DE102015107192A1

DE102015107192A1 - Erlernen der Energieverbrauchseffizienz eines Fahrzeugs in der Energiedomäne

Info

Publication number: DE102015107192A1
Application number: DE102015107192.4A
Authority: DE
Inventors: Jason Meyer; Sangeetha Sangameswaran
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-05-20
Filing date: 2015-05-08
Publication date: 2015-11-26
Also published as: US10157510B2; US20160093125A1; CN105083290B; US9272712B2; US20150339866A1; CN105083290A

Abstract

Ein Verfahren entsprechend einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst, unter anderem, ein Steuern eines Fahrzeugs basierend auf einer erlernten Energieverbrauchseffizienz. Die Energieverbrauchseffizienz kann in einer Energiedomäne durch periodisches Filtern eines Verhältnisses einer zurückgelegten Strecke zu einer verbrauchten Energie erlernt werden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung bezieht sich auf ein Fahrzeug, und insbesondere, aber nicht ausschließlich, auf ein Erlernen der Energieverbrauchseffizienz in der Energiedomäne über einen energieausgelösten Filter.
HINTERGRUND
Eine Energiequelle ist nötig, um Leistung für das Antreiben eines Fahrzeugs bereitzustellen. Beispielsweise sind erdölbasierte Produkte wie Benzin oder Diesel die Hauptenergiequellen von herkömmlichen Fahrzeugen, die eine Brennkraftmaschine umfassen. Andererseits sind elektrifizierte Fahrzeuge bekannt, die eine oder mehrere elektrische Maschinen und in einigen Fällen eine Kraftmaschine nutzen, die entweder einzeln oder in Kombination verwendet werden können, um das Fahrzeug anzutreiben. Eine Hochspannungsbatterie wirkt typischerweise als eine Energiequelle für das Betreiben solcher elektrischer Maschinen.
Es kann vorteilhaft sein, die Energienutzung eines Fahrzeugs zu berechnen, um eine Vielzahl von Endbenutzungsmerkmalen für den Fahrzeugfahrer anzuzeigen. Beispielsweise kann eine Energieverbrauchsrate überwacht und verwendet werden, um einen Reichweitenwert (DTE, Distance To Empty) vorherzusagen, der dem Fahrzeugfahrer angezeigt werden kann, um Informationen für Reiseplanung, Minimieren von Fahrkosten, Abschätzen der Fahrzeugleistung usw. bereitzustellen. Ein aktuelles Verfahren, das zum Überwachen der Energienutzung eines Fahrzeugs genutzt wird, ist ein Zeitdomänenansatz. Allerdings können andere Ansätze Verbesserungen zu bestehenden Verfahren bieten.
KURZDARSTELLUNG
Ein Verfahren entsprechend einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst, unter anderem, ein Steuern eines Fahrzeugs basierend auf einer erlernten Energieverbrauchseffizienz.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform des vorstehenden Verfahrens ist das Fahrzeug ein elektrifiziertes Fahrzeug oder ein herkömmliches Fahrzeug.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren wird die erlernte Energieverbrauchseffizienz berechnet durch Überwachen eines Energieverbrauchs und gezieltes Anpassen der erlernten Energieverbrauchseffizienz basierend auf einer detektierten Änderung in der Energieverbrauchseffizienz.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Verfahren wird die erlernte Energieverbrauchseffizienz in einer Energiedomäne ermittelt, indem die Energieverbrauchseffizienz in regelmäßigen Energieverbrauchsintervallen aktualisiert wird.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Verfahren wird die erlernte Energieverbrauchseffizienz berechnet durch Integrieren einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs zum Ermitteln einer zurückgelegten Strecke, Integrieren eines Energieverbrauchs des Fahrzeugs zum Ermitteln einer verbrauchten Energie und Filtern eines Verhältnisses der zurückgelegten Strecke zur verbrauchten Energie.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Verfahren umfasst das Verfahren ein Aktualisieren der erlernten Energieverbrauchseffizienz, wenn die seit einem vorherigen Rücksetzen eines Integrators verbrauchte Energie größer als oder gleich eine/r Schwelle für verbrauchte Energie ist.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Verfahren umfasst das Verfahren ein Verwenden einer vorherigen Energieverbrauchseffizienz, wenn die seit dem vorherigen Rücksetzen eines Integrators verbrauchte Energie nicht größer als die oder gleich der Schwelle für verbrauchte Energie ist.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Verfahren umfasst das Verfahren ein Aussetzen des Steuerschrittes während bestimmter Fahrbedingungen des Fahrzeugs.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Verfahren umfasst der Steuerschritt ein Nutzen der erlernten Energieverbrauchseffizienz zum Berechnen zumindest eines Endbenutzungsmerkmals im Zusammenhang mit dem Fahrzeug.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Verfahren umfasst das Verfahren ein Berechnen einer Energieverbrauchsrate durch Hinzuziehen des Umkehrwerts der erlernten Energieverbrauchseffizienz.
