DE102015001248B4

DE102015001248B4 - Verfahren und System zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102015001248B4
Application number: DE102015001248.7A
Authority: DE
Inventors: Tobias Attensperger; Moritz Reiff; Martin Sorge
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2015-01-31
Filing date: 2015-01-31
Publication date: 2020-06-04
Anticipated expiration: 2035-02-01
Also published as: CN107207014B; WO2016120201A1; EP3250431A1; US20170361843A1; DE102015001248A1; CN107207014A; US10214216B2

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (10), mit den Schritten:- Erfassen eines von einem Fahrzeuginsassen eingegebenen Ziels;- Ermitteln, welche Restreichweite das Kraftfahrzeug (10) am Ziel aufweisen wird;- falls die ermittelte Restreichweite geringer als ein vorgegebener Schwellwert ist: Betreiben des Kraftfahrzeugs (10) in einem Verbrauchsoptimierungsmodus, bei welchem das Kraftfahrzeug (10) zur automatischen Durchführung von Maßnahmen zur Verbrauchssenkung des Kraftfahrzeugs (10) bis zur Erreichung des Ziels betrieben wird, wobei▪ jede der Maßnahmen fortlaufend hinsichtlich ihres Einflusses auf die dadurch erzielbare Verbrauchssenkung bewertet wird; wobei▪ jede der Maßnahmen fortlaufend hinsichtlich ihres Einflusses auf eine Einschränkung eines Fahrers des Kraftfahrzeugs (10) bewertet wird;▪ die einzelnen Maßnahmen in Abhängigkeit von ihren jeweiligen fortlaufend ermittelten Einflüssen auf die Verbrauchssenkung und auf die Einschränkung des Fahrers bis zum Erreichen des Ziels derart aktiviert und deaktiviert werden, dass das Kraftfahrzeug (10) das Ziel mit einer Restreichweite erreicht, welche zumindest dem Schwellwert entspricht und die Einschränkung des Fahrers durch die Maßnahmen minimiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass▪ die Bewertung der Maßnahmen hinsichtlich ihres Einflusses auf die dadurch erzielbare Verbrauchssenkung und die Einschränkung des Fahrers in Abhängigkeit von fortlaufend bereitgestellten Umgebungsbedingungen des Kraftfahrzeugs (10) erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und System zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs sowie ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen System.
Je nach Füllstand eines Kraftstoffbehälters und/oder je nach Batterieladestand eines Kraftfahrzeugs kann ein Fahrer ein gewünschtes Ziel unter Umständen nicht mehr erreichen. Um das Ziel dennoch zu erreichen, ist das Anfahren einer Tankstelle und/oder einer Ladesäule erforderlich. Es ist für den Fahrer nur schwer abschätzbar, mit welcher Fahrweise und unter welchen sonstigen Randbedingungen er sein Ziel ohne ein Nachtanken und/oder Nachladen sicher erreichen kann. Insbesondere beim Einsatz von reinen Elektrofahrzeugen besteht ein Nachteil darin, dass Schnellladesäulen nicht flächendeckend verfügbar sind. Dadurch können sich erhebliche Verzögerungen durch erforderliche Umwege oder aufgrund von verlängerten Ladedauern ergeben.
Die DE 10 2005 037 553 A1 zeigt ein Verfahren zur Ansteuerung eines Hybridfahrzeugs. Die Betriebesweise des Elektromotors des Hybridfahrzeugs wird in Abhängigkeit von die Fahrstrecke betreffenden Daten und unter Berücksichtigung eines Ladezustands eines Energiespeichers des Hybridfahrzeugs gewählt. Eine Betriebsstrategie zum Betreiben des Hybridfahrzeugs wird dabei unter Vorgabe eines geographischen Fahrziels und/oder eines Zielparameters der Betriebsstrategie vorgegeben, wobei bei Verfügbarkeit alternativer Fahrtrouten eine dieser Fahrtrouten unter Berücksichtigung der Betriebsstrategie ausgewählt wird.
Die DE 103 06 093 A1 zeigt ein Verfahren zur Bestimmung eines optimalen Kraftstoffverbrauchs und ein Warnsystem zum Warnen eines Fahrers, wenn nicht genügend Kraftstoff zum Erreichen eines gewünschten Ziels vorhanden ist. Der Kraftstoffverbrauch wird berechnet und der Fahrer wird gewarnt, wenn er nicht genügend Kraftstoff zum Erreichen einer Tankstelle auf dem Rückweg von dem gewünschten Ziel vorhanden sein sollte.
Die DE 10 2004 047 856 A1 zeigt eine Vorrichtung zum Steuern des Betriebs eines Kraftfahrzeugs, welche eine Einrichtung zur Erfassung von Umgebungs- und Fahrzeugbetriebsparametern aufweist, die in einer Rechnereinheit verarbeitet und auf einer Anzeigeeinrichtung dargestellt werden. Um die Einflussnahme durch den Fahrer zu verbessern, ist eine Eingabeeinrichtung vorgesehen, über die einige der Fahrzeugbetriebsparameter während des Betriebs des Kraftfahrzeugs manipulierbar sind.
