übereinstimmt, dann wird ein durchschnittlicher Energieverbrauchswert für das erste Zeitintervall erhalten oder bestimmt (Schritt 212). Der durchschnittliche Energieverbrauchswert weist einen Durchschnittswert des Energieverbrauchs pro Einheit der Strecke (beispielsweise Kilowatt*Stunden pro Meile oder Kilowatt*Stunden pro Kilometer) auf, welcher durch das Fahrzeug während der neuesten vorherigen Fahrzyklen verbraucht wird, welche während des ersten Zeitintervalls stattfanden. Der Prozess zum Berechnen des durchschnittlichen Energieverbrauchswertes für das erste Zeitintervall (und für die anderen Intervalle) wird in 3 dargestellt und weiter unten in Verbindung mit einer beispielhaften Ausführungsform beschrieben.
Ähnlich der obigen Erörterung können die „neuesten“ Fahrzyklen Fahrzyklen innerhalb einer vorbestimmten Anzahl an Tagen vom gegenwärtigen Datum (wie beispielsweise die letzten dreißig Tage) enthalten, aber in anderen Ausführungsformen variieren. In einer Ausführungsform (wie beispielsweise die weiter unten in Verbindung mit 3 beschriebene Ausführungsform) wird der durchschnittliche Energieverbrauchswert des Schrittes 212 durch den Prozessor 154 der 1 während eines vorherigen Fahrzyklus im Voraus berechnet und vom ersten Akkumulator 166 des Speichers 156 der 1 im gegenwärtigen Fahrzyklus abgerufen. In einer anderen Ausführungsform kann der durchschnittliche Energieverbrauchswert des Schrittes 212 durch den Prozessor 154 der 1 während eines gegenwärtigen Fahrzyklus basierend auf Informationen berechnet werden, welche vom ersten Akkumulator 166 des Speichers 156 der 1 im gegenwärtigen Fahrzyklus abgerufen werden.
Die Reichweite des Fahrzeugs wird dann geschätzt (Schritt 214). Wie oben erwähnt wurde, umfasst die Reichweite des Fahrzeugs, wie hierin verwendet, eine Strecke, welche ein Fahrzeug voraussichtlich mit RESS-Leistung zurücklegen kann bevor die zum Antreiben des Fahrzeugs 100 ausreichende Energie des RESS aufgebraucht wird und sich dasselbe ausschaltet oder eine alternative Leistungsquelle zum Antreiben des Fahrzeugs verwendet wird (wie beispielsweise ein gasbetriebener Backup-Generator). Die Reichweite wird vorzugsweise durch den Prozessor 154 unter Verwendung des Energiebetrags des Schrittes 204 und des durchschnittlichen Energieverbrauchswertes des ersten Zeitintervalls vom Schritt 212 geschätzt. Insbesondere wird der Energiebetrag des Schrittes 204 vorzugsweise durch den durchschnittlichen Energieverbrauchswert des Schrittes 212 zum Berechnen einer geschätzten Strecke dividiert, welche das Fahrzeug vorrausichtlich mit RESS-Leistung zurücklegen kann bevor das RESS keine weitere Leistung liefern kann. Der Fahrer kann mit der Reichweite versorgt werden (beispielsweise auf einem Display in einem Führerraum des Fahrzeugs), um zuzulassen, dass der Fahrer entsprechend planen kann, beispielsweise durch weiteres Laden des RESS vor dem Fahren einer Strecke, welche die geschätzte Reichweite überschreitet.
Wenn, nun zum Schritt 210 zurückkehrend, bestimmt wird, dass die gegenwärtige Temperatur des Schrittes 202 nicht mit der Durchschnittstemperatur des Schrittes 208 übereinstimmt, wird ein aggregierter durchschnittlicher Energieverbrauchswert erhalten (Schritt 216). Der aggregierte durchschnittliche Energieverbrauchswert umfasst einen Durchschnittswert des Energieverbrauchs pro Einheit der Strecke (beispielsweise Meilen oder Kilometer), welcher durch das Fahrzeug während der neuesten vorherigen Fahrzyklen verbraucht wird, ungeachtet der Uhrzeit, zu welcher die Fahrzyklen stattfanden. Der aggregierte durchschnittliche Energieverbrauchswert wird vorzugsweise im dritten Akkumulator 170 im Speicher 156 der 1 gespeichert. Der Prozess zum Berechnen des aggregierten durchschnittlichen Energieverbrauchswertes ist in 3 dargestellt und wird weiter unten in Verbindung mit einer beispielhaften Ausführungsform beschrieben.
