DE102017204163A1 - Method for operating a motor vehicle with a hybrid drive system and control device for a drive system and a drive system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines hybriden Antriebssystems (2) für ein Kraftfahrzeug (1), wobei das Betreiben des Antriebssystems (2) anhand eines Soll-Ladezustandsverlaufs eines elektrischen Energiespeichers (7) über eine vorausliegende Fahrstrecke zum Bereitstellen von elektrischer Antriebsenergie angegeben wird, mit folgenden Schritten:- Bereitstellen (S2) einer am wahrscheinlichsten zu befahrenden vorausliegenden Fahrstrecke mit Streckenabschnitten, wobei die Streckenabschnitte einen oder mehrere normale Streckenabschnitte und einen oder mehrere besondere Streckenabschnitte aufweisen,- Bestimmen (S5) des mindestens einen Energiebedarfs zum Befahren von mindestens einem durch die besonderen Streckenabschnitte definierten besonderen Fahrstreckenbereich (FBB);- Ermitteln (S7, S8) eines gesamten Soll-Ladezustandsverlaufs, indem der mindestens eine Energiebedarf innerhalb eines maximalen Ladezustandsbereichs des elektrischen Energiespeichers (7) positioniert wird, so dass sich für jeden besonderen Fahrstreckenbereich (FBB) ein Anfangs-Sollladezustand (SOCAnfang) und ein End-Sollladezustand (SOCEnde) ergibt, wobei in dem mindestens einen durch die normalen Streckenabschnitte definierten normalen Fahrstreckenbereich (FBN) ein linearer Soll-Ladezustandsverlauf angenommen wird, der von dem End-Sollladezustand (SOCEnde) mindestens eines der besonderen Fahrstreckenbereiche (FBB) ausgeht und/oder an dem Anfangs-Sollladezustand (SOCAnfang) mindestens eines der besonderen Fahrstreckenbereiche (FBB) endet;- Betreiben des hybriden Antriebssystems (2) entsprechend des ermittelten gesamten Soll-Ladezustandsverlaufs.The invention relates to a method for operating a hybrid drive system (2) for a motor vehicle (1), wherein the operation of the drive system (2) is indicated by means of a desired state of charge characteristic of an electrical energy store (7) over a preceding driving distance for providing electrical drive energy in that it comprises the following steps: - providing (S2) a most probable route to be traveled with sections of track, the sections having one or more normal sections and one or more specific sections, determining (S5) the at least one energy demand for entering at least one special section of the route defined by the specific sections of the route (FBB); determination (S7, S8) of an overall desired state of charge progression by the at least one energy requirement being positioned within a maximum state of charge range of the electrical energy store (7) d, so that for each particular route area (FBB) an initial Sollladezustand (SOC start) and a final Sollladezustand (SOCEnde) results, wherein in the at least one normal route sections defined by the normal distance sections (FBN) assumed a linear desired state of charge curve which originates from the final target state of charge (SOCEnde) of at least one of the particular route sections (FBB) and / or ends at the initial target state of charge (SOC start) of at least one of the particular route sections (FBB); - operating the hybrid drive system (2) accordingly the determined total desired state of charge history.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft Kraftfahrzeuge mit einem hybriden Antriebssystem, und insbesondere Betriebsverfahren zum Energiemanagement von hybriden Antriebssystemen.The invention relates to motor vehicles with a hybrid drive system, and in particular to operating methods for energy management of hybrid drive systems.
Stand der TechnikState of the art
Bei Kraftfahrzeugen mit einem hybriden Antriebssystem wird eine Antriebsleistung in einer Hybridbetriebsart zu einem Teil von einem Elektroantrieb und zu einem anderen Teil von einem nicht-elektrischen Antrieb, wie z. B. einem Verbrennungsmotor, bereitgestellt. Die Leistung, die durch die einzelnen Antriebsaggregate bereitgestellt wird, wird gemäß einem Ladezustandsverlauf eines Ladezustands eines zum Bereitstellen der Antriebsleistung des Elektroantriebs benötigten Antriebsleistung bestimmt, dessen Verlauf über eine gefahrene Fahrstrecke optimiert wird. Der Ladezustandsverlauf bestimmt indirekt über eine Hybridbetriebsstrategie ein Aufteilungsverhältnis, das die Teilantriebsleistungen der einzelnen Antriebsaggregate angibt.In motor vehicles with a hybrid drive system, a drive power in a hybrid mode becomes part of an electric drive and another part of a non-electric drive, such. As an internal combustion engine, provided. The power provided by the individual drive units is determined according to a state of charge characteristic of a state of charge of a drive power required to provide the drive power of the electric drive, the course of which is optimized over a driven driving distance. The state of charge progression indirectly determines, via a hybrid operating strategy, a distribution ratio which indicates the partial drive powers of the individual drive units.