Die DE 10 2012 023 632 A1 zeigt ein Verfahren zur aktiven Reichweitenbeeinflussung eines Fahrzeugs. Für ein vorgegebenes Fahrziel und eine erste Systemkonfiguration des Fahrzeugs wird ermittelt, welche Restreichweite das Fahrzeug am Fahrziel aufweisen wird. Falls diese Restreichweite einen vorgegebenen Wert unterschreitet, wird das Fahrzeug in eine zweite Systemkonfiguration versetzt, welche einen verringerten Energieverbrauch zur Folge hat, beispielsweise indem die Leistungsfähigkeit einer Klimaanlage und eines Antriebs des Fahrzeugs automatisch auf jeweils vorgegebene Werte reduziert wird. Dabei kann ein automatischer Wechsel in einen Expertenmodus erfolgen, bei welchem der Fahrer die vorgenommene Reduzierung der Leistungsfähigkeit der Klimaanlage und des Antriebs angezeigt bekommt. Für die zweite Systemkonfiguration wird dann ermittelt, welche Restreichweite das Fahrzeug am Fahrziel aufweisen wird. Für den Fall, dass die dabei prognostizierte Restreichweite ausreicht, kann der Nutzer im Expertenmodus den Antrieb und die Klimatisierung individuell nachsteuern.
Die DE 103 02 504 A1 zeigt ein Verfahren zum Ermitteln der Reichweite eines Elektrofahrzeugs. Unter Berücksichtigung von fahrzeug-, fahrstrecken- und umweltbezogenen Informationen über das Elektrofahrzeug sowie einer geplanten Strecke oder befahrenen Strecke wird die Reichweite des Elektrofahrzeugs ermittelt. Sollten vom Fahrer gewünschte Komfortfunktionen den Vorrat an elektrischer Energie zu sehr angreifen, so erhält er eine diesbezügliche Information, damit er seine Komfortwünsche auf das zur Erreichung eines bestimmten Ziels notwendige Maß reduzieren kann.
Die DE 10 2012 018 290 A1 zeigt eine Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mittels welchem für verschiedene Fahrzeugfunktionen gleichzeitig ein Automatikmodus aktivierbar ist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, mittels welcher ein Fahrer eines Kraftfahrzeugs auf verbesserte Weise dabei unterstützt wird, ein gewünschtes Fahrziel ohne ein Nachtanken und/oder ein Nachladen zu erreichen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren sowie durch ein System zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs umfasst die folgenden Schritte:

- Erfassen eines von einem Fahrzeuginsassen eingegebenen Ziels;
- Ermitteln, welche Restreichweite das Kraftfahrzeug am Ziel aufweisen wird;
- falls die ermittelte Restreichweite geringer als ein vorgegebener Schwellwert ist: Betreiben des Kraftfahrzeugs in einem Verbrauchsoptimierungsmodus, bei welchem das Kraftfahrzeug zur automatischen Durchführung von Maßnahmen zur Verbrauchssenkung des Kraftfahrzeugs bis zur Erreichung des Ziels betrieben wird, wobei
- ▪ jede der Maßnahmen fortlaufend hinsichtlich ihres Einflusses auf die dadurch erzielbare Verbrauchssenkung bewertet wird;
- ▪ jede der Maßnahmen fortlaufend hinsichtlich ihres Einflusses auf eine Einschränkung eines Fahrers des Kraftfahrzeugs bewertet wird;
- ▪ die einzelnen Maßnahmen in Abhängigkeit von ihren jeweiligen fortlaufend ermittelten Einflüssen auf die Verbrauchssenkung und auf die Einschränkung des Fahrers bis zum Erreichen des Ziels derart aktiviert und deaktiviert werden, dass das Kraftfahrzeug das Ziel mit einer Restreichweite erreicht, welche zumindest dem Schwellwert entspricht und die Einschränkung des Fahrers durch die Maßnahmen minimiert wird.

Die Zieleingabe kann beispielsweise in einem fahrzeugseitigen Navigationsgerät erfolgen, wobei nach der erfassten Zieleingabe die zur Zielerreichung benötige Energiemenge des Kraftfahrzeugs berechnet wird. Beispielsweise kann die Berechnung dieser Energiemenge auf Basis von bisherigen Verbrauchsdaten des Kraftfahrzeugs und/oder unter Heranziehung von physikalischen Modellen erfolgen. Falls es sich bei dem Kraftfahrzeug um ein reines Elektrofahrzeug handelt, wird diese ermittelte Energiemenge mit der aktuellen Batterieladung des Kraftfahrzeugs verglichen. Falls es sich bei dem Kraftfahrzeug um ein Kraftfahrzeug mit einem reinen Verbrennungsantrieb handeln sollte, wird die ermittelte Energiemenge mit einer noch vorhandenen Tankfüllung des Kraftfahrzeugs verglichen. Falls es sich bei dem Kraftfahrzeug um ein Hybridfahrzeug handeln sollte, kann die berechnete Energiemenge sowohl mit einer vorhandenen Batterieladung als auch mit einer aktuell noch vorhandenen Tankfüllung verglichen werden. Auf Basis dieses Vergleichs wird nun ermittelt, ob das eingegebene Ziel nur knapp oder nach den aktuellen Berechnungen gar nicht erreichbar sein wird, wobei der Fahrer vorzugsweise über diesen Umstand informiert wird.
Es kann vorgesehen sein, dass der Schwellwert unveränderbar kraftfahrzeugseitig vorgegeben ist. Alternativ kann es aber auch vorgesehen sein, dass der Schwellwert manuell, je nach Vorlieben des Fahrers, eingestellt werden kann. In letzterem Fall kann der Fahrer also selber bestimmen, welche Restreichweite noch vorhanden sein soll, wenn er mit seinem Kraftfahrzeug das Ziel erreicht.
