DE102016219146A1

DE102016219146A1 - Verfahren zur Steuerung des Antriebs eines Hybrid-Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102016219146A1
Application number: DE102016219146.2A
Authority: DE
Inventors: Harald Hofmeier
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2016-10-04
Filing date: 2016-10-04
Publication date: 2018-04-05

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Steuerung eines Hybrid-Fahrzeugs beschrieben, das durch einen Verbrennungsmotor und durch eine Elektromaschine angetrieben werden kann. Das Hybrid-Fahrzeug umfasst einen elektrischen Energiespeicher. Das Verfahren umfasst das Ermitteln eines aktuellen Regionen-Typs einer Region, in der sich das Hybrid-Fahrzeug aktuell befindet. Außerdem umfasst das Verfahren das Anpassen, in Abhängigkeit von dem aktuellen Regionen-Typ, eines aktuellen Ziel-Ladezustands für den Energiespeicher. Das Verfahren umfasst weiter das Steuern des Verbrennungsmotors und der Elektromaschine in Abhängigkeit von dem aktuellen Ziel-Ladezustand.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Steuereinheit zur Steuerung des Antriebs, insbesondere der Elektromaschine und des Verbrennungsmotors, eines Hybrid-Fahrzeugs.
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 (und somit der Lastpunkt des Verbrennungsmotors angehoben wird), 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. Mehrere Fahrmodi können dazu verwendet werden, einen Betriebsmodus für ein Hybrid-Fahrzeug bereitzustellen, wobei innerhalb eines Betriebsmodus z. B. in Abhängigkeit von dem Ladezustand des Energiespeichers des Hybrid-Fahrzeugs unterschiedliche Fahrmodi verwendet werden können.
Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, ein Verfahren und eine Steuereinheit bereitzustellen, mit denen der Betrieb eines Hybrid-Fahrzeugs (z. B. durch Anpassung der Fahrmodi) in automatischer Weise angepasst werden kann, um den Komfort für einen Nutzer des Hybrid-Fahrzeugs zu erhöhen und/oder um die Energieeffizienz des Hybrid-Fahrzeugs zu erhöhen.
Die Aufgabe wird durch den unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u. a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zur Steuerung eines Hybrid-Fahrzeugs beschrieben, wobei das Hybrid-Fahrzeug durch einen Verbrennungsmotor und durch eine Elektromaschine angetrieben werden kann. Das Hybrid-Fahrzeug umfasst einen elektrischen Energiespeicher (z. B. einen LiIonen basierten Energiespeicher), der eingerichtet ist, von der Elektromaschine generierte elektrische Energie zu speichern, und der eingerichtet ist, elektrische Energie für den Betrieb der Elektromaschine bereitstellen.
Das Verfahren umfasst das Ermitteln eines aktuellen Regionen-Typs einer Region, in der sich das Hybrid-Fahrzeug aktuell befindet. Der aktuelle Regionen-Typ kann dabei auf Basis von Positionsdaten eines Positionssensors (z. B. eines GPS-Empfängers) des Hybrid-Fahrzeugs ermittelt werden, wobei die Positionsdaten die aktuelle Position des Hybrid-Fahrzeugs anzeigen. Des Weiteren kann der aktuelle Regionen-Typ auf Basis von digitaler Karteninformation ermittelt werden, wobei die digitale Karteninformation ein Straßennetz in der Region anzeigt, in der sich das Hybrid-Fahrzeug aktuell befindet. Beispielsweise kann der aktuelle Regionen-Typ in Abhängigkeit von dem Typ der Straße und/oder in Abhängigkeit von der Geschwindigkeitsbegrenzung der Straße ermittelt werden, auf der sich das Hybrid-Fahrzeug aktuell befindet. Alternativ oder ergänzend kann die digitale Karteninformation für unterschiedliche Positionen (z. B. für unterschiedliche GPS-Koordinaten) den jeweiligen Regionen-Typ anzeigen. Mit anderen Worten, die digitale Karteninformation kann eine Zuweisung von möglichen geographischen Positionen zu jeweils einem der Mehrzahl von Regionen-Typen umfassen. Alternativ oder ergänzend kann der aktuelle Regionen-Typ auf Basis von Umfelddaten eines Umfeldsensors, insbesondere einer Bildkamera, des Hybrid-Fahrzeugs ermittelt werden. Beispielsweise kann anhand der Umfelddaten einer Bildkamera ein Bebauungsgrad der aktuellen Umgebung des Fahrzeugs ermittelt werden. Der aktuelle Regionen-Typ kann dann in Abhängigkeit von dem Bebauungsgrad bestimmt werden.
Das Verfahren umfasst weiter das Anpassen, (ggf. allein) in Abhängigkeit von dem aktuellen Regionen-Typ, eines aktuellen Ziel-Ladezustands für den Energiespeicher. Dabei kann der aktuelle Ziel-Ladezustand den Ladezustand anzeigen, auf dem der Energiespeicher gehalten (insbesondere geregelt) werden sollte. Außerdem umfasst das Verfahren das Steuern des Verbrennungsmotors und der Elektromaschine in Abhängigkeit von dem aktuellen Ziel-Ladezustand. Durch die Regionen-Typ-abhängige Anpassung des aktuellen Ziel-Ladezustands kann die für das elektrische Fahren verfügbare Menge an elektrischer Energie in automatischer Weise angepasst werden. Beispielsweise kann in ländlichen Regionen (und/oder auf einer Autobahn bzw. Landstraße) der aktuelle Ziel-Ladezustand angehoben werden, um in energieeffizienter Weise eine Energiereserve für elektrisches Fahren aufzubauen. Andererseits kann durch ein Absenken des aktuellen Ziel-Ladezustands in einer städtischen Region bewirkt werden, dass die für elektrisches Fahren verfügbare Menge an elektrischer Energie erhöht wird. Somit kann insgesamt der Komfort und die Energieeffizienz eines Hybrid-Fahrzeugs erhöht werden.
Die Region, in der sich das Hybrid-Fahrzeug aktuell befindet, kann die aktuelle Position des Hybrid-Fahrzeugs umfassen. Des Weiteren kann die Region ggf. eine bestimmte Umgebung des Hybrid-Fahrzeugs umfassen. Die bestimmte Umgebung des Hybrid-Fahrzeugs kann von einer aktuellen Fahrtrichtung des Hybrid-Fahrzeugs abhängen. Beispielsweise kann die bestimmte Umgebung einen Bereich von 10 Metern oder 100 Metern oder mehr in Fahrrichtung ausgehend von der aktuellen Position des Hybrid-Fahrzeugs umfassen.
Das Verfahren kann z. B. periodisch wiederholt werden (z. B. mit einer Frequenz von 1 Hz oder 0,1 Hz). Es kann dann periodisch an einer Sequenz von Zeitpunkten der aktuelle Regionen-Typ bestimmt werden. Die Region, in der sich das Hybrid-Fahrzeug an einem aktuellen Zeitpunkt befindet, kann dann einer prädizierten Region des Hybrid-Fahrzeugs entsprechen, die sich von der Position des Hybrid-Fahrzeugs an dem aktuellen Zeitpunkt ggf. bis zu einer prädizierten Position des Hybrid-Fahrzeugs an dem darauffolgenden Zeitpunkt der Sequenz von Zeitpunkten erstreckt. Falls diese prädizierte Region Positionen mit unterschiedlichen Regionen-Typen umfasst, so kann einer der Regionen-Typen als der aktuelle Regionen-Typ ausgewählt werden (z. B. der am häufigsten in der prädizierten Region vorkommende Regionen-Typ).
Das Hybrid-Fahrzeug kann eine Mehrzahl von unterschiedlichen Betriebsmodi für eine entsprechende Mehrzahl von Regionen-Typen aufweisen. Mit anderen Worten, für unterschiedliche Regionen-Typen können unterschiedliche Betriebsmodi des Hybrid-Fahrzeugs bereitgestellt werden. Die Mehrzahl von Regionen-Typen kann z. B. einen ersten Regionen-Typ und einen zweiten Regionen-Typ umfassen, wobei ein durchschnittlicher Bebauungsgrad von Gebäuden in Regionen vom ersten Regionen-Typ niedriger sein kann als in Regionen vom zweiten Regionen-Typ. Insbesondere können der erste Regionen-Typ einer eher ländlichen Region und der zweite Regionen-Typ einer eher städtischen Region entsprechen. Für den ersten Regionen-Typ kann ein erster Betriebsmodus und für den zweiten Regionen-Typ ein (unterschiedlicher) zweiter Betriebsmodus bereitgestellt werden. Alternativ oder ergänzend kann für den ersten Regionen-Typ ein erster Ziel-Ladezustand und für den zweiten Regionen-Typ ein zweite Ziel-Ladezustand festgelegt werden.
Die unterschiedlichen Betriebsmodi können somit unterschiedliche Ziel-Ladezustände für den Energiespeicher anzeigen. Dabei entspricht der Ziel-Ladezustand eines bestimmten Betriebsmodus einem Ladezustand, auf dem der Energiespeicher (im Mittel) gehalten werden sollte, solange das Hybrid-Fahrzeug in dem bestimmten Betriebsmodus betrieben wird. Es können somit für unterschiedliche Regionen-Typen unterschiedliche Betriebsmodi mit unterschiedlichen Ziel-Ladezuständen bereitgestellt werden. Das Hybrid-Fahrzeug kann somit in unterschiedlichen Regionen mit unterschiedlichen Ziel-Ladezuständen betrieben werden. Beispielsweise kann das Hybrid-Fahrzeug in einer städtischen Region mit einem (relativ niedrigen) Ziel-Ladezustand und in einer ländlichen Region mit einem (relativ hohen) Ziel-Ladezustand betrieben werden. Mit anderen Worten, der erste Ziel-Ladezustand des ersten Betriebsmodus für den ersten Regionen-Typ kann höher sein als der zweite Ziel-Ladezustand des zweiten Betriebsmodus für den zweiten Regionen-Typ. So können Komfort und Energieeffizienz eines Hybrid-Fahrzeugs erhöht werden.
Das Anpassen des aktuellen Ziel-Ladezustands kann umfassen, das Auswählen, (ggf. allein) in Abhängigkeit von dem aktuellen Regionen-Typ, eines aktuellen Betriebsmodus aus der Mehrzahl von unterschiedlichen Betriebsmodi. Der aktuelle Betriebsmodus bzw. der aktuelle Ziel-Ladezustand können ggf. ausschließlich in Abhängigkeit von dem aktuellen Regionen-Typ ausgewählt werden. Alternativ oder ergänzend können der aktuelle Betriebsmodus bzw. der aktuelle Ziel-Ladezustands nicht in Abhängigkeit von einer vorausliegenden Fahrroute des Hybrid-Fahrzeugs ausgewählt werden. Beispielsweise kann das Verfahren umfassen, das Bestimmen, ob eine vorausliegende Fahrroute des Hybrid-Fahrzeugs bekannt ist oder nicht. Der aktuelle Betriebsmodus und/oder der aktuelle Ziel-Ladezustand können ggf. nur dann (ausschließlich) in Abhängigkeit von dem aktuellen Regionen-Typ ausgewählt werden, wenn die vorausliegende Fahrroute nicht bekannt ist. Mit anderen Worten, auch wenn keine vorausliegende Fahrstrecke bekannt ist (und somit auch typischerweise kein vorausschauendes Energiemanagement des Hybrid-Fahrzeugs möglich ist), so können dennoch eine standortabhängige Auswahl des Betriebsmodus und/oder des Ziel-Ladezustands des Hybrid-Fahrzeugs erfolgen.
Der aktuelle Betriebsmodus kann den aktuellen Ziel-Ladezustand anzeigen. Insbesondere kann der für den aktuellen Betriebsmodus definierte Ziel-Ladezustand als aktueller Ziel-Ladezustand verwendet werden.
Das Steuern des Verbrennungsmotors und der Elektromaschine kann umfassen, das Veranlassen einer Lastpunktanhebung des Verbrennungsmotors durch die Elektromaschine in Abhängigkeit von dem aktuellen Ziel-Ladezustand. Das Veranlassen einer Lastpunktanhebung kann dabei umfassen, das Ermitteln, ob der (aktuelle) Ist-Ladezustand des Energiespeichers unterhalb des aktuellen Ziel-Ladezustands ist. Eine Lastpunktanhebung kann (ggf. nur dann) erfolgen, wenn der Ist-Ladezustand des Energiespeichers unterhalb des aktuellen Ziel-Ladezustands liegt oder gleich dem aktuellen Ziel-Ladezustand ist.
Es kann somit (ggf. über die Auswahl von vordefinierten Betriebsmodi) eine standortabhängige Festlegung des Ziel-Ladezustands für den Energiespeicher erfolgen. Dies ermöglicht die Festlegung eines relativ niedrigen Ziel-Ladezustands für städtische Regionen und eines relativ hohen Ziel-Ladezustands für ländliche Regionen (bzw. für Autobahn und/oder Landstraße). Als Folge daraus kann der rein elektrische Antrieb in städtischen Regionen erhöht werden, was sowohl den Komfort als auch die Energieeffizienz eines Hybrid-Fahrzeugs erhöht.
Das Hybrid-Fahrzeug kann einen Standard-Betriebsmodus aufweisen, wobei der Standard-Betriebsmodus einen Standard-Ziel-Ladezustand anzeigt. Der Standard-Ziel-Ladezustand kann niedriger als der erste Ziel-Ladezustand (für ländliche Regionen und/oder für Autobahn bzw. Landstraße) und höher als der zweite Ziel-Ladezustand (für städtische Regionen) sein. Mit anderen Worten, die Kenntnis des Regionen-Typs ermöglicht es insbesondere in stätischen Regionen besonders niedrige Ziel-Ladezustände zu verwenden (was den Komfort und die Energieeffizienz eines Hybrid-Fahrzeugs erhöht). Das Verfahren kann umfassen, das Auswählen des Standard-Betriebsmodus und/oder des Standard-Ziel-Ladezustands (ggf. nur dann), wenn kein aktueller Regionen-Typ ermittelt werden kann. Ansonsten kann ein Regionen-Typ abhängiger Betriebsmodus ausgewählt werden.
Ein Betriebsmodus kann eine Mehrzahl von unterschiedlichen Fahrmodi zur Steuerung des Verbrennungsmotors und der Elektromaschine aufweisen. Dabei kann ein Fahrmodus ein oder mehrere Regeln zum Betrieb des Verbrennungsmotors und der Elektromaschine für den Antrieb des Hybrid-Fahrzeugs anzeigen. Beispielsweise kann ein Fahrmodus eine Kennlinie umfassen, die anzeigt, bei welcher Fahrgeschwindigkeit, bei welchem angeforderten Antriebsmoment und/oder bei welchem Ladezustand des Energiespeichers der Verbrennungsmotor des Hybrid-Fahrzeugs für den Antrieb des Hybrid-Fahrzeugs aktiviert wird (und/oder allein die Elektromaschine für den Antrieb des Hybrid-Fahrzeugs verwendet wird). Die unterschiedlichen Fahrmodi können unterschiedliche Regeln anzeigen und/oder unterschiedliche Kennlinien umfassen.
Ein Betriebsmodus kann somit mehrere unterschiedliche Fahrmodi umfassen, die je nach Ist-Ladezustand des Energiespeichers ausgewählt werden können, um den Verbrennungsmotor und die Elektromaschine zu steuern. Dabei können die unterschiedlichen Betriebsmodi jeweils unterschiedliche Ladezustands-Schwellen für den Übergang zwischen den Fahrmodi spezifizieren.
Die Ladezustands-Schwellen eines Betriebsmodus hängen dabei typischerweise von dem Ziel-Ladezustand des Betriebsmodus ab. Beispielsweise können die unterschiedlichen Fahrmodi einen unterschiedlichen (mittleren) Grad der Nutzung von elektrischer Energie für den Antrieb des Hybrid-Fahrzeugs bewirken bzw. anzeigen. Dabei kann ein 1^er Fahrmodus (n = 1) einen relativ niedrigen Grad der Nutzung von elektrische Energie und ein N^ter Fahrmodus (mit n = N > 1) einen relativ hohen Grad der Nutzung von elektrischer Energie aufweisen. Mit sinkendem Ziel-Ladezustand können die Ladezustands-Schwellen zwischen den 1^ten bis N^ten Fahrmodi sinken (zu niedrigeren Ladezuständen), bzw. anders herum, mit steigendem Ziel-Ladezustand können die Ladezustands-Schwellen zwischen den 1^ten bis N^ten Fahrmodi steigen (zu höheren Ladezuständen). So kann eine zuverlässige Einstellung eines Ziel-Ladezustands bewirkt werden.
Die Mehrzahl von unterschiedlichen Fahrmodi kann somit unterschiedliche Fahrmodi mit einem unterschiedlichen Anteil der Nutzung der Elektromaschine für den Antrieb des Hybrid-Fahrzeugs umfassen. Alternativ oder ergänzend kann die Mehrzahl von unterschiedlichen Fahrmodi unterschiedliche Fahrmodi mit unterschiedlichen Intensitäten der Lastpunktanhebung des Verbrennungsmotors umfassen. Die Bereitstellung von unterschiedlichen Fahrmodi innerhalb eines Betriebsmodus ermöglicht einen zuverlässigen Betrieb des Hybrid-Fahrzeugs bei unterschiedlichen Ladezuständen des Energiespeichers.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein weiteres Verfahren zur Steuerung eines Hybrid-Fahrzeugs beschrieben, wobei das Hybrid-Fahrzeug durch einen Verbrennungsmotor und durch eine Elektromaschine angetrieben werden kann. Das Hybrid-Fahrzeug umfasst einen elektrischen Energiespeicher, der eingerichtet ist, von der Elektromaschine generierte elektrische Energie zu speichern, und der eingerichtet ist, elektrische Energie für den Betrieb der Elektromaschine bereitstellen. Das Hybrid-Fahrzeug kann einen ersten und einen zweiten Fahrmodus zur Steuerung des Verbrennungsmotors und der Elektromaschine aufweisen. Dabei erfolgt im Rahmen des zweiten Fahrmodus typischerweise eine stärkere Nutzung der Elektromaschine zum Antrieb des Hybrid-Fahrzeugs als im ersten Fahrmodus. Mit anderen Worten, der (mittlere) Anteil des elektrischen Antriebs (durch die Elektromaschine) am gesamten Antrieb des Fahrzeugs kann im zweiten Fahrmodus höher sein als im ersten Fahrmodus.
Das Verfahren umfasst das Ermitteln eines aktuellen Regionen-Typs einer Region, in der sich das Hybrid-Fahrzeug aktuell befindet. Der Regionen-Typ kann mit den in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen ermittelt werden. Außerdem umfasst das Verfahren das Anpassen, (ggf. allein) in Abhängigkeit von dem aktuellen Regionen-Typ, einer aktuellen Ladezustands-Schwelle für einen Übergang zwischen dem ersten und dem zweiten Fahrmodus. Die aktuelle Ladezustands-Schwelle kann dabei den Ladezustand des Energiespeichers anzeigen, bei dem ein Übergang von dem ersten Fahrmodus in den zweiten Fahrmodus und/oder ein Übergang von dem zweiten Fahrmodus in den ersten Fahrmodus erfolgt. Durch eine ortabhängige Anpassung der aktuellen Ladezustands-Schwelle kann somit in komfortabler Weise der Grad der Nutzung des elektrischen Antriebs angepasst werden.
Das Verfahren umfasst weiter das Steuern des Verbrennungsmotors und der Elektromaschine in Abhängigkeit von der aktuellen Ladezustands-Schwelle. Insbesondere können der Verbrennungsmotor und die Elektromaschine gemäß dem zweiten Fahrmodus betrieben werden, wenn der Ist-Ladezustand des Energiespeichers größer als die aktuelle Ladezustands-Schwelle ist. Andererseits können der Verbrennungsmotor und die Elektromaschine gemäß dem ersten Fahrmodus betrieben werden, wenn der Ist-Ladezustand des Energiespeichers kleiner als die aktuelle Ladezustands-Schwelle ist.
Durch die Regionen-Typ-abhängige Festlegung der Ladezustands-Schwelle zwischen zwei unterschiedlichen Fahrmodi kann der Grad der Nutzung des elektrischen Antriebs eines Hybrid-Fahrzeugs in komfortabler Weise angepasst werden. Insbesondere kann eine Ladezustands-Schwelle in einer ländlichen Region erhöht werden, so dass ein zweiter Fahrmodus (mit einem relativ hohen Anteil des elektrischen Antriebs) erst bei relativ hohen Ist-Ladezuständen verwendet wird (und somit ein erster Fahrmodus (mit einem relativ niedrigen Anteil des elektrischen Antriebs) bevorzugt wird). Als Folge daraus wird der verbrennungsmotorische Betrieb des Hybrid-Fahrzeugs in ländlichen Regionen (und/oder auf der Autobahn bzw. auf einer Landstraße) erhöht. Andererseits kann in einer städtischen Region die Ladezustands-Schwelle reduziert werden, so dass der zweite Fahrmodus auch noch bei relativ niedrigen Ist-Ladezuständen verwendet wird. Als Folge daraus wird der elektrische Betrieb des Hybrid-Fahrzeugs in städtischen Regionen erhöht. Die ortsabhängige Anpassung der ein oder mehreren Ladezustands-Schwellen zwischen unterschiedlichen Fahrmodi führt somit zu einer Erhöhung des Komforts und der Energieeffizienz eines Hybrid-Fahrzeugs.
Das Ermitteln des aktuellen Regionen-Typs kann umfassen, das Auswählen eines Regionen-Typs aus einer Mehrzahl von Regionen-Typen, wobei die Mehrzahl von Regionen-Typen einen ersten Regionen-Typ mit einer ersten Ladezustands-Schwelle und einen zweiten Regionen-Typ mit einer zweiten Ladezustands-Schwelle aufweist. Das Anpassen der Ladezustands-Schwelle kann das Verwenden der Ladezustands-Schwelle des ausgewählten Regionen-Typs als aktuelle Ladezustands-Schwelle umfassen. Die erste Ladezustands-Schwelle kann dann höher sein als die zweite Ladezustands-Schwelle, insbesondere wenn der durchschnittliche Bebauungsgrad von Gebäuden in Regionen vom ersten Regionen-Typ niedriger ist als in Regionen vom zweiten Regionen-Typ.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Merkmale des zuerst beschriebenen Verfahrens in entsprechender Weise auf das zuletzt beschriebene Verfahren angewendet werden können. Insbesondere kann die Anpassung einer Ladezustands-Schwelle allein auf Basis des aktuellen Regionen-Typs und/oder nicht in Abhängigkeit von einer vorausliegenden Fahrroute (zu einem bekannten Zielort) erfolgen. Des Weiteren kann eine Standard-Ladezustands-Schwelle festgelegt und verwendet werden, insbesondere wenn kein aktueller Regionen-Typ bestimmt werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Steuereinheit für ein Hybrid-Fahrzeug beschrieben. Die Steuereinheit ist eingerichtet, die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren auszuführen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug mit einem elektrischen Antrieb (insbesondere ein Straßenkraftfahrzeug z. B. ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen oder ein Motorrad) beschrieben. Das Fahrzeug umfasst die in diesem Dokument beschriebene Steuereinheit.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
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.
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.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
1 beispielhafte Komponenten eines Hybrid-Fahrzeugs;
2 beispielhafte Ladezustands-Schwellen zwischen den Fahrmodi unterschiedlicher Betriebsmodi des Hybrid-Fahrzeugs; und
3a und 3b Ablaufdiagramme von beispielhaften Verfahren zur Steuerung des Antriebs eines Hybrid-Fahrzeugs.
Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit dem energieeffizienten und komfortablen Betrieb eines Hybrid-Fahrzeugs. In diesem Zusammenhang zeigt 1 beispielhafte Komponenten eines Hybrid-Fahrzeugs 100 (z. B. eines Personenkraftwagens, eines Lastkraftwagens oder eines Motorrads). Das Fahrzeug 100 umfasst eine Fahrerposition 106, die von einem Fahrer des Fahrzeugs 100 eingenommen werden kann, um das Fahrzeug 100 zu steuern. Von der Fahrerposition 106 aus kann beispielsweise ein Bremspedal 103 und/oder Fahrpedal 113 (auch als Gaspedal bezeichnet) betätigt werden, um das Fahrzeug 100 zu verzögern und/oder zu beschleunigen. Alternativ oder ergänzend kann ein Beschleunigungs- bzw. Verzögerungswunsch durch eine Fahrerassistenzfunktion und/oder durch eine automatische Fahrfunktion bewirkt werden. Die Betätigung des Bremspedals 103 führt typischerweise zu einer Betätigung von Radbremsen (auch als Reibbremsen bezeichnet) 110, die eine Reibung an den Rädern 109 des Fahrzeugs 100 verursachen, und dadurch eine Verzögerung des Fahrzeugs 100 bewirken. Alternativ oder ergänzend kann durch die Betätigung des Bremspedals 103 eine Rekuperation von elektrischer Energie über eine Elektromaschine 108 des Fahrzeugs 100 bewirkt werden.
Des Weiteren umfasst das Fahrzeug 100 einen Verbrennungsmotor 102, der über ein Getriebe 101 eine Radachse 107 des Fahrzeugs 100 und damit Räder 109 des Fahrzeugs 100 antreiben kann. Außerdem umfasst das Fahrzeug 100 eine Elektromaschine 108. In dem dargestellten Beispiel ist die Elektromaschine 108 eingerichtet, die Radachse 107 des Fahrzeugs 100 anzutreiben. Beispielsweise kann bei Betätigung des Gaspedals 113 die Elektromaschine 108 als Elektromotor betrieben werden, um die Radachse 107 anzutreiben. Andererseits kann bei Betätigung des Bremspedals 103 die Elektromaschine 108 als Generator betrieben werden, um kinetische Energie des Fahrzeugs 100 in elektrische Energie umzuwandeln (Rekuperation). Die gewonnene elektrische Energie wird typischerweise in einem Energiespeicher 111 (z. B. in einer Hochvolt-Batterie bei ca. 300 V oder mehr) gespeichert. Durch den Betrieb der Elektromaschine 108 als Generator wird ein Rekuperationsmoment auf der Radachse 107 bewirkt, durch das das Fahrzeug 100 verzögert wird.
Wie in 1 dargestellt, kann die Elektromaschine 108 ggf. durch eine Kupplung 112 von der Radachse 107 getrennt oder mit der Radachse 107 gekoppelt werden. Durch die Kupplung 112 kann je nach Bedarf das Rekuperationsmoment der Elektromaschine 108 abgeschaltet werden (z. B. um eine Belastung des Verbrennungsmotors 102 bei verbrennungsmotorischem Betrieb des Fahrzeugs 100 zu reduzieren). Andererseits kann die Elektromaschine 108 mit dem Verbrennungsmotor 102 gekoppelt werden, um durch die Elektromaschine 108 eine Lastpunktanhebung des Verbrennungsmotors 102 zu bewirken und um elektrische Energie zu erzeugen, die im Energiespeicher 111 gespeichert werden kann.
Das Fahrzeug 100 umfasst eine Steuereinheit 105 (z. B. als Teil eines Motorsteuergeräts). Die Steuereinheit 105 ist eingerichtet, ein oder mehrere Steuersignale, z. B. in Bezug auf Steuereingaben durch den Fahrer, zu empfangen. Die ein oder mehreren Steuersignale umfassen z. B. die Betätigung des Bremspedals 103 und/oder die Betätigung des Gaspedals 113. Des Weiteren ist die Steuereinheit 105 eingerichtet, den Verbrennungsmotor 102, das Getriebe 101, die Kupplung 112 und/oder die Elektromaschine 108 in Abhängigkeit von den ein oder mehreren Steuersignalen zu steuern. Insbesondere kann bei Betätigung des Gaspedals 113 die Drehzahl des Verbrennungsmotors 102 und/oder der Elektromaschine 108 erhöht werden, um das Fahrzeug 100 zu beschleunigen. Andererseits kann bei Betätigung des Bremspedals 103 ein Rekuperationsbetrieb der Elektromaschine 108 und/oder eine Betätigung der Reibbremsen 110 veranlasst werden.
Das Fahrzeug 100 umfasst außerdem einen Positionssensor 104, der eingerichtet ist, Positionsdaten in Bezug auf eine Position des Fahrzeugs 100 (z. B. aktuelle GPS-Koordinaten) zu ermitteln. Des Weiteren kann das Fahrzeug 100 ein oder mehrere Umfeldsensoren 114 umfassen, die eingerichtet sind, Umfelddaten zu erfassen, die Information bezüglich eines Umfelds des Fahrzeugs 100 anzeigen. Die ein oder mehreren Umfeldsensoren 114 können z. B. ein oder mehrere Kameras, ein oder mehrere Radarsensoren, ein oder mehrere LIDAR Sensoren, ein oder mehrere Ultraschallsensoren, etc. umfassen. Die Steuereinheit 105 kann eingerichtet sein, den Verbrennungsmotor 102, das Getriebe 101, die Kupplung 112 und/oder die Elektromaschine 108 in Abhängigkeit von den Positionsdaten und/oder den Umfelddaten anzusteuern.
Des Weiteren kann das Fahrzeug 100 eine Eingabe/Ausgabe-Einheit 115 umfassen. Ein Nutzer des Fahrzeugs kann über Eingabemittel der Eingabe/Ausgabe-Einheit 115 (z. B. über einen berührungsempfindlichen Bildschirm) eine Einstellung und/oder eine Anweisung für das Fahrzeug 100 generieren. Außerdem kann ein Nutzer des Fahrzeugs über Ausgabemittel (z. B. über einen Bildschirm) der Eingabe/Ausgabe-Einheit 115 Information und/oder Anweisungen in Bezug auf den Betrieb des Fahrzeugs 100 erhalten.
Das Hybrid-Fahrzeug 100 kann in unterschiedlichen Fahrmodi betrieben werden. Die unterschiedlichen Fahrmodi unterscheiden sich insbesondere in einem Ausmaß in dem das Fahrzeug 100 durch die Elektromaschine 108 angetrieben wird. 2 zeigt beispielhafte Fahrmodi 211, 212, 213, 214. Insbesondere zeigt 2

• einen Fahrmodus 211 (n = 1), bei dem der Ladezustand des Energiespeichers 111 zumindest gehalten und ggf. angehoben wird, und bei dem mit der als Generator betriebenen Elektromaschine 108 eine maximal mögliche Lastpunktanhebung des Verbrennungsmotors 102 erfolgt, um möglichst viel elektrische Energie zu erzeugen (die im elektrischen Energiespeicher 111 gespeichert werden kann);
• einen Fahrmodus 212 (n = 2), bei dem der Ladezustand des Energiespeichers 111 zumindest gehalten und ggf. angehoben wird, und bei dem mit der als Generator betriebenen Elektromaschine 108 eine möglichst energieeffiziente Lastpunktanhebung des Verbrennungsmotors 102 erfolgt, um in möglichst energieeffizienter Weise elektrische Energie zu erzeugen;
• einen Fahrmodus 213 (n = 3), bei dem der Ladezustand des Energiespeichers 111 zumindest gehalten wird, und bei dem keine Lastpunktanhebung durch die Elektromaschine 108 erfolgt;
• einen Fahrmodus 214 (n = 4), bei dem der Ladezustand des Energiespeichers 111 reduziert wird, um die Elektromaschine 108 für den Antrieb des Fahrzeugs 100 zu nutzen.

Im Fahrmodus 211 (n = 1) erfolgt typischerweise kein Antrieb durch die Elektromaschine 108. Andererseits kann im Fahrmodus 214 (n = 4) der Antrieb ggf. allein durch die Elektromaschine 108 erbracht werden. Im Fahrmodus 212 (n = 2) und im Fahrmodus 213 (n = 3) kann eine teilweise Nutzung der Elektromaschine 108 für den Antrieb des Fahrzeugs 100 erfolgen. Die Nutzung der Elektromaschine 108 für den Antrieb des Fahrzeugs 100 steigt somit von dem Fahrmodus 211 (d. h. n = 1) bis zu dem Fahrmodus 214 (d. h. n = N = 4) an.
Für einen Fahrmodus 211, 212, 213, 214 kann z. B. eine Kennlinie festgelegt sein, die anzeigt, bis zu welcher Fahrgeschwindigkeit ein (rein) elektrischer Antrieb erfolgt, bevor der Verbrennungsmotor 102 zugeschaltet wird. Die Fahrgeschwindigkeit für das Zuschalten des Verbrennungsmotors 102 kann dabei von dem Ladezustand 200 des Energiespeichers 111 des Fahrzeugs 100 abhängen. Die Kennlinie eines Fahrmodus 211, 212, 213, 214 kann somit die Zuschalt-Fahrgeschwindigkeit als Funktion des Ladezustands 200 des Energiespeichers 111 anzeigen. Dabei sind die Zuschalt-Fahrgeschwindigkeiten für den Fahrmodus 214 (n = 4) typischerweise höher als für den Fahrmodus 211 (n = 1). Des Weiteren erfolgt ein Zuschalten des Verbrennungsmotors 102 bei dem Fahrmodus 214 (n = 4) typischerweise bei niedrigeren Ladezuständen 200 als bei dem Fahrmodus 211 (n = 1).
Die unterschiedlichen Fahrmodi können somit unterschiedliche Kennlinien aufweisen, wobei eine Kennlinie anzeigen kann, bis zu welchem Antriebsmoment das Fahrzeug 100 rein elektrisch angetrieben wird (z. B. als Funktion der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 100). Beispielsweise kann für den Fahrmodus 211 (n = 1) eine Kennlinie definiert sein, die bewirkt, dass bereits bei relativ geringen Antriebsmomenten und/oder bei relativ geringen Fahrgeschwindigkeiten ein Zuschalten des Verbrennungsmotors 102 erfolgt. Andererseits kann für den Fahrmodus 214 (n = 4) eine Kennlinie definiert sein, die bewirkt, dass erst bei relativ hohen Antriebsmomenten und/oder bei relativ hohen Fahrgeschwindigkeiten ein Zuschalten des Verbrennungsmotors 102 erfolgt. Die Kennlinien für die unterschiedlichen Fahrmodi können dabei von dem Ladezustand 200 des Energiespeichers 111 abhängig sein, wobei typischerweise die Wahrscheinlichkeit eines Zustarts des Verbrennungsmotors 102 mit sinkendem Ladezustand 200 (d. h. mit sinkendem State of Charge, SOC) steigt.
Wie oben dargelegt, können zumindest ein oder mehrere der Fahrmodi 211, 212, 213, 214 eine Lastpunktanhebung des Verbrennungsmotors 102 durch die Elektromaschine 108 ermöglichen, um elektrische Energie zu erzeugen und um dadurch ggf. den Ladezustand 200 des Energiespeichers 111 zu erhöhen bzw. um dadurch den Ladezustand 200 des Energiespeichers 111 auf einen Ziel-Ladezustand 205 einzustellen. Der Ziel-Ladezustand 205 kann als Sicherheitsreserve für elektrische Energie im Energiespeicher 111 betrachtet werden. Beispielsweise kann der Ziel-Ladezustand 205 standardmäßig auf 10% eingestellt sein. Die Steuereinheit 105 kann eingerichtet sein, Maßnahmen durchzuführen (insbesondere Lastpunktanhebungen durch die Elektromaschine 108 zu veranlassen), um den Ladezustand 200 des Energiespeichers 111 auf dem Ziel-Ladezustand 205 zu halten. Insbesondere kann eine Lastpunktanhebung erfolgen, sobald der Ladezustand 200 des Energiespeichers 111 unter den Ziel-Ladezustand 205 fällt.
In Abstimmung mit dem Ziel-Ladezustand 205 können Ladezustands-Schwellen 221, 222, 223 für den Übergang zwischen den unterschiedlichen Fahrmodi 211, 212, 213, 214 festgelegt werden. Dabei können die Ladezustands-Schwellen 221, 222, 223 eine Hysterese in Bezug auf die Richtung des Übergangs aufweisen, um ein schnelles Hin- und Her-Wechseln zwischen den Fahrmodi 211, 212, 213, 214 zu vermeiden. Die Verwendung von Ladezustands-Schwellen 221, 222, 223 mit Hysterese ist durch die schrägen Verläufe der Schwellen 221, 222, 223 dargestellt (wobei der rechte (niedrigere) Wert einer Ladezustands-Schwelle 221, 222, 223 für den Übergang von einem Fahrmodus mit einem relativ hohen elektrischen Anteil zu einem Fahrmodus mit einem relativ niedrigen elektrischen Anteil angewendet wird, und wobei der linke (höhere) Wert für den umgekehrten Fall angewendet wird).
2 zeigt einen Standard-Betriebsmodus 201 des Fahrzeugs 100 mit einem Standard-Ziel-Ladezustand 205 (von z. B. 10%) und Standard-Ladezustands-Schwellen 221, 222, 223. Wenn der Ladezustand 200 im Standard-Betriebsmodus 201 unter den Ziel-Ladezustand 205 fällt, so erfolgt im Rahmen des Fahrmodus 213 (n = 3) eine Lastpunktanhebung, um den Ladezustand 200 anzuheben. Reicht dies nicht aus und sinkt der Ladezustand 200 weiter, so kann ein Übergang in den Fahrmodus 212 (n = 2) mit einer verstärkten Lastpunktanhebung und einer reduzierten Nutzung der Elektromaschine 108 zum Antrieb des Fahrzeugs 100 erfolgen. Bei Anstieg des Ladezustands 200 kann dann wieder ein Übergang zu dem Fahrmodus 213 (n = 3) erfolgen.
Durch Ermittlung einer vorausliegenden Fahrroute für ein Fahrzeug 100 können bereits im Vorfeld Fahrmodi 211, 212, 213, 214 und/oder Ziel-Ladezustände 205 für einzelne Streckenabschnitte entlang der vorausliegenden Fahrroute festgelegt werden. Durch ein derart vorausschauendes Energiemanagement kann die verfügbare elektrische Energie im Energiespeicher 111 typischerweise optimal genutzt werden.
Aber auch ohne Kenntnis einer vorausliegenden Fahrroute kann z. B. anhand des Positionssensors 104 in Zusammenhang mit digitaler Karteninformation die aktuelle Position des Fahrzeugs 100 ermittelt werden. Insbesondere kann dabei ermittelt werden, ob sich das Fahrzeug 100 in einer Stadt befindet oder ob sich das Fahrzeug auf dem Land befindet. Allgemein kann ermittelt werden, in welchem Typ von Region sich das Fahrzeug 100 aktuell befindet (in einem städtischen Regionen-Typ oder in einem ländlichen Regionen-Typ).
Für unterschiedliche Typen von Regionen können dann unterschiedliche Betriebsmodi 202, 203 festgelegt werden. Ein Betriebsmodus 202, 203 kann dabei die Ladezustands-Schwellen 221, 222, 223 zwischen den unterschiedlichen Fahrmodi 211, 212, 213, 214 und/oder den Ziel-Ladezustand 205 zur Steuerung der Lastpunktanhebung definieren. Insbesondere kann ein erster Betriebsmodus 202 für eine Fahrt in einer ländlichen Region (bzw. auf einer Autobahn und/oder einer Landstraße und/oder einer Überlandstrecke) festgelegt werden. Des Weiteren kann ein zweiter Betriebsmodus 203 für eine Fahrt in einer städtischen Region (bzw. innerorts) festgelegt werden.
Der erste Betriebsmodus 202 kann dabei Schwellen 221, 222, 223 und/oder einen Ziel-Ladezustand 205 aufweisen, die im Vergleich zu den Standard-Ladezustands-Schwellen 221, 222, 223 und/oder im Vergleich zu dem Standard-Ziel-Ladezustand 205 höher liegen. Als Folge daraus erfolgt relativ frühzeitig eine Lastpunktanhebung zur Einstellung des (relativ hohen) Ziel-Ladezustands 205. Des Weiteren erfolgt ein relativ erhöhter verbrennungsmotorischer Antrieb. Beispielsweise kann der Ziel-Ladezustand 205 im ersten Betriebsmodus 202 bei 20% liegen.
Andererseits kann der zweite Betriebsmodus 203 Schwellen 221, 222, 223 und/oder einen Ziel-Ladezustand 205 aufweisen, die im Vergleich zu den Standard-Ladezustands-Schwellen 221, 222, 223 und/oder im Vergleich zu dem Standard-Ziel-Ladezustand 205 niedriger liegen. Als Folge daraus erfolgt relativ spät eine Lastpunktanhebung zur Einstellung des (relativ niedrigen) Ziel-Ladezustands 205. Des Weiteren erfolgt ein relativ erhöhter elektrischer Antrieb. Beispielsweise kann der Ziel-Ladezustand 205 im zweiten Betriebsmodus 203 bei 5% liegen.
Es kann dann (z. B. auf Basis der Positionsdaten) der Typ der aktuell befahrenen Region und ein entsprechender Betriebsmodus 202, 203 ermittelt werden. Innerorts steht dann durch die standortabhängigen Ladezustands- bzw. SOC-Schwellen 221, 222, 223 und/oder des Ziel-Ladezustands 205 ein vergrößerter Energiebetrag für elektrisches Fahren zur Verfügung. Dadurch kann das rein elektrische Durchfahren von Ortschaften ermöglicht werden. So kann der Komfort des Fahrzeugs 100 erhöht werden.
Das Ändern der Ladezustands- bzw. SOC-Schwellen 221, 222, 223 und/oder des Ziel-Ladezustands 205 mit Änderung des Standorts des Fahrzeug 100 (ggf. in Verbindung mit Sensordaten eines Umfeldsensors 114 des Fahrzeugs 100) erhöht darüber hinaus die Nachvollziehbarkeit einer Antriebsstrategie (Verbrennungsmotor 102 legt bei Ortseinfahrt ab und startet bei Ortsausgang zu). Des Weiteren ermöglicht die Bereitstellung von ortsabhängigen Betriebsmodi 202, 203 die weitere Reduzierung des Ziel-Ladezustands 205 und somit die weitergehende Ausnutzung der in einem Energiespeicher 111 verfügbaren elektrischen Energie.
3a zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 300 zur Steuerung eines Hybrid-Fahrzeugs 100, das durch einen Verbrennungsmotor 102 und durch eine Elektromaschine 108 angetrieben werden kann. Das Hybrid-Fahrzeug 100 umfasst einen elektrischen Energiespeicher 111, der eingerichtet ist, von der Elektromaschine 108 generierte elektrische Energie zu speichern (z. B. bei der Rekuperation von kinetischer Energie des Hybrid-Fahrzeugs 100 und/oder bei Durchführung einer Lastpunktanhebung) und der eingerichtet ist, elektrische Energie für den Betrieb der Elektromaschine 108 bereitstellen.
Das Hybrid-Fahrzeug 100 weist eine Mehrzahl von unterschiedlichen Betriebsmodi 202, 203 für eine entsprechende Mehrzahl von Regionen-Typen auf, wobei die unterschiedlichen Betriebsmodi 202, 203 unterschiedliche Ziel-Ladezustände 205 für den Energiespeicher 111 anzeigen.
Das Verfahren 300 umfasst das Ermitteln 301 eines aktuellen Regionen-Typs einer Region, in der sich das Hybrid-Fahrzeug 100 aktuell befindet. Beispielsweise kann auf Basis der Positionsdaten eines Positionssensors 104 die aktuelle Position des Hybrid-Fahrzeugs 100 bestimmt werden. Des Weiteren kann anhand von digitaler Karteninformation bestimmt werden, welchen Regionen-Typ die Region aufweist, in der sich die aktuelle Position des Hybrid-Fahrzeugs 100 befindet. Beispielsweise kann die digitale Karteninformation eine geographische Segmentierung der aktuellen Umgebung des Hybrid-Fahrzeugs 100 anzeigen, wobei die geographische Segmentierung unterschiedlichen geographischen Regionen unterschiedliche Regionen-Typen zuweist. Beispielhafte Regionen-Typen sind ein erster Regionen-Typ für eine eher ländliche Regionen und einen zweiten Regionen-Typ für eine eher städtische Region.
Das Verfahren 300 umfasst weiter, das Auswählen 302, in Abhängigkeit von dem aktuellen Regionen-Typ, eines aktuellen Betriebsmodus 202 aus der Mehrzahl von unterschiedlichen Betriebsmodi 202, 203. Insbesondere kann der, dem aktuellen Regionen-Typ entsprechende, Betriebsmodus 202 ausgewählt werden.
Dabei kann die Auswahl des aktuellen Betriebsmodus 202 allein auf Basis des aktuellen Regionen-Typs erfolgen. Insbesondere kann die Auswahl ohne Berücksichtigung einer zukünftigen Fahrroute des Hybrid-Fahrzeugs 100 erfolgen. Der aktuelle Betriebsmodus 202 weist dabei einen aktuellen Ziel-Ladezustand 205 auf.
Das Verfahren 300 umfasst weiter das Veranlassen 303 einer Lastpunktanhebung des Verbrennungsmotors 102 durch die Elektromaschine 108 in Abhängigkeit von dem aktuellen Ziel-Ladezustand 205. Insbesondere kann die Lastpunktanhebung des Verbrennungsmotors 102 derart erfolgen, dass der Ladezustand 200 des Energiespeichers 111 auf den aktuellen Ziel-Ladezustands 205 eingestellt (insbesondere eingeregelt) wird.
3b zeigt ein Ablaufdiagramm eines weiteren beispielhaften Verfahrens 310 zur Steuerung eines Hybrid-Fahrzeugs 100, das durch einen Verbrennungsmotor 102 und durch eine Elektromaschine 108 angetrieben werden kann. Das Verfahren 310 kann in Kombination mit dem Verfahren 300 ausgeführt werden. Des Weiteren können Maßnahmen des Verfahrens 300 mit in das Verfahren 310 aufgenommen werden (und/oder umgekehrt).
Das Hybrid-Fahrzeug 100 weist einen ersten und einen zweiten Fahrmodus 211, 212, 213, 214 zur Steuerung des Verbrennungsmotors 102 und der Elektromaschine 108 auf, wobei ein Grad der Nutzung der Elektromaschine 108 zum Antrieb des Hybrid-Fahrzeugs 100 im zweiten Fahrmodus 212, 213, 214 höher ist als im ersten Fahrmodus 211, 212, 213. Beispielsweise kann der erste Fahrmodus dem Fahrmodus 211 (n = 1) und der zweite Fahrmodus dem Fahrmodus 212 (n = 2) entsprechen. Alternativ oder ergänzend kann der erste Fahrmodus dem Fahrmodus 213 (n = 3) und der zweite Fahrmodus dem Fahrmodus 214 (n = 4) entsprechen.
Das Verfahren 310 umfasst das Ermitteln 311 eines aktuellen Regionen-Typs einer Region, in der sich das Hybrid-Fahrzeug 100 aktuell befindet. Der Regionen-Typ kann wie in diesem Dokument beschrieben ermittelt werden.
Außerdem umfasst das Verfahren 310 das Anpassen 312, in Abhängigkeit von dem aktuellen Regionen-Typ, einer aktuellen Ladezustands-Schwelle 221, 222, 223 für einen Übergang zwischen dem ersten und dem zweiten Fahrmodus 211, 212, 213, 214. Dabei kann die aktuelle Ladezustands-Schwelle 221, 222, 223 in ländlichen Regionen angehoben und in städtischen Regionen reduziert werden.
Das Verfahren 310 umfasst weiter das Steuern 313 des Verbrennungsmotors 102 und der Elektromaschine 108. Insbesondere können der Verbrennungsmotor 102 und die Elektromaschine 108 gemäß dem zweiten Fahrmodus 212, 213, 214 gesteuert werden (und somit mit einem erhöhten Grad der Nutzung des elektrischen Antriebs), wenn der Ist-Ladezustand 200 des Energiespeichers 111 größer als die aktuelle Ladezustands-Schwelle 221, 222, 223 ist. Andererseits können der Verbrennungsmotor 102 und die Elektromaschine 108 gemäß dem ersten Fahrmodus 211, 212, 213 (und somit mit einem reduzierten Grad der Nutzung des elektrischen Antriebs), wenn der Ist-Ladezustand 200 des Energiespeichers 111 kleiner als die aktuelle Ladezustands-Schwelle 221, 222, 223 ist. Die Regionen-abhängige Anpassung der aktuellen Ladezustands-Schwelle 221, 222, 223 ermöglicht somit eine komfortable und energieeffiziente Anpassung des Antriebs eines Hybrid-Fahrzeugs.
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.

Claims

Verfahren (300) zur Steuerung eines Hybrid-Fahrzeugs (100), das durch einen Verbrennungsmotor (102) und durch eine Elektromaschine (108) angetrieben werden kann; wobei das Hybrid-Fahrzeug (100) einen elektrischen Energiespeicher (111) umfasst, der eingerichtet ist, von der Elektromaschine (108) generierte elektrische Energie zu speichern und elektrische Energie für den Betrieb der Elektromaschine (108) bereitstellen; wobei das Verfahren (300) umfasst, – Ermitteln (301) eines aktuellen Regionen-Typs einer Region, in der sich das Hybrid-Fahrzeug (100) aktuell befindet; – Anpassen (302), in Abhängigkeit von dem aktuellen Regionen-Typ, eines aktuellen Ziel-Ladezustands (205) für den Energiespeicher (111); und – Steuern (303) des Verbrennungsmotors (102) und der Elektromaschine (108) in Abhängigkeit von dem aktuellen Ziel-Ladezustand (205).
Verfahren (300) gemäß Anspruch 1, wobei – das Ermitteln (301) des aktuellen Regionen-Typs das Auswählen eines Regionen-Typs aus einer Mehrzahl von Regionen-Typen umfasst; – die Mehrzahl von Regionen-Typen einen ersten Regionen-Typ mit einem ersten Ziel-Ladezustand (205) und einen zweiten Regionen-Typ mit einem zweiten Ziel-Ladezustand (205) aufweist; – das Anpassen (302) des aktuellen Ziel-Ladezustands (205) das Verwenden des Ziel-Ladezustands (205) des ausgewählten Regionen-Typs umfasst; – ein durchschnittlicher Bebauungsgrad von Gebäuden in Regionen vom ersten Regionen-Typ niedriger ist als in Regionen vom zweiten Regionen-Typ; und – der erste Ziel-Ladezustand (205) höher ist als der zweite Ziel-Ladezustand (205).
Verfahren (300) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – das Hybrid-Fahrzeug (100) eine Mehrzahl von unterschiedlichen Betriebsmodi (202, 203) für eine entsprechende Mehrzahl von Regionen-Typen aufweist; – die unterschiedlichen Betriebsmodi (202, 203) unterschiedliche Ziel-Ladezustände (205) für den Energiespeicher (111) anzeigen; – das Anpassen (302) des aktuellen Ziel-Ladezustands umfasst, Auswählen, in Abhängigkeit von dem aktuellen Regionen-Typ, eines aktuellen Betriebsmodus (202) aus der Mehrzahl von unterschiedlichen Betriebsmodi (202, 203); und – der Ziel-Ladezustand des aktuellen Betriebsmodus (202) dem angepassten aktuellen Ziel-Ladezustand (205) entspricht.
Verfahren (300) gemäß Anspruch 3, wobei – ein Betriebsmodus (202, 203) eine Mehrzahl von unterschiedlichen Fahrmodi (211, 212, 213, 214) zur Steuerung des Verbrennungsmotors (102) und der Elektromaschine (108) aufweist; – ein Fahrmodus (211, 212, 213, 214) ein oder mehrere Regeln zum Betrieb des Verbrennungsmotors (102) und der Elektromaschine (108) für den Antrieb des Hybrid-Fahrzeugs (100) anzeigt; – ein Fahrmodus (211, 212, 213, 214) insbesondere eine Kennlinie umfasst, die anzeigt, bei welcher Fahrgeschwindigkeit, bei welchem angeforderten Antriebsmoment und/oder bei welchem Ladezustand ein verbrennungsmotorischer Antrieb (102) des Hybrid-Fahrzeugs (100) aktiviert wird; und – die unterschiedlichen Fahrmodi (211, 212, 213, 214) unterschiedliche Regeln anzeigen und/oder unterschiedliche Kennlinien umfassen.
Verfahren (300) gemäß Anspruch 4, wobei – die unterschiedlichen Betriebsmodi (202, 203) zumindest teilweise die gleichen Fahrmodi (211, 212, 213, 214) aufweisen; und – die unterschiedlichen Betriebsmodi (202, 203) unterschiedliche Ladezustands-Schwellen (221, 222, 223) für den Übergang zwischen den Fahrmodi (211, 212, 213, 214) spezifizieren.
Verfahren (300) gemäß Anspruch 5, wobei die Ladezustands-Schwellen (221, 222, 223) eines Betriebsmodus (202) von dem Ziel-Ladezustand (205) des Betriebsmodus (202) abhängen und/oder umgekehrt.
Verfahren (300) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Mehrzahl von unterschiedlichen Fahrmodi (211, 212, 213, 214), – unterschiedliche Fahrmodi (211, 212, 213, 214) mit einem unterschiedlichen Anteil der Nutzung der Elektromaschine (108) für den Antrieb des Hybrid-Fahrzeug (100) umfassen; und/oder – unterschiedliche Fahrmodi (211, 212, 213, 214) mit unterschiedlichen Intensitäten der Lastpunktanhebung des Verbrennungsmotors (102) umfassen.
Verfahren (300) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Steuern (303) des Verbrennungsmotors (102) und der Elektromaschine (108) umfasst, Veranlassen einer Lastpunktanhebung des Verbrennungsmotors (102) durch die Elektromaschine (108) in Abhängigkeit von dem aktuellen Ziel-Ladezustand (205).
Verfahren (300) gemäß Anspruch 8, wobei das Veranlassen einer Lastpunktanhebung umfasst, – Ermitteln, ob ein Ist-Ladezustand (200) des Energiespeichers (111) unterhalb des aktuellen Ziel-Ladezustands (205) liegt; und – Veranlassen (303) einer Lastpunktanhebung, wenn der Ist-Ladezustand (200) des Energiespeichers (111) unterhalb des aktuellen Ziel-Ladezustands (205) liegt.
Verfahren (310) zur Steuerung eines Hybrid-Fahrzeugs (100), das durch einen Verbrennungsmotor (102) und durch eine Elektromaschine (108) angetrieben werden kann; wobei das Hybrid-Fahrzeug (100) einen elektrischen Energiespeicher (111) umfasst, der eingerichtet ist, von der Elektromaschine (108) generierte elektrische Energie zu speichern und elektrische Energie für den Betrieb der Elektromaschine (108) bereitstellen; wobei das Hybrid-Fahrzeug (100) einen ersten und einen zweiten Fahrmodus (211, 212, 213, 214) zur Steuerung des Verbrennungsmotors (102) und der Elektromaschine (108) aufweist; wobei ein Grad der Nutzung der Elektromaschine (108) zum Antrieb des Hybrid-Fahrzeugs (100) im zweiten Fahrmodus (212, 213, 214) höher ist als im ersten Fahrmodus (211, 212, 213); wobei das Verfahren (310) umfasst, – Ermitteln (311) eines aktuellen Regionen-Typs einer Region, in der sich das Hybrid-Fahrzeug (100) aktuell befindet; – Anpassen (312), in Abhängigkeit von dem aktuellen Regionen-Typ, einer aktuellen Ladezustands-Schwelle (221, 222, 223) für einen Übergang zwischen dem ersten und dem zweiten Fahrmodus (211, 212, 213, 214); und – Steuern (313) des Verbrennungsmotors (102) und der Elektromaschine (108) – gemäß dem zweiten Fahrmodus (212, 213, 214), wenn ein Ist-Ladezustand (200) des Energiespeichers (111) größer als die aktuelle Ladezustands-Schwelle (221, 222, 223) ist; und – gemäß dem ersten Fahrmodus (211, 212, 213), wenn der Ist-Ladezustand (200) des Energiespeichers (111) kleiner als die aktuelle Ladezustands-Schwelle (221, 222, 223) ist.
Verfahren (310) gemäß Anspruch 10, wobei – das Ermitteln (311) des aktuellen Regionen-Typs das Auswählen eines Regionen-Typs aus einer Mehrzahl von Regionen-Typen umfasst; – die Mehrzahl von Regionen-Typen einen ersten Regionen-Typ mit einer ersten Ladezustands-Schwelle (221, 222, 223) und einen zweiten Regionen-Typ mit einer zweiten Ladezustands-Schwelle (221, 222, 223) aufweist; – das Anpassen (312) der Ladezustands-Schwelle (221, 222, 223) das Verwenden der Ladezustands- Schwelle (221, 222, 223) des ausgewählten Regionen-Typs als aktuelle Ladezustands-Schwelle (221, 222, 223) umfasst; – ein durchschnittlicher Bebauungsgrad von Gebäuden in Regionen vom ersten Regionen-Typ niedriger ist als in Regionen vom zweiten Regionen-Typ; und – die erste Ladezustands-Schwelle (221, 222, 223) höher ist als die zweite Ladezustands-Schwelle (221, 222, 223).
Verfahren (300, 310) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – der aktuelle Ziel-Ladezustand (205) oder die aktuelle Ladezustands-Schwelle (221, 222, 223) ausschließlich in Abhängigkeit von dem aktuellen Regionen-Typ angepasst wird; und/oder – der aktuelle Ziel-Ladezustand (205) oder die aktuelle Ladezustands-Schwelle (221, 222, 223) nicht in Abhängigkeit von einer vorausliegenden Fahrroute des Hybrid-Fahrzeugs (100) angepasst wird.
Verfahren (300, 310) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – das Verfahren (300, 310) umfasst, Bestimmen, ob eine vorausliegende Fahrroute des Hybrid-Fahrzeugs (100) bekannt ist oder nicht; und – der aktuelle Ziel-Ladezustand (205) oder die aktuelle Ladezustands-Schwelle (221, 222, 223) in Abhängigkeit von dem aktuellen Regionen-Typ angepasst wird, wenn die vorausliegende Fahrroute nicht bekannt ist.
Verfahren (300, 310) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Anpassen (302, 312) des aktuellen Ziel-Ladezustands (205) oder der aktuellen Ladezustands-Schwelle (221, 222, 223) umfasst, – Erhöhen des aktuellen Ziel-Ladezustands (205) oder der aktuellen Ladezustands-Schwelle (221, 222, 223) auf einer Landstraße und/oder auf einer Autobahn und/oder in einer ländlichen Region; und/oder – Reduzieren des aktuellen Ziel-Ladezustands (205) oder der aktuellen Ladezustands-Schwelle (221, 222, 223) in einem Stadtgebiet.
Verfahren (300, 310) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der aktuelle Regionen-Typ ermittelt wird auf Basis von, – Positionsdaten eines Positionssensors (104) des Hybrid-Fahrzeugs (100), die eine aktuelle Position des Hybrid-Fahrzeugs (100) anzeigen; – digitaler Karteninformation, die ein Straßennetz in der Region anzeigt, in der sich das Hybrid-Fahrzeug (100) aktuell befindet; – digitaler Karteninformation, die eine Zuweisung von unterschiedlichen geographischen Positionen zu jeweils einer der Mehrzahl von Regionen-Typen umfasst; und/oder – Umfelddaten eines Umfeldsensors (114), insbesondere einer Bildkamera, des Hybrid-Fahrzeugs (100).
Verfahren (300, 310) gemäß Anspruch 2 oder Anspruch 11, wobei – das Verfahren (300, 310) umfasst, Auswählen eines Standard-Ziel-Ladezustands (205) oder einer Standard-Ladezustands-Schwelle (221, 222, 223), wenn kein aktueller Regionen-Typ ermittelt werden kann; und – der Standard-Ziel-Ladezustand (205) niedriger als der erste Ziel-Ladezustand (205) und/oder höher als der zweite Ziel-Ladezustand (205) ist, oder die Standard-Ladezustands-Schwelle (221, 222, 223) niedriger als die erste Ladezustands-Schwelle (221, 222, 223) und/oder höher als die zweite Ladezustands-Schwelle (221, 222, 223) ist.