DE102016202453A1 - Motor vehicle with an electric vehicle drive and an internal combustion engine and method for operating such a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (1) mit einem elektrischen Fahrzeugantrieb (2) und einem Verbrennungsmotor (3). Dabei umfasst das Kraftfahrzeug (1) einen Akkumulator (4) mit einem Energieinhalt zum Speichern und Bereitstellen elektrischer Energie für den elektrischen Fahrzeugantrieb (2). Es umfasst ferner einen Generator (5) zum Aufladen des Akkumulators (4) durch Umwandlung von kinetischer Energie in elektrische Energie. Bei dem Verfahren wird ein Wert eines Planungsparameters zum Planen des Energieinhalts des Akkumulators (4) erfasst und es werden der aktuelle Energieinhalt des Akkumulators (4) und Energieverbrauchsdaten des Kraftfahrzeugs (1) erfasst. Anhand des Wertes des Planungsparameters und der Energieverbrauchsdaten wird ein Akkumulatorgradient bestimmt und der elektrische Fahrzeugantrieb (2), der Verbrennungsmotor (3) und der Generator (5) werden in Abhängigkeit von den Energieverbrauchsdaten so gesteuert, dass eine zeitliche Veränderung des Energieinhalts des Akkumulators (4) dem bestimmten Akkumulatorgradienten folgt. Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug (1) mit einem elektrischen Fahrzeugantrieb (2) und einem Verbrennungsmotor (3).The invention relates to a method for operating a motor vehicle (1) with an electric vehicle drive (2) and an internal combustion engine (3). In this case, the motor vehicle (1) comprises an accumulator (4) with an energy content for storing and providing electrical energy for the electric vehicle drive (2). It further comprises a generator (5) for charging the accumulator (4) by converting kinetic energy into electrical energy. In the method, a value of a planning parameter for planning the energy content of the accumulator (4) is detected and the current energy content of the accumulator (4) and energy consumption data of the motor vehicle (1) are detected. Based on the value of the planning parameter and the energy consumption data, an accumulator gradient is determined and the electric vehicle drive (2), the internal combustion engine (3) and the generator (5) are controlled in dependence on the energy consumption data such that a temporal change of the energy content of the accumulator (4 ) follows the particular accumulator gradient. The invention further relates to a motor vehicle (1) with an electric vehicle drive (2) and an internal combustion engine (3).
Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Fahrzeugantrieb und einem Verbrennungsmotor sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Kraftfahrzeugs. The invention relates to a motor vehicle having an electric vehicle drive and an internal combustion engine and to a method for operating such a motor vehicle.
Zur Reduzierung des Verbrauchs fossiler Kraftstoffe und der damit verbundenen Emissionen werden moderne Fahrzeuge zunehmend mit elektrischen Antrieben ausgestattet. Da die Speicherkapazität gebräuchlicher Akkumulatoren zum Speichern von Energie für solche Elektromotoren begrenzt sind, ist zusätzlich häufig ein Verbrennungsmotor vorgesehen, um die Reichweite des Fahrzeugs durch Rückgriff auf klassische Kraftstoffe zu erhöhen. Bei diesen sogenannten Hybridfahrzeugen können ferner die spezifischen Stärken der verschiedenen Antriebe unter den Bedingungen der jeweiligen Fahrt ausgenutzt werden, etwa zur Verbesserung der Effizienz bei Fahren durch Verwenden des elektrischen Antriebs im Stadtverkehr und Fahren mit Verbrennungsmotor auf langen Strecken mit konstant hoher Geschwindigkeit. To reduce the consumption of fossil fuels and the associated emissions modern vehicles are increasingly equipped with electric drives. In addition, since the storage capacity of conventional accumulators for storing energy for such electric motors is limited, an internal combustion engine is often provided to increase the range of the vehicle by resorting to classic fuels. Further, in these so-called hybrid vehicles, the specific strengths of the various powertrains can be exploited under the conditions of the respective trip, such as improving the efficiency of driving by using the electric drive in city traffic and driving with the internal combustion engine over long distances at a constant high speed.
Während das Betanken eines Fahrzeugs mit konventionellem Kraftstoff durch Zuführen einer Flüssigkeit erfolgt, kann einem Akkumulator elektrische Energie auf verschiedene Weise zugeführt werden, die nachfolgend beispielhaft erläutert werden: Das Fahrzeug kann über einen Anschluss an ein externes Stromnetz mit elektrischer Energie versorgt werden oder ein leerer Akkumulator kann gegen einen vollen ausgetauscht werden. Ferner kann der Verbrennungsmotor des Fahrzeugs einen Generator antreiben, der elektrische Energie erzeugt und den Akkumulator lädt. Ferner kann eine Rekuperationsbremse genutzt werden, um bei Bremsvorgängen kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie umzuwandeln und den Akkumulator dadurch zu laden. While fueling a vehicle with conventional fuel by supplying a liquid, electrical energy can be supplied to a battery in various ways, which are exemplified below: The vehicle can be supplied via a connection to an external power grid with electrical energy or an empty battery can be exchanged for a full one. Further, the internal combustion engine of the vehicle may drive a generator that generates electrical energy and charges the accumulator. Further, a Rekuperationsbremse can be used to convert kinetic energy of the vehicle into electrical energy during braking and thereby to charge the accumulator.