Dabei ist es erfindungsgemäß vorgesehen, falls die ermittelte Restreichweite geringer als der vorgegebene Schwellwert sein sollte - also das eingegebene Ziel beispielsweise nur knapp erreichbar oder gar nicht erreichbar sein sollte - das Kraftfahrzeug in einem Verbrauchsoptimierungsmodus betrieben wird, bei welchem das Kraftfahrzeug zur automatischen Durchführung von Maßnahmen zur Verbrauchssenkung des Kraftfahrzeugs bis zur Erreichung des Ziels betrieben wird. Dabei wird jede der Maßnahmen fortlaufend hinsichtlich ihres Einflusses auf die dadurch erzielbare Verbrauchssenkung bewertet, wobei jede der Maßnahmen zudem auch fortlaufend hinsichtlich ihres Einflusses auf eine Einschränkung eines Fahrers des Kraftfahrzeugs bewertet wird.
Während des Verbrauchsoptimierungsmodus werden mit anderen Worten also unterschiedliche Maßnahmen zur Absenkung des Energieverbrauchs des Kraftfahrzeugs herbeigeführt, so dass der Fahrer sein Wunschziel auch ohne ein Nachtanken und/oder Nachladen einer Batterie erreichen kann. Je nach Fahrmodus werden dabei vorzugsweise unterschiedliche Maßnahmen ergriffen. Die einzelnen Maßnahmen werden in Abhängigkeit von ihren jeweiligen fortlaufend ermittelten Einflüssen auf die Verbrauchssenkung und auf die Einschränkung des Fahrers bis zum Erreichen des Ziels derart aktiviert und deaktiviert, dass das Kraftfahrzeug das Ziel mit einer Restreichweite erreicht, welche zumindest dem Schwellwert entspricht und die Einschränkung des Fahrers durch die Maßnahmen minimiert wird. Durch das beschriebene Verfahren muss sich der Fahrer also nicht selbst um eine möglichst sparsame Fahrweise und/oder weitere, den Verbrauch des Fahrzeugs senkende Maßnahmen zum Erreichen des Fahrziels kümmern. Es wird ihm die Angst vor dem Liegenbleiben genommen und er wird nicht über das Nötige hinaus in seiner Fahrweise eingeschränkt. Der Fahrer kann also auch bei einem relativ niedrigen Kraftstoffbehälterstand oder bei einem relativ niedrigen Batteriestand noch möglichst dynamisch sein Fahrziel erreichen. Dabei kann es vorgesehen sein, dass der Verbrauchsoptimierungsmodus nur nach einer Bestätigung durch den Fahrer aktiviert wird.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Bewertung der Maßnahmen hinsichtlich ihres Einflusses auf die dadurch erzielbare Verbrauchssenkung und/oder die Einschränkung des Fahrers in Abhängigkeit von fortlaufend bereitgestellten Umgebungsbedingungen des Kraftfahrzeugs erfolgt.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass mehrere der folgenden Maßnahmen zur Verbrauchssenkung bis zur Erreichung des Ziels durchgeführt werden:

- Ausgeben von Warnhinweisen hinsichtlich der Fahrweise des Fahrers;
- Reduzieren der maximal abrufbaren Leistung des Kraftfahrzeugs;
- Reduzieren des maximal abrufbaren Drehmoments des Kraftfahrzeugs;
- Begrenzen der erzielbaren Höchstgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs;
- Reduzieren der Leistungsaufnahme von zumindest einem elektrischen Verbraucher des Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise von einer Klimaanlage, einem Infotainmentsystem, Displays, Beleuchtungseinheiten und dergleichen;
- Deaktivieren eines Allradantriebs des Kraftfahrzeugs;
- Ausgeben von Navigationshinweisen zur Zielerrichtung entlang einer ermittelten verbrauchsoptimierten Route;
- Abkoppeln eines Motors des Kraftfahrzeugs von einem Getriebe des Kraftfahrzeugs;
- Absenken eines Fahrwerks des Kraftfahrzeugs;
- Einstellen eines Druckpunktes mittels eines aktiven Fahrpedals des Kraftfahrzeugs, welcher eine nicht zu überschreitende Fahrpedalstellung signalisiert;
- Reduzieren der Leistungsaufnahme eines Motorkühlsystems.

Vorzugsweise werden als die Umgebungsbedingungen zumindest eine der folgenden Größen bereitgestellt:

- die Umgebungstemperatur;
- die Luftfeuchtigkeit;
- die Umgebungshelligkeit;
- die Straßenbeschaffenheit;
- die Straßenart;
- die Kurvigkeit der Straße;
- das Gefälle der Straße;
- Geschwindigkeitsbegrenzungen.

