DE102016222733A1 - A method, computer-readable medium, control unit, and vehicle comprising the controller for calculating an energy-saving potential of a vehicle acceleration of a real journey - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren (100) zum Berechnen eines Energieeinsparpotentials einer Fahrzeugbeschleunigung einer Realfahrt, das Verfahren umfassend: Bestimmen (102) eines Startzeitpunkts der Fahrzeugbeschleunigung durch ein Steuergerät eines Fahrzeugs, wobei der Startzeitpunkt der Beschleunigung der Zeitpunkt ist, ab dem die Fahrzeugbeschleunigung eine vorgegebene Referenzbeschleunigung für eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit überschreitet; Ermitteln (104), durch das Steuergerät des Fahrzeugs, eines Energieverbrauchs der Realfahrt zwischen dem Startzeitpunkt und einem aktuellen Zeitpunkt während der Fahrzeugbeschleunigung der Realfahrt; Berechnen (106), durch das Steuergerät des Fahrzeugs, eines Energieverbrauchs einer Referenzfahrt für die vorgegebene Referenzbeschleunigung in Abhängigkeit der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit zwischen dem Startzeitpunkt und dem aktuellen Zeitpunkt während der Fahrzeugbeschleunigung der Realfahrt, wobei das Ermitteln des Energieverbrauchs der Fahrzeugbeschleunigung der Realfahrt und das Berechnen des Energieverbrauchs der Referenzbeschleunigung der Referenzfahrt bezogen auf eine gleich lange Strecke durch das Steuergerät des Fahrzeugs ausgeführt wird, und wobei die Realfahrt um eine virtuelle Konstantfahrt verlängert wird, so dass die Strecke der Realfahrt und die Strecke der Referenzfahrt gleich lang sind; und Berechnen (108), durch das Steuergerät des Fahrzeugs, eines Energieeinsparpotentials der Fahrzeugbeschleunigung basierend auf dem ermittelten Energieverbrauch der Realfahrt und dem berechneten Energieverbrauch der Referenzfahrt zwischen dem Startzeitpunkt und dem aktuellen Zeitpunkt während der Fahrzeugbeschleunigung der Realfahrt.The invention relates to a method (100) for calculating an energy-saving potential of a vehicle acceleration of a real journey, the method comprising: determining (102) a start time of the vehicle acceleration by a control unit of a vehicle, wherein the starting time of the acceleration is the time from which the vehicle acceleration is a predetermined Exceeds reference acceleration for a current vehicle speed; Determining (104), by the controller of the vehicle, a real-time energy consumption between the starting time and a current time during the vehicle acceleration of the real journey; Calculating (106), by the controller of the vehicle, an energy consumption of a reference travel for the predetermined reference acceleration depending on the current vehicle speed between the start time and the current time during the vehicle acceleration of the actual journey, wherein the determination of the energy consumption of the vehicle acceleration of the actual journey and the calculation of the Power consumption of the reference acceleration of the reference run based on an equally long distance is executed by the control unit of the vehicle, and wherein the real travel is extended by a virtual cruise, so that the distance of the real trip and the distance of the reference run are the same length; and calculating, by the controller of the vehicle, an energy saving potential of the vehicle acceleration based on the determined energy consumption of the real travel and the calculated energy consumption of the reference travel between the start time and the current time during the vehicle acceleration of the real trip.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Berechnen eines Energieeinsparpotentials einer Fahrzeugbeschleunigung einer realen oder simulierten Fahrt. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Computer-lesbares Medium, eine Vorrichtung und ein Fahrzeug umfassend die Vorrichtung zum Berechnen eines Energieeinsparpotentials und/oder einer quantitativen Energieeinsparung einer Fahrzeugbeschleunigung einer realen oder simulierten Fahrt gegenüber einer Referenzfahrt.The invention relates to a method for calculating an energy-saving potential of a vehicle acceleration of a real or simulated journey. Furthermore, the invention relates to a computer-readable medium, a device and a vehicle comprising the device for calculating an energy saving potential and / or a quantitative energy saving of a vehicle acceleration of a real or simulated ride compared to a reference run.
Es ist bekannt, dass Fahrzeuge einen aktuellen Energieverbrauch, beispielsweise einen aktuellen Kraftstoffverbrauch oder einen aktuellen Verbrauch elektrischer Energie, anzeigen können. Weiterhin kann der aktuelle Energieverbrauch in Fahrzeugen während der Fahrt aufgezeichnet werden, um beispielsweise einen durchschnittlichen Energieverbrauch einer Fahrt zu berechnen oder qualitative Hinweise zu einem Fahrstil eines Fahrers des Fahrzeugs am Ende einer Fahrt auf Basis des Energieverbrauchs zu geben.It is known that vehicles can display a current energy consumption, for example a current fuel consumption or a current consumption of electrical energy. Furthermore, the current energy consumption in vehicles may be recorded while driving, for example, to calculate an average energy consumption of a journey or to give qualitative indications of a driving style of a driver of the vehicle at the end of a journey based on the energy consumption.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Berechnen eines Energieverbrauchs eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, um die Berechnung eines quantitativen Einsparpotentials oder eine quantitativen Einsparung zu verbessern.It is therefore an object of the invention to calculate a power consumption of a vehicle, in particular a motor vehicle, in order to improve the calculation of a quantitative saving potential or a quantitative saving.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved by the features of the independent claims. Advantageous embodiments and modifications of the invention will become apparent from the dependent claims.