Ähnlich der obigen Erörterung können die „neuesten“ Fahrzyklen Fahrzyklen innerhalb einer vorbestimmten Anzahl an Tagen vom gegenwärtigen Datum (wie beispielsweise die letzten dreißig Tage) enthalten, aber in anderen Ausführungsformen variieren. In einer Ausführungsform (wie beispielsweise die weiter unten in Verbindung mit 3 beschriebene Ausführungsform) wird der aggregierte durchschnittliche Energieverbrauchswert des Schrittes 216 durch den Prozessor 154 der 1 während eines vorherigen Fahrzyklus im Voraus berechnet und vom ersten Akkumulator 166 des Speichers 156 der 1 im gegenwärtigen Fahrzyklus abgerufen. In einer anderen Ausführungsform kann der aggregierte durchschnittliche Energieverbrauchswert des Schrittes 216 durch den Prozessor 154 der 1 während eines gegenwärtigen Fahrzyklus basierend auf Informationen berechnet werden, welche vom ersten Akkumulator 166 des Speichers 156 der 1 im gegenwärtigen Fahrzyklus abgerufen werden.
Der Prozess fährt dann mit dem oben erwähnten Schritt 214 fort, aber unter Verwendung des aggregierten durchschnittlichen Energieverbrauchswertes des Schritts 216. Insbesondere wird die Reichweite vorzugsweise durch den Prozessor 154 unter Verwendung des Energiebetrags des Schrittes 204 und des aggregierten durchschnittlichen Energieverbrauchswertes vom Schritt 216 geschätzt. Der Energiebetrag des Schrittes 204 wird vorzugsweise durch den aggregierten durchschnittlichen Energieverbrauchswert des Schrittes 216 zum Berechnen einer geschätzten Strecke dividiert, welche das Fahrzeug voraussichtlich mit RESS-Leistung fahren kann bevor sich das Fahrzeug ausschaltet. Wie oben erörtert, kann der Fahrer mit der Reichweite versorgt werden (beispielsweise auf einem Display in einem Führerraum des Fahrzeugs), um zuzulassen, dass der Fahrer entsprechend planen kann, beispielsweise durch weiteres Laden des RESS vor dem Fahren einer Strecke, welche die geschätzte Reichweite überschreitet.
Wenn, nun zum Schritt 206 zurückkehrend, bestimmt wird, dass die gegenwärtige Uhrzeit dem zweiten (Nachtzeit- oder relativ kühleren) Zeitintervall entspricht, dann fährt der Prozess entlang einem zweiten Zweig 217 fort. Insbesondere wird eine Durchschnittstemperatur für das zweite Zeitintervall abgerufen (Schritt 218). Die Durchschnittstemperatur des Schrittes 218 wird vorzugsweise vom zweiten Akkumulator 168 des Speichers 156 der 1 durch den Prozessor 154 der 1 abgerufen. Die Durchschnittstemperatur umfasst eine durchschnittliche Temperatur, wie beispielsweise eine mittlere Temperatur, der Außenlufttemperatur für die neuesten Fahrzyklen, welche während des zweiten Zeitintervalls stattfanden.
Beispielsweise kann die Durchschnittstemperatur in einer Ausführungsform, in welcher das zweite Zeitintervall zwischen 22:00 Uhr und 10:00 Uhr ist, eine durchschnittliche Außenlufttemperatur für die neuesten Fahrzyklen umfassen, welche zwischen 22:00 Uhr und 10:00 Uhr begannen. In einer solchen Ausführungsform sind alle Fahrzyklen, welche zwischen 22:00 Uhr und 10:00 Uhr stattfanden, in diesem Durchschnitt enthalten, vorausgesetzt, dass solche Fahrzyklen innerhalb einer vorbestimmten Anzahl an Tagen vom gegenwärtigen Datum (wie beispielsweise die letzten dreißig Tage) stattfanden. Die vorbestimmte Anzahl an Tagen kann in anderen Ausführungsformen variieren. Zudem kann in bestimmten Ausführungsformen auch ein anderes Maß der „neuesten“ Fahrzyklen verwendet werden.