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Jedoch wird es bei bekannten Verfahren und Kraftfahrzeugen als nachteilig empfunden, dass der Nutzer des Fahrzeugs nur sehr begrenzt über die Betriebsparameter des Fahrzeugs informiert wird und Einfluss nehmen kann auf das Verhalten des Systems und insbesondere auf Parameter, die den Energieverbrauch während der Fahrt beeinflussen. However, it is considered disadvantageous in known methods and motor vehicles that the user of the vehicle is informed only very limitedly about the operating parameters of the vehicle and can influence the behavior of the system and in particular parameters which influence the energy consumption during the journey.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art bereitzustellen, die eine besonders effiziente Regelung des Betriebs des Kraftfahrzeugs ermöglichen und dabei insbesondere eine besonders leicht erfassbare Anzeige und Einstellung relevanter Betriebsparameter erlauben. It is therefore an object of the present invention to provide a method and a motor vehicle of the type mentioned, which allow a particularly efficient control of the operation of the motor vehicle and thereby in particular allow a particularly easily detectable display and setting relevant operating parameters.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. According to the invention, this object is achieved by a method having the features of
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einem elektrischen Fahrzeugantrieb und einem Verbrennungsmotor. Dabei umfasst das Kraftfahrzeug einen Akkumulator mit einem Energieinhalt zum Speichern und Bereitstellen elektrischer Energie für den elektrischen Fahrzeugantrieb und einen Generator zum Aufladen des Akkumulators durch Umwandlung von kinetischer Energie in elektrische Energie. Bei dem Verfahren wird ein Wert eines Planungsparameters zum Planen des Energieinhalts des Akkumulators erfasst. Ferner werden der aktuelle Energieinhalt des Akkumulators und Energieverbrauchsdaten des Kraftfahrzeugs erfasst. Anhand des Wertes des Planungsparameters und der Energieverbrauchsdaten wird ein Akkumulatorgradient bestimmt und es werden der elektrische Fahrzeugantrieb, der Verbrennungsmotor und der Generator in Abhängigkeit von den Energieverbrauchsdaten so gesteuert, dass eine zeitliche Veränderung des Energieinhalts des Akkumulators dem bestimmten Akkumulatorgradienten folgt. The inventive method is used to operate a motor vehicle with an electric vehicle drive and an internal combustion engine. In this case, the motor vehicle comprises an accumulator with an energy content for storing and providing electrical energy for the electric vehicle drive and a generator for charging the accumulator by converting kinetic energy into electrical energy. In the method, a value of a planning parameter for planning the energy content of the accumulator is detected. Furthermore, the current energy content of the accumulator and energy consumption data of the motor vehicle are detected. On the basis of the value of the planning parameter and the energy consumption data, an accumulator gradient is determined and the electric vehicle drive, the internal combustion engine and the generator are controlled in dependence on the energy consumption data such that a temporal change of the energy content of the accumulator follows the determined accumulator gradient.
Dies erlaubt vorteilhafterweise, den Betrieb des Kraftfahrzeugs besonders effizient anhand des Planungsparameters zu steuern. Bei der Erfassung des Planungsparameters kann insbesondere eine besonders eine gezielte Beeinflussung durch den Nutzer ermöglicht werden. This advantageously allows the operation of the motor vehicle to be controlled particularly efficiently on the basis of the planning parameter. In particular, when the planning parameter is acquired, it is possible to enable a specific influencing by the user.
Erfindungsgemäß umfassen die erfassten Energieverbrauchsdaten insbesondere Informationen darüber, wie viel Energie zum Betrieb und Antrieb des Fahrzeugs aufgebracht werden muss. Dieser Wert ergibt sich beispielsweise aus der aktuellen Geschwindigkeit, einer eingestellten Sollgeschwindigkeit und/oder dem Grad der Betätigung eines Fahrpedals sowie einer Neigung des Fahrzeugs. Ferner können andere Energieverbraucher des Fahrzeugs berücksichtigt werden. According to the invention, the recorded energy consumption data comprise in particular information about how much energy has to be applied to the operation and drive of the vehicle. This value results for example from the current speed, a set desired speed and / or the degree of actuation of an accelerator pedal and a tilt of the vehicle. Furthermore, other energy consumers of the vehicle can be taken into account.
Die Energieverbrauchsdaten können neben Informationen über den Verbrauch von Energie ferner Informationen über die Möglichkeit umfassen, Energie durch Rekuperation zurückzugewinnen, etwa bei einer Talfahrt oder bei einem Abbremsen des Fahrzeugs. Die Energieverbrauchsdaten können insbesondere Informationen über den Verbrauch oder die Möglichkeiten zur Gewinnung elektrischer Energie umfassen. Sie können ferner Informationen zu Grenzwerten für die Ausgabe oder Aufnahme von Energie umfassen, etwa eine maximale Ladegeschwindigkeit oder eine maximale Leistungsausgabe des Akkumulators oder des Generators. The energy consumption data may include, in addition to information about the consumption of energy, information about the possibility of recovering energy by recuperation, such as during a descent or when braking the vehicle. The energy consumption data may in particular include information about the consumption or the possibilities for obtaining electrical energy. They may further include information on limits for the output or reception of energy, such as a maximum charging rate or a maximum power output of the accumulator or the generator.
Zum Planen des Energieinhalts des Akkumulators wird ein Planungsparameter verwendet, der auf verschiedene, an sich bekannte Weise erfasst werden kann. Beispielweise kann er anhand einer Nutzereingabe erfasst oder von einer Einrichtung des Fahrzeugs bestimmt werden. Insbesondere kann eine Einheit zum automatischen Bestimmten des Planungsparameters vorgesehen sein, etwa um die Steuerung an die Fahrsituation anzupassen. For planning the energy content of the accumulator, a planning parameter is used which can be detected in various ways known per se. For example, it may be detected based on a user input or determined by a device of the vehicle. In particular, a unit for automatically determining the planning parameter can be provided, for example in order to adapt the control to the driving situation.
Der Planungsparameter umfasst eine Vorgabe zum Steuern des elektrischen Fahrzeugantriebs, des Verbrennungsmotors und des Generators. Bei deren Betrieb verändert sich unter anderem der Energieinhalt des Akkumulators. Diese Veränderung des Energieinhalts ist insbesondere eine Zielgröße bei der Steuerung. The planning parameter includes a specification for controlling the electric vehicle drive, the internal combustion engine and the generator. During their operation, the energy content of the accumulator changes, among other things. This change in the energy content is in particular a target variable in the control.
