DE102016206733A1 - Method for determining driving modes for a hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Verfahren zum Betrieb eines Hybrid-Fahrzeugs auf einer Fahrroute beschrieben. Das Verfahren umfasst das Aufteilen der Fahrroute in eine Sequenz von Segmenten, wobei die Segmente Prioritäten für die Verwendung eines elektrischen Antriebs des Hybrid-Fahrzeugs anzeigen. Des Weiteren umfasst das Verfahren das Ermitteln, auf Basis einer Mehrzahl von unterschiedlichen Betriebsstrategien, einer Sequenz von Fahrmodi für die entsprechende Sequenz von Segmenten. Das Verfahren umfasst weiter das Betreiben des Hybrid-Fahrzeugs auf der Fahrroute in Abhängigkeit von der Sequenz von Fahrmodi.A method for operating a hybrid vehicle on a driving route is described. The method includes dividing the driving route into a sequence of segments, the segments indicating priorities for using an electric drive of the hybrid vehicle. Furthermore, the method comprises determining, based on a plurality of different operating strategies, a sequence of driving modes for the corresponding sequence of segments. The method further comprises operating the hybrid vehicle on the driving route in dependence on the sequence of driving modes.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Steuereinheit zur Ermittlung von Fahrmodi für den Betrieb eines Hybrid-Fahrzeugs auf einer vorausliegenden Fahrroute.The invention relates to a method and a corresponding control unit for determining driving modes for the operation of a hybrid vehicle on a preceding driving route.
Ein Hybrid-Fahrzeug (insbesondere ein PHEV (Plugin-Hybrid Electric Vehicle)) umfasst einen Verbrennungsmotor und eine Elektromaschine zum Antrieb des Fahrzeugs. Des Weiteren umfasst das Hybrid-Fahrzeug einen Energiespeicher (z. B. eine Li-Ionen basierte wiederaufladbare Batterie) zur Speicherung von elektrischer Energie zum Antrieb der Elektromaschine. Das Hybrid-Fahrzeug weist aufgrund der unterschiedlichen Antriebe typischerweise unterschiedliche Fahrmodi auf, mit denen das Fahrzeug betrieben werden kann. Beispielsweise kann das Fahrzeug in einem Fahrmodus rein elektrisch angetrieben werden, während das Fahrzeug in einem weiteren Fahrmodus ausschließlich mit dem Verbrennungsmotor angetrieben werden kann. Des Weiteren sind ein oder mehrere Fahrmodi denkbar, bei denen z. B. die Elektromaschine zur Unterstützung des Verbrennungsmotors eingesetzt wird oder bei denen der Verbrennungsmotor die als Generator betriebene Elektromaschine antreibt, um den Energiespeicher zu laden. Die unterschiedlichen Fahrmodi können sich somit in Bezug auf den Verbrauch an elektrischer Energie für den Antrieb des Fahrzeugs unterscheiden.A hybrid vehicle (specifically, a PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle)) includes an internal combustion engine and an electric machine for driving the vehicle. Furthermore, the hybrid vehicle comprises an energy store (eg a Li-ion based rechargeable battery) for storing electrical energy for driving the electric machine. Due to the different drives, the hybrid vehicle typically has different driving modes with which the vehicle can be operated. For example, the vehicle can be driven purely electrically in a driving mode, while the vehicle can be driven in a further driving mode exclusively with the internal combustion engine. Furthermore, one or more driving modes are conceivable in which z. B. the electric machine is used to support the internal combustion engine or in which the internal combustion engine drives the electric machine operated as a generator to load the energy storage. The different driving modes can thus differ with respect to the consumption of electrical energy for driving the vehicle.
Entlang einer Fahrroute können unterschiedliche Fahrmodi verwendet werden, um das Fahrzeug anzutreiben. Zur Verbesserung der Energiebilanz des Fahrzeugs ist es dabei vorteilhaft, die Nutzung der verfügbaren elektrischen Energie für eine vorausliegende Fahrroute des Fahrzeugs in vorausschauender Weise zu planen. Eine derartige Festlegung von Fahrmodi für eine vorausliegende Fahrroute kann als vorausschauendes Energiemanagement eines Hybrid-Fahrzeugs bezeichnet werden.Along a travel route different driving modes can be used to drive the vehicle. In order to improve the energy balance of the vehicle, it is advantageous to plan the use of the available electrical energy for a route ahead of the vehicle in a forward-looking manner. Such a determination of driving modes for a preceding driving route can be referred to as a predictive energy management of a hybrid vehicle.
Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem in recheneffizienter Weise eine Sequenz von Fahrmodi für unterschiedliche Segmente einer vorausliegenden Fahrroute ermittelt werden können, so dass die in dem Energiespeicher eines Hybrid-Fahrzeugs gespeicherte elektrische Energie möglichst optimal genutzt wird.The present document deals with the technical problem of providing a method with which a sequence of driving modes for different segments of a preceding driving route can be determined in a computationally efficient manner, so that the electrical energy stored in the energy store of a hybrid vehicle is used optimally ,
Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u. a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.The object is solved by the independent claims. Advantageous embodiments are u. a. in the dependent claims.
Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zum Betrieb eines Hybrid-Fahrzeugs auf einer vorausliegenden Fahrroute beschrieben. Die Fahrroute kann einen Anfangspunkt (z. B. eine aktuelle Position des Fahrzeugs) mit einem Endpunkt miteinander verbinden. Dabei kann der Endpunkt z. B. durch einen Fahrer des Fahrzeugs über eine Eingabe/Ausgabe-Einheit des Fahrzeugs eingegeben worden sein. Die Fahrroute kann auf Basis von digitaler Karteninformation bezüglich eines Straßennetzes durch ein Navigationssystem des Fahrzeugs ermittelt worden sein.In one aspect, a method for operating a hybrid vehicle on a forward travel route is described. The driving route may connect an initial point (eg, a current position of the vehicle) with an end point. In this case, the endpoint z. B. entered by a driver of the vehicle via an input / output unit of the vehicle. The driving route may have been determined on the basis of digital map information relating to a road network by a navigation system of the vehicle.
Das Hybrid-Fahrzeug umfasst typischerweise einen Verbrennungsmotor und eine Elektromaschine, wobei die Elektromaschine mit elektrischer Energie aus einem elektrischen Energiespeicher angetrieben werden kann. Der elektrische Energiespeicher kann z. B. an einer Ladestation aufgeladen worden sein. Das Verfahren kann darauf ausgelegt sein, in möglichst effizienter Weise die in dem elektrischen Energiespeicher gespeicherte elektrische Energie für die Fahrt entlang der Fahrroute (bis zu dem Endpunkt der Fahrroute) zu nutzen.The hybrid vehicle typically includes an internal combustion engine and an electric machine, wherein the electric machine can be powered by electrical energy from an electrical energy storage. The electrical energy storage can, for. B. have been charged at a charging station. The method can be designed to use the stored in the electrical energy storage electrical energy for driving along the route in the most efficient manner (up to the end point of the route).
Das Verfahren umfasst das Aufteilen der Fahrroute in eine Sequenz von Segmenten. Die Aufteilung der Fahrroute in Segmente kann z. B. auf Basis der digitalen Karteninformation erfolgen. Insbesondere kann die digitale Karteninformation Attribute umfassen, die eine Aufteilung der Fahrroute in Segmente ermöglichen. Beispielsweise können Teilstrecken der Fahrroute, die ähnliche oder gleiche Eigenschaften aufweisen, zu Segmenten zusammengefasst werden (z. B. ein Segment für einen städtischen Bereich, ein Segment für einen ländlichen Bereich, ein Segment für eine Autobahnstrecke, etc.).The method includes dividing the travel route into a sequence of segments. The division of the route into segments can, for. B. based on the digital map information. In particular, the digital map information may include attributes that allow a division of the route into segments. For example, legs of the travel route that have similar or similar characteristics may be grouped into segments (eg, a segment for an urban area, a segment for a rural area, a segment for a highway route, etc.).
Die einzelnen Segmente weisen dabei Prioritäten aus einer Mehrzahl von Prioritäten für die Verwendung des elektrischen Antriebs (d. h. für die Verwendung der Elektromaschine) des Hybrid-Fahrzeugs an. Mit anderen Worten, jedes Segment kann eine Priorität für die Verwendung des elektrischen Antriebs in diesem Segment anzeigen. Diese Prioritäten können auch als Elektrifizierungs-Prioritäten bezeichnet werden. Die Priorität eines Segments kann auf Basis der digitalen Karteninformation bezüglich der Fahrroute ermittelt werden. Insbesondere können die Prioritäten z. B. als Attribute in der digitalen Karteninformation gespeichert sein. Beispielsweise kann die Fahrroute auf Basis der, in der digitalen Karteninformation hinterlegten Prioritäten, in Segmente aufgeteilt werden (so dass Routen-Abschnitte mit gleichen Prioritäten zu Segmenten zusammengefasst werden). Andererseits kann auf Basis der (relativ homogenen) Eigenschaften eines Segmentes eine Priorität für dieses Segment ermittelt werden.The individual segments indicate priorities from a plurality of priorities for the use of the electric drive (ie for the use of the electric machine) of the hybrid vehicle. In other words, each segment may indicate a priority for the use of the electric drive in that segment. These priorities can also be called electrification priorities. The priority of a segment can be determined based on the digital map information regarding the route. In particular, the priorities z. B. be stored as attributes in the digital map information. For example, based on the priorities stored in the digital map information, the travel route may be divided into segments (such that route sections having equal priorities to segments be summarized). On the other hand, based on the (relatively homogeneous) properties of a segment, a priority for this segment can be determined.