Dann erfolgt eine Bestimmung, ob die gegenwärtige Temperatur des Schrittes 202 mit der Durchschnittstemperatur des Schrittes 218 übereinstimmt (Schritt 220). Es wird bestimmt, dass die gegenwärtige Temperatur des Schrittes 202 mit der Durchschnittstemperatur des Schrittes 218 übereinstimmt, wenn die gegenwärtige Temperatur innerhalb eines Bereiches von Werten liegt, welche mit der Durchschnittstemperatur assoziiert werden. In solch einer Ausführungsform wird bestimmt, dass die gegenwärtige Temperatur des Schrittes 202 mit der Durchschnittstemperatur des Schrittes 218 übereinstimmt, wenn ein Unterschied zwischen der gegenwärtigen Temperatur des Schrittes 202 und der Durchschnittstemperatur des Schrittes 218 weniger als eine vorbestimmte Anzahl an Grad beträgt. In solch einer Ausführungsform ist die vorbestimmte Anzahl an Grad gleich zehn Grad Celsius. Die vorbestimmte Anzahl an Grad kann in anderen Ausführungsformen jedoch variieren und/oder andere Schwellenwerte (beispielsweise ein prozentualer Schwellenwert für den Unterschied) und/oder Kriterien können verwendet werden.
Wenn bestimmt wird, dass die gegenwärtige Temperatur des Schrittes 202 mit der Durchschnittstemperatur des Schrittes 218 übereinstimmt, dann wird ein durchschnittlicher Energieverbrauchswert für das zweite Zeitintervall erhalten oder bestimmt (Schritt 222). Der durchschnittliche Energieverbrauchswert weist einen Durchschnittswert des Energieverbrauchs pro Einheit der Strecke (beispielsweise Meilen oder Kilometer) auf, welcher durch das RESS während der neuesten vorherigen Fahrzyklen verbraucht wird, welche während des zweiten Zeitintervalls stattfanden. Der Prozess zum Berechnen des durchschnittlichen Energieverbrauchswertes für das zweite Zeitintervall ist in 3 dargestellt und wird weiter unten in Verbindung mit einer beispielhaften Ausführungsform beschrieben.
Ähnlich der obigen Erörterung können die „neuesten“ Fahrzyklen Fahrzyklen innerhalb einer vorbestimmten Anzahl an Tagen vom gegenwärtigen Datum (wie beispielsweise die letzten dreißig Tage) enthalten, aber in anderen Ausführungsformen variieren. In einer Ausführungsform (wie beispielsweise die weiter unten in Verbindung mit 3 beschriebene Ausführungsform) wird der durchschnittliche Energieverbrauchswert des Schrittes 222 durch den Prozessor 154 der 1 während eines vorherigen Fahrzyklus im Voraus berechnet und vom zweiten Akkumulator 168 des Speichers 156 der 1 im gegenwärtigen Fahrzyklus abgerufen. In einer anderen Ausführungsform kann der durchschnittliche Energieverbrauchswert des Schrittes 222 durch den Prozessor 154 der 1 während eines gegenwärtigen Fahrzyklus basierend auf Informationen berechnet werden, welche vom zweiten Akkumulator 168 des Speichers 156 der 1 im gegenwärtigen Fahrzyklus abgerufen werden.