Gemäß einem ersten Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Verfahren zum Berechnen eines Energieeinsparpotentials einer Fahrzeugbeschleunigung einer Realfahrt. Eine Realfahrt kann eine real durchgeführte Fahrt oder eine auf Basis von realen Messwerten simulierte Fahrt sein. Das Verfahren umfasst ein Bestimmen eines Startzeitpunkts der Fahrzeugbeschleunigung durch ein Steuergerät eines Fahrzeugs, wobei der Startzeitpunkt der Beschleunigung tStart (mit der zugehörigen Geschwindigkeit vStart) z.B. der Zeitpunkt ist, ab dem die Fahrzeugbeschleunigung eine vorgegebene Referenzbeschleunigung für eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit überschreitet. Das Verfahren umfasst ferner ein Ermitteln, durch das Steuergerät des Fahrzeugs, eines Energieverbrauchs der Realfahrt zwischen dem Startzeitpunkt und einem aktuellen Zeitpunkt während der Fahrzeugbeschleunigung oder vorzugsweise dem Ende der Beschleunigung tEnde der Realfahrt. Außerdem umfasst das Verfahren ein Berechnen, durch das Steuergerät des Fahrzeugs, eines Energieverbrauchs einer Referenzfahrt für die vorgegebene Referenzbeschleunigung in Abhängigkeit der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit zwischen dem Startzeitpunkt und dem aktuellen Zeitpunkt während der Fahrzeugbeschleunigung oder vorzugsweise dem Ende der Beschleunigung tEnde der Realfahrt. Weiterhin umfasst das Verfahren ein Berechnen, durch das Steuergerät des Fahrzeugs, eines Energieeinsparpotentials der Fahrzeugbeschleunigung basierend auf dem ermittelten Energieverbrauch der Realfahrt und dem berechneten Energieverbrauch der Referenzfahrt zwischen dem Startzeitpunkt und dem aktuellen Zeitpunkt während der Fahrzeugbeschleunigung oder vorzugsweise dem Ende der Beschleunigung tEnde der Realfahrt.According to a first aspect, the invention is characterized by a method for calculating an energy-saving potential of a vehicle acceleration of a real journey. A real trip can be a real trip or a trip simulated based on real measurements. The method comprises determining a start time of the vehicle acceleration by a control unit of a vehicle, wherein the starting time of the acceleration t start (with the associated speed v start ) is, for example, the time from which the vehicle acceleration exceeds a predetermined reference acceleration for a current vehicle speed. The method further comprises determining, by the control device of the vehicle, an energy consumption of the real journey between the start time and a current time during the vehicle acceleration or preferably the end of the acceleration t end of the real journey. In addition, the method comprises calculating, by the control unit of the vehicle, an energy consumption of a reference travel for the predetermined reference acceleration as a function of the current vehicle speed between the start time and the current time during the vehicle acceleration or preferably the end of the acceleration t end of the real journey. Furthermore, the method comprises calculating, by the control unit of the vehicle, an energy-saving potential of the vehicle acceleration based on the determined energy consumption of the real journey and the calculated energy consumption of the reference journey between the start time and the current time during the vehicle acceleration or preferably the end of the acceleration t end of the real journey ,
Vorteilhafterweise kann das Energieeinsparpotential bei einer Fahrzeugbeschleunigung gegenüber einem effizienten Beschleunigungsvorgang mit einer Referenzbeschleunigung während der Fahrzeugbeschleunigung berechnet werden. Somit kann die Fahrzeugbeschleunigung noch während des Beschleunigungsvorgangs durch den Fahrer verändert werden, um das Fahrzeug effizient mit der Referenzbeschleunigung zu beschleunigen. Der Energieverbrauch bei einer Fahrzeugbeschleunigung kann somit durch ein Anpassen der Beschleunigungsstärke reduziert werden, d.h. es kann ein aktuelles relatives Energieeinsparpotential dynamisch einem Fahrer des Fahrzeugs bereitgestellt werden. Nach Beenden der ineffizienten Beschleunigung (tEnde), kann zudem der quantitative Mehrverbrauch des gesamten Beschleunigungsvorgangs für eine Beschleunigung von Start- auf Zielgeschwindigkeit berechnet und ausgewiesen werden. Das Energieeinsparpotential kann quantitativ berechnet werden, so dass eine quantitative und objektivierte Bewertung des Beschleunigungsverhaltens des Fahrzeugs erfolgen kann. Somit kann eine präzisere Bewertung des Beschleunigungsverhaltens erfolgen. Weiterhin kann eine quantitative Vergleichbarkeit des Beschleunigungsverhaltens erreicht werden.Advantageously, the energy-saving potential at a vehicle acceleration compared to an efficient acceleration process can be calculated with a reference acceleration during the vehicle acceleration. Thus, the vehicle acceleration can still be changed during the acceleration operation by the driver to efficiently accelerate the vehicle with the reference acceleration. The energy consumption at a vehicle acceleration can thus be reduced by adjusting the acceleration strength, ie a current relative energy saving potential can be dynamically provided to a driver of the vehicle. After ending the inefficient acceleration (t end ), the quantitative additional consumption of the entire acceleration process for an acceleration from start to target speed can also be calculated and reported. The energy-saving potential can be calculated quantitatively so that a quantitative and objectified evaluation of the acceleration behavior of the vehicle can take place. Thus, a more precise evaluation of the acceleration behavior can take place. Furthermore, a quantitative comparability of the acceleration behavior can be achieved.