Ein Verfahren gemäß einem anderen beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst, unter anderem, ein Erlernen einer Energieverbrauchseffizienz eines Fahrzeugs in einer Energiedomäne durch periodisches Filtern eines Verhältnisses einer zurückgelegten Strecke zu einer verbrauchten Energie.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform des vorstehenden Verfahrens umfasst der Erlernschritt ein Überwachen des Energieverbrauchs und ein periodisches Anpassen einer Vorhersage der Energieverbrauchseffizienz.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren umfasst der Lernschritt ein Integrieren einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs zum Ermitteln der zurückgelegten Strecke und ein Integrieren einer Leistungsaufnahme des Fahrzeugs zum Ermitteln der verbrauchten Energie.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Verfahren wird der Filterschritt gezielt nach den Integrierschritten ausgeführt.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Verfahren umfasst das Verfahren ein Multiplizieren des Verhältnisses mit einer Filterkonstante.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Verfahren umfasst das Verfahren ein Aktualisieren der Energieverbrauchseffizienz, wenn die seit einem vorherigen Rücksetzen eines Integrators verbrauchte Energie größer als oder gleich eine/r Schwelle für verbrauchte Energie ist.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Verfahren umfasst das Verfahren ein Verwenden einer vorherigen Energieverbrauchseffizienz, wenn die seit dem vorherigen Rücksetzen eines Integrators verbrauchte Energie nicht größer als die oder gleich der Schwelle für verbrauchte Energie ist.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Verfahren umfasst das Verfahren ein Rücksetzen eines Fahrzeuggeschwindigkeitsintegrals und eines Leistungsaufnahmeintegrals, wenn die seit einem vorherigen Rücksetzen eines Integrators verbrauchte Energie größer als oder gleich eine/r Schwelle für verbrauchte Energie ist.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Verfahren umfasst das Verfahren ein Nutzen der Energieverbrauchseffizienz zum Berechnen zumindest eines Endbenutzungsmerkmals im Zusammenhang mit dem Fahrzeug.
Ein Fahrzeug gemäß einem weiteren beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst, unter anderem, eine Antriebsvorrichtung, die mit den Rädern des Fahrzeugs über ein Getriebe gekoppelt ist, und eine Energiequelle, die dazu ausgelegt ist, die Antriebsvorrichtung anzutreiben. Ein Steuermodul ist elektrisch mit der Antriebsvorrichtung und der Energiequelle verbunden und ist dazu ausgelegt, eine Energieverbrauchseffizienz im Zusammenhang mit dem Fahrzeug zu erlernen.
Die Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen aus den vorhergehenden Absätzen, den Ansprüchen oder der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen, einschließlich jeder ihrer verschiedenen Aspekte oder jeweiliger einzelner Merkmale, können unabhängig voneinander oder in einer beliebigen Kombination betrachtet werden. Merkmale, die in Verbindung mit einer Ausführungsform beschrieben werden, gelten für alle Ausführungsformen, es sei denn, derartige Merkmale sind nicht kompatibel.
Die verschiedenen Merkmale und Vorteile dieser Offenbarung werden für Fachleute anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung eindeutig erkennbar sein. Die Zeichnungen, die der ausführlichen Beschreibung beigefügt sind, lassen sich in Kurzform wie folgt beschreiben.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 stellt schematisch einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs dar.
2 stellt schematisch eine Steuerstrategie für ein Erlernen einer Energieverbrauchseffizienz eines Fahrzeugs in einer Energiedomäne dar.
3 stellt eine Steuerstrategie gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Offenbarung dar.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Diese Offenbarung bezieht sich auf ein Erlernen einer Energieverbrauchseffizienz eines Fahrzeugs. Das Fahrzeug kann ein elektrifiziertes Fahrzeug, ein herkömmliches Fahrzeug oder ein beliebiger anderer Fahrzeugtyp sein. In einer Ausführungsform wird ein Erlernen einer Energieverbrauchseffizienz in einer Energiedomäne über einen energieausgelösten Filter durchgeführt. Die erlernte Energieverbrauchseffizienz kann verwendet werden, um eines oder mehrere Endbenutzungsmerkmale im Zusammenhang mit dem Fahrzeug zu berechnen. Diese und andere Merkmale werden hier ausführlicher besprochen.
1 stellt schematisch ein Fahrzeug 10 dar. Diese Offenbarung lässt sich auf jeden Fahrzeugtyp anwenden. Beispielsweise könnte das Fahrzeug 10 ein herkömmliches Fahrzeug sein, das durch eine Brennkraftmaschine angetrieben wird, oder es könnte ein elektrifiziertes Fahrzeug sein, das eine oder mehrere elektrische Maschinen zusätzlich oder alternativ zu einer Kraftmaschine nutzt.
Das beispielhafte Fahrzeug 10 umfasst einen Antriebsstrang 12. Der Antriebsstrang 12 kann eine Antriebsvorrichtung 14 und ein Getriebe 16 umfassen, das selektiv durch die Antriebsvorrichtung 14 angetrieben wird. Die Antriebsvorrichtung 14 kann als eine verfügbare Antriebsquelle für das Fahrzeug 10 verwendet werden. Beispielsweise könnte die Antriebsvorrichtung 14 eine Kraftmaschine für ein herkömmliches Fahrzeug oder eine elektrische Maschine (d. h. einen Elektromotor, einen Generator oder einen kombinierten Motor/Generator) für ein elektrifiziertes Fahrzeug umfassen.
Das Getriebe 16 kann ein Getriebe mit mehreren Zahnradsätzen (nicht gezeigt) umfassen, die selektiv durch gezieltes Einrücken von Reibungselementen wie Kupplungen oder Bremsen (nicht gezeigt) in verschiedenen Übersetzungsverhältnissen betrieben werden, um die gewünschten mehrfach diskreten oder gestuften Antriebsverhältnisse zu etablieren. Die Reibungselemente sind durch einen Schaltplan steuerbar, der bestimmte Elemente der Zahnradsätze verbindet oder trennt, um das Verhältnis zwischen einer Getriebeeingangswelle 19 und einer Getriebeausgangswelle 20 zu steuern. Das Getriebe 16 kann alternativ gesteuert werden, um eine unbegrenzte Anzahl von Verhältnissen zu erhalten. Diese Verhältnisse können durch mechanische Rekonfiguration wie bei einem stufenlosen Getriebe (CVT, Continuously Variable Transmission) oder durch elektrisches Koordinieren der Drehzahlen von elektrischen Maschinen wie bei einem elektrischen stufenlosen Getriebe (eCVT, electrically Continuously Variable Transmission) erreicht werden. Das Getriebe 16 kann, basierend auf verschiedenen Fahrzeug- und Umgebungsbetriebsbedingungen, durch ein zugehöriges Steuermodul 28 automatisch von einem Verhältnis auf ein anderes geschaltet werden. Das Getriebe 16 stellt dann das Antriebsstrangausgangsdrehmoment für die Getriebeausgangswelle 20 bereit. Die Getriebeausgangswelle 20 kann mit einem Differenzial 22 verbunden werden. Das Differenzial 22 treibt ein Paar von Rädern 24 über jeweilige Achsen 26 an, die mit dem Differenzial 22 verbunden sind, um das Fahrzeug 10 anzutreiben.
Eine Energiequelle 18 kann Leistung für die Antriebsvorrichtung 14 bereitstellen. Die Energiequelle 18 kann ein Kraftstoffsystem sein, wenn die Antriebsvorrichtung 14 eine Kraftmaschine ist, oder sie kann eine Hochspannungsbatterie sein, wenn die Antriebsvorrichtung 14 eine elektrische Maschine ist. Beispielsweise ist eine Kraftmaschine dazu ausgelegt, Kraftstoff (d. h. Benzin, Diesel usw.) zu verbrauchen, um einen Motorausgang zu erzeugen, wohingegen die Hochspannungsbatterie dazu ausgelegt ist, elektrische Energie auszugeben und zu empfangen, die durch die elektrische Maschine verbraucht wird, um einen Motorausgang zu erzeugen.
Der Antriebsstrang 12 des Fahrzeugs 10 kann darüber hinaus ein zugehöriges Steuermodul 28 umfassen. Obwohl schematisch als ein einzelnes Modul dargestellt, kann das Steuermodul 28 Teil eines größeren Steuersystems sein und kann durch verschiedene andere Steuerungen im gesamten Fahrzeug 10 gesteuert werden, wie durch eine Fahrzeugsystemsteuerung (VSC, Vehicle System Controller), die eine Antriebsstrangsteuereinheit, eine Getriebesteuereinheit, eine Kraftmaschinensteuereinheit usw. umfasst. Es versteht sich daher, dass das Steuermodul 28 und eine oder mehrere Steuerungen zusammen als „Steuermodul“ bezeichnet werden können, das, beispielsweise durch mehrere integrierte Algorithmen, verschiedene Aktuatoren in Reaktion auf Signale von verschiedenen Sensoren steuert, um Funktionen im Zusammenhang mit dem Fahrzeug 10 zu steuern. In einer Ausführungsform können die verschiedenen Steuerungen, die die VSC bilden, miteinander über ein gemeinsames Datenbusprotokoll (z. B. CAN) kommunizieren.
Das Steuermodul 28 kann einen Mikroprozessor oder eine Zentraleinheit (CPU, Central Processing Unit) umfassen, die mit computerlesbaren Speichergeräten oder -medien verschiedener Art in Verbindung stehen. Die computerlesbaren Speichergeräte oder -medien können flüchtigen und nichtflüchtigen Speicher beinhalten, zum Beispiel Nur-Lese-Speicher (ROM, Read-Only Memory), Direktzugriffsspeicher (RAM, Random-Access Memory) und Erhaltungsspeicher (KAM, Keep-Alive Memory). KAM ist ein persistenter oder nichtflüchtiger Speicher, der verwendet werden kann, um verschiedene Betriebsvariablen zu speichern, während die CPU ausgeschaltet ist. Die computerlesbaren Speichergeräte oder -medien können unter Verwendung eines von mehreren bekannten Speichergeräten wie z. B. PROMs (programmierbare Nur-Lese-Speicher – Programmable Read-Only Memory), EPROMs (elektrisch programmierbarer PROM – Electrically PROM), EEPROMs (elektrisch löschbarer PROM – Electrically Erasable Prom), Flash-Speicher oder jedes andere elektrische, magnetische, optische oder Kombinationsspeichergerät umgesetzt werden, die in der Lage sind, Daten zu speichern, von denen einige ausführbare Anweisungen darstellen, die vom Steuermodul 28 zum Steuern des Fahrzeugs 10 verwendet werden.
Das Steuermodul 28 kann auch mit verschiedenen Kraftmaschinen-/Fahrzeugsensoren und -aktuatoren über eine Eingangs-/Ausgangsschnittstelle (E/A) kommunizieren, die als eine einzige integrierte Schnittstelle umgesetzt sein kann, die verschiedene Rohdaten- oder Signalaufbereitungen, -verarbeitungen und/oder -umwandlungen, Kurzschlusssicherung und dergleichen bereitstellt. Alternativ dazu können eine oder mehrere spezielle Hardware- oder Firmware-Chips verwendet werden, um bestimmte Signale aufzubereiten und zu verarbeiten, bevor sie der CPU zugeführt werden.
Wie schematisch in 1 dargestellt, kann das Steuermodul 28 Signale zur und/oder von der Antriebsvorrichtung 14, zum und/oder vom Getriebe 16 und zur und/oder von der Energiequelle 18 kommunizieren. Mit anderen Worten sind diese Einrichtungen elektrisch miteinander verbunden. Auch wenn dies nicht explizit dargestellt ist, wird der Durchschnittsfachmann verschiedene Funktionen oder Komponenten erkennen, die in jedem der oben ausgewiesenen Subsysteme von dem Steuermodul 28 gesteuert werden können.
Natürlich kann die Steuerlogik, die auf dem Steuermodul 28 gespeichert ist, abhängig von der jeweiligen Anwendung in einem oder mehreren Steuergeräten in Software, Hardware oder einer Kombination aus Software und Hardware umgesetzt sein. Wenn sie in Software umgesetzt ist, kann die Steuerlogik in einem oder mehreren computerlesbaren Speichergeräten oder -medien bereitgestellt werden, auf denen Daten gespeichert sind, die Code oder Anweisungen darstellen, die von einem Computer ausgeführt werden, um das Fahrzeug oder seine Subsysteme zu steuern. Die computerlesbaren Speichergeräte oder -medien können ein oder mehrere aus einer Anzahl bekannter physischer Gerät/e beinhalten, die elektrischen, magnetischen und/oder optischen Speicher verwenden, um ausführbare Anweisungen und zugehörige Kalibrierungsinformationen, Betriebsvariablen und dergleichen zu speichern.
In einer nicht beschränkenden Ausführungsform ist das Steuermodul 28 dazu ausgelegt, das Fahrzeug 10 basierend auf einer erlernten Energieverbrauchseffizienz zu steuern. Die Energieverbrauchseffizienz wird dadurch „erlernt“, dass das Steuermodul 28 kontinuierlich die Energieverbrauchseffizienz (z. B. Meilen/Gallone, Meilen/kWh usw.) des Fahrzeugs 10 überwacht und gezielt die Energieverbrauchseffizienz basierend auf einer detektierten Änderung in der Energieverbrauchseffizienz anpasst. Ein nicht beschränkendes Verfahren für ein Erlernen einer Energieverbrauchseffizienz eines Fahrzeugs wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
2, mit fortgesetzter Bezugnahme auf 1, stellt schematisch eine Steuerstrategie 100 dar, die durch das Steuermodul 28 des Fahrzeugs 10 zum Erlernen einer Energieverbrauchseffizienz des Fahrzeugs 10 ausgeführt werden kann. Das Steuermodul 28 kann programmiert werden, um einen oder mehrere Algorithmen einzusetzen, um die beispielhafte Steuerstrategie 100 durchzuführen. In einer nicht beschränkenden Ausführungsform können zumindest die Gleichungen (1) bis (3) (nachfolgend dargestellt) in das Steuermodul 28 als Teil eines Algorithmus zum Erlernen der Energieverbrauchseffizienz des Fahrzeugs 10 programmiert werden.
Die Steuerstrategie 100 kann eine Steuerlogik repräsentieren, die durch das Steuermodul 28 unter Verwendung von Hardware, Software oder einer Kombination aus Hardware und Software umgesetzt wird. Beispielsweise können die verschiedenen Funktionen unter Verwendung eines programmierten Mikroprozessors durchgeführt werden. Die Steuerlogik kann unter Verwendung einer beliebigen einer Anzahl von bekannten Programmier- und Verarbeitungstechniken oder -strategien umgesetzt werden und ist nicht auf die dargestellte Reihenfolge oder den dargestellten Ablauf beschränkt.
In einer nicht beschränkenden Ausführungsform erlernt die Steuerstrategie 100 die Energieverbrauchseffizienz des Fahrzeugs 10 in einer Energiedomäne. Mit anderen Worten wird die Energieverbrauchseffizienz in regelmäßigen Energieverbrauchsintervallen aktualisiert (d. h. jedes Mal, wenn eine vordefinierte Energiemenge durch das Fahrzeug 10 verbraucht wird), anstatt dass sie in der Zeitdomäne in regelmäßigen Zeitintervallen aktualisiert wird.
Die Steuerstrategie 100 kann beginnen durch ein Integrieren einer Fahrzeuggeschwindigkeit 101 (wie z. B. in Kilometer/Stunde (kph, km/h) oder Meilen/Stunde (mph)) und einer Leistungsaufnahme 103 (wie z. B. in Watt (W) oder Milligramm Kraftstoff pro Sekunde (mg/s)) des Fahrzeugs 10 an den Integratorblöcken 102 bzw. 104. Die Fahrzeuggeschwindigkeit 101 und die Leistungsaufnahme 103 sind bekannte Werte. In einer Ausführungsform werden die Fahrzeuggeschwindigkeit 101 und die Leistungsaufnahme 103 gemessen, erfasst und/oder berechnet durch das Steuermodul 28 oder durch eine oder einige andere Komponente/n, die mit dem Steuermodul 28 in Verbindung stehen, bevor die Integration an den Integratorblöcken 102, 104 durchgeführt wird.
Die Leistungsaufnahme 103 ist nicht notwendigerweise auf die Gesamtleistung des Fahrzeugs 10 beschränkt. Leistungsaufnahme 103 kann sich auf Antriebsleistung beziehen. Andere Lasten, wie Klimalasten, Zubehörlasten usw. können in einer anderen Domäne berechnet und dann mit der Energieverbrauchseffizienz des Fahrzeugs 10 wie gewünscht kombiniert werden. Mit anderen Worten könnte, obwohl die Steuerstrategie 100 hier als ein Energiedomänenansatz beschrieben ist, der Energiedomänenansatz mit einem Zeit- oder Streckendomänenansatz kombiniert werden.
Eine zurückgelegte Strecke 105 (z. B. in Kilometern (km) oder Meilen (m)) kann durch Integrieren der Fahrzeuggeschwindigkeit 101 ermittelt werden. Darüber hinaus kann eine verbrauchte Energie 107 (z. B. in kWh oder Gallonen Kraftstoff) durch Integrieren der Leistungsaufnahme 103 des Fahrzeugs 10 und einer Skalierung basierend auf den Umrechnungen der verwendeten Maßeinheiten ermittelt werden. In der diskreten Zeitdomäne kann die Integration der Fahrzeuggeschwindigkeit 101, die beim Integratorblock 102 auftritt, durch Gleichung (1) dargestellt werden, und die Integration der Leistungsaufnahme 103, die bei Integratorblock 104 auftritt, kann durch Gleichung (2) dargestellt werden. Diese Gleichungen werden nachfolgend dargestellt: d_{zurückgele gt}(k) = d_{zurückgele gt}(k – 1) + v(k)Δt (1) E_verbraucht(k) = E_verbraucht(k – 1) + P(k)Δt (2) wobei:

d_{zurückgelegt}: die seit einem vorherigen Rücksetzen des Integrators zurückgelegte Strecke ist;
E_verbraucht: die seit einem vorherigen Rücksetzen des Integrators verbrauchte Energie ist;
P: die Gesamtleistungsaufnahme ist;
v: die Fahrzeuggeschwindigkeit ist;
k: der diskrete Zeitindex (d. h. ein arbiträrer Wert) ist; und
Δt: die Abtastzeit des Steuermoduls 28 ist.

Wenn die seit einem vorherigen Rücksetzen des Integrators verbrauchte Energie 107 größer als oder gleich eine/r Schwelle für verbrauchte Energie ist, sollte die Energieverbrauchseffizienz aktualisiert werden. Die Schwelle für verbrauchte Energie kann jede Schwelle sein, und ihr tatsächlicher Wert könnte von mehreren Faktoren abhängen, einschließlich u. a. des Fahrzeugtyps. Die Steuerstrategie 100 endet, wenn die Schwelle für verbrauchte Energie nicht durch die verbrauchte Energie 107 überschritten wurde. Mit anderen Worten bleibt die geschätzte Energieverbrauchseffizienz konstant und wird nicht aktualisiert.
Wenn allerdings das Steuermodul 28 bestimmt, dass die Schwelle für verbrauchte Energie überschritten wurde, werden die Integratorblöcke 102 und 104 beide durch einen Rücksetzlogikblock 106 zurückgesetzt. Mit anderen Worten setzt der Rücksetzlogikblock 106 die Integratorblöcke 102 und 104 auf Null zurück. Wenn mittels einer nicht beschränkenden Ausführungsform die verbrauchte Energie eine Energieverbrauchsschwelle von beispielsweise 10 Wh überschreitet, wird die Schwelle für verbrauchte Energie und die Strecke auf Null gesetzt, sodass weitere 10 Wh verbraucht werden müssen, bevor die nächste Aktualisierung erfolgt. Diese Aktualisierung basiert auf der während eines Intervalls zurückgelegten Strecke, über das diese spezifischen 10 Wh verbraucht werden.
Die Steuerstrategie 100 fährt dann bei Block 108 fort. Bei Block 108 wird ein Verhältnis der zurückgelegten Strecke 105 zu der verbrauchten Energie 107 ermittelt.
Das Verhältnis des Blocks 108 wird danach bei einem Filterblock 110 gefiltert. Der Filterblock 110 filtert Rauschen heraus und passt selektiv eine durchschnittliche Energieverbrauchseffizienz an. In einer nicht beschränkenden Ausführungsform kann, für einen diskreten Filter erster Ordnung, die Energieverbrauchseffizienz gemäß der folgenden Gleichung berechnet werden:
Wobei:

γ: die erlernte Energieverbrauchseffizienz ist;
γ_Eingang: die Energieverbrauchseffizienz des aktuellen Intervalls ist;
E_Schwelle: die Schwelle für verbrauchte Energie ist; und
τ_E: die Filterkonstante des diskreten Filters in Energieeinheiten ist (d. h. eine Filterkonstante).

Der Filterblock 110 berechnet eine aktualisierte Energieverbrauchseffizienz 112. Die aktualisierte Energieverbrauchseffizienz 112 kann verwendet werden, um das Fahrzeug 10 bei Block 114 zu steuern. Beispielsweise kann die erlernte Energieverbrauchseffizienz verwendet werden, um zumindest ein Endbenutzungsmerkmal im Zusammenhang mit dem Fahrzeug 10 zu berechnen. In einer nicht beschränkenden Ausführungsform umfasst das Endbenutzungsmerkmal ein Abschätzen der Reichweite. Allerdings kommen darüber hinaus weitere Endbenutzungsmerkmale in Betracht, einschließlich u. a. eine Anzeige der momentanen Verbrauchsrate, Kilometerzähler mit durchschnittlicher Verbrauchsrate/Effizienz über die Fahrt, laufende durchschnittliche Verbrauchsrate/Effizienz für den aktuellen Fahrzyklus, laufende durchschnittliche Verbrauchsrate/Effizienz für die Lebensdauer, Steigungsschätzung, Zuglastabschätzung, Energiemanagement, adaptive ECO-Routenführung, ECO-Coaching usw.
In einer anderen Ausführungsform kann, sobald die aktualisierte Energieverbrauchseffizienz 112 berechnet oder „erlernt“ wurde, auch eine mit dem Fahrzeug 10 verknüpfte Energieverbrauchsrate berechnet werden. Die Energieverbrauchsrate wird über den Umkehrwert der Energieverbrauchseffizienz berechnet. Die Energieverbrauchsrate zu kennen kann auch beim Steuern des Fahrzeugs 10 oder für ein Abschätzen verschiedener Endbenutzungsmerkmale im Zusammenhang mit dem Fahrzeug 10 hilfreich sein.
Die Energieverbrauchseffizienz in der Energiedomäne zu erlernen, wie oben ausführlich beschrieben, bietet eine unvoreingenommene Schätzung der Energieverbrauchseffizienz, in der eine arbiträre Lernrate ausgewählt werden kann. Daher kann die Steuerstrategie 100 unabhängig von Zeitskalierungsanforderungen für alle Anwendungen verwendet werden.
3 stellt schematisch eine Steuerstrategie 200 gemäß einer weiteren Ausführungsform dieser Offenbarung dar. In dieser Ausführungsform umfasst die Steuerstrategie 200 das Erlernen einer Energieverbrauchseffizienz des Fahrzeugs 10 in einer Energiedomäne bei Block 202. Beispielsweise kann die Energieverbrauchseffizienz durch Vorverarbeiten eines Zeitdomäneneingangs und darauf folgendes intelligentes Auslösen einer Aktualisierung eines Energiedomänenfilters erlernt werden.
Danach wird bei Block 204 das Fahrzeug 10 unter Verwendung der erlernten Energieverbrauchseffizienz gesteuert. Beispielsweise können mehrere Endbenutzungsmerkmale unter Verwendung der erlernten Energieverbrauchseffizienz berechnet und einem Fahrzeugfahrer angezeigt werden.
Wie bei Block 206 gezeigt, kann die Steuerstrategie 200 unter bestimmten Bedingungen ein Erlernen der Energieverbrauchseffizienz periodisch aussetzen. Mittels einer nicht beschränkenden Ausführungsform kann die Steuerstrategie 200 vorübergehend ausgesetzt werden, wenn das Fahrzeug 10 auf einem steilen Gefälle nach unten fährt und es gewünscht ist, dass die Energieverbrauchseffizienz des Fahrzeugs während einer solchen Fahrsituation nicht widergespiegelt wird. Andere Bedingungen können ebenfalls ein Aussetzen eines Erlernens der Energieverbrauchseffizienz nahelegen. Die Steuerstrategie 200 könnte das Erlernen bei Block 208 wieder aufnehmen, sobald die normalen Fahrbedingungen wiederhergestellt sind.
Obwohl die unterschiedlichen nicht einschränkenden Ausführungsformen mit spezifischen Komponenten oder Schritten dargestellt werden, sind die Ausführungsformen dieser Offenbarung nicht auf diese bestimmten Kombinationen beschränkt. Es ist möglich, einige Komponenten oder Merkmale aus beliebigen der nicht einschränkenden Ausführungsformen in Verbindung mit Merkmalen oder Komponenten aus beliebigen der anderen nicht einschränkenden Ausführungsformen zu verwenden.
Es sei darauf verwiesen, dass in den verschiedenen Zeichnungen gleiche Referenzzahlen durchweg entsprechende oder ähnliche Elemente kennzeichnen. Es sei darauf verwiesen, dass, obgleich in diesen beispielhaften Ausführungsformen eine bestimmte Komponentenanordnung offenbart und dargestellt wird, auch andere Anordnungen von den Lehren dieser Offenbarung profitieren könnten.
Die vorstehende Beschreibung soll als veranschaulichend und nicht als in irgendeiner Weise einschränkend aufgefasst werden. Ein durchschnittlicher Fachmann würde verstehen, dass bestimmte Modifikationen in den Schutzbereich dieser Offenbarung fallen könnten. Aus diesen Gründen sollten die folgenden Ansprüche eingehend betrachtet werden, um den wahren Schutzumfang und Inhalt dieser Offenbarung zu bestimmen.
Es wird ferner beschrieben:

A. Verfahren, umfassend: Steuern eines Fahrzeugs basierend auf einer erlernten Energieverbrauchseffizienz.
B. Verfahren nach A, wobei das Fahrzeug ein elektrifiziertes Fahrzeug oder ein herkömmliches Fahrzeug ist.
C. Verfahren nach A, wobei die erlernte Energieverbrauchseffizienz durch Überwachen eines Energieverbrauchs und gezieltes Anpassen der erlernten Energieverbrauchseffizienz basierend auf einer detektierten Änderung im Energieverbrauch berechnet wird.
D. Verfahren nach A, wobei die erlernte Energieverbrauchseffizienz in einer Energiedomäne ermittelt wird, indem die Energieverbrauchseffizienz in regelmäßigen Energieverbrauchsintervallen aktualisiert wird.
E. Verfahren nach A, wobei die erlernte Energieverbrauchseffizienz berechnet wird durch: Integrieren einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs zum Ermitteln einer zurückgelegten Strecke; Integrieren einer Leistungsaufnahme des Fahrzeugs zum Ermitteln einer verbrauchten Energie und Filtern eines Verhältnisses der zurückgelegten Strecke zur verbrauchten Energie.
F. Verfahren nach E, umfassend ein Aktualisieren der erlernten Energieverbrauchseffizienz, wenn die seit einem vorherigen Rücksetzen eines Integrators verbrauchte Energie größer als oder gleich eine/r Schwelle für verbrauchte Energie ist.
G. Verfahren nach F, umfassend ein Verwenden einer vorherigen Energieverbrauchseffizienz, wenn die seit dem vorherigen Rücksetzen eines Integrators verbrauchte Energie nicht größer als die oder gleich der Schwelle für verbrauchte Energie ist.
H. Verfahren nach A, umfassend ein Aussetzen des Steuerschrittes während bestimmter Fahrbedingungen des Fahrzeugs.
I. Verfahren nach A, wobei der Steuerschritt ein Nutzen der erlernten Energieverbrauchseffizienz zum Berechnen zumindest eines Endbenutzungsmerkmals im Zusammenhang mit dem Fahrzeug umfasst.
J. Verfahren nach A, umfassend ein Berechnen einer Energieverbrauchsrate unter Verwendung des Umkehrwerts der erlernten Energieverbrauchseffizienz.
K. Verfahren, umfassend: Erlernen einer Energieverbrauchseffizienz eines Fahrzeugs in einer Energiedomäne durch periodisches Filtern eines Verhältnisses einer zurückgelegten Strecke zu einer verbrauchten Energie.
L. Verfahren nach K, wobei der Erlernschritt ein Überwachen des Energieverbrauchs und ein periodisches Anpassen einer Vorhersage der Energieverbrauchseffizienz umfasst.
M. Verfahren nach K, wobei der Erlernschritt umfasst: Integrieren einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs zum Ermitteln der zurückgelegten Strecke; und Integrieren einer Leistungsaufnahme des Fahrzeugs zum Ermitteln der verbrauchten Energie.
N. Verfahren nach M, wobei der Filterschritt selektiv nach den Integrierschritten durchgeführt wird.
O. Verfahren nach M, umfassend ein Multiplizieren des Verhältnisses mit einer Filterkonstante.
P. Verfahren nach M, umfassend ein Aktualisieren der Energieverbrauchseffizienz, wenn die seit einem vorherigen Rücksetzen eines Integrators verbrauchte Energie größer als oder gleich eine/r Schwelle für verbrauchte Energie ist.
Q. Verfahren nach P, umfassend ein Verwenden einer vorherigen Energieverbrauchseffizienz, wenn die seit dem vorherigen Rücksetzen eines Integrators verbrauchte Energie nicht größer als die oder gleich der Schwelle für verbrauchte Energie ist.
R. Verfahren nach M, umfassend ein Rücksetzen eines Fahrzeuggeschwindigkeitsintegrals und eines Leistungsaufnahmeintegrals, wenn die seit einem vorherigen Rücksetzen eines Integrators verbrauchte Energie größer als oder gleich eine/r Schwelle für verbrauchte Energie ist.
S. Verfahren nach K, umfassend ein Nutzen der Energieverbrauchseffizienz zum Berechnen zumindest eines Endbenutzungsmerkmals im Zusammenhang mit dem Fahrzeug.
T. Fahrzeug, umfassend: eine Antriebsvorrichtung, die über ein Getriebe mit den Rädern des Fahrzeugs gekoppelt ist; eine Energiequelle, die dazu ausgelegt ist, die Antriebsvorrichtung anzutreiben; und ein Steuermodul, das elektrisch mit besagter Antriebsvorrichtung und der Energiequelle verbunden und dazu ausgelegt ist, eine mit dem Fahrzeug verknüpfte Energieverbrauchseffizienz zu erlernen.

Claims

Verfahren, umfassend: Steuern eines Fahrzeugs basierend auf einer erlernten Energieverbrauchseffizienz.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Fahrzeug ein elektrifiziertes Fahrzeug oder ein herkömmliches Fahrzeug ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erlernte Energieverbrauchseffizienz durch Überwachen eines Energieverbrauchs und gezieltes Anpassen der erlernten Energieverbrauchseffizienz basierend auf einer detektierten Änderung im Energieverbrauch berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erlernte Energieverbrauchseffizienz in einer Energiedomäne ermittelt wird, indem die Energieverbrauchseffizienz in regelmäßigen Energieverbrauchsintervallen aktualisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erlernte Energieverbrauchseffizienz berechnet wird durch: Integrieren einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs zum Ermitteln einer zurückgelegten Strecke; Integrieren einer Leistungsaufnahme des Fahrzeugs zum Ermitteln einer verbrauchten Energie und Filtern eines Verhältnisses der zurückgelegten Strecke zur verbrauchten Energie.
Verfahren nach Anspruch 5, umfassend ein Aktualisieren der erlernten Energieverbrauchseffizienz, wenn die seit einem vorherigen Rücksetzen eines Integrators verbrauchte Energie größer als oder gleich eine/r Schwelle für verbrauchte Energie ist.
Verfahren nach Anspruch 6, umfassend ein Verwenden einer vorherigen Energieverbrauchseffizienz, wenn die seit dem vorherigen Rücksetzen eines Integrators verbrauchte Energie nicht größer als die oder gleich der Schwelle für verbrauchte Energie ist.
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend ein Aussetzen des Steuerschrittes während bestimmter Fahrbedingungen des Fahrzeugs.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Steuerschritt ein Nutzen der erlernten Energieverbrauchseffizienz zum Berechnen zumindest eines Endbenutzungsmerkmals im Zusammenhang mit dem Fahrzeug umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend ein Berechnen einer Energieverbrauchsrate unter Verwendung des Umkehrwerts der erlernten Energieverbrauchseffizienz.