Der Prozess fährt dann mit dem oben erwähnten Schritt 214 unter Verwendung des durchschnittlichen Energieverbrauchswertes des zweiten Zeitintervalls vom Schritt 222 fort. Insbesondere wird die Reichweite vorzugsweise durch den Prozessor 154 unter Verwendung des Energiebetrags des Schrittes 204 und des durchschnittlichen Energieverbrauchswertes vom Schritt 222 geschätzt. Der Energiebetrag des Schrittes 204 wird vorzugsweise durch den durchschnittlichen Energieverbrauchswert des Schrittes 222 zum Berechnen einer geschätzten Strecke dividiert, welche das Fahrzeug voraussichtlich mit RESS-Leistung fahren kann bevor sich das Fahrzeug ausschaltet. Wie oben erörtert, kann der Fahrer mit der Reichweite versorgt werden (beispielsweise auf einem Display in einem Führerraum des Fahrzeugs), um zuzulassen, dass der Fahrer entsprechend planen kann, beispielsweise durch weiteres Laden des RESS vor dem Fahren einer Strecke, welche die geschätzte Reichweite überschreitet.
Wenn, nun zum Schritt 220 zurückkehrend, bestimmt wird, dass die gegenwärtige Temperatur des Schrittes 202 nicht mit der Durchschnittstemperatur des Schrittes 218 übereinstimmt, dann fährt der Prozess mit dem oben erwähnten Schritt 216 fort, da der aggregierte durchschnittliche Energieverbrauchswert erhalten wird. Wie oben beschrieben wurde, umfasst der aggregierte durchschnittliche Energieverbrauchswert einen Durchschnittswert des Energieverbrauchs pro Einheit der Strecke (beispielsweise Kilowatt*Stunden pro Meile oder Kilowatt*Stunden pro Kilometer), welcher durch das Fahrzeug während der neuesten vorherigen Fahrzyklen verbraucht wird, ungeachtet der Uhrzeit, zu welcher die Fahrzyklen stattfanden.
Der Prozess fährt dann mit dem oben erwähnten Schritt 214 fort, aber unter Verwendung des aggregierten durchschnittlichen Energieverbrauchswertes des Schrittes 216. Insbesondere wird die Reichweite vorzugsweise durch den Prozessor 154 unter Verwendung des Energiebetrags des Schrittes 204 und des aggregierten durchschnittlichen Energieverbrauchswertes vom Schritt 216 geschätzt. Der Energiebetrag des Schrittes 204 wird vorzugsweise durch den aggregierten durchschnittlichen Energieverbrauchswert des Schrittes 216 zum Berechnen einer geschätzten Strecke dividiert, welche das Fahrzeug voraussichtlich mit RESS-Leistung zurücklegen kann bevor sich das Fahrzeug ausschaltet. Wie oben erörtert, kann der Fahrer mit der Reichweite versorgt werden (beispielsweise auf einem Display in einem Führerraum des Fahrzeugs), um zuzulassen, dass der Fahrer entsprechend planen kann, beispielsweise durch weiteres Laden des RESS vor dem Fahren einer Strecke, welche die geschätzte Reichweite überschreitet.
Der Prozess 200 wird oben in Verbindung mit drei Akkumulatoren beschrieben, und zwar: (i) einem ersten Akkumulator, welcher das erste Zeitintervall repräsentiert, (ii) einem zweitem Akkumulator, welcher das zweite Zeitintervall repräsentiert, und (iii) einem dritten Akkumulator, welcher alle kombinierten Zeitintervalle repräsentiert. Ähnlich der obigen Erörterung können zusätzliche Zeitintervalle und Akkumulatoren verwendet werden, welche beispielsweise spezifischeren Intervallen des Tages (z.B. stündliche Inkremente, zweistündige Inkremente und Ähnliches) entsprechen. In solchen Fällen würden bei der Reichweitenschätzung des Schrittes 214 zusätzliche Schritte und Zweige des Prozesses 200 verwendet werden.
3 ist ein Ablaufplan eines Prozesses 300 zum Erzeugen von durchschnittlichen vorherigen Energienutzungswerten zur Verwendung beim Schätzen der Reichweite im Prozess 200 der 2 nach einer beispielhaften Ausführungsform. Insbesondere wird der Prozess 300 zum Berechnen der durchschnittlichen Temperaturwerte der Schritte 208 und 218 der 2 und der durchschnittlichen Energieverbrauchswerte der Schritte 212, 216 und 222 der 2 verwendet. Der Prozess 300 wird vorzugsweise über mehrere Fahrzyklen durchgeführt, welche dem gegenwärtigen Fahrzyklus vorausgehen, welcher im Prozess 200 der 2 erwähnt wurde.