Die Mehrzahl von Prioritäten kann mindestens drei unterschiedliche Prioritäten umfassen, die jeweils einen unterschiedlichen Grad der Nutzung des elektrischen Antriebs des Hybrid-Fahrzeugs anzeigen (z. B. eine geringe Nutzung, eine mittlere Nutzung und eine intensive Nutzung des elektrischen Antriebs). Dabei kann die Priorität eines Segmentes anzeigen, welcher Grad der Nutzung des elektrischen Antriebs für dieses Segment typischerweise gewünscht (z. B. aus Umweltbetrachtungen) und/oder energetisch sinnvoll ist. Die Prioritäten können z. B. im Rahmen von (Test-)Fahrten auf einem Straßennetz im Vorfeld ermittelt und mit der digitalen Karteninformation gespeichert worden sein.The plurality of priorities may include at least three different priorities, each indicating a different degree of utilization of the electric drive of the hybrid vehicle (eg, low usage, average usage, and intensive use of the electric drive). In this case, the priority of a segment can indicate which degree of utilization of the electric drive is typically desired for this segment (eg, from environmental considerations) and / or makes energy sense. The priorities can be z. B. in the context of (test) rides on a road network in advance and stored with the digital map information.
Das Verfahren umfasst weiter das Ermitteln, auf Basis einer Mehrzahl von unterschiedlichen Betriebsstrategien, einer Sequenz von Fahrmodi für die entsprechende Sequenz von Segmenten. Beispielsweise kann die Mehrzahl von unterschiedlichen Betriebsstrategien 3, 5, 9 oder mehr unterschiedliche Betriebsstrategien umfassen. Jedem Segment kann auf Basis einer Betriebsstrategie ein Fahrmodus zugeordnet werden. Zu diesem Zweck umfasst eine Betriebsstrategie eine Zuordnung von jeweils einem Fahrmodus aus einer Mehrzahl von unterschiedlichen Fahrmodi zu jeweils einer Priorität aus der Mehrzahl von Prioritäten. Die unterschiedlichen Betriebsstrategien weisen dabei jeweils unterschiedliche Zuordnungen zwischen Fahrmodi und Prioritäten auf. Insbesondere können zwei unterschiedliche Betriebsstrategien aus der Mehrzahl von unterschiedlichen Betriebsstrategien zumindest einer Priorität aus der Mehrzahl von Prioritäten unterschiedliche Fahrmodi aus der Mehrzahl von Fahrmodi zuordnen.The method further comprises determining, based on a plurality of different operating strategies, a sequence of driving modes for the corresponding sequence of segments. For example, the plurality of different operating strategies may include 3, 5, 9 or more different operating strategies. Each segment can be assigned a driving mode based on an operating strategy. For this purpose, an operating strategy comprises an assignment of in each case one driving mode from a plurality of different driving modes to a respective one of the plurality of priorities. The different operating strategies each have different associations between driving modes and priorities. In particular, two different operating strategies of the plurality of different operating strategies may assign at least one of the plurality of priorities to different drive modes of the plurality of drive modes.
Die Mehrzahl von unterschiedlichen Fahrmodi unterscheidet sich dabei insbesondere in Bezug auf den Verbrauch an elektrischer Energie aus dem elektrischen Energiespeicher des Fahrzeugs. Beispielsweise kann die Mehrzahl von Fahrmodi mindestens drei unterschiedliche Fahrmodi umfassen. Insbesondere kann die Mehrzahl von Fahrmodi einen Fahrmodus umfassen, bei dem der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers innerhalb eines Segmentes gehalten oder gesteigert werden soll. Ein solcher Fahrmodus kann auch als „Charge Sustain” Fahrmodus bezeichnet werden. Des Weiteren kann die Mehrzahl von Fahrmodi einen Fahrmodus umfassen, bei dem der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers innerhalb eines Segmentes reduziert werden soll. Insbesondere soll in einem solchen Fahrmodus primär und ggf. ausschließlich der elektrische Antrieb des Fahrzeugs verwendet werden, um den Verbrauch von fossilem Kraftstoff zu reduzieren und/oder um die Abgasemission des Fahrzeugs zu reduzieren. Ein solcher Fahrmodus kann auch als „Charge Depletion” Fahrmodus bezeichnet werden.The plurality of different driving modes differs in particular with respect to the consumption of electrical energy from the electrical energy storage of the vehicle. For example, the plurality of driving modes may include at least three different driving modes. In particular, the plurality of driving modes may include a driving mode in which the state of charge of the electrical energy storage is to be maintained or increased within a segment. Such a driving mode may also be referred to as a "charge sustain" driving mode. Furthermore, the plurality of driving modes may include a driving mode in which the state of charge of the electrical energy store within a segment is to be reduced. In particular, in such a driving mode, primarily and possibly exclusively the electric drive of the vehicle is to be used in order to reduce the consumption of fossil fuel and / or to reduce the exhaust emission of the vehicle. Such a driving mode may also be referred to as a "charge depletion" driving mode.