Gängige Optimierungsverfahren sehen hierzu vor, über eine vorausliegende Fahrstrecke den Ladezustandsverlauf so zu bestimmen, dass der gesamte Verbrauch an Kraftstoff und/oder der gesamte Schadstoffausstoß beim Befahren der Fahrstrecke minimiert wird. Üblicherweise werden dazu Streckeninformationen über die vorausliegende Fahrstrecke und eine zusätzliche Optimierungsrandbedingung genutzt, die z.B. einen Endladezustand eines elektrischen Energiespeichers am Ende der Fahrstrecke angibt.Current optimization methods provide for this purpose to determine the state of charge progression over an underlying driving route in such a way that the total consumption of fuel and / or the total pollutant emissions when driving on the route are minimized. Usually, route information about the route ahead and an additional optimization boundary condition are used for this purpose, e.g. indicates a Endladezustand an electrical energy storage at the end of the route.
Die Streckeninformationen ergeben sich aus Kartendaten, die neben dem Verlauf der Fahrstrecke, wie deren Länge, Kurvigkeit, Steigung oder Gefälle, auch weitere Restriktionen angeben können. Solche Restriktionen können u. a. eine Mindestgeschwindigkeit, wie z. B. auf Autobahnen, oder Angaben umfassen, ob ein Streckenabschnitt sich innerhalb einer Umweltzone befindet, in der Fahrzeuge nicht verbrennungsmotorisch angetrieben werden dürfen.The route information results from map data, which can specify other restrictions in addition to the course of the route, such as their length, curvature, gradient or gradient. Such restrictions can u. a. a minimum speed, such as. As on highways, or include information on whether a section is located within an environmental zone in which vehicles must not be driven by internal combustion engine.
Da sich die Gegebenheiten der Fahrstrecke und des Fahrzeugzustands regelmäßig ändern, wird das Optimierungsverfahren in regelmäßigen Abständen erneut ausgeführt. Dies stellt eine erhebliche Belastung von in Kraftfahrzeugen verfügbaren Rechenkapazitäten dar.Since the conditions of the route and the vehicle condition change regularly, the optimization process is executed again at regular intervals. This represents a significant burden on computational capacities available in motor vehicles.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Erfindungsgemäß sind ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einem hybriden Antriebssystem gemäß Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung und ein Kraftfahrzeug gemäß den nebengeordneten Ansprüchen vorgesehen.According to the invention, a method for operating a motor vehicle with a hybrid drive system according to
Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further embodiments are specified in the dependent claims.
Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Betreiben eines hybriden Antriebssystems für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, wobei das Betreibens des Antriebssystems anhand eines Soll-Ladezustandsverlaufs eines elektrischen Energiespeichers über eine vorausliegende Fahrstrecke zum Bereitstellen von elektrischer Antriebsenergie angegeben wird, mit folgenden Schritten:
- - Bereitstellen einer am wahrscheinlichsten zu befahrenden vorausliegenden Fahrstrecke mit Streckenabschnitten, wobei die Streckenabschnitte einen oder mehrere normale Streckenabschnitte und einen oder mehrere besondere Streckenabschnitte aufweisen,
- - Bestimmen des mindestens einen Energiebedarfs zum Befahren von mindestens einem durch die besonderen Streckenabschnitte definierten besonderen Fahrstreckenbereich;
- - Ermitteln eines gesamten Soll-Ladezustandsverlaufs, indem der mindestens eine Energiebedarf innerhalb eines maximalen Ladezustandsbereichs des elektrischen Energiespeichers positioniert wird, so dass sich für jeden besonderen Fahrstreckenbereich ein Anfangs- Sollladezustand und ein End-Sollladezustand ergibt, wobei in dem mindestens einen durch die normalen Streckenabschnitte definierten normalen Fahrstreckenbereich ein linearer Soll-Ladezustandsverlauf angenommen wird, der von dem End-Sollladezustand mindestens eines der besonderen Fahrstreckenbereiche ausgeht und/oder an dem Anfangs-Sollladezustand mindestens eines der besonderen Fahrstreckenbereiche endet;
- - Betreiben des hybriden Antriebssystems entsprechend des ermittelten gesamten Soll-Ladezustandsverlaufs.