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Verfahren weiterhin ein Bestimmen eines Endzeitpunkts der Fahrzeugbeschleunigung tEnde in Abhängigkeit der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit, wobei der Endzeitpunkt der Beschleunigung der Zeitpunkt ist, ab dem die Fahrzeugbeschleunigung eine vorgegebene Referenzbeschleunigung für die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit unterschreitet, und/oder ein Ermitteln einer Endgeschwindigkeit vEnde zu dem Endzeitpunkt umfassen. Durch das Bestimmen des Endzeitpunkts der Fahrzeugbeschleunigung kann ein Berechnen des Energieeinsparpotentials zu dem Endzeitpunkt effizient erfolgen. Das Energiereinsparpotential kann für den gesamten Verlauf der Fahrzeugbeschleunigung beginnend mit dem Startzeitzeitpunkt und endend mit dem Endzeitpunkt quantitativ berechnet werden.According to an advantageous embodiment, the method may further include determining an end time of the vehicle acceleration t end as a function of the current vehicle speed, wherein the end time of the acceleration is the time from which the vehicle acceleration falls below a predetermined reference acceleration for the current vehicle speed, and / or determining a Final speed v end at the end time. By determining the end time of the vehicle acceleration, calculating the energy saving potential at the end time may be efficient respectively. The energy-saving potential can be calculated quantitatively for the entire course of the vehicle acceleration, starting with the start time and ending with the end time.
Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung kann der Energieverbrauch der Realfahrt zwischen dem Startzeitpunkt und dem Endzeitpunkt der Fahrzeugbeschleunigung der Realfahrt berechnet werden, kann der Energieverbrauch der Referenzfahrt zwischen dem Startzeitpunkt und dem Endzeitpunkt der Fahrzeugbeschleunigung berechnet werden, und/oder kann das Energieeinsparpotential zwischen dem Startzeitpunkt und dem Endzeitpunkt berechnet werden. Hiermit kann effizient das Energieeinsparpotential der Fahrzeugbeschleunigung zum Endzeitpunkt, d.h. zu dem Zeitpunkt, an dem die Endgeschwindigkeit der Fahrzeugbeschleunigung erreicht wird, berechnet werden.According to a further advantageous embodiment, the energy consumption of the actual journey between the start time and the end time of the vehicle acceleration of the real journey can be calculated, the energy consumption of the reference travel between the start time and the end time of the vehicle acceleration can be calculated, and / or the energy saving potential between the start time and calculated at the end time. Hereby, efficiently the energy saving potential of the vehicle acceleration at the end time, i. at the time when the final speed of the vehicle acceleration is reached.
Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung kann das Ermitteln des Energieverbrauchs der Fahrzeugbeschleunigung der Realfahrt und das Berechnen des Energieverbrauchs der Referenzbeschleunigung der Referenzfahrt bezogen auf eine gleich lange Strecke durch das Steuergerät des Fahrzeugs ausgeführt werden, wobei vorzugsweise die Realfahrt um eine virtuelle Konstantfahrt mit vEnde verlängert wird, um die Strecke der Realfahrt an die Strecke der Referenzfahrt anzugleichen. Durch eine virtuelle bzw. theoretische Konstantfahrt kann die Fahrtstrecke der Realfahrt an die Fahrtstrecke der Referenzfahrt angepasst werden, so dass der Energieverbrauch der Realfahrt und der Referenzfahrt für die gleiche Strecke berechnet werden können.According to a further advantageous refinement, the determination of the energy consumption of the vehicle acceleration of the real journey and the calculation of the energy consumption of the reference acceleration of the reference journey can be carried out with respect to an equally long distance by the control device of the vehicle, wherein the real drive is preferably extended by a virtual constant travel with v end is used to match the distance of the real trip to the route of the reference trip. By a virtual or theoretical constant travel, the route of the real trip can be adapted to the route of reference travel, so that the energy consumption of the real trip and the reference trip can be calculated for the same route.
Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung kann das Berechnen eines Energieverbrauchs einer Referenzfahrt für die vorgegebene Referenzbeschleunigung weiterhin ein Berechnen einer Drehzahl und eines Drehmoments mindestens eines Motors des Fahrzeugs in Abhängigkeit mindestens eines Fahrwiderstands des Fahrzeugs umfassen. Ein Bestimmen eines Energieverbrauchs der Referenzfahrt erfolgt vorzugsweise basierend auf einem oder mehreren Kennfeldern in Abhängigkeit der berechneten Drehzahl und des berechneten Drehmoments des Motors des Fahrzeugs. Hiermit kann das Berechnen der Referenzfahrt dynamisch in Abhängigkeit aktueller Fahrzeugparameter, insbesondere aktueller Fahrwiderstände, erfolgen.According to a further advantageous embodiment, calculating a power consumption of a reference run for the predetermined reference acceleration may further comprise calculating a rotational speed and a torque of at least one engine of the vehicle as a function of at least one driving resistance of the vehicle. Determining a power consumption of the reference travel is preferably based on one or more maps depending on the calculated speed and the calculated torque of the engine of the vehicle. Hereby, the calculation of the reference travel can be carried out dynamically as a function of current vehicle parameters, in particular current driving resistances.
Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung kann das Verfahren weiterhin ein Berechnen eines Energieverbrauchs der virtuellen Konstantfahrt für die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder die Endgeschwindigkeit, wobei der Energieverbrauch der virtuellen Konstantfahrt basierend auf einem oder mehreren Kennfeldern in Abhängigkeit der berechneten Drehzahl und des berechneten Drehmoments des Motors des Fahrzeugs berechnet wird, umfassen. Hiermit kann der Energieverbrauch der virtuellen Konstantfahrt quantitativ für eine bestimmte, vorgegebene Strecke berechnet werden.According to a further advantageous embodiment, the method may further include calculating a virtual cruise current power consumption for the current vehicle speed and / or the terminal speed, the virtual cruise power consumption based on one or more maps depending on the calculated speed and the calculated torque of the motor of the vehicle. Hereby, the energy consumption of the virtual cruise can be calculated quantitatively for a specific, predetermined distance.
Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung kann das Berechnen des Energieeinsparpotentials der Fahrzeugbeschleunigung basierend auf dem ermittelten Energieverbrauch der Realfahrt, dem berechneten Energieverbrauch der virtuellen Konstantfahrt, sowie dem berechneten Energieverbrauch der Referenzfahrt zwischen dem Startzeitpunkt und dem aktuellen Zeitpunkt während der Fahrzeugbeschleunigung der Realfahrt ausgeführt werden. Die Berechnung erfolgt beginnend mit dem Zeitpunkt tStart bis zum Zeitpunkt tEnde.According to a further advantageous embodiment, the calculation of the energy-saving potential of the vehicle acceleration based on the determined energy consumption of the real journey, the calculated energy consumption of the virtual cruise travel, and the calculated energy consumption of the reference travel between the start time and the current time during the vehicle acceleration of the real ride can be performed. The calculation takes place starting with the time t start until the time t end .
Gemäß einem Aspekt zeichnet sich die Erfindung durch ein Verfahren aus, welches neben eines quantitativen Einsparpotentials auch eine quantitative Einsparung berechnet. Die Berechnung erfolgt analog. Das Verfahren umfasst ein Berechnen des Energiebedarfs von realen Beschleunigungen, bei denen die Referenzbeschleunigung nicht überschritten wird. Nach Ausgleich der Streckendifferenz mittels einer Verbrauchsberücksichtigung einer Konstantfahrt mit vEnde, ergibt die Differenz mit dem Energiebedarf einer Referenzbeschleunigung die quantitative Einsparung gegenüber einer Referenz.According to one aspect, the invention is characterized by a method which, in addition to a quantitative saving potential, also calculates a quantitative saving. The calculation is analog. The method comprises calculating the energy requirement of real accelerations in which the reference acceleration is not exceeded. After compensation of the path difference by means of a consumption calculation of a constant drive with v end , the difference with the energy requirement of a reference acceleration results in the quantitative saving compared to a reference.
Gemäß einem weiteren Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Computer-lesbares Medium, das Instruktionen umfasst, die, wenn ausgeführt auf einem Prozessor, das oben beschriebene Verfahren ausführen.In another aspect, the invention features a computer-readable medium comprising instructions that, when executed on a processor, perform the method described above.
Gemäß einem weiteren Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Steuergerät zum Berechnen eines Energieeinsparpotentials einer Fahrzeugbeschleunigung einer Realfahrt. Das Steuergerät umfasst einen Datenspeicher zum Speichern einer vorgegebenen Referenzbeschleunigung, welche beispielsweise in Abhängigkeit von Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder Fahrbahnneigung definiert ist, sowie zum Speichern von einem oder mehreren Kennfeldern zur Bestimmung des Energieverbrauchs in Abhängigkeit einer Drehzahl und eines Drehmoments eines Motors des Fahrzeugs, einen Anwendungsspeichern zum Speichern von Instruktionen, sowie einen Prozessor zum Ausführen der gespeicherten Instruktionen, die, wenn ausgeführt auf dem Prozessor, Daten aus dem Datenspeicher auslesen und das oben beschriebene Verfahren ausführen. According to a further aspect, the invention is characterized by a control unit for calculating an energy-saving potential of a vehicle acceleration of a real journey. The control unit comprises a data memory for storing a predetermined reference acceleration, which is defined, for example, as a function of vehicle speed and / or road gradient, and for storing one or more maps for determining the energy consumption as a function of a rotational speed and a torque of an engine of the vehicle, an application memory for storing instructions, and a processor for executing the stored instructions which, when executed on the processor, read data from the data store and execute the method described above.
Gemäß einem weiteren Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Fahrzeug umfassend das oben beschriebene Steuergerät zum Berechnen eines Energieeinsparpotentials einer Fahrzeugbeschleunigung einer Realfahrt.According to a further aspect, the invention is characterized by a vehicle comprising the above-described control unit for calculating an energy-saving potential of a vehicle acceleration of a real journey.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalkombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren allein gezeigten Merkmale und Merkmalkombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar. Im Folgenden ausgeführte Beschreibungen zur Berechnung eines quantitativen Einsparpotentials beziehen auch die Berechnungen einer quantitativen Einsparung ein. Zudem lassen sich alle Einsparpotentiale und Einsparungen in einen Reichweitenverlust bzw. Reichweitengewinn umrechnen.Further features of the invention will become apparent from the claims, the figures and the description of the figures. All features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or alone. The following descriptions for calculating a quantitative saving potential also include the calculations of a quantitative saving. In addition, all savings and savings can be converted into a range loss or range gain.
Im Folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Daraus ergeben sich weitere Details, bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung. Im Einzelnen zeigt
Im Detail zeigt
Das Verfahren kann unabhängig von einer Art des Energieverbrauchs, z.B. elektrischer Energieverbrauch oder Kraftstoffverbrauch, angewandt werden. Falls das Fahrzeug ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug ist, kann das Verfahren
Das Verfahren kann einen ineffizienten Beschleunigungsvorgang, d.h. einen Beschleunigungsvorgang mit einer zu hohen Beschleunigungsstärke, erkennen und ein dazugehöriges Energieeinsparpotential quantitativ berechnen. Das Energieeinsparpotential, im Folgenden auch kurz Einsparpotential genannt, für eine Fahrzeugbeschleunigung kann definiert werden als ein streckenbezogener oder absoluter Energieverbrauch, der sich durch einen ineffiziente Fahrzeugbeschleunigung gegenüber einen effizienten Referenzbeschleunigung mit einem gleichen Geschwindigkeitsdelta und vorzugsweise bezogen auf eine gleiche Strecke einstellt. Die Referenzbeschleunigung ist von einem Fahrer des Fahrzeugs realisierbar, d.h. der Fahrer des Fahrzeugs hat die Möglichkeit das Fahrzeug mit der Referenzbeschleunigung effizient zu beschleunigen, d.h. eine Beschleunigung des Fahrzeugs mit der Referenzbeschleunigung führt zu einem geringeren Energieverbrauch und keinem berechneten Einsparpotential. Die Referenzbeschleunigung ist vorzugsweise kontextabhängig, z.B. geschwindigkeits- und/oder steigungsabhängig. Dies ermöglicht ein flexibles, kontextbasiertes Festlegen der Referenzbeschleunigung an die jeweilige Fahrsituation bzw. Beschleunigungssituation des Fahrzeugs.The method may include an inefficient acceleration operation, i. recognize an acceleration process with too high acceleration strength, and quantitatively calculate an associated energy-saving potential. The energy saving potential, hereinafter also referred to as savings potential, for a vehicle acceleration can be defined as a route-related or absolute energy consumption, which is set by an inefficient vehicle acceleration compared to an efficient reference acceleration with a same speed delta and preferably with respect to a same route. The reference acceleration is realizable by a driver of the vehicle, i. the driver of the vehicle has the ability to efficiently accelerate the vehicle at the reference acceleration, i. An acceleration of the vehicle with the reference acceleration leads to a lower energy consumption and no calculated savings potential. The reference acceleration is preferably context dependent, e.g. speed and / or slope dependent. This allows a flexible, context-based setting of the reference acceleration to the respective driving situation or acceleration situation of the vehicle.
Falls der Fahrer während einer Realfahrt, im Folgenden auch kurz Fahrt genannt, eine Referenzbeschleunigung überschreitet, kann das Verfahren
Eine Referenzbeschleunigung aRef kann beispielsweise in Abhängigkeit von einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit definiert werden. Beispielsweise kann festgelegt werden, dass eine höhere Fahrzeuggeschwindigkeit eine reduzierte Referenzbeschleunigung fordert, um einen höheren Leistungsbedarf bei höheren Geschwindigkeit zu berücksichtigen. A reference acceleration a Ref can be defined, for example, as a function of a current vehicle speed. For example, it may be determined that a higher vehicle speed requires a reduced reference acceleration to account for a higher power requirement at higher speed.
Die Referenzbeschleunigung aRef kann beispielsweise wie folgt in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit definiert werden:
Die Referenzbeschleunigung aRef kann optional in Abhängigkeit eines Korrekturwerts, z.B. der Steigung, angepasst werden. Eine Steigungskorrektur erhöht bzw. reduziert die Referenzbeschleunigung um einen Anteil der Gravitation, der bei der Realfahrt zusätzlich überwunden werden muss bzw. bei Gefällen unterstützend wirkt. Beispielsweise kann die Steigungskorrektur auf +/- 1,0 m/s2 und die gesamte Referenzbeschleunigung auf Werte zwischen 0,5 m/s2 und 3,5 m/s2 begrenzt werden. Die resultierende Referenzbeschleunigung kann demnach wie folgt berechnet werden:
- αSt:
- aktuelle Steigung der Fahrbahn in Grad, positiv für Steigungen und negativ für Gefälle.
- α St :
- Current gradient of the road in degrees, positive for gradients and negative for gradients.
Das Verfahren
Weiterhin kann das Verfahren
Vorzugsweise parallel zum Ermitteln des tatsächlichen Energieverbrauchs einer Realfahrt kann das Verfahren einen Energieverbrauch einer Referenzfahrt bestimmen. Im Detail kann das Verfahren
Für die Berechnung des Referenzenergieverbrauchs KrRef kann mit Hilfe gemesserner und/oder geschätzter Fahrwiderstände ein Drehmoment an einem Rad des Fahrzeugs und/oder ein Drehmoment eines Motors, z.B. eines Verbrennungs- oder eines Elektronmotors, bestimmt werden. Im Detail kann für jeden Zeitschritt, z.B. jede Sekunde, das Drehmoment bzw. die Drehmomente für die Referenzbeschleunigung der Referenzfahrt bei der aktuellen realen Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt werden. Eine Berechnung des Drehmoments am Rad kann beispielsweise basierend auf einem Rollwiderstands fR, einem Luftwiderstands cX, einer Gesamt-Fahrzeugmasse mFzg,Ges [kg], und/oder einer aktuellen Steigung εSt [%] bzw. αSt [°] erfolgen. Eine Veränderung des Luftwiderstands des Fahrzeugs bei z.B. Montage von Gepäckeinheiten oder Fahrrädern auf dem Dach oder ein mit dem Fahrzeug verbundener Anhänger kann über eine Abschätzung des zusätzlichen Luftwiderstands berücksichtigt werden. Weiter kann aus der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit mit Hilfe des dynamischen Radhalbmessers des Fahrzeugreifens die zugehörige Raddrehzahl berechnet werden.For the calculation of the reference energy consumption Kr Ref , a torque on a wheel of the vehicle and / or a torque of a vehicle can be determined with the aid of measured and / or estimated driving resistances Engine, for example, a combustion or an electron motor determined. In detail, for each time step, eg every second, the torque or the torques for the reference acceleration of the homing run can be determined at the current real vehicle speed. A calculation of the torque at the wheel can be based, for example, on a rolling resistance f R , an air resistance c X , a total vehicle mass m Fzg, Ges [kg], and / or a current gradient ε St [%] or α St [°] respectively. A change in the air resistance of the vehicle when eg mounting luggage units or bicycles on the roof or a trailer connected to the vehicle can be taken into account via an estimate of the additional air resistance. Furthermore, the associated wheel speed can be calculated from the current vehicle speed with the aid of the dynamic wheel radius of the vehicle tire.
In Abhängigkeit von der Raddrehzahl, dem Raddrehmoment und/oder einem Getriebekennfeld kann eine Getriebeübersetzung für die Referenzfahrt bestimmt werden, welche sich unter realen Bedingungen ergäbe. Mittels der bestimmten Getriebeübersetzung können die Raddrehzahl und das Raddrehmoment in eine entsprechende Drehzahl und ein entsprechendes Drehmoment am Antriebsmotor des Fahrzeugs für die Referenzfahrt umgerechnet werden. Für die Drehmomentumrechnung sind ggfs. noch gangabhängige Wirkungsgrade und Trägheitsmomente zu berücksichtigen. Optional kann das sich daraus ergebende Drehmoment am Motor für die Referenzfahrt so angepasst werden, dass die Leistung der aktuell betriebenen Nebenverbraucher des Fahrzeugs in der Realfahrt denen der Referenzfahrt entspricht.Depending on the wheel speed, the wheel torque and / or a transmission map, a gear ratio for the reference travel can be determined, which would result under real conditions. By means of the specific gear ratio, the wheel speed and the wheel torque can be converted into a corresponding speed and a corresponding torque at the drive motor of the vehicle for reference travel. If necessary, even gear-dependent efficiencies and moments of inertia must be taken into account for torque conversion. Optionally, the resulting torque at the motor for reference travel can be adjusted so that the performance of the currently operated auxiliary consumers of the vehicle in real driving corresponds to those of the reference travel.
Sind Drehzahl und Drehmoment am Verbrennungsmotor bekannt, kann mit Hilfe von Kennfeldern der Energie- bzw. Kraftstoffbedarf z.B. in Menge pro Zeiteinheit ausgelesen werden. Wird der aktuelle Energie- bzw. Kraftstoffverbrauch für den Referenzbetrieb mit einem Quotienten aus aktueller Fahrzeugbeschleunigung und Referenzbeschleunigung multipliziert, ergibt sich mittels einer Integration ab tStart der Energie- bzw. Kraftstoffverbrauch der Referenzfahrt KrRef. Der Quotient aus aktueller Fahrzeugbeschleunigung und Referenzbeschleunigung kann berücksichtigen, dass die Referenzfahrt aufgrund einer geringeren Referenzbeschleunigung länger dauert.If speed and torque are known on the internal combustion engine, the energy or fuel requirements, for example in quantity per unit of time, can be read out with the help of characteristic diagrams. If the current energy or fuel consumption for the reference operation is multiplied by a quotient of current vehicle acceleration and reference acceleration, the energy consumption or fuel consumption of the reference travel Kr Ref results from integration starting from t start . The quotient of current vehicle acceleration and reference acceleration can take into account that the reference run takes longer due to a lower reference acceleration.
Ferner kann das Verfahren
- vIst:
- Aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit in m/s.
- aIst:
- Aktuelle Fahrzeugbeschleunigung in m/s2.
- v is :
- Current vehicle speed in m / s.
- a is :
- Current vehicle acceleration in m / s 2 .
Die Dauer der theoretischen Konstantfahrt tth,Konst ist der Quotient aus Strecke der Konstantfahrt und der Geschwindigkeit bei Ende der Beschleunigung vEnde.The duration of the theoretical constant t th, Konst is the quotient of the distance of the constant speed and the speed at the end of the acceleration v end .
Um den gesamten Kraftstoffverbrauch der Referenzfahrt zu bestimmen, kann wie folgt der spezifische Energie- bzw. Kraftstoffverbrauch für die Konstantfahrt mit der Endgeschwindigkeit vEnde, wie folgt berechnet werden:In order to determine the total fuel consumption of the reference run, the specific energy or fuel consumption for the cruise with the final speed v end can be calculated as follows:
Analog zu der oben beschriebenen Berechnung des Energieverbrauchs der Referenzfahrt kann der Energieverbrauch der Konstantfahrt berechnet werden. Beispielsweise kann zunächst ein Raddrehmoment für die Konstantfahrt ermittelt werden. Falls eine Steigung in der Realfahrt vorhanden ist, kann die Steigung der Konstantfahrt beispielsweise als der Mittelwert der Steigung zwischen den Zeitpunkten tStart und tEnde angenommen werden.Analogous to the calculation of the energy consumption of the reference travel described above, the energy consumption of the constant travel can be calculated. For example, first a wheel torque for the constant travel can be determined. For example, if there is a grade in the real run, the slope of the constant run may be taken as the average of the grade between times t start and t end .
Aus der Endgeschwindigkeit vEnde kann mit Hilfe des dynamischen Radhalbmessers des Fahrzeugreifens die Raddrehzahl für die theoretische Konstantfahrt berechnen werden. Die Umrechnung der Raddrehzahl und/oder des Raddrehmoments in ein Drehmoment an dem Motor des Fahrzeugs kann analog zu oben beschriebenem Verfahren für die Referenzfahrt erfolgen. Sind die Drehzahl und das Drehmoment an dem Motor des Fahrzeugs bekannt, kann mit Hilfe von Kennfeldern ein aktueller Energie- bzw. Kraftstoffbedarf in Menge pro Zeiteinheit ausgelesen werden. Eine Multiplikation des aktuellen Energie- bzw. Kraftstoffverbrauchs mit der Dauer der Konstantfahrt tth,Konst ergibt den Energie- bzw. Kraftstoffverbrauch für die theoretische Konstantfahrt Krth,Konst. Die Summe aus dem Energieverbrauch der Konstantfahrt Krth,Konst und dem tatsächlichen Energie- bzw. Kraftstoffverbrauch KrEinspr,Beschl ergibt eine korrigierte Energie- bzw. Kraftstoffmenge der realen Fahrzeugbeschleunigung, die eine Referenzbeschleunigung überschreitet. From the final speed v end , the wheel speed for the theoretical constant travel can be calculated with the aid of the dynamic wheel radius of the vehicle tire. The conversion of the wheel speed and / or the wheel torque into a torque on the engine of the vehicle can be carried out analogously to the above-described method for the reference travel. If the rotational speed and the torque at the engine of the vehicle are known, a current energy or fuel requirement in quantity per unit of time can be read out with the aid of characteristic maps. A multiplication of the current energy or fuel consumption with the duration of the constant travel t th, Konst gives the energy or fuel consumption for the theoretical cruise Kr th, Konst . The sum of the energy consumption of the cruise Kr th, Konst and the actual energy consumption Kr Einspr, Besch results in a corrected amount of energy or fuel of the real vehicle acceleration , which exceeds a reference acceleration.
Vorzugsweise kann das das Steuergerät des Fahrzeugs ein Energieeinsparpotential einer Fahrzeugbeschleunigung basierend auf dem ermittelten Energieverbrauch der Realfahrt und dem berechneten Energieverbrauch der Referenzfahrt zwischen dem Startzeitpunkt und dem aktuellen Zeitpunkt oder dem Endzeitpunkt während der Fahrzeugbeschleunigung der Realfahrt berechnen 108. Beispielsweise kann das Energieeinsparpotential der Fahrzeugbeschleunigung durch ein Subtrahieren des Energie- bzw. Kraftstoffbedarfs für die Referenzbeschleunigung KrRef von dem korrigierten Energie- bzw. Kraftstoffverbrauchs ermittelt werden. Der korrigierte Energie- bzw. Kraftstoffverbrauch setzt sich zusammen aus dem Verbrauch der zu bewertenden Realfahrt und dem Verbrauch der angehängten theoretischen Konstantfahrt (KReal,Beschl,korr = KReal,Beschl + Krth, Konst). Um das Energieeinsparpotential streckenbezogen, z.B. in Liter pro 100km oder kWh pro 100km, auszuweisen, kann das Energieeinsparpotential für die Fahrzeugbeschleunigung durch die real gefahrene Strecke seit Fahrtbeginn vorzugsweise zuzüglich der Strecke der theoretischen Konstantfahrt geteilt werden.Preferably, the controller of the vehicle may calculate an energy-saving potential of vehicle acceleration based on the determined energy consumption of the real journey and the calculated energy consumption of the reference journey between the start time and the current time or end time during real-vehicle acceleration. For example, the energy-saving potential of the vehicle acceleration may be Subtracting the energy or fuel demand for the reference acceleration Kr Ref are determined by the corrected energy or fuel consumption. The corrected energy or fuel consumption consists of the consumption of the real driving to be evaluated and the consumption of the attached theoretical constant travel (K Real, Acc, corr = K Real, Acc + Krth, Const ). In order to map the energy saving potential based on distance, for example in liters per 100 km or kWh per 100 km, the energy saving potential for the vehicle acceleration can be divided by the distance actually traveled since the start of the journey preferably plus the distance of the theoretical constant travel.
Ferner kann ein prozentualer Mehrverbrauch einer ineffizienten Fahrzeugbeschleunigung berechnet werden. Beispielweise kann der Referenzenergieverbrauch KRef,Beschl durch den korrigierten realen Energieverbrauch KReal,Beschl + Krth, Konst geteilt werden, um den prozentualen Energiemehrverbrauch pKrErsp,BeschlVerh wie folgt zu bestimmen:
Mit Hilfe des Energieeinsparpotentials kann somit der zusätzliche Energieverbrauch eines Fahrzeugs während eines Beschleunigungsvorgangs gegenüber einem effizienten Beschleunigungsvorgangs quantitativ berechnet werden. Die Berechnung kann während des Beschleunigungsvorgangs zum jeweils aktuellen Zeitpunkt erfolgen oder am Ende des Beschleunigungsvorgangs bei Erreichen der Endgeschwindigkeit vEnde. Das Verfahren kann somit zu jedem Zeitpunkt den Beschleunigungsvorgang hinsichtlich des Energieeinsparpotentials analysieren und diese Informationen dem Fahrer des Fahrzeugs, weiteren Steuergeräten, mobilen Endgeräten und/oder dem Backend bereitstellen.With the aid of the energy-saving potential, the additional energy consumption of a vehicle during an acceleration process can therefore be calculated quantitatively in comparison to an efficient acceleration process. It can be calculated during the acceleration process at the current time or at the end of the acceleration process of the final velocity v end. The method can thus at any time analyze the acceleration process with regard to the energy saving potential and provide this information to the driver of the vehicle, further control devices, mobile terminals and / or the backend.
Mit der oben genannten Berechnung kann das Energieeinsparpotential für unnötige Beschleunigungen effizient ermittelt werden. Dem Fahrer des Fahrzeugs kann nach einem unnötigen Beschleunigungsvorgang ein quantitatives Energieeinsparpotential bereitgestellt werden, das er durch vorausschauende Beschleunigung des Fahrzeugs erreichen könnte. Somit kann der der Fahrer während der Fahrt kontinuierlich lernen, Fahrmanöver mit Beschleunigungsvorgängen energieeffizient und vorausschauend auszuführen.With the above calculation, the energy saving potential for unnecessary accelerations can be efficiently determined. After an unnecessary acceleration process, the driver of the vehicle can be provided with a quantitative energy-saving potential which he could achieve by anticipatory acceleration of the vehicle. Thus, the driver can continuously learn while driving to perform driving maneuvers with acceleration energy-efficient and predictive.
Die oben genannten Berechnungen des Energieeinsparpotentials können auf Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren sowie Fahrzeuge mit einem elektrischen Antrieb und Mischformen angewandt werden. Die jeweiligen Fahrzeuge unterscheiden sich in ihrer Energieform und einer dazugehörigen Verbrauchsangabe. Bei rein elektrischen Fahrzeugen ist die Berechnung des Energieeinsparpotentials für die Fahrzeugbeschleunigung identisch zu derjenigen Berechnung eines Fahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor. Der eine einzige Unterschied besteht darin, dass anstatt des Kraftstoffverbrauchs ein elektrischer Energiebedarf ermittelt wird. Für Fahrzeuge mit gemischten Antriebsarten, z.B. Plug-In-Hybridfahrzeuge, können verbrennungsmotorisch und elektrisch gefahrene Streckenanteile getrennt ausgewertet werden.The energy saving potential calculations above can be applied to vehicles with internal combustion engines as well as vehicles with electric drive and mixed forms. The respective vehicles differ in their energy form and an associated consumption information. For purely electric vehicles, the calculation of the energy saving potential for the vehicle acceleration is identical to that of calculating a vehicle with an internal combustion engine. The only difference is that instead of fuel consumption, an electrical energy requirement is determined. For vehicles with mixed drive types, e.g. Plug-in hybrid vehicles, combustion engine and electrically driven sections can be evaluated separately.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100100
- Verfahrenmethod
- 102102
- Bestimmen eines StartzeitpunktsDetermine a start time
- 104104
- Ermitteln eines Energieverbrauchs des RealfahrtDetermining an energy consumption of the real journey
- 106106
- Berechnen eines Energieverbrauchs eines ReferenzfahrtCalculate an energy consumption of a reference run
- 108108
- Berechnen eines EnergieeinsparpotentialsCalculating an energy saving potential
Claims (7)
Priority Applications (1)
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DE102016222733.5A DE102016222733A1 (en) | 2016-11-18 | 2016-11-18 | A method, computer-readable medium, control unit, and vehicle comprising the controller for calculating an energy-saving potential of a vehicle acceleration of a real journey |
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DE102016222733.5A DE102016222733A1 (en) | 2016-11-18 | 2016-11-18 | A method, computer-readable medium, control unit, and vehicle comprising the controller for calculating an energy-saving potential of a vehicle acceleration of a real journey |
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Citations (2)
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DE102012021919A1 (en) * | 2012-11-09 | 2014-05-15 | ITK Engineering AG | Model-based efficiency scoring in the automotive industry |
EP2913792A1 (en) * | 2014-02-28 | 2015-09-02 | Deutsche Telekom AG | Method for the detection of a movement characteristic of a vehicle |
-
2016
- 2016-11-18 DE DE102016222733.5A patent/DE102016222733A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
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