Ein Fahrmodus umfasst bzw. definiert typischerweise ein oder mehrere Kennlinien, die anzeigen, bei welcher Fahrgeschwindigkeit, bei welchem angeforderten Antriebsmoment und/oder bei welchem Ladezustand ein verbrennungsmotorischer Antrieb (d. h. der Verbrennungsmotor) des Hybrid-Fahrzeugs aktiviert wird. Durch die ein oder mehreren Kennlinien kann somit die Verteilung zwischen dem verbrennungsmotorischen Antrieb und dem elektrischen Antrieb des Fahrzeugs definiert werden. Durch eine Verlagerung der Verteilung von dem verbrennungsmotorischen Antrieb zu dem elektrischen Antrieb kann der Verbrauch an elektrischer Energie aus dem elektrischen Energiespeicher erhöht werden.A drive mode typically includes one or more characteristics that indicate at which vehicle speed, at which requested drive torque, and / or at which state of charge, an internal combustion engine drive (i.e., engine) of the hybrid vehicle is activated. The distribution between the internal combustion engine drive and the electric drive of the vehicle can thus be defined by the one or more characteristic curves. By shifting the distribution of the internal combustion engine drive to the electric drive of the consumption of electrical energy can be increased from the electrical energy storage.
Das Ermitteln der Sequenz von Fahrmodi für die entsprechende Sequenz von Segmenten kann derart erfolgen, dass der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers des Hybrid-Fahrzeugs an dem Endpunkt der Fahrroute (sowie typischerweise an keinem Punkt der Fahrroute) einen Ladezustands-Schwellenwert nicht unterschreitet. Mit anderen Worten, es kann eine Betriebsstrategie aus der Mehrzahl von Betriebsstrategien (d. h. eine Zuordnung von Fahrmodi zu den Prioritäten der Mehrzahl von Prioritäten) ermittelt werden, so dass die o. g. Bedingung erfüllt ist. Dabei sei angemerkt, dass die Fahrroute auch einen Anfangspunkt und einen Endpunkt der Fahrroute umfasst. Insbesondere umfassen die Punkte entlang bzw. auf der Fahrroute auch den Endpunkt der Fahrroute. Durch die Ermittlung einer Sequenz von Fahrmodi unter Berücksichtigung der o. g. Bedingungen kann gewährleistet werden, dass der Endpunkt zuverlässig erreicht werden kann. Des Weiteren kann die Sequenz von Fahrmodi derart ermittelt werden, dass der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers des Hybrid-Fahrzeugs an dem Endpunkt der Fahrroute minimal ist. So kann die Ausnutzung der in dem elektrischen Energiespeicher gespeicherten elektrischen Energie auf der Fahrroute maximiert werden.The determination of the sequence of driving modes for the corresponding sequence of segments can be such that the state of charge of the electrical energy store of the hybrid vehicle at the end point of the driving route (and typically at any point of the driving route) does not fall below a state of charge threshold. In other words, an operating strategy may be determined from the plurality of operating strategies (i.e., an assignment of driving modes to the priorities of the plurality of priorities) so that the above mentioned org. Condition is met. It should be noted that the driving route also includes a starting point and an end point of the driving route. In particular, the points along or on the route also include the end point of the route. By determining a sequence of driving modes taking into account the o. G. Conditions can be ensured that the endpoint can be reached reliably. Furthermore, the sequence of driving modes can be determined in such a way that the state of charge of the hybrid vehicle's electrical energy store at the end point of the driving route is minimal. Thus, the utilization of stored in the electrical energy storage electrical energy can be maximized on the route.
Allgemein ausgedrückt kann eine Betriebsstrategie aus der Mehrzahl von Betriebsstrategien (und somit eine Sequenz von Fahrmodi für die Sequenz von Segmenten) ermittelt werden, die ein oder mehrere Optimierungs-Bedingungen in Bezug auf den Bedarf oder den Verbrauch an elektrischer Energie des Hybrid-Fahrzeugs auf der Fahrroute erfüllt. Insbesondere können sich die ein oder mehreren Optimierungs-Bedingungen auf den Ladezustand des elektrischen Energiespeichers beziehen. Beispielhafte Optimierungs-Bedingungen sind,
- • der Bedarf an elektrischer Energie ist derart, dass der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers am Endpunkt der Fahrroute einen Ladezustands-Schwellenwert nicht unterschreitet;
- • der Bedarf an elektrischer Energie ist derart, dass der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers den Ladezustands-Schwellenwert an keinem Punkt auf der Fahrroute (auch nicht am Endpunkt) unterschreitet; und/oder
- • der Bedarf an elektrischer Energie ist derart, dass der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers am Endpunkt der Fahrroute minimal ist.
- The demand for electrical energy is such that the state of charge of the electrical energy store at the end point of the driving route does not fall below a state of charge threshold;
- The demand for electrical energy is such that the state of charge of the electrical energy store does not fall below the state of charge threshold at any point on the travel route (not even at the endpoint); and or
- The demand for electrical energy is such that the state of charge of the electrical energy store at the end point of the travel route is minimal.
Außerdem umfasst das Verfahren das Betreiben des Hybrid-Fahrzeugs auf der Fahrroute in Abhängigkeit von der ermittelten Sequenz von Fahrmodi.In addition, the method includes operating the hybrid vehicle on the driving route in dependence on the determined sequence of driving modes.
Das Verfahren ermöglicht die recheneffiziente, flexible und substantiell optimale Ermittlung von Fahrmodi für ein Hybrid-Fahrzeug. Insbesondere wird dies durch die Bereitstellung von unterschiedlichen Betriebsstrategien, d. h. von unterschiedlichen Zuordnungen von Fahrmodi zu den möglichen Prioritäten der Segmente, ermöglicht.The method enables the computationally efficient, flexible and substantially optimal determination of driving modes for a hybrid vehicle. In particular, this is achieved by providing different operating strategies, i. H. of different assignments of driving modes to the possible priorities of the segments.
Die Mehrzahl von unterschiedlichen Betriebsstrategien kann jeweils einen unterschiedlichen durchschnittlichen Verbrauch an elektrischer Energie aus dem Energiespeicher bewirken. Dabei kann die Mehrzahl von unterschiedlichen Betriebsstrategien nach steigendem oder sinkendem durchschnittlichen Verbrauch an elektrischer Energie sortiert sein. So kann das Ermitteln einer optimalen Betriebsstrategie weiter beschleunigt werden.The plurality of different operating strategies can each cause a different average consumption of electrical energy from the energy storage. In this case, the plurality of different operating strategies can be sorted according to increasing or decreasing average consumption of electrical energy. Thus, the determination of an optimal operating strategy can be further accelerated.
Das Ermitteln der Sequenz von Fahrmodi kann umfassen, das Ermitteln einer zulässigen Betriebsstrategie aus der Mehrzahl von unterschiedlichen Betriebsstrategien, für die der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers entlang der Fahrroute den Ladezustands-Schwellenwert nicht unterschreitet und am Endpunkt der Fahrroute minimal ist (im Vergleich zu den Ladezuständen, die bei Verwendung der anderen Betriebsstrategien aus der Mehrzahl von Betriebsstrategien erzielt werden, bei deren Verwendung der Ladezustands-Schwellenwert entlang der Fahrroute nicht unterschritten wird). Die Sequenz von Fahrmodi kann dann auf Basis der zulässigen Betriebsstrategie ermittelt werden.Determining the sequence of driving modes may include determining an allowable operating strategy from the plurality of different operating strategies for which the state of charge of the electrical energy store along the travel route does not fall below the state of charge threshold and is minimal at the endpoint of the travel route (as compared to the state of charge obtained using the other operating strategies of the plurality of operating strategies, the use of which does not fall below the state of charge threshold along the travel route). The sequence of driving modes can then be determined on the basis of the permissible operating strategy.
Das Ermitteln der Sequenz von Fahrmodi kann weiter umfassen, das Ermitteln einer unzulässigen Betriebsstrategie aus der Mehrzahl von unterschiedlichen Betriebsstrategien, für die der Ladezustand des elektrischen Speichers an mindestens einem Punkt entlang der Fahrroute den Ladezustands-Schwellenwert unterschreitet und am Endpunkt der Fahrroute maximal ist (im Vergleich zu den Ladezuständen, die bei Verwendung der anderen Betriebsstrategien aus der Mehrzahl der Betriebsstrategien erzielt werden, bei deren Verwendung der Ladezustands-Schwellenwert entlang der Fahrroute an mindestens einem Punkt unterschritten wird). Die Sequenz von Fahrmodi kann dann auch auf Basis der unzulässigen Betriebsstrategie ermittelt werden. Insbesondere kann so eine Misch-Betriebsstrategie ermittelt werden (aus der zulässigen Betriebsstrategie und der unzulässigen Betriebsstrategie), durch die z. B. der Ladezustand am Endpunkt weiter reduziert werden kann (ohne dabei den Ladezustands-Schwellenwert zu unterschreiten).Determining the sequence of driving modes may further comprise determining an improper operating strategy from the plurality of different operating strategies for which the state of charge of the electrical storage at least one point along the travel route is below the state of charge threshold and maximum at the endpoint of the travel route (in FIG Compared to the charging states, which are achieved with the use of the other operating strategies of the plurality of operating strategies, the use of which falls below the state of charge threshold along the travel route at least one point). The sequence of driving modes can then also be determined on the basis of the impermissible operating strategy. In particular, such a mixed operating strategy can be determined (from the permissible operating strategy and the impermissible operating strategy), by the z. B. the state of charge at the endpoint can be further reduced (without falling below the state of charge threshold).
Beispielsweise kann das Ermitteln der Sequenz von Fahrmodi umfassen, das Ermitteln einer zulässigen Sequenz von Fahrmodi durch Zuweisen eines Fahrmodus zu jedem Segment der Sequenz von Segmenten gemäß der zulässigen Betriebsstrategie. Des Weiteren kann eine unzulässige Sequenz von Fahrmodi durch Zuweisen eines Fahrmodus zu jedem Segment der Sequenz von Segmenten gemäß der unzulässigen Betriebsstrategie ermittelt werden. Es kann dann der Fahrmodus für ein oder mehrere Segmente aus der unzulässigen Sequenz von Fahrmodi in die zulässige Sequenz von Fahrmodi übernommen werden, so dass der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers am Endpunkt der Fahrroute reduziert wird und den Ladezustands-Schwellenwert nicht unterschreitet. Es kann somit eine Misch-Betriebsstrategie aus der (gerade noch) zulässigen und der unzulässigen Betriebsstrategie ermittelt werden.For example, determining the sequence of driving modes may include determining an allowable sequence of driving modes by assigning a driving mode to each segment of the sequence of segments according to the permissible operating strategy. Furthermore, an illegal sequence of driving modes may be determined by assigning a driving mode to each segment of the sequence of segments according to the improper operating strategy. It can then be taken over the driving mode for one or more segments from the inadmissible sequence of driving modes in the permissible sequence of driving modes, so that the state of charge of the electrical energy storage is reduced at the end point of the route and the state of charge threshold does not fall below. Thus, a mixed operating strategy can be determined from the (just) permissible and the impermissible operating strategy.
Die Mehrzahl von unterschiedlichen Betriebsstrategien kann nach steigendem oder sinkendem durchschnittlichen Verbrauch an elektrischer Energie sortiert sein. Zum Ermitteln der zulässigen Betriebsstrategie kann dann nach und nach und angefangen mit der Betriebsstrategie mit dem niedrigsten durchschnittlichen Verbrauch an elektrischer Energie, der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers an ein oder mehreren Punkten (insbesondere an allen Punkten) entlang der Fahrroute ermittelt werden, bis eine unzulässige Betriebsstrategie erreicht wird, bei der der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers entlang der Fahrroute an mindestens einem Punkt (insbesondere am Endpunkt) den Ladezustands-Schwellenwert unterschreitet. Die zulässige Betriebsstrategie entspricht dann der letzten Betriebsstrategie vor Erreichen der unzulässigen Betriebsstrategie. In analoger Weise kann mit der Betriebsstrategie mit dem höchsten durchschnittlichen Verbrauch angefangen werden. Durch Sortieren der Betriebsstrategien kann der Rechenaufwand zur Ermittlung der Sequenz von Fahrmodi reduziert werden.The plurality of different operating strategies may be sorted by increasing or decreasing average consumption of electrical energy. To determine the permissible operating strategy can then gradually and starting with the operating strategy with the lowest average consumption of electrical energy, the state of charge of the electrical energy storage at one or more points (in particular at all points) along the route are determined until an inadmissible operating strategy is achieved, wherein the state of charge of the electric energy storage device along the travel route at least one point (in particular at the end point) below the state of charge threshold. The permissible operating strategy then corresponds to the last operating strategy before the inadmissible operating strategy is reached. In an analogous way can be started with the operating strategy with the highest average consumption. By sorting the operating strategies, the computational effort for determining the sequence of driving modes can be reduced.