- Providing a most likely to be traveled ahead driving route with track sections, wherein the track sections have one or more normal track sections and one or more specific track sections,
- Determining the at least one energy requirement for driving on at least one particular route section defined by the particular route sections;
- Determining an overall desired state of charge curve by positioning the at least one energy demand within a maximum state of charge range of the electrical energy store such that for each particular travel range an initial target state of charge and a final target state of charge results, wherein in the at least one of the normal link sections defined normal route range, a linear desired state of charge curve is assumed, which starts from the final target state of charge of at least one of the particular route sections and / or ends at the initial nominal state of charge of at least one of the particular route sections;
- - Operating the hybrid drive system according to the determined total desired state of charge history.
Dadurch kann ein Soll-Ladezustandsverlauf vorgesehen werden, der als Grundlage für den Betrieb des hybriden Antriebssystems als Vorgabe für die Nutzung von elektrischer Energie für einen jeweils vorausliegenden Streckenabschnitt dient. Dabei wird der Soll-Ladezustand als Zielgröße einer Regelung für eine Zuweisung von Teilantriebsleistungen zu den einzelnen Antriebseinheiten angenommen, wobei ein Gradient des Soll-Ladezustands die mittlere Energiezuweisung für den Elektroantrieb für einen vorausliegenden Streckenabschnitt angibt.Thereby, a desired state of charge curve can be provided, which serves as the basis for the operation of the hybrid drive system as a default for the use of electrical energy for a respective forward section. In this case, the desired state of charge is assumed as the target variable of a regulation for an allocation of partial drive powers to the individual drive units, wherein a gradient of the desired state of charge indicates the average energy allocation for the electric drive for a preceding route section.
Durch das obige Verfahren kann einerseits ein Optimierungsverfahren zur an die vorausliegende Fahrstrecke angepassten Bestimmung des Soll-Ladezustandsverlaufs verzichtet werden, das rechenaufwändig ist und die verfügbaren Rechenkapazitäten im Fahrzeug stark belastet. Andererseits kann durch das Vorsehen eines nicht optimierten sondern vorgegebenen, insbesondere linearen Soll-Ladezustandsverlaufs das Optimierungsziel annähernd erreicht werden. Erfahrungen haben gezeigt, dass bei einem linearen Soll-Ladezustandsverlauf die Abweichung zu einem optimierten Soll-Ladezustandsverlauf über eine Fahrtstrecke zu einem nur vernachlässigbar geringen Kraftstoffmehrverbrauch führt.By the above method, on the one hand, an optimization method to the one ahead Travel route adapted determination of the desired state of charge history are omitted, which is computationally intensive and the available computing capacity in the vehicle heavily loaded. On the other hand, by providing a non-optimized but predetermined, in particular linear desired charge state progression, the optimization target can be approximately achieved. Experiences have shown that in a linear desired state of charge curve, the deviation leads to an optimized set state of charge state over a route to only negligible fuel consumption.
Durch das Berücksichtigen der besonderen Fahrstreckenbereiche für die Ermittlung des vorgegebenen Soll-Ladezustandsverlauf ist das Verfahren darüber hinaus auch für Fahrstreckenbereiche anwendbar, deren Befahren bestimmten Restriktionen unterliegt und diese daher nicht ohne Weiteres mit einem vorgegebenem Soll-Ladezustandsverlauf befahrbar sind. Dazu wird vorgeschlagen, den Soll-Ladezustandsverlauf eines normalen Fahrstreckenbereichs vor mindestens einem der besonderen Fahrstreckenbereiche anzupassen, so dass ausreichend elektrische Energie zum Befahren, insbesondere zum rein elektrischen Befahren der besonderen Fahrstreckenbereiche zur Verfügung steht. Ziel ist es, die verfügbare elektrische Energie möglichst gleichmäßig über die gesamte Fahrstrecke zu nutzen, soweit dies angesichts der Restriktionen der besonderen Fahrstreckenbereiche zulässig ist. Die Einschätzung der für das Befahren der besonderen Streckenabschnitte benötigten elektrischen Energie kann anhand von Kartendaten und den Streckenparametern der besonderen Streckenabschnitte erfolgen.By taking into account the particular route sections for the determination of the predetermined desired state of charge curve, the method is also applicable for route sections whose driving is subject to certain restrictions and therefore they are not readily passable with a predetermined desired state of charge state. For this purpose, it is proposed to adapt the desired state of charge progression of a normal route section in front of at least one of the special route sections, so that sufficient electrical energy is available for driving, in particular for purely electrical driving on the particular route sections. The aim is to use the available electrical energy as evenly as possible over the entire route, as far as this is permissible in view of the restrictions of the special route sections. The estimation of the electrical energy required for driving on the special sections can be made on the basis of map data and the route parameters of the particular sections.
Weiterhin kann überprüft werden, ob sich ein besonderer Fahrstreckenbereich innerhalb der vorausliegenden Fahrstrecke befindet, wobei wenn festgestellt wird, dass kein besonderer Fahrstreckenbereich innerhalb der vorausliegenden Fahrstrecke vorliegt, der Gradient des linearen Soll-Ladezustandsverlaufs durch die Länge der vorausliegenden Fahrstrecke und einer Differenz zwischen einem ermittelten Startladezustand, der dem momentanen Ladezustand entsprechen kann, und einem vorgegebenen Endladezustand, der einem vorgegebenen Ladezustand am Ende der vorausliegenden Fahrstrecke entsprechen kann, bestimmt wird.Furthermore, it can be checked whether there is a particular route section within the preceding route, wherein if it is determined that there is no particular route section within the preceding route, the gradient of the linear desired state of charge curve by the length of the route ahead and a difference between a determined Starting charge state, which may correspond to the current state of charge, and a predetermined Endladezustand, which may correspond to a predetermined state of charge at the end of the preceding route, is determined.
Weiterhin kann das Positionieren des mindestens einen Energiebedarfs innerhalb eines vorgegebenen maximalen Ladezustandsbereichs des elektrischen Energiespeichers so durchgeführt werden, dass der Energiebedarf abhängig von einem vorgegebenen Ladezustand positioniert wird.Furthermore, the positioning of the at least one energy requirement within a predetermined maximum state of charge range of the electrical energy store can be carried out such that the energy requirement is positioned as a function of a predefined state of charge.
Insbesondere kann das Positionieren des mindestens einen Energiebedarfs innerhalb des maximalen Ladezustandsbereichs des elektrischen Energiespeichers so durchgeführt werden, dass der der Energiebedarf symmetrisch zu einem vorgegebenen Ladezustand oder ausgehend von einem vorgegebenen Ladezustand positioniert wird.In particular, the positioning of the at least one energy requirement within the maximum state of charge region of the electrical energy store can be carried out so that the energy requirement is positioned symmetrically to a predetermined state of charge or starting from a predetermined state of charge.
Weiterhin kann der vorgegebene Ladezustand mit abnehmendem Abstand zu einem Zielort der vorausliegenden Fahrstrecke abnehmen. Befindet sich also die besondere Fahrstrecke eher am Anfang der Gesamtfahrstrecke und ist der Startladezustand hoch, kann der Energiebedarf eher im oberen Bereich des maximalen Ladezustandbereichs positioniert werden. Im gegenteiligen Fall, wenn sich die besondere Fahrstrecke eher am Ende der Gesamtfahrstrecke befindet, kann man den Energiebedarf eher im unteren Bereich des maximalen Ladezustandbereichs positionieren.Furthermore, the predetermined state of charge may decrease with decreasing distance to a destination of the route ahead. So if the special route is more at the beginning of the total distance and the starting charge state is high, the energy requirement can be positioned in the upper range of the maximum charge state range. In the opposite case, if the special route is closer to the end of the total route, one can position the energy requirement in the lower part of the maximum charge state range.
Es kann vorgesehen sein, dass der vorgegebene Ladezustand abhängig von der Länge der besonderen Fahrstrecke, einer Güte der Energieverbrauchsabschätzung und/oder eines Gesamtwirkungsgrads des gesamten Antriebsstrang gewählt wird.It can be provided that the predefined state of charge is selected as a function of the length of the particular route, a quality of the energy consumption estimate and / or an overall efficiency of the entire drive train.