Insbesondere wird für die Steuerung ein Akkumulatorgradient bestimmt, der vorgibt, wie schnell sich der Energieinhalt verändert. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass sich der Energieinhalt nicht verändert, dass der Akkumulator entleert wird oder dass der Energieinhalt erhöht wird. Die Erhöhung des Energieinhalts kann dabei insbesondere durch Rekuperation, etwa während eines Bremsvorgangs, oder durch einen Antrieb des Generators durch den Verbrennungsmotor erfolgen. Der Akkumulatorgradient entspricht dabei insbesondere dem tatsächlichen Wert der zeitlichen oder räumlichen Änderung des Energieinhalt des Akkumulators. Es muss daher beispielsweise berücksichtigt werden, wie schnell der Akkumulator ge- oder entladen werden kann, welche maximale Kapazität er aufweist oder wie hoch der aktuelle Energieverbrauch des Fahrzeugs ist. In particular, an accumulator gradient is determined for the controller, which specifies how fast the energy content changes. It can be provided, for example, that the energy content does not change, that the accumulator is emptied or that the energy content is increased. The increase of the energy content can be effected in particular by recuperation, for example during a braking process, or by a drive of the generator by the internal combustion engine. The accumulator gradient corresponds in particular to the actual value of the temporal or spatial change of the energy content of the accumulator. It must therefore be considered, for example, how fast the battery can be charged or discharged, which maximum capacity it has or how high the current energy consumption of the vehicle is.
Bei einer Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Anzeige erzeugt und ausgegeben, wobei die Anzeige eine Ausgabe des Planungsparameters umfasst. Dadurch kann der Nutzer vorteilhafterweise den Planungsparameter erfassen. In one embodiment of the method according to the invention, a display is generated and output, the display comprising an output of the planning parameter. As a result, the user can advantageously record the planning parameter.
Die Ausgabe kann dabei auf verschiedene Weise erfolgen, beispielsweise mittels Ziffern oder anhand einer Skala. Der angezeigte Wert des Planungsparameters kann dabei als Zahlenwert ausgedrückt werden, beispielsweise als Prozentwert oder als Größenverhältnis. Der tatsächliche Wert des Planungsparameters kann dabei für die Anzeige in einen für den Nutzer leichter erfassbaren angezeigten Wert umgerechnet werden. The output can be done in various ways, for example by means of digits or a scale. The displayed value of the planning parameter can be expressed as a numerical value, for example as a percentage value or as a size ratio. The actual value of the planning parameter can be converted for the display into a displayed value easier for the user to grasp.
Insbesondere kann die Anzeige einen Skalenbereich und ein Zeigerelement umfassen, wobei der Wert des Planungsparameters anhand der Anordnung des Zeigerelements relativ zum Skalenbereich ablesbar ist. Dies kann beispielsweise nach Art an sich bekannter Diagrammtypen, etwa eines Balkendiagramms, erfolgen. Ferner kann eine graphische Darstellung eines analogen Einstellelements oder Anzeigeelements angezeigt werden. Ferner kann eine Kodierung des dargestellten Wertes des Planungsparameters anhand von Farben oder weiteren, an sich bekannten Anzeigeeigenschaften erfolgen. In particular, the display can include a scale area and a pointer element, wherein the value of the planning parameter can be read off relative to the scale area on the basis of the arrangement of the pointer element. This can be done, for example, by type of per se known diagram types, such as a bar chart. Further, a graphical representation of an analogue adjustment or display element may be displayed. Furthermore, a coding of the represented value of the planning parameter can take place on the basis of colors or further display properties known per se.
Bei einer weiteren Ausbildung umfasst die Anzeige zumindest ein Planungsparameter-Einstellelement und der Wert des Planungsparameters wird durch eine Bedienung des Planungsparameter-Einstellelements erfasst. Dadurch kann der Nutzer vorteilhafterweise den Planungsparameter eingeben. In a further embodiment, the display comprises at least one planning parameter setting element and the value of the planning parameter is detected by an operation of the planning parameter setting element. As a result, the user can advantageously enter the planning parameter.
Die Anzeige umfasst insbesondere eine graphische Bedienoberfläche und das Planungsparameter-Einstellelement ist ein Bedienobjekt. Unter einem Bedienobjekt wird im Sinne der Erfindung ein Steuerelement einer graphischen Benutzerschnittstelle, etwa einer graphischen Bedienoberfläche verstanden. Ein Bedienobjekt unterscheidet sich von Elementen und Flächen zur reinen Informationsanzeige, sogenannten Anzeigeelementen, darin, dass sie mittels einer Bedienhandlung bedienbar und/oder auswählbar sind. Bei einer Bedienung eines Bedienobjekts wird eine ihm zugeordnete Funktion ausgeführt. Die Funktion kann zu einer Veränderung der Informationsanzeige führen oder es können Einrichtungen gesteuert werden, deren Bedienung von der Informationsanzeige unterstützt wird. Ferner kann anhand der Funktion eine Eingabe erfasst werden. Die Bedienobjekte können somit herkömmliche mechanische Schalter und Regler ersetzen. In particular, the display comprises a graphical user interface and the scheduling parameter setting element is an operating object. In the context of the invention, a control object is understood to mean a control element of a graphical user interface, for example a graphical user interface. An operating object differs from elements and surfaces for purely information display, so-called display elements, in that they can be operated and / or selected by means of an operator control action. When operating a control object, a function assigned to it is executed. The function may lead to a change in the information display or devices whose operation is supported by the information display can be controlled. Furthermore, an input can be detected based on the function. The operating objects can thus replace conventional mechanical switches and controllers.
Das Bedienobjekt für die Eingabe des Planungsparameters umfasst insbesondere eine Skala, einen Zeiger und/oder andere graphische Darstellungen des Wertes des Planungsparameters. Das Bedienobjekt kann ferner eine Möglichkeit zur Eingabe eines Zahlenwertes umfassen. The operating object for the input of the planning parameter comprises in particular a scale, a pointer and / or other graphical representations of the value of the planning parameter. The operating object may also include a possibility for entering a numerical value.
Insbesondere kann zum Bedienen des Einstellelements die Anordnung eines Zeigerelements relativ zu einem Skalenbereich verändert werden. In diesem Fall wird der Wert des Planungsparameters durch eine Position des Zeigerelements relativ zum Skalenbereich angegeben und als Eingabe erfasst. Beispielsweise kann dies durch Translation und/oder Rotation des Zeigerelements dargestellt werden. In particular, the arrangement of a pointer element can be changed relative to a scale range for operating the adjusting element. In this case, the value of the scheduling parameter is indicated by a position of the pointer element relative to the scale area and captured as input. For example, this can be represented by translation and / or rotation of the pointer element.