In der dargestellten Ausführungsform beginnt der Prozess 300 sobald das Antriebssystem des Fahrzeugs aktiv ist (Schritt 302). Eine durch das Fahrzeug zurückgelegte Strecke wird gemessen (Schritt 304). Vorzugsweise wird die zurückgelegte Strecke durch einen oder mehrere Kilometerstand-Sensoren 152 der 1 gemessen und der Prozessor 154 der 1 während des ganzen Fahrzyklus mit derselben versorgt.
Zudem wird ein Betrag der Energienutzung für das RESS gemessen (Schritt 306). Vorzugsweise wird der Betrag der Energienutzung durch einen oder mehrere der RESS-Sensoren 150 der 1 gemessen und der Prozessor 154 der 1 während des ganzen Fahrzyklus mit demselben versorgt und/oder der Prozessor 154 der 1 durch die RESS-Sensoren 150 der 1 mit RESS-Daten und/oder Eingängen zur Verwendung beim Berechnen des Betrags der Energienutzung während des ganzen Fahrzyklus versorgt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Stromsensor zum Messen des Betrags der Energie verwendet, welche das RESS während des Betriebs verlässt.
Eine Temperatur außerhalb des Fahrzeugs wird auch gemessen (Schritt 308). Die Temperatur umfasst vorzugsweise eine Umgebungstemperatur außerhalb des Fahrzeugs, aber nahe demselben. Vorzugsweise wird die Temperatur durch einen oder mehrere Temperatursensoren 148 der 1 gemessen und der Prozessor 154 der 1 während des ganzen Fahrzyklus mit derselben versorgt.
Ein Durchschnittswert des Energieverbrauchs pro Meile wird ungeachtet der Uhrzeit berechnet (Schritt 310). Zudem wird eine Durchschnittstemperatur ungeachtet der Uhrzeit berechnet (Schritt 311). In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Durchschnittstemperatur eine Durchschnittstemperatur über die gegenwärtige verstrichene Zeit des gegenwärtigen Fahrzyklus. Insbesondere wird in einer Ausführungsform die verstrichene Zeit als Zeit zwischen dem Anlassen des Fahrzeugs, oder wenn das Antriebssystem aktiv wird, und dem Ausschalten des Fahrzeugs, oder wenn das Antriebssystem inaktiv wird, bezeichnet. Die Berechnungen der Schritte 310 und 311 werden vorzugsweise durch den Prozessor 154 der 1 durchgeführt. Der Durchschnittswert des Energieverbrauchs des Schrittes 310 und der durchschnittliche Temperaturwert des Schrittes 311 werden im Speicher gespeichert (Schritt 312). In einer bevorzugten Ausführungsform werden insbesondere der Durchschnittswert des Energieverbrauchs des Schrittes 310 und der durchschnittliche Temperaturwert des Schrittes 311 in dem dritten Akkumulator 170 im Speicher 156 der 1 als aggregierte Durchschnittswerte zum anschließenden Abrufen durch den Prozessor 154 der 1 im Schritt 216 des Prozesses 200 der 2 in einem anschließenden Fahrzyklus für das Fahrzeug gespeichert. Die Temperatur- und Energieverbrauchswerte des dritten Akkumulators 170 enthalten vorzugsweise zusammengefasste aggregierte Durchschnittswerte der Temperatur bzw. des Energieverbrauchs vom gegenwärtigen Fahrzyklus der 3, welche mit jeweiligen Werten gemittelt sind, welche während anderen, vorherigen Fahrzyklen ungeachtet der Uhrzeit berechnet werden, zu welcher die Fahrzyklen stattfanden.
Eine Uhrzeit wird erhalten (Schritt 314). Die Uhrzeit wird vorzugsweise zu Beginn des Fahrzyklus erhalten. In einer Ausführungsform wird die Uhrzeit durch die Uhr 140 der 1 gemessen und der Prozessor 154 der 1 mit derselben versorgt. In einer anderen Ausführungsform wird die Uhrzeit zumindest zum Teil durch den Prozessor 154 der 1 bestimmt.
Es erfolgt eine Bestimmung, welches Zeitintervall der Uhrzeit des Schrittes 314 entspricht, (Schritt 316). In einer Ausführungsform entsprechen die Zeitintervalle des Schrittes 316 (und des Prozesses 300) den Zeitintervallen des Prozesses 200 der 2. Folglich umfassen die Zeitintervalle in der dargestellten Ausführungsform zumindest ein erstes, relativ wärmeres Zeitintervall und zumindest ein zweites, relativ kühleres Zeitintervall. Ähnlich der obigen Erörterung in Verbindung mit 2 wird in einer Ausführungsform das Zeitintervall aus zwei möglichen allgemeinen Uhrzeiten, d.h. ein Tageszeit- (oder relativ wärmeres) Zeitintervall und ein Nachtzeit- (oder relativ kühleres) Zeitintervall, ausgewählt. In einem Beispiel ist das Tageszeit-Intervall zwischen 10:00 Uhr und 22:00 Uhr und das Nachtzeit-Intervall zwischen 22:00 Uhr und 10:00 Uhr. Ähnlich der obigen Erörterung können die bestimmten Zeitintervalle und/oder die Anzahl derselben variieren.
Wenn im Schritt 316 bestimmt wird, dass die gegenwärtige Uhrzeit dem zweiten (relativ kühleren) Zeitintervall entspricht, dann wird ein Durchschnittswert des Energieverbrauchs pro Meile für den Fahrzyklus während des zweiten Zeitintervalls berechnet (Schritt 318). Zudem wird eine Durchschnittstemperatur für den Fahrzyklus während des zweiten Zeitintervalls berechnet (Schritt 320). Die Berechnungen der Schritte 318 und 320 werden vorzugsweise durch den Prozessor 154 der 1 durchgeführt. Der Durchschnittswert des Energieverbrauchs des Schrittes 318 und der durchschnittliche Temperaturwert des Schrittes 320 werden im Speicher gespeichert (Schritt 322). Insbesondere werden in einer bevorzugten Ausführungsform der Durchschnittswert des Energieverbrauches des Schrittes 318 und der durchschnittliche Temperaturwert des Schrittes 320 im zweiten Akkumulator 168 im Speicher 156 der 1 als Durchschnittswerte zum anschließenden Abrufen durch den Prozessor 154 der 1 in den Schritten 218 bzw. 222 des Prozesses 200 der 2 in einem anschließenden Fahrzyklus für das Fahrzeug gespeichert. Die Temperatur- und Energieverbrauchswerte des zweiten Akkumulators 168 enthalten vorzugsweise zusammengefasste Durchschnittswerte der Temperatur bzw. des Energieverbrauchs vom gegenwärtigen Fahrzyklus der 3, welche mit jeweiligen Werten gemittelt sind, welche während anderen, vorherigen Fahrzyklen berechnet wurden, in welchen die Uhrzeit dem zweiten Zeitintervall entsprach.
Umgekehrt wird, wenn im Schritt 316 bestimmt wird, dass die gegenwärtige Uhrzeit dem ersten (relativ wärmeren) Zeitintervall entspricht, dann ein Durchschnittswert des Energieverbrauchs pro Meile für den Fahrzyklus während des ersten Zeitintervalls berechnet (Schritt 324). Zudem wird eine Durchschnittstemperatur für den Fahrzyklus während des ersten Zeitintervalls berechnet (Schritt 326). Die Berechnungen der Schritte 324 und 326 werden vorzugsweise durch den Prozessor 154 der 1 durchgeführt. Der Durchschnittswert des Energieverbrauchs des Schrittes 324 und der durchschnittliche Temperaturwert des Schrittes 326 werden im Speicher gespeichert (Schritt 328). In einer bevorzugten Ausführungsform werden insbesondere der Durchschnittswert des Energieverbrauchs des Schrittes 324 und der durchschnittliche Temperaturwert des Schrittes 326 im ersten Akkumulator 166 im Speicher 156 der 1 als Durchschnittswerte zum anschließenden Abrufen durch den Prozessor 154 der 1 in den Schritten 208 bzw. 212 des Prozesses 200 der 2 in einem anschließenden Fahrzyklus für das Fahrzeug gespeichert. Die Temperatur- und Energieverbrauchswerte des ersten Akkumulators 166 enthalten vorzugsweise zusammengefasste Durchschnittswerte der Temperatur bzw. des Energieverbrauchs vom gegenwärtigen Fahrzyklus der 3, welche mit jeweiligen Werten gemittelt sind, welche während anderen, vorherigen Fahrzyklen berechnet wurden, in welchen die Uhrzeit dem ersten Zeitintervall entsprach.