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Steuereinheit für ein Hybrid-Fahrzeug beschrieben, das einen elektrischen Antrieb und einen verbrennungsmotorischen Antrieb umfasst. Die Steuereinheit ist eingerichtet, eine vorausliegende Fahrroute für das Hybrid-Fahrzeug in eine Sequenz von Segmenten aufzuteilen, wobei ein Segment eine Priorität aus einer Mehrzahl von Prioritäten für die Verwendung des elektrischen Antriebs des Hybrid-Fahrzeugs anzeigt. Außerdem ist die Steuereinheit eingerichtet, auf Basis einer Mehrzahl von unterschiedlichen Betriebsstrategien, eine Sequenz von Fahrmodi für die entsprechende Sequenz von Segmenten zu ermitteln, insbesondere derart, dass ein oder mehrere Bedingungen in Bezug auf einen Bedarf an elektrischer Energie des Hybrid-Fahrzeugs entlang der Fahrroute erfüllt sind. Dabei ordnet eine Betriebsstrategie den Prioritäten aus der Mehrzahl von Prioritäten jeweils einen Fahrmodus aus einer Mehrzahl von unterschiedlichen Fahrmodi zu. Die Fahrmodi aus der Mehrzahl von unterschiedlichen Fahrmodi unterscheiden sich in Bezug auf einen Verbrauch an elektrischer Energie aus dem elektrischen Energiespeicher. Die Steuereinheit ist weiter eingerichtet, den elektrischen Antrieb und den verbrennungsmotorischen Antrieb des Hybrid-Fahrzeugs auf der Fahrroute in Abhängigkeit von der Sequenz von Fahrmodi zu betreiben.In another aspect, a control unit for a hybrid vehicle including an electric drive and an IC engine is described. The control unit is configured to divide an upcoming driving route for the hybrid vehicle into a sequence of segments, wherein a segment indicates a priority of a plurality of priorities for the use of the electric drive of the hybrid vehicle. In addition, the control unit is set up, based on a plurality of different operating strategies, to determine a sequence of driving modes for the corresponding sequence of segments, in particular such that one or more conditions relating to a demand for electrical energy of the hybrid vehicle along the driving route are fulfilled. In this case, an operating strategy assigns the priorities of the plurality of priorities each one driving mode from a plurality of different driving modes. The driving modes of the plurality of different driving modes differ in terms of consumption of electric power from the electric energy storage. The control unit is further configured to operate the electric drive and the internal combustion engine drive of the hybrid vehicle on the driving route as a function of the sequence of driving modes.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Hybrid-Fahrzeug (z. B. ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen oder ein Motorrad) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Steuereinheit umfasst.In another aspect, a hybrid vehicle (eg, a passenger car, a truck, or a motorcycle) is described that includes the control unit described in this document.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z. B. auf einem Steuergerät eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.In another aspect, a software (SW) program is described. The SW program may be set up to run on a processor (eg, on a control device of a vehicle) and thereby perform the method described in this document.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.In another aspect, a storage medium is described. The storage medium may include a SW program that is set up to run on a processor and thereby perform the method described in this document.
Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.It should be understood that the methods, devices and systems described herein may be used alone as well as in combination with other methods, devices and systems described in this document. Furthermore, any aspects of the methods, devices, and systems described herein may be combined in a variety of ways. In particular, the features of the claims can be combined in a variety of ways.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigenFurthermore, the invention will be described in more detail with reference to exemplary embodiments. Show
Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit dem energieeffizienten Betrieb eines Hybrid-Fahrzeugs. In diesem Zusammenhang zeigt
Des Weiteren umfasst das Fahrzeug
Wie in
Das Fahrzeug
Das Fahrzeug
Des Weiteren kann das Fahrzeug
Ein Nutzer des Fahrzeugs
Die Steuereinheit
In Abhängigkeit von den Eigenschaften der jeweiligen Segmente
- • Priorität 1: nach Möglichkeit rein elektrisch fahren;
- • Priorität 2: eine Mischung von elektrischem und verbrennungsmotorischem Antrieb möglich; und
- • Priorität 3: ein elektrischer Antrieb ist nicht unbedingt erforderlich.
- • Priority 1: if possible, driving purely electrically;
- • priority 2: a mixture of electric and internal combustion engine drive possible; and
- • Priority 3: An electric drive is not essential.