Insbesondere erlaubt das Einstellelement eine stufenlose oder fein abgestufte Änderung des Planungsparameters. Der Nutzer kann dadurch die Steuerung des Betriebs des Kraftfahrzeugs für die aktuelle Fahrsituation abstimmen und dadurch beispielsweise den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs regulieren. In particular, the adjustment allows a stepless or finely graded change of the planning parameter. The user can thereby tune the control of the operation of the motor vehicle for the current driving situation and thereby regulate, for example, the fuel consumption of the vehicle.
Bei einer Weiterbildung umfasst die Anzeige zumindest eine Vorwahl-Schaltfläche, wobei der Vorwahl-Schaltfläche ein Vorwahl-Wert des Planungsparameters zugeordnet ist und durch Betätigen der Vorwahl-Schaltfläche der zugeordnete Vorwahl-Wert als Planungsparameter erfasst wird. Dies kann vorteilhafterweise die Eingabe des Planungsparameters für den Nutzer erleichtern. In a further development, the display comprises at least one preselection button, wherein the preselection button is assigned a preselection value of the planning parameter and by pressing the preselection button the assigned preselection value is recorded as a planning parameter. This can advantageously facilitate the input of the planning parameter for the user.
Beispielsweise können Schaltflächen angezeigt werden, bei deren Auswahl ein bestimmter Wert des Planungsparameters eingestellt wird. Der konkrete Wert des Planungsparameters, der durch eine Vorwahl-Schaltfläche eingestellt wird, muss dabei nicht für den Nutzer erfassbar sein, sondern die Vorwahl-Schaltfläche kann so gebildet sein, dass sie beispielsweise ein Symbol oder eine Beschriftung mit einer Bezeichnung für eine Vorwahl oder einen vorgegebenen Betriebsmodus für die Steuerung aufweist. For example, buttons can be displayed that, when selected, set a specific value of the planning parameter. The concrete value of the planning parameter, which is set by a preselection button, does not have to be detectable by the user, but rather the preselection button can be formed such that it contains, for example, a symbol or a caption with a designation for a preselection or a preselection having predetermined operating mode for the controller.
Bei einer Ausgestaltung ist der Vorwahl-Wert des Planungsparameters so gebildet, dass der Akkumulatorgradient so bestimmt wird, dass das Kraftfahrzeug im Wesentlichen vollständig mittels des elektrischen Fahrzeugantriebs angetrieben wird („EV-Modus“); oder das Kraftfahrzeug im Wesentlichen vollständig mittels des Verbrennungsmotors angetrieben wird, wobei ferner der Energieinhalt des Akkumulators durch den Betrieb des Verbrennungsmotors aufgeladen wird („ChargeModus“); oder der Energieinhalt des Akkumulators konstant gehalten wird („Hold-Modus“). In one embodiment, the preselection value of the planning parameter is formed such that the accumulator gradient is determined such that the motor vehicle is driven essentially completely by means of the electric vehicle drive ("EV mode"); or the motor vehicle is driven substantially completely by means of the internal combustion engine, wherein furthermore the energy content of the accumulator is charged by the operation of the internal combustion engine ("charge mode"); or the energy content of the accumulator is kept constant ("hold mode").
Der Nutzer kann so vorteilhafterweise schnell und einfach eine grundlegende Einstellung der Steuerung erreichen. Insbesondere kann er den Planungsparameter anhand seiner Kenntnis und Beurteilung der Fahrsituation so einstellen, dass ein für seine Ansprüche geeigneter Betrieb des Kraftfahrzeugs erreicht wird. Beispielsweise kann der Nutzer gezielt eine Entladung des Akkumulators herbeiführen, wenn er weiß, dass am Ender der Fahrt eine günstige Lademöglichkeit besteht. Andererseits kann er etwa das Aufladen des Akkumulators veranlassen, um zu einem späteren Zeitpunkt über eine möglichst hohe Reichweite für den elektrischen Fahrantrieb zu verfügen. The user can thus advantageously quickly and easily achieve a basic adjustment of the control. In particular, he can adjust the planning parameters based on his knowledge and assessment of the driving situation so that an appropriate for his claims operation of the motor vehicle is achieved. For example, the user can intentionally bring about a discharge of the accumulator, if he knows that at the end of the trip there is a favorable charging option. On the other hand, he can cause about the charging of the battery to have at a later date over the highest possible range for the electric drive.
Der Akkumulatorgradient kann anhand des Planungsparameters etwa so gebildet werden, dass eine Entladung des Akkumulators durchgeführt wird. Dabei kann anhand des Planungsparameters bestimmt werden, wie schnell die Entladung durchgeführt werden soll. Beispielsweise kann der Akkumulator in einem „EV-Modus“ möglichst schnell entladen werden, was etwa dazu führen kann, dass im Wesentlichen ausschließlich mit dem elektrischen Fahrantrieb gefahren wird. In diesem Fall verläuft der Akkumulatorgradient umso steiler, je schneller eine Entladung möglich ist, was beispielsweise durch die Energieverbrauchsdaten begrenzt sein kann. Ferner kann eine maximale Ausgabeleistung des Akkumulators berücksichtigt werden. The accumulator gradient can be formed on the basis of the planning parameter approximately so that a discharge of the accumulator is performed. It can be determined based on the planning parameter, how fast the discharge should be performed. For example, the accumulator can be unloaded as quickly as possible in an "EV mode", which can lead, for example, to driving substantially exclusively with the electric traction drive. In this case, the faster the discharge, the faster the accumulator gradient, which may be limited by the energy consumption data, for example. Furthermore, a maximum output power of the accumulator can be taken into account.
Andererseits kann der Planungsparameter vorsehen, dass der Akkumulator in einem „Charge-Modus“ aufgeladen werden soll, etwa indem durch den Verbrennungsmotor der Generator angetrieben und dabei elektrischen Strom erzeugt wird, durch den der Energieinhalt des Akkumulators erhöht wird. Ferner kann durch Rekuperation gewonnene Energie genutzt werden. Auch sind gegebenenfalls technische Grenzen zu berücksichtigen, wie schnell das Aufladen durchgeführt werden kann. On the other hand, the scheduling parameter may provide that the accumulator should be charged in a "charge mode", such as by driving the generator through the internal combustion engine, thereby generating electrical current that increases the energy content of the accumulator. Furthermore, energy recovered by recuperation can be used. Also, where appropriate, technical limitations must be considered as to how fast charging can be performed.
Der Akkumulatorgradient kann ferner anhand des Planungsparameters in einem „Hold-Modus“ so gebildet werden, dass sich der Energieinhalt nicht verändert, sondern konstant gehalten wird. In diesem Fall kann das Fahrzeug so betrieben werden, dass dem Akkumulator so viel Energie zugeführt wie entnommen wird oder dass lediglich der Verbrennungsmotor zum Antrieb des Fahrzeugs genutzt wird. The accumulator gradient can also be formed on the basis of the planning parameter in a "hold mode" so that the energy content does not change, but is kept constant. In this case, the vehicle can be operated so that the accumulator as much energy is supplied as removed or that only the internal combustion engine is used to drive the vehicle.
Bei einer weiteren Ausgestaltung ist der Vorwahl-Wert des Planungsparameters so gebildet, dass der Wert des Planungsparameters fortlaufend automatisch neu bestimmt und eingestellt wird. Dies erlaubt vorteilhafterweise einen besonders bequemen, automatisierten Betrieb des Kraftfahrzeugs. Insbesondere erfolgt dies in einem „Auto-Modus“. Anhand der Anzeige des Planungsparameters kann der Nutzer die Entwicklung des Werts des automatisch bestimmten Planungsparameters erfassen und verfolgen. In a further refinement, the preselection value of the planning parameter is formed in such a way that the value of the planning parameter is continuously redetermined and set automatically. This advantageously allows a particularly convenient, automated operation of the motor vehicle. In particular, this is done in an "auto mode". The user can use the display of the planning parameter to record and track the development of the value of the automatically determined planning parameter.
Bei einer Weiterbildung wird der Planungsparameter anhand einer Zielvorgabe optimiert, wobei die Zielvorgabe einen Energieverbrauch und/oder eine Reichweite und/oder eine Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs umfasst. Dies erlaubt vorteilhafterweise, den Betrieb des Kraftfahrzeuges gezielt so zu steuern, dass die Zielvorgabe erreicht wird. Insbesondere erfolgt dies bei einer automatischen Bestimmung des Planungsparameters. In one development, the planning parameter is optimized based on a target, wherein the target includes energy consumption and / or range and / or driving dynamics of the motor vehicle. This advantageously allows the operation of the motor vehicle to be specifically controlled in such a way that the target is achieved. In particular, this is done with an automatic determination of the planning parameter.
Die Zielvorgabe kann insbesondere anhand einer Nutzereingabe erfasst werden oder einer Einstellung vorher bestimmt sein. Sie kann ferner dynamisch bestimmt und etwa an eine Fahrsituation angepasst werden, etwa um eine bestimmte Fahrweise des Fahrzeugs zu erreichen. The target can be detected in particular on the basis of a user input or predefined for a setting. It can also be dynamically determined and adapted to a driving situation, for example in order to achieve a specific driving style of the vehicle.
Die Anzeige kann ferner ein Anzeigeobjekt umfassen, das Informationen über einen Fahrparameter des Fahrzeugs umfasst. Insbesondere ist der Fahrparameter von der Wahl des Planungsparameters abhängig. Beispielsweise kann der Fahrparameter die prognostizierte Reichweite des Fahrzeugs, eine prognostizierte Reisezeit oder ein Treibstoffverbrauch sein. Dem Nutzer können so Konsequenzen der Wahl eines bestimmten Planungsparameters deutlich gemacht werden, etwa ein erhöhter Treibstoffverbrauch und eine niedrigere Reichweite als Folge des Aufladens des Akkumulators durch den Verbrennungsmotor. The display may further include a display object including information about a driving parameter of the vehicle. In particular, the driving parameter depends on the choice of the planning parameter. For example, the driving parameter may be the predicted range of the vehicle, a predicted travel time or a fuel consumption. The user can thus be made clear consequences of choosing a particular planning parameter, such as increased fuel consumption and a lower range as a result of the charging of the accumulator by the internal combustion engine.
Bei einer Ausbildung umfasst die Anzeige ferner ein Energieinhalt-Anzeigeelement, wobei anhand des Energieinhalt-Anzeigeelements der aktuelle Energieinhalt des Akkumulators ausgegeben wird. Der Nutzer kann dadurch schnell und einfach erfassen, wie viel elektrische Energie derzeit zur Verfügung steht. Das Energieinhalt-Anzeigeelement kann dabei nach an sich bekannter Art beispielsweise eine Längsausdehnung aufweisen, die dem maximalen Energieinhalt entspricht, und der aktuelle Energieinhalt kann anhand der Anordnung eines weiteren Elements entlang der Längsausdehnung angezeigt werden. In one embodiment, the display further comprises an energy content display element, wherein the current energy content of the rechargeable battery is output on the basis of the energy content display element. The user can thereby quickly and easily record how much electrical energy is currently available. The energy content display element may have, for example, a longitudinal extent corresponding to the maximum energy content in a manner known per se, and the current energy content may be displayed on the basis of the arrangement of a further element along the longitudinal extent.
Bei einer Ausbildung wird ferner zumindest ein Ladungslimit-Parameter erfasst, wobei anhand des Ladungslimit-Parameters ein oberes Limit oder ein unteres Limit des Energieinhalts des Akkumulators bestimmt wird und der Akkumulatorgradient ferner so bestimmt wird, dass der Energieinhalt das obere Limit nicht überschreitet oder das untere Limit nicht unterschreitet. Dabei umfasst die Anzeige ferner zumindest ein Ladungslimit-Objekt, durch welches das obere Limit oder das untere Limit ausgegeben wird. In one embodiment, at least one charge limit parameter is also detected, wherein an upper limit or a lower limit of the energy content of the accumulator is determined based on the charge limit parameter and the accumulator gradient is further determined such that the energy content does not exceed the upper limit or the lower one Limit not lower. In this case, the display further comprises at least one charge limit object, by means of which the upper limit or the lower limit is output.
Dadurch kann vorteilhafterweise festgelegt werden, dass etwa eine bestimmte Reserve elektrischer Energie vorgehalten wird, um zu einem späteren Zeitpunkt über eine bestimmte Reichweite mit dem elektrischen Fahrzeugantrieb zu verfügen. Andererseits kann auf eine Aufladung über einen bestimmten Energieinhalt hinaus verzichtet werden, wenn etwa zu einem späteren Zeitpunkt eine günstigere Möglichkeit zum Aufladen besteht, etwa bei einer Talfahrt im weiteren Verlauf der Fahrt. As a result, it can be advantageously determined that, for example, a certain reserve of electrical energy is kept available in order to have a certain range with the electric vehicle drive at a later point in time. On the other hand, it can be dispensed with charging beyond a certain energy content, if, for example, at a later time a cheaper way to recharge exists, such as a descent later in the journey.
Bei einer weiteren Ausbildung ist das Ladungslimit-Objekt bedienbar und der Ladungslimit-Parameter wird durch Bedienung des Ladungslimit-Objekts erfasst. Der Nutzer kann so vorteilhafterweise den Ladungslimit-Parameter eingeben. Insbesondere können einen obere und eine untere Grenze für den Energieinhalt des Akkumulators festgelegt werden. In a further embodiment, the charge limit object is operable and the charge limit parameter is detected by operating the charge limit object. The user can thus advantageously enter the charge limit parameter. In particular, an upper and a lower limit for the energy content of the accumulator can be defined.
Bei einer Weiterbildung weist das Kraftfahrzeug zumindest einen aktivierbaren Bergfahrtmodus auf, wobei, wenn der Bergfahrtmodus aktiviert ist, der Akkumulatorgradient so gesteuert wird, dass der Akkumulator entladen wird. Insbesondere wird bei aktiviertem Bergfahrtmodus ein Aufladen des Akkumulators durch den Verbrennungsmotor unterbunden. Es kann damit vorteilhafterweise antizipiert werden, dass am Ende der Bergfahrt ein erneutes Aufladen des Akkumulators möglich sein wird, etwa bei einer nachfolgenden Talfahrt. In a development, the motor vehicle has at least one activatable uphill mode, wherein, when the uphill mode is activated, the accumulator gradient is controlled such that the accumulator is discharged. In particular, charging of the accumulator is inhibited by the internal combustion engine when activated uphill mode. It can thus be advantageously anticipated that at the end of the climb a recharging of the battery will be possible, such as in a subsequent descent.
Bei einer Weiterbildung weist das Kraftfahrzeug zumindest einen aktivierbaren Talfahrtmodus auf, wobei, wenn der Talfahrtmodus aktiviert ist, der Akkumulatorgradient so gesteuert wird, dass der Akkumulator mittels Rekuperation geladen wird. Insbesondere wird dabei die Zustartschwelle, oberhalb derer der Verbrennungsmotor zusätzlich oder alternativ zum Elektromotor anspringt, hochgesetzt. In a development, the motor vehicle has at least one activatable descent mode, wherein, when the descent mode is activated, the accumulator gradient is controlled such that the accumulator is charged by means of recuperation. In particular, the Zustatschwelle above which the internal combustion engine additionally or alternatively to the electric motor starts, set high.
Insbesondere wird bei aktiviertem Berg- oder Talfahrtmodus eine Plausibilitätsprüfung durchgeführt, etwa anhand einer erfassten Fahrzeugneigung, und der jeweilige Modus wird deaktiviert, wenn keine ausreichende Plausibilität dafür besteht. Beispielsweise ist die Plausibilität für den Talfahrtmodus höher, wenn sich das Fahrzeug nach unten gerichtet, also etwa talwärts, bewegt. Umgekehrt kann auch die Plausibilität einer Bergfahrt überprüft werden. Durch die Plausibilitätsprüfung kann vermieden werden, dass das Fahrzeug mit unpassenden Einstellungen betrieben wird. In particular, when the mode of ascent or descent is activated, a plausibility check is carried out, for example based on a detected vehicle inclination, and the respective mode is deactivated if there is no sufficient plausibility for this. For example, the plausibility for the descent mode is higher when the vehicle is directed downwards, ie, downhill. Conversely, the plausibility of an uphill journey can also be checked. The plausibility check can avoid that the vehicle is operated with inappropriate settings.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst einen elektrischen Fahrzeugantrieb und einen Verbrennungsmotor. Es umfasst ferner einen Akkumulator mit einem Energieinhalt zum Speichern und Bereitstellen elektrischer Energie für den elektrischen Fahrzeugantrieb sowie einen Generator zum Aufladen des Akkumulators durch Umwandlung von kinetischer Energie in elektrische Energie. Es umfasst zudem eine Erfassungseinheit, durch die ein Wert eines Planungsparameters zum Planen des Energieinhalts des Akkumulators, der aktuelle Energieinhalt des Akkumulators und Energieverbrauchsdaten des Kraftfahrzeugs erfassbar sind. Es umfasst ferner eine Steuereinheit, durch die anhand des Wertes des Planungsparameters und der Energieverbrauchsdaten ein Akkumulatorgradient bestimmbar ist sowie der elektrische Fahrzeugantrieb, der Verbrennungsmotor und der Generator in Abhängigkeit von den Energieverbrauchsdaten so steuerbar sind, dass eine zeitliche Veränderung des Energieinhalts des Akkumulators dem bestimmten Akkumulatorgradienten folgt. The motor vehicle according to the invention comprises an electric vehicle drive and an internal combustion engine. It also comprises an accumulator with an energy content for storing and providing electrical energy for the electric vehicle drive and a generator for charging the accumulator by converting kinetic energy into electrical energy. It also includes a detection unit, by which a value of a planning parameter for planning the Energy content of the accumulator, the current energy content of the accumulator and energy consumption data of the motor vehicle can be detected. It also comprises a control unit, by means of which an accumulator gradient can be determined on the basis of the value of the planning parameter and the energy consumption data and the electric vehicle drive, the internal combustion engine and the generator can be controlled in dependence on the energy consumption data such that a temporal change of the energy content of the accumulator corresponds to the determined accumulator gradient follows.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist insbesondere ausgebildet, das vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren zu implementieren. Das Kraftfahrzeug weist somit dieselben Vorteile auf wie das erfindungsgemäße Verfahren. The motor vehicle according to the invention is in particular designed to implement the method according to the invention described above. The motor vehicle thus has the same advantages as the method according to the invention.