Wie oben erwähnt wurde kann die Art und/oder Anzahl der Zeitintervalle variieren. Für Ausführungsformen, in welchen mehr als zwei Zeitintervalle verwendet werden, würden dann zusätzliche Zweige und Schritte des Prozesses 300 der 3 zum Berechnen von durchschnittlichen Temperatur- und Energienutzungswerten für alle Zeitintervalle sowie von aggregierten durchschnittlichen Temperatur- und Energienutzungswerten über alle Zeitintervalle verwendet werden.
Folglich sind Verfahren, Systeme und Fahrzeuge zum Schätzen der Reichweite eines Fahrzeugs mit einem RESS geliefert. Beispielsweise erfolgen potenziell verbesserte Schätzungen der Fahrzeugreichweite unter Verwendung einer gegenwärtigen Uhrzeit zusammen mit durchschnittlichen Energienutzungswerten für die Uhrzeit von vorherigen Fahrzyklen.
Es wird eingesehen werden, dass die offenbarten Verfahren, Systeme und Fahrzeuge von denen abweichen können, die in den Figuren dargestellt und hierin beschrieben sind. Beispielsweise können das Fahrzeug 100, das Reichweitenschätzsystem 124 und/oder verschiedene Komponenten derselben von denen abweichen, die in 1 dargestellt und in Verbindung mit derselben beschrieben sind. Zudem wird eingesehen werden, dass bestimmte Schritte der Prozesse 200, 300 von denen abweichen können, die in den 2 und 3 dargestellt und/oder oben in Verbindung mit denselben beschrieben sind. Es wird ähnlich eingesehen werden, dass bestimmte Schritte des oben beschriebenen Prozesses gleichzeitig oder in einer anderen Reihenfolge als der stattfinden können, die in den 2 und 3 dargestellt und/oder oben in Verbindung mit denselben beschrieben ist.
Zwar wurde zumindest eine beispielhafte Ausführungsform in der vorangehenden detaillierten Beschreibung dargelegt, aber es sollte eingesehen werden, dass eine große Anzahl an Variationen besteht. Es sollte auch eingesehen werden, dass die beispielhafte Ausführungsform oder beispielhaften Ausführungsformen nur Beispiele sind und den Bereich, die Anwendbarkeit oder Konfiguration der Offenbarung keineswegs beschränken sollen. Die vorangehende detaillierte Beschreibung wird jemandem mit technischen Fähigkeiten vielmehr einen geeigneten Plan zum Implementieren der beispielhaften Ausführungsform oder beispielhaften Ausführungsformen liefern. Es sollte klar sein, dass verschiedene Änderungen an der Funktion und Anordnung von Elementen vorgenommen werden können ohne vom Bereich der Offenbarung abzuweichen, der in den beiliegenden Ansprüchen und rechtmäßigen Äquivalenten derselben dargelegt ist.

Claims

Verfahren zum prozessorgestützten Schätzen einer Reichweite eines Fahrzeugs (100) mit einem aufladbaren Energiespeichersystem (RESS) (122), bei dem für das Schätzen der Reichweite des Fahrzeugs (100) für einen gegenwärtigen Fahrzyklus die nachfolgenden Schritte ausgeführt werden: Erhalten (201) einer Uhrzeit für den gegenwärtigen Fahrzyklus; Messen (202) einer gegenwärtigen Fahrzeug-Umgebungstemperatur; Berechnen (204) eines Betrags der vom RESS (122) verfügbaren Energie mittels eines Prozessors unter Verwendung einer Energiekapazität des RESS (122) und einem prozentualen Ladezustand des RESS (122); Bestimmen (206) eines bestimmten Zeitintervalls, welches der erhaltenen Uhrzeit entspricht, wobei das bestimmte Zeitintervall ein Zeitintervall aus einer Vielzahl von Zeitintervallen ist und wobei jedes der Zeitintervalle mit einem jeweiligen Temperaturbereich assoziiert ist; Abrufen (208), aus einem Speicher (156), einer Durchschnittstemperatur von der ersten Vielzahl von vorherigen Fahrzyklen für das bestimmte Zeitintervall; Bestimmen (210) einer Übereinstimmung der gegenwärtigen Fahrzeug-Umgebungstemperatur mit der abgerufenen Durchschnittstemperatur; Ermitteln (212) einer durch das Fahrzeug (100) während einer ersten Vielzahl von vorherigen Fahrzyklen zurückgelegten Strecke, wobei jeder Fahrzyklus der ersten Vielzahl von vorherigen Fahrzyklen während des bestimmten Zeitintervalls eines jeweiligen Tages stattfindet; Bestimmen einer gesamten Energienutzung vom RESS (122) während der ersten Vielzahl von vorherigen Fahrzyklen; Berechnen des durchschnittlichen Betrags der Energie, welche vom RESS (122) während der ersten Vielzahl von vorherigen Fahrzyklen verbraucht wird, unter Verwendung der ermittelten zurückgelegten Strecke und der bestimmten gesamten Energienutzung; Berechnen (216) eines aggregierten Durchschnittsbetrags der Energie, welche unabhängig von der Uhrzeit der Fahrzyklen vom RESS (122) während einer zweiten Vielzahl von vorherigen Fahrzyklen verbraucht wird; und Schätzen (214) der Reichweite für das Fahrzeug (100) basierend auf: - dem berechneten Betrag der verfügbaren Energie und dem berechneten durchschnittlichen Betrag der vom RESS (122) während der ersten Vielzahl von vorherigen Fahrzyklen verbrauchten Energie, sofern die gemessene Umgebungstemperatur innerhalb eines erwarteten Bereiches von Werten, welche mit der abgerufenen Durchschnittstemperatur assoziiert werden, für das bestimmte Zeitintervall liegt; - dem berechneten Betrag der verfügbaren Energie und dem berechneten aggregierten durchschnittlichen Betrag der Energie, sofern die gemessene Umgebungstemperatur außerhalb des erwarteten Bereiches von Werten für das bestimmte Zeitintervall liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen des bestimmten Zeitintervalls, welches der Uhrzeit entspricht, zudem das Auswählen von entweder einem Tageszeit-Zeitintervall oder Nachtzeit-Zeitintervall aufweist.
System zum Schätzen einer Reichweite eines Fahrzeugs (100) mit einem aufladbaren Energiespeichersystem (RESS) (122) für einen gegenwärtigen Fahrzyklus , wobei das System aufweist: eine RESS-Sensoreinheit , welche zum Messen zumindest eines das RESS (122) betreffenden Eingangswertes vorgesehen ist; und einen mit der RESS-Sensoreinheit gekoppelten Prozessor (154), welcher dazu ausgebildet ist einen vom RESS (122) verfügbaren Energiebetrag unter Verwendung der Eingangswerte zu bestimmen; eine Uhrzeit zu erhalten; und die Reichweite für das Fahrzeug (100) basierend auf der Uhrzeit und dem Betrag der verfügbaren Energie gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 zu schätzen.
System nach Anspruch 3, zudem aufweisend: einen Temperatursensor (148), welcher zum Messen einer Temperatur außerhalb des Fahrzeugs (100) vorgesehen ist; wobei der Prozessor (154) ferner zum Schätzen der Reichweite für das Fahrzeug (100) basierend auf der Uhrzeit, dem Betrag der Energie, welche im RESS (122) verfügbar ist, und der Temperatur außerhalb des Fahrzeugs (100) vorgesehen ist.
Fahrzeug (100), mit einem Antriebssystem (129), welches ein aufladbares Energiespeichersystem (RESS) (122) enthält; und mit einem Schätzsystem nach einem der Ansprüche 3 oder 4, welches mit dem RESS (122) gekoppelt ist und welches zum Schätzen einer Reichweite für das Fahrzeug vorgesehen ist.