Es kann vorgesehen sein, dass der mindestens eine besondere Fahrstreckenbereich einer Umweltzone entspricht, in der das hybride Antriebssystem nur rein elektrisch betrieben werden soll.It can be provided that the at least one particular route section corresponds to an environmental zone in which the hybrid drive system is to be operated purely electrically.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung zum Betreiben eines hybriden Antriebssystems für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, wobei das Betreiben des Antriebssystems anhand eines Soll-Ladezustandsverlaufs eines elektrischen Energiespeichers über eine vorausliegende Fahrstrecke zum Bereitstellen von elektrischer Antriebsenergie angegeben wird, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, um:
- - eine am wahrscheinlichsten zu befahrende vorausliegende Fahrstrecke mit Streckenabschnitten bereitzustellen, wobei die Streckenabschnitte einen oder mehrere normale Streckenabschnitte und einen oder mehrere besondere Streckenabschnitte aufweisen,
- - den mindestens einen Energiebedarf zum Befahren von mindestens einem durch die besonderen Streckenabschnitte definierten besonderen Fahrstreckenbereich zu ermitteln;
- - einen gesamten Soll-Ladezustandsverlauf zu ermitteln, indem der mindestens eine Energiebedarf innerhalb eines maximalen Ladezustandsbereichs des elektrischen Energiespeichers positioniert wird, so dass sich für jeden besonderen Fahrstreckenbereich ein Anfangs-Sollladezustand und ein End-Sollladezustand ergibt, wobei in dem mindestens einen durch die normalen Streckenabschnitte definierten normalen Fahrstreckenbereich ein linearer Soll-Ladezustandsverlauf angenommen wird, der von dem End-Sollladezustand mindestens eines der besonderen Fahrstreckenbereiche ausgeht und/oder an dem Anfangs-Sollladezustand mindestens eines der besonderen Fahrstreckenbereiche endet;
- - das hybride Antriebssystem entsprechend des ermittelten gesamten Soll-Ladezustandsverlaufs zu betreiben.
- to provide a most likely to-be-ahead route with sections of track, the sections having one or more normal sections and one or more particular sections,
- to determine the at least one energy requirement for driving on at least one particular route section defined by the particular route sections;
- to determine an overall desired state of charge curve by positioning the at least one energy demand within a maximum state of charge area of the electrical energy store such that there is an initial nominal state of charge and a final nominal state of charge for each particular travel area, wherein at least one of the normal Sections defined normal distance covered by a linear setpoint Charge state course is assumed, which emanates from the End-Sollladezustand at least one of the particular route sections and / or ends at the initial target state of charge of at least one of the particular route sections;
- - To operate the hybrid drive system according to the determined total desired state of charge history.
Figurenlistelist of figures
Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einem hybriden Antriebssystem; -
2 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung des Verfahrens zum Betreiben des hybriden Antriebssystems durch Vorgabe des Ladezustandsverlaufs des elektrischen Energiespeichers über die vorausliegende Fahrstrecke; und -
3a und3b Verläufe der Geschwindigkeit und des Ladezustands über eine vorausliegende Fahrstrecke mit einem besonderen Fahrstreckenbereich; und -
4a und4b Verläufe der Geschwindigkeit und des Ladezustands über eine vorausliegende Fahrstrecke mit zwei besonderen Fahrstreckenbereichen.
-
1 a schematic representation of a motor vehicle with a hybrid drive system; -
2 a flowchart illustrating the method for operating the hybrid drive system by specifying the state of charge history of the electric energy storage over the preceding route; and -
3a and3b Traces of the speed and the state of charge over a route lying ahead with a special route section; and -
4a and4b Progression of the speed and the state of charge over a preceding route with two special route sections.
Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments
Der Verbrennungsmotor als erste Antriebseinheit
Das hybride Antriebssystem
Es ist ein Fahrzeugsteuergerät
Die Geschwindigkeitsregelung
Das Fahrzeugsteuergerät
Das Fahrstreckeninformationssystem
Die vorausliegende Fahrstrecke ist durch einen oder mehrere zusammenhängende Streckenabschnitte bestimmt. Das Fahrstreckeninformationssystem
Das Fahrzeugsteuergerät
In Verbindung mit dem Flussdiagramm der
Um den Vortrieb des Kraftfahrzeugs in den besonderen Fahrstreckenbereichen ausschließlich elektrisch realisieren zu können, muss eine Trajektorienplanung für den Ladezustandsverlauf durchgeführt werden. Ein Verfahren zum Betreiben des hybriden Antriebssystems umfasst daher das Bestimmen eines Soll-Ladezustandsverlaufs für die vorausliegende Fahrstrecke. Der Soll-Ladezustandsverlauf gibt für inkrementelle Streckenabschnitte die für den Betrieb des Elektroantriebs bereitzustellende elektrische Energie an. Die Verteilung der elektrischen Energie über diesem inkrementellen Streckenabschnitt erfolgt entsprechend einer Betriebsstrategie, die Betriebspunkte des hybriden Antriebssystems so ermittelt, dass am Ende des inkrementellen Streckenabschnitts der durch den Soll-Ladezustandsverlauf vorgegebene