Bei einer Ausbildung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs ist durch die Steuereinheit eine Anzeige erzeugbar und durch eine Anzeigeeinheit des Kraftfahrzeugs ausgebbar, wobei die Anzeige eine Ausgabe des Planungsparameters umfasst. Dadurch kann vorteilhafterweise der Nutzer den Planungsparameter erfassen. In an embodiment of the motor vehicle according to the invention, a display can be generated by the control unit and output by a display unit of the motor vehicle, the display comprising an output of the planning parameter. As a result, the user can advantageously record the planning parameter.
Bei einer weiteren Ausbildung umfasst das Kraftfahrzeug eine Eingabeeinheit, insbesondere eine berührungsempfindliche Oberfläche, insbesondere einen Touchscreen oder ein Touchpad, und/oder einen Dreh-Drück-Steller. Ferner umfasst die Anzeige eine graphische Bedienoberfläche und der Planungsparameter ist durch die Eingabeeinheit anhand der graphischen Bedienoberfläche erfassbar. Dies erlaubt vorteilhafterweise eine einfache Erfassung des Planungsparameters anhand einer Nutzereingabe. In a further embodiment, the motor vehicle comprises an input unit, in particular a touch-sensitive surface, in particular a touchscreen or a touchpad, and / or a rotary-push-dial. Furthermore, the display comprises a graphical user interface and the planning parameter can be detected by the input unit on the basis of the graphical user interface. This advantageously allows a simple detection of the planning parameter on the basis of a user input.
Ein Dreh-Drück-Steller im Sinne der Erfindung ist ein Bedienelement, das durch eine Rotation des Bedienelements und/oder eine Schwenkung des Bedienelements und/oder eine Translation des Bedienelements in einer horizontalen Ebene und/oder eine Translation entlang einer vertikalen Achse des Bedienelements bedienbar ist. Insbesondere erfolgt durch eine Translation entlang der vertikalen Achse eine Bestätigung einer Eingabe. A rotary push-button actuator according to the invention is an operating element that can be operated by a rotation of the operating element and / or a pivoting of the operating element and / or a translation of the operating element in a horizontal plane and / or a translation along a vertical axis of the operating element is. In particular, a translation along the vertical axis confirms an input.
Ein Touchscreen im Sinne der Erfindung umfasst eine Anzeigefläche und eine darauf ausgebildete berührungsempfindliche Oberfläche. Beispielsweise kann eine Folie über der Anzeigefläche angeordnet sein, mit welcher die Position einer Berührung eines Betätigungsobjekts detektiert werden kann. Bei dem Betätigungsobjekt handelt es sich insbesondere um die Fingerspitze eines Nutzers. Die Folie kann zum Beispiel als resistive Touchfolie, kapazitive Touchfolie oder piezoelektrische Folie ausgebildet sein. Ferner kann die Folie so ausgebildet sein, dass ein Wärmestrom, der zum Beispiel von der Fingerspitze des Nutzers ausgeht, gemessen wird. Aus der zeitlichen Entwicklung der Berührung der Folie lassen sich verschiedene Eingaben gewinnen. Beispielsweise kann im einfachsten Fall das Berühren der Folie bei einer bestimmten Position erfasst und einem auf der Anzeigefläche angezeigten graphischen Objekt, insbesondere einem Bedienobjekt, zugeordnet werden. Des Weiteren kann die Dauer der Berührung bei einer bestimmten Position oder innerhalb eines bestimmten Bereichs erfasst werden und es können Gesten erfasst werden, etwa Wischgesten oder mehrere Berührungen innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls. A touch screen according to the invention comprises a display surface and a touch-sensitive surface formed thereon. For example, a film may be arranged above the display surface, with which the position of a touch of an actuating object can be detected. The actuating object is, in particular, the fingertip of a user. The film can be designed, for example, as a resistive touch foil, capacitive touch foil or piezoelectric foil. Furthermore, the film can be designed so that a heat flow, for example, emanating from the fingertip of the user, is measured. From the temporal development of the contact of the film, various inputs can be obtained. For example, in the simplest case, the touching of the film at a certain position can be detected and assigned to a graphical object displayed on the display surface, in particular a control object. Furthermore, the duration of the touch may be detected at a particular position or within a certain range, and gestures may be detected, such as swiping gestures or multiple touches within a particular time interval.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug zu den Zeichnungen erläutert. The invention will now be explained by means of embodiments with reference to the drawings.