Für das Fahrzeug
- • ein erster Fahrmodus, bei dem der Ladezustand des
Energiespeichers 111 zumindest gehalten wird, und bei dem mit der alsGenerator betriebenen Elektromaschine 108 eine maximal mögliche Lastpunktanhebung erfolgt, um möglichst viel elektrische Energie zu erzeugen (dieim elektrischen Energiespeicher 111 gespeichert werden kann); - • ein zweiter Fahrmodus, bei dem der Ladezustand des
Energiespeichers 111 zumindest gehalten wird, und bei dem mit der alsGenerator betriebenen Elektromaschine 108 eine möglichst energieeffiziente Lastpunktanhebung erfolgt, um in möglichst energieeffizienter Weise elektrische Energie zu erzeugen; - • ein dritter Fahrmodus, bei dem der Ladezustand des
Energiespeichers 111 zumindest gehalten wird, und bei dem keine Lastpunktanhebung durch dieElektromaschine 108 erfolgt; - • ein vierter Fahrmodus, bei dem der Ladezustand des
Energiespeichers 111 reduziert wird, um dieElektromaschine 108 für denAntrieb des Fahrzeugs 100 zu nutzen; und/oder - • ein fünfter Fahrmodus, bei dem der Ladezustand des
Energiespeichers 111 durch denBetrieb der Elektromaschine 108 reduziert wird, und beidem die Elektromaschine 108 zur Unterstützung desVerbrennungsmotors 102 verwendet wird (z. B. um ein zusätzliches Antriebsmoment bereitzustellen oder um fossilen Kraftstoff zu sparen). Dieser Fahrmodus kann auch als „Assist” Fahrmodus bezeichnet werden, beidem die Elektromaschine 108 zur Unterstützung desVerbrennungsmotors 102 verwendet wird.
- • a first driving mode, in which the state of charge of the
energy storage 111 is held at least, and in which operated as a generator electric machine108 a maximum possible load point increase takes place in order to generate as much electrical energy as possible (that in theelectrical energy storage 111 can be stored); - • a second driving mode, in which the state of charge of the
energy storage 111 is held at least, and in which operated as a generatorelectric machine 108 An energy-efficient load point increase takes place in order to generate electrical energy in the most energy-efficient manner possible; - • a third driving mode, in which the state of charge of the
energy storage 111 is held at least, and in which no load point increase by theelectric machine 108 he follows; - • a fourth driving mode, in which the state of charge of the
energy storage 111 is reduced to theelectric machine 108 for driving thevehicle 100 to use; and or - • a fifth driving mode, in which the state of charge of the
energy storage 111 through the operation of theelectric machine 108 is reduced, and in which theelectric machine 108 to support theinternal combustion engine 102 used (eg to provide additional drive torque or to save fossil fuel). This driving mode can also be referred to as "assist" driving mode, in which theelectric machine 108 to support theinternal combustion engine 102 is used.
Die unterschiedlichen Fahrmodi weisen unterschiedliche Kennlinien auf, wobei eine Kennlinie anzeigen kann, bis zu welchem Antriebsmoment das Fahrzeug
Für das Fahrzeug
Die Betriebsstrategie Nr. 1 weist z. B. der Priorität 1 den dritten Fahrmodus, der Priorität 2 den ersten Fahrmodus und der Priorität 3 den ersten Fahrmodus zu. Andererseits weist die Betriebsstrategie Nr. 9 der Priorität 1 den vierten Fahrmodus, der Priorität 2 den vierten Fahrmodus und der Priorität 3 den fünften Fahrmodus zu. The operating strategy No. 1 has z. For example,
Die Steuereinheit
In einem weiteren Schritt kann die der ausgewählten, zulässigen Betriebsstrategie
Die Steuereinheit
Es wird somit ein Verfahren zur Ermittlung einer optimalen, strecken- bzw. Fahrroutenspezifischen Betriebsstrategie für ein Hybrid-Fahrzeug
Des Weiteren kann eine Liste von möglichen Betriebsstrategien mit aufsteigendem (bzw. absteigendem) Bedarf an elektrischer Energie erstellt werden. Dabei zeigt eine Betriebsstrategie eine Zuordnung der Fahrmodi zu den unterschiedlichen Prioritäten in Bezug auf das elektrische Fahren an. Auf Basis einer Energieprognose für die vorausliegende Strecke, d. h. für die Fahrroute
Das Verfahren
Außerdem umfasst das Verfahren
Eine Betriebsstrategie
Außerdem umfasst das Verfahren
Das in diesem Dokument beschriebene Verfahren
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.The present invention is not limited to the embodiments shown. In particular, it should be noted that the description and figures are intended to illustrate only the principle of the proposed methods, apparatus and systems.
Claims (11)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102016206733.8A DE102016206733A1 (en) | 2016-04-21 | 2016-04-21 | Method for determining driving modes for a hybrid vehicle |
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