Je nach Umgebungsbedingungen werden vorzugsweise möglichst diejenigen Maßnahmen ergriffen, die bei den gegebenen Umgebungsbedingungen zu einer besonders großen Verbrauchsoptimierung des Kraftfahrzeugs beitragen und dabei gleichzeitig einen möglichst geringen Eingriff für den Fahrer darstellen. Beispielsweise kann die Reduzierung der Leistungsaufnahme einer Klimaanlage des Kraftfahrzeugs bei relativ niedrigen Umgebungstemperaturen und niedrigen Luftfeuchtigkeiten zum einen eine hohe Verbrauchsoptimierung erzielen und zum anderen wird diese Maßnahme gegebenenfalls vom Fahrer überhaupt nicht oder nur kaum wahrgenommen. Oder sollten die Verkehrsbedingungen beispielsweise derart sein, dass es sehr unwahrscheinlich ist, dass der Fahrer besonders dynamisch fahren wird, beispielsweise weil die Straße sehr kurvig ist, die Verkehrsdichte besonders hoch ist oder dergleichen, so könnte ein Eingriff hinsichtlich einer Reduzierung der Leistungs- und/oder Drehmomentbereitstellung des Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs zum einen zu einer relativ hohen Verbrauchsersparnis führen und zum anderen von dem Fahrer nicht weiter negativ wahrgenommen werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Bewertung der Maßnahmen hinsichtlich ihres Einflusses auf die Einschränkung des Fahrers in Abhängigkeit von einem bereitgestellten, das Fahrverhalten charakterisierenden Fahrerprofils erfolgt. Dafür können beispielsweise fortlaufend Daten ermittelt werden, mittels welchen die Fahrweise des Fahrers charakterisiert und quantifiziert werden kann. Anhand des bereitgestellten Fahrerprofils kann also ermittelt werden, ob es sich um einen besonders zurückhaltenden oder gegebenenfalls um einen besonders dynamischen Fahrer handelt. Je nach Fahrerprofil kann dann bewertet werden, welche der Maßnahmen zur Verbrauchssenkung des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit des Fahrertyps von diesem Fahrer als störend oder als weniger störend empfunden werden. Dadurch kann die Bewertung der Maßnahmen hinsichtlich ihres Einflusses auf die Einschränkungen des Fahrers individuell und somit besonders gut an den jeweiligen Fahrer angepasst erfolgen.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass je größer der Einfluss der jeweiligen Maßnahmen auf die dadurch erzielbare Verbrauchssenkung und die Einschränkung des Fahrers bewertet wird, ein umso größerer Verbrauchssenkungswert und ein umso größerer Einschränkungswert den jeweiligen Maßnahmen zugewiesen und bei der Aktivierung und Deaktivierung der Maßnahmen berücksichtigt wird. Mit anderen Worten wird also eine Art Kennzahlensystem verwendet, anhand dessen zum einen die Einschränkung des Fahrers durch die jeweiligen Maßnahmen und zum anderen das jeweilige Verbrauchssenkungspotenzial bewertet wird. Anhand der jeweiligen Verbrauchssenkungswerte und der Einschränkungswerte kann besonders exakt ermittelt werden, welche der Maßnahmen idealerweise zu ergreifen sind, um eine möglichst starke Verbrauchssenkung zu erzielen und zum anderen dabei den Fahrer möglichst wenig in seinem gewünschten Fahrverhalten einzuschränken. Beispielsweise können jeweilige Quotienten aus den Verbrauchssenkungswerten und den Einschränkungswerten für die jeweiligen Maßnahmen gebildet und dadurch entsprechende Maßzahlen ermittelt werden, welche untereinander vergleichbar sind, um so die optimalen Maßnahmen auszuwählen, welche ein möglichst optimales Verhältnis zwischen der durch die betreffende Maßnahme erzielbare Verbrauchssenkung dem Grad der Einschränkung des Fahrers aufweisen.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Aktivierung und Deaktivierung von zumindest einer der Maßnahmen in Abhängigkeit davon erfolgt, ob ein die Längsführung des Kraftfahrzeugs steuerndes Fahrerassistenzsystem aktiviert ist. Dabei kann es sich beispielsweise um einen herkömmlichen Tempomaten oder auch um einen Abstandsregeltempomaten handeln, der bei der Geschwindigkeitsregelung des Kraftfahrzeugs den Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug als zusätzliche Rückführ- und Stellgröße einbezieht. Beispielsweise ist es denkbar, dass Warnhinweise an den Fahrer bezüglich seines Fahrstils nicht ausgegeben werden, falls ein Tempomat oder ein Abstandsregeltempomat aktiviert sein sollte. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass bei aktiviertem Tempomat oder Abstandsregeltempomat kein Druckpunkt mittels eines aktiven Fahrpedals des Kraftfahrzeugs eingestellt wird, welcher eine nicht zu überschreitende Fahrpedalstellung signalisiert. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass bei aktiviertem Tempomat oder Abstandsregeltempomat kein Segelbetrieb des Kraftfahrzeugs als Verbrauchssenkungsmaßnahme ergriffen wird. Ferner kann es alternativ oder zusätzlich auch vorgesehen sein, dass zumindest bei aktiviertem herkömmlichen Tempomaten kein prädiktiver Effizienzassistent als Verbrauchssenkungsmaßnahme aktiviert wird, bei welchem der Fahrer in Abhängigkeit von Daten, welche die Streckenführung, Tempolimits und dergleichen beschreiben, zu einem besonders ökonomischen Fahren angehalten wird.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Verbrauchsoptimierungsmodus deaktiviert wird, sobald das Kraftfahrzeug das Ziel erreicht hat. Die zuvor aktivierten Maßnahmen zur Reduzierung des Verbrauchs des Kraftfahrzeugs müssen also nicht wieder manuell vom Fahrer zurückgesetzt bzw. deaktiviert werden.
Das erfindungsgemäß System zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs umfasst eine Navigationseinrichtung zum Erfassen eines von einem Fahrzeuginsassen eingegebenen Ziels. Das System umfasst des Weiteren eine Steuereinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, zu ermitteln, welche Restreichweite das Kraftfahrzeug am Ziel aufweisen wird, und das Kraftfahrzeug in einem Verbrauchsoptimierungsmodus zu betreiben, bei welchem das Kraftfahrzeug zur automatischen Durchführung von Maßnahmen zur Verbrauchssenkung des Kraftfahrzeugs bis zur Erreichung des Ziels betrieben wird, falls die ermittelte Restreichweite geringer als ein vorgegebener Schwellwert ist, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgelegt ist, jede der Maßnahmen fortlaufend hinsichtlich ihres Einflusses auf die dadurch erzielbare Verbrauchssenkung zu bewerten; jede der Maßnahmen fortlaufend hinsichtlich ihres Einflusses auf eine Einschränkung eines Fahrers des Kraftfahrzeugs zu bewerten; die einzelnen Maßnahmen in Abhängigkeit von ihren jeweiligen fortlaufend ermittelten Einflüssen auf die Verbrauchssenkung und auf die Einschränkung des Fahrers bis zum Erreichen des Ziels derart zu aktivieren und zu deaktivieren, so dass das Kraftfahrzeug das Ziel mit einer Restreichweite erreicht, welche zumindest dem Schwellwert entspricht und die Einschränkung des Fahrers durch die Maßnahmen minimiert wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind dabei als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Systems anzusehen, wobei das System insbesondere Mittel zur Durchführung der Verfahrensschritte aufweist.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst das erfindungsgemäße System zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einem System zum Betreiben des Kraftfahrzeugs, welches eine Navigationseinrichtung zum Erfassen eines von einem Fahrzeuginsassen eingegebenen Ziels sowie eine Steuereinrichtung zur Einleitung von Verbrauchsoptimierungsmaßnahmen des Kraftfahrzeugs aufweist; und
2 eine schematische Darstellung, in welcher die Navigationseinrichtung, die Steuereinrichtung und weitere Einrichtungen des Kraftfahrzeugs dargestellt sind, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, die unterschiedlichen Einrichtungen des Kraftfahrzeugs zur Einleitung von Verbrauchssenkungsmaßnahmen anzusteuern.

In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Ein Kraftfahrzeug 10 ist in einer schematischen Darstellung in 1 gezeigt. Bei dem Kraftfahrzeug 10 kann es sich beispielsweise um ein reines Elektrofahrzeug, um ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor oder um ein Hybridfahrzeug handeln. Das Kraftfahrzeug 10 umfasst ein System 12 zum Betreiben des Kraftfahrzeugs 10, wobei das System 12 eine Navigationseinrichtung 14 und eine Steuereinrichtung 16 aufweist. Die Navigationseinrichtung 14 dient zum Erfassen eines von einem Fahrzeuginsassen eingegebenen Ziels. Die Steuereinrichtung 16 ist dazu ausgelegt, zu ermitteln, welche Restreichweite das Kraftfahrzeug 10 am Ziel aufweisen wird. Die Ermittlung der Restreichweite kann beispielsweise auf Basis von bisherigen Verbrauchsdaten, der Streckenführung bis zum Ziel, anhand eines hinterlegten Fahrerprofils und auf Basis von unterschiedlichsten physikalischen Modellen erfolgen.
Die Steuereinrichtung 16 ist dazu ausgelegt, das Kraftfahrzeug 10 in einem Verbrauchsoptimierungsmodus zu betreiben, bei welchem das Kraftfahrzeug 10 zur automatischen Durchführung von Maßnahmen zur Verbrauchssenkung des Kraftfahrzeugs 10 bis zur Erreichung des Ziels betrieben wird, falls die ermittelte Restreichweite geringer als ein vorgegebener Schwellwert ist. Mit anderen Worten wird das Kraftfahrzeug 10 also in dem besagten Verbrauchsoptimierungsmodus betrieben, falls anhand der ermittelten benötigten Energiemenge zur Zielerreichung erfasst wird, dass die benötigte Energiemenge mit einer vorhandenen Batterieladung und/oder einer vorhandenen Tankfüllung des Kraftfahrzeugs nur knapp oder gar nicht erreichbar ist. Vorzugsweise wird der Fahrer über diesen Umstand informiert. Er kann sich nun für eine Aktivierung des Verbrauchsoptimierungsmodus entscheiden.
Die Steuereinrichtung 16 ist dazu ausgelegt, jede der Maßnahmen zur Verbrauchssenkung fortlaufend hinsichtlich ihres Einflusses auf die dadurch erzielbare Verbrauchssenkung zu bewerten und jede der Maßnahmen fortlaufend hinsichtlich ihres Einflusses auf eine Einschränkung des Fahrers des Kraftfahrzeugs 10 zu bewerten. Die Steuereinrichtung 16 ist zudem dazu ausgelegt, die einzelnen Maßnahmen in Abhängigkeit von ihren jeweiligen fortlaufend ermittelten Einflüssen auf die Verbrauchssenkung und auf die Einschränkung des Fahrers bis zum Erreichen des Ziels derart zu aktiveren und zu deaktivieren, dass das Kraftfahrzeug 10 das Ziel mit einer Restreichweite erreicht, welche zumindest dem Schwellwert entspricht und die Einschränkung des Fahrers durch die Maßnahmen minimiert wird.
In 2 sind in einer schematischen Darstellung die Steuereinrichtung 16, die Navigationseinrichtung 14, ein Tempomat 20, ein Infotainmentsystem 22, eine Klimaanlage 24, ein Fahrwerk 26 sowie ein Motor 28 des Kraftfahrzeugs 10 schematisch dargestellt. Nachfolgend wird ein Verfahren zum Betreiben des Kraftfahrzeugs 10 näher erläutert.
Nach Zieleingabe in der Navigationseinrichtung 14 wird auf Basis von bisherigen Verbrauchsdaten und physikalischen Modellen die benötigte Energiemenge zur Zielerreichung mittels der Steuereinrichtung 16 berechnet. Diese berechnete Energiemenge wird beispielsweise mit einer noch vorhandenen Batterieladung und/oder einer aktuellen Tankfüllung des Kraftfahrzeugs 10 verglichen. Sollte das Ziel nur knapp oder gar nicht erreichbar sein, wird der Fahrer über diesen Umstand informiert. Er kann nun bestätigen, dass der Verbrauchsoptimierungsmodus mittels der Steuereinrichtung 16 aktiviert werden soll. Über unterschiedlichste Maßnahmen wird nun eine Absenkung des Energieverbrauchs des Kraftfahrzeugs 10 mittels der Steuereinrichtung 16 herbeigeführt, so dass der Fahrer sein Wunschziel erreichen kann. Insbesondere werden je nachdem, ob der Tempomat 20 aktiviert ist oder nicht, unterschiedliche Maßnahmen durch die Steuereinrichtung 16 ergriffen. Der Fahrer muss sich also nicht selbst um eine möglichst sparsame Fahrweise zum Erreichen des Fahrziels kümmern. Es wird ihm die Angst vor dem Liegenbleiben genommen und er wird nicht über das Nötigste hinaus in seiner Fahrweise eingeschränkt.
Bei aktiviertem Verbrauchsoptimierungsmodus werden zahlreiche Maßnahmen zur Reduzierung des Energieverbrauchs des Kraftfahrzeugs 10 ergriffen. Hierzu zählen zum Beispiel: Warnhinweise bezüglich der Fahrweise, um eine Verbrauchsreduzierung zu erzielen; eine Reduktion der maximal abrufbaren Leistung des Kraftfahrzeugs 10; eine Reduzierung des maximal abrufbaren Drehmoments des Kraftfahrzeugs 10; eine Begrenzung der erzielbaren Höchstgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 10; eine Reduzierung der Leistungsaufnahme von zumindest einem elektrischen Verbraucher des Kraftfahrzeugs 10, wie beispielsweise der Klimaanlage 24, des Infotainmentsystems 22, von Displays oder Beleuchtungseinrichtungen zur Innenraumbeleuchtung des Kraftfahrzeugs 10 oder auch der Scheinwerfer. Darüber hinaus kann beispielsweise auch eine Deaktivierung eines Allradantriebs des Kraftfahrzeugs 10 erfolgen. Ferner können auch Navigationshinweise zur Zielerreichung entlang einer ermittelten verbrauchsoptimierten Route erfolgen. Zudem kann es auch vorgesehen sein, dass das Kraftfahrzeug 10 teilweise in einem sogenannten Segelmodus betrieben wird, bei welchem eine Abkopplung des Motors 28 des Kraftfahrzeugs 10 von einem Getriebe des Kraftfahrzeugs 10 erfolgt. Falls das Kraftfahrzeugs 10 über ein verstellbares Fahrwerk verfügen sollte, kann auch eine Absenkung des Fahrwerks des Kraftfahrzeugs 10 zur Reduzierung des Luftwiderstands des Kraftfahrzeugs 10 vorgenommen werden. Falls das Kraftfahrzeug 10 ein aktives Fahrpedal aufweist, kann es auch vorgesehen sein, dass ein Druckpunkt mittels des aktiven Fahrpedals eingestellt wird, welcher eine nicht zu überschreitende Fahrpedalstellung signalisiert. Darüber hinaus kann es auch vorgesehen sein, eine Leistungsaufnahme eines Motorkühlsystems des Kraftfahrzeugs 10 zu reduzieren. Ferner kann es auch noch vorgesehen sein, dass ein prädiktiver Effizienzassistent des Kraftfahrzeugs 10 aktiviert wird, mittels welchem der Fahrer zu einer besonders ökonomischen Fahrweise über entsprechend eingeblendete Informationen angehalten wird, wobei der prädiktive Effizientassistent Informationen über eine Streckenführung, Tempolimits und dergleichen entlang einer zur Zielerreichung ermittelten Route vorausschauend analysiert.

Bei dem Tempomaten 20 kann es sich um einen herkömmlichen Tempomaten handeln, welcher einfach eine eingestellte Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 10 hält. Alternativ kann es sich bei dem Tempomaten 20 auch um einen sogenannten Abstandsregeltempomaten handeln. Falls der Tempomat 20 nicht aktiviert sein sollte, wird dem Fahrer durch einen Druckpunkt des aktiven Fahrpedals - sofern das Kraftfahrzeug 10 über ein solches Pedal verfügt - eine empfohlene Fahrpedalstellung signalisiert. In der nachfolgenden Tabelle sind exemplarisch unterschiedlichste Maßnahmen zur Verbrauchssenkung des Kraftfahrzeugs 10 aufgelistet, wobei je Maßnahme durch ein „x“ gekennzeichnet ist, welche der Maßnahmen in Abhängigkeit davon, ob der Fahrer selbst fährt, ob es sich bei dem Tempomaten 20 um einen herkömmlichen Tempomaten oder um einen Abstandsregeltempomaten handelt, aktiviert werden.

Maßnahme	Fahrer fährt selbst	Fahrer fährt mit herkömmlichem Tempomat	Fahrer fährt mit Abstandsregeltempomat
Warnhinweise	×
Druckpunkt aktives Fahrpedal	×
Segelbetrieb	×
prädiktiven Effizienzassistenten aktivieren	×		×
Reduktion Leistung	×	×	×
und/oder Drehmoment des Motors
Beschränkung der Höchstgeschwindigkeit	×	×	×
Reduzierung der Leistungsaufnahme der Klimaanlage	×	×	×
Reduzierung der Leistungsaufnahme des Infotainmentsystems	×	×	×
Allradantrieb deaktivieren	×	×	×
verbrauchsoptimierte Route ermitteln	×	×	×
Fahrwerk absenken	×	×	×
Reduzierung der Leistungsaufnahme des Motorkühlsystems	×	×	×

Die Aktivierung der unterschiedlichen Maßnahmen zur Verbrauchsreduktion des Kraftfahrzeugs 10 erfolgt gestaffelt in mehreren Eskalationsstufen. Der Einfluss der einzelnen Maßnahmen auf die Verbrauchsreduzierung des Kraftfahrzeugs 10 wird laufend dynamisch berechnet und unter Berücksichtung der Auswirkungen auf den Fahrer bewertet.
Mit anderen Worten wird also jede der Maßnahmen fortlaufend hinsichtlich ihres Einflusses auf die dadurch erzielbare Verbrauchssenkung bewertet. Darüber hinaus wird jede der Maßnahmen auch fortlaufend hinsichtlich ihres Einflusses auf eine Einschränkung des Fahrers des Kraftfahrzeugs 10 bewertet. Die einzelnen Maßnahmen werden in Abhängigkeit von ihren jeweiligen fortlaufend ermittelten Einflüssen auf die Verbrauchssenkung und auf die Einschränkung des Fahrers bis zum Erreichen des Ziels derart aktiviert und deaktiviert, dass das Kraftfahrzeug 10 das Ziel mit einer Restreichweite erreicht, welche zumindest einem vorgegebenen Schwellwert entspricht und die Einschränkung des Fahrers durch die Maßnahmen minimiert wird.
Die Bewertung der Maßnahmen hinsichtlich ihres Einflusses auf die dadurch erzielbare Verbrauchssenkung des Kraftfahrzeugs 10 und/oder die Einschränkung des Fahrers erfolgt in Abhängigkeit von fortlaufend bereitgestellten Umgebungsbedingungen des Kraftfahrzeugs 10. Als die Umgebungsbedingungen können beispielsweise die Umgebungstemperatur, die Luftfeuchtigkeit, die Umgebungshelligkeit, die Straßenbeschaffenheit, die Straßenart, die Kurvigkeit der Straße, das Gefälle der Straße oder etwaige Geschwindigkeitsbegrenzungen entlang der Strecke bis zur Zielerreichung berücksichtigt werden. Darüber hinaus kann die Bewertung der Maßnahmen hinsichtlich ihres Einflusses auf die Einschränkung des Fahrers in Abhängigkeit von einem bereitgestellten, das Fahrverhalten des Fahrers charakterisierenden Fahrerprofils erfolgen.
Den unterschiedlichen Maßnahmen werden, je größer der Einfluss der jeweiligen Maßnahme auf die dadurch erzielbare Verbrauchssenkung und die Einschränkung des Fahrers ist, jeweils ein umso größerer Verbrauchssenkungswert und ein umso größerer Einschränkungswert zugewiesen und bei der Aktivierung und Deaktivierung der Maßnahmen berücksichtigt. Es werden also entlang der Route bis zum Ziel die unterschiedlichen Maßnahmen immer derart aktiviert und deaktiviert, dass zum einen das Ziel mit der aktuellen Batterieladung und/oder der aktuellen Tankfüllung des Kraftfahrzeugs 10 erreicht werden kann, und zum anderen der Fahrer in seiner üblichen Fahrweise durch gerade aktivierten Maßnahmen besonders wenig eingeschränkt wird. Der Fahrer des Kraftfahrzeugs 10 kann also bei aktiviertem Verbrauchsoptimierungsmodus auch bei einem relativ niedrigen Kraftstoffbehälterstand und/oder Batterieladestand noch möglichst dynamisch sein Fahrziel erreichen. Der Verbrauchsoptimierungsmodus wird deaktiviert, sobald das Kraftfahrzeug 10 das Ziel erreicht hat. Die zuvor aktivierten Maßnahmen zur Verbrauchsreduzierung müssen also nicht wieder manuell vom Fahrer deaktiviert werden, wenn er wieder mit Kraftfahrzeug 10 weiter fahren möchte.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (10), mit den Schritten: - Erfassen eines von einem Fahrzeuginsassen eingegebenen Ziels; - Ermitteln, welche Restreichweite das Kraftfahrzeug (10) am Ziel aufweisen wird; - falls die ermittelte Restreichweite geringer als ein vorgegebener Schwellwert ist: Betreiben des Kraftfahrzeugs (10) in einem Verbrauchsoptimierungsmodus, bei welchem das Kraftfahrzeug (10) zur automatischen Durchführung von Maßnahmen zur Verbrauchssenkung des Kraftfahrzeugs (10) bis zur Erreichung des Ziels betrieben wird, wobei ▪ jede der Maßnahmen fortlaufend hinsichtlich ihres Einflusses auf die dadurch erzielbare Verbrauchssenkung bewertet wird; wobei ▪ jede der Maßnahmen fortlaufend hinsichtlich ihres Einflusses auf eine Einschränkung eines Fahrers des Kraftfahrzeugs (10) bewertet wird; ▪ die einzelnen Maßnahmen in Abhängigkeit von ihren jeweiligen fortlaufend ermittelten Einflüssen auf die Verbrauchssenkung und auf die Einschränkung des Fahrers bis zum Erreichen des Ziels derart aktiviert und deaktiviert werden, dass das Kraftfahrzeug (10) das Ziel mit einer Restreichweite erreicht, welche zumindest dem Schwellwert entspricht und die Einschränkung des Fahrers durch die Maßnahmen minimiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass ▪ die Bewertung der Maßnahmen hinsichtlich ihres Einflusses auf die dadurch erzielbare Verbrauchssenkung und die Einschränkung des Fahrers in Abhängigkeit von fortlaufend bereitgestellten Umgebungsbedingungen des Kraftfahrzeugs (10) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere der folgenden Maßnahmen zur Verbrauchssenkung bis zur Erreichung des Ziels durchgeführt werden: - Ausgeben von Warnhinweisen hinsichtlich der Fahrweise des Fahrers; - Reduzieren der maximal abrufbaren Leistung des Kraftfahrzeugs (10); - Reduzieren des maximal abrufbaren Drehmoments des Kraftfahrzeugs (10); - Begrenzen der erzielbaren Höchstgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs(10); - Reduzieren der Leistungsaufnahme von zumindest einem elektrischen Verbraucher des Kraftfahrzeugs (10); - Deaktivieren eines Allradantriebs des Kraftfahrzeugs (10); - Ausgeben von Navigationshinweisen zur Zielerrichtung entlang einer ermittelten verbrauchsoptimierten Route; - Abkoppeln eines Motors des Kraftfahrzeugs (10) von einem Getriebe des Kraftfahrzeugs (10); - Absenken eines Fahrwerks des Kraftfahrzeugs (10); - Einstellen eines Druckpunktes mittels eines aktiven Fahrpedals des Kraftfahrzeugs (10), welcher eine nicht zu überschreitende Fahrpedalstellung signalisiert; - Reduzieren der Leistungsaufnahme eines Motorkühlsystems.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als die Umgebungsbedingungen zumindest eine der folgenden Größen bereitgestellt werden: - die Umgebungstemperatur; - die Luftfeuchtigkeit; - die Umgebungshelligkeit; - die Straßenbeschaffenheit; - die Straßenart; - die Kurvigkeit der Straße; - das Gefälle der Straße; - Geschwindigkeitsbegrenzungen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewertung der Maßnahmen hinsichtlich ihres Einflusses auf die Einschränkung des Fahrers in Abhängigkeit von einem bereitgestellten, das Fahrverhalten des Fahrers charakterisierenden Fahrerprofils erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass je größer der Einfluss der jeweiligen Maßnahmen auf die dadurch erzielbare Verbrauchssenkung und die Einschränkung des Fahrers bewert wird, ein umso größerer Verbrauchssenkungswert und ein umso größerer Einschränkungswert den jeweiligen Maßnahmen zugewiesen und bei der Aktivierung und Deaktivierung der Maßnahmen berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierung und Deaktivierung von zumindest einer der Maßnahmen in Abhängigkeit davon erfolgt, ob ein die Längsführung des Kraftfahrzeugs (10) steuerndes Fahrerassistenzsystem (20) aktiviert ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrauchsoptimierungsmodus deaktiviert wird, sobald das Kraftfahrzeug (10) das Ziel erreicht hat.
System (12) zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (10), mit - einer Navigationseinrichtung (14) zum Erfassen eines von einem Fahrzeuginsassen eingegebenen Ziels; - einer Steuereinrichtung (16) welche dazu ausgelegt ist, zu ermitteln, welche Restreichweite das Kraftfahrzeug (10) am Ziel aufweisen wird, und das Kraftfahrzeug (10) in einem Verbrauchsoptimierungsmodus zu betreiben, bei welchem das Kraftfahrzeug (10) zur automatischen Durchführung von Maßnahmen zur Verbrauchssenkung des Kraftfahrzeugs (10) bis zur Erreichung des Ziels betrieben wird, falls die ermittelte Restreichweite geringer als ein vorgegebener Schwellwert ist, wobei die Steuereinrichtung (16) dazu ausgelegt ist, jede der Maßnahmen fortlaufend hinsichtlich ihres Einflusses auf die dadurch erzielbare Verbrauchssenkung zu bewerten; wobei die Steuereinrichtung (16) dazu ausgelegt ist, - jede der Maßnahmen fortlaufend hinsichtlich ihres Einflusses auf eine Einschränkung eines Fahrers des Kraftfahrzeugs (10) zu bewerten; - die einzelnen Maßnahmen in Abhängigkeit von ihren jeweiligen fortlaufend ermittelten Einflüssen auf die Verbrauchssenkung und auf die Einschränkung des Fahrers bis zum Erreichen des Ziels derart zu aktivieren und zu deaktivieren, dass das Kraftfahrzeug (10) das Ziel mit einer Restreichweite erreicht, welche zumindest dem Schwellwert entspricht und die Einschränkung des Fahrers durch die Maßnahmen minimiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass - die Bewertung der Maßnahmen hinsichtlich ihres Einflusses auf die dadurch erzielbare Verbrauchssenkung und die Einschränkung des Fahrers in Abhängigkeit von fortlaufend bereitgestellten Umgebungsbedingungen des Kraftfahrzeugs (10) erfolgt.
Kraftfahrzeug (10) mit einem System nach Anspruch 8.