Mit Bezug zu
Ein Kraftfahrzeug
Das Fahrzeug umfasst ferner einen Touchscreen
Mit Bezug zu
Zur Steuerung des elektrischen Fahrzeugantriebs
Ferner wird ein Planungsparameter zum Planen des Energieinhalts des Akkumulators
Der Planungsparameter gibt Kriterien dafür vor, wie die elektrische und kinetische Energie des Kraftfahrzeugs
Durch die Steuereinheit
Dabei kann der Planungsparameter zum Beispiel so gewählt werden, dass der Energieinhalt des Akkumulators
Der Planungsparameter kann ferner, insbesondere durch Aktivieren eines „EV-Modus“ so gewählt werden, dass ein schnelles Entladen des Akkumulators
Umgekehrt kann der Planungsparameter, insbesondere in einem „Charge-Modus“ so gewählt werden, dass ein möglichst schnelles Aufladen des Akkumulators
Der Planungsparameter kann neben den oben beschriebenen Extremwerten auch Zwischenwerte annehmen, beispielsweise um eine langsamere Entladung des Akkumulators
Das Kraftfahrzeug
Dabei wird in dem „Auto“-Modus der Planungsparameter so bestimmt, dass eine vorgegebene Zielvorgabe optimiert wird. Die Zielvorgabe wird in dem Ausführungsbeispiel durch eine vorgegebene Einstellung festgelegt, sie kann jedoch durch Nutzereingaben verändert werden. Beispielsweise wird der Planungsparameter so bestimmt, dass der gesamte Energieverbrauch des Kraftfahrzeugs
Das Kraftfahrzeug
Der Nutzer kann bei aktiviertem Bergfahrtmodus die von dem Akkumulator
Mit Bezug zu
Die in
Die Bedienoberfläche umfasst Elemente zur Ausgabe und Eingabe von Parametern, insbesondere für den Planungsparameter und den Energieinhalt des Akkumulators
Zur Darstellung des Planungsparameters ist ein Skalenbereich
Um dem Nutzer die Zuordnung eines Wertes des Planungsparameters zu einer Position des Skalenbereichs
Der Nutzer kann einen Wert des Planungsparameters eingeben, indem er eine Position des Skalenbereichs
Durch Auswählen der Vorwahl-Schaltfläche „Auto“
In weiteren Ausführungsbeispielen kann die Nutzereingabe mittels einer Tipp- und/oder Wischgeste mit Bezug zu dem Skalenelement
Die Bedienoberfläche umfasst ferner eine Reichweitenanzeige
In anderen Ausführungsbeispielen wird alternativ oder zusätzlich ein anderer Parameter angezeigt, beispielsweise ein Energieverbrauch. Insbesondere kann der angezeigte Parameter der Zielvorgabe für den „Auto“-Modus entsprechen. Es kann also der Wert des Parameters angezeigt werden, der für die automatische Bestimmung des Planungsparameters optimiert wird. In other embodiments, alternatively or additionally, another parameter is displayed, for example energy consumption. In particular, the displayed parameter may correspond to the target for the "auto" mode. It is thus possible to display the value of the parameter which is optimized for the automatic determination of the planning parameter.
Die grafische Bedienoberfläche umfasst ferner eine Energieinhalt-Skala
In weiteren Ausführungsbeispielen kann lediglich ein einzelnes Ladungslimit-Objekt angezeigt werden, beispielsweise um lediglich einen minimalen bzw. maximalen Energieinhalt des Akkumulators
Die grafische Bedienoberfläche umfasst ferner eine Schaltfläche „Uphill“
In weiteren Ausführungsbeispielen kann die Anzeige auf andere Weise erfolgen, wobei insbesondere der Planungsparameter stufenlos oder in geeigneten feinen Stufen angezeigt werden kann, insbesondere sind Zwischenstufen zwischen den Werten darstellbar, die bei den vorgewählten Betriebsmodi „Charge“, „Hold“ und „EV“ eingestellt werden. Insbesondere können die Anzeigen bedienbare Elemente umfassen, wobei ein Planungsparameter durch eine Nutzereingabe eingegeben werden kann. Auch hier kann die Eingabe stufenlos oder in geeigneten Stufen erfolgen, insbesondere können Zwischenstufen zwischen den genannten Betriebsmodi eingestellt werden. In other embodiments, the display can be done in other ways, in particular, the planning parameters can be displayed continuously or in appropriate fine levels, in particular, intermediate levels between the values can be displayed, which set in the preselected operating modes "charge", "Hold" and "EV" become. In particular, the displays may comprise operable elements, wherein a scheduling parameter may be input by a user input. Again, the input can be made continuously or in suitable stages, in particular intermediate stages can be set between the mentioned operating modes.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Kraftfahrzeug motor vehicle
- 2 2
- Elektrischer Fahrzeugantrieb, Elektromotor Electric vehicle drive, electric motor
- 3 3
- Verbrennungsmotor internal combustion engine
- 4 4
- Akkumulator accumulator
- 5 5
- Generator generator
- 6 6
- Erfassungseinheit acquisition unit
- 7 7
- Steuereinheit control unit
- 8 8th
- Touchscreen touchscreen
- 8a 8a
- Anzeigefläche display area
- 8b 8b
- Berührungsempfindliche Oberfläche Touch-sensitive surface
- 9 9
- Dreh-Drück-Steller Rotary push-button control
- 10 10
- Skalenbereich scale range
- 10a 10a
- Gradientendarstellung „Charge“Gradient display "batch"
- 10b 10b
- Gradientendarstellung „EV“Gradient representation "EV"
- 11 11
- Zeigerelement pointer element
- 11a 11a
- Drehknopf-Darstellung Knob representation
- 12a 12a
- Vorwahl-Schaltfläche „Charge“Pre-selection button "Charge"
- 12b 12b
- Vorwahl-Schaltfläche „Hold“Preselection button "Hold"
- 12c 12c
- Vorwahl-Schaltfläche „EV“Area code button "EV"
- 12d 12d
- Vorwahl-Schaltfläche „Auto“Area code button "Auto"
- 13 13
- Reichweitenanzeige Range indicator
- 14a 14a
- Schaltfläche „Uphill“Uphill button
- 14b 14b
- Schaltfläche „Downhill“Downhill button
- 15 15
- Energieinhalt-Skala Energy content Scale
- 15a 15a
- Energieinhalt-Zeiger Energy content pointer
- 15b 15b
- Beschriftung „SOC“Label "SOC"
- 16a, 16b 16a, 16b
- Ladungslimit-Objekte Charge Limit objects
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102012007126 A1 [0005] DE 102012007126 A1 [0005]
- DE 102010004846 A1 [0006] DE 102010004846 A1 [0006]
Claims (15)
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DE102016202453.1A DE102016202453A1 (en) | 2016-02-17 | 2016-02-17 | Motor vehicle with an electric vehicle drive and an internal combustion engine and method for operating such a motor vehicle |
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Legal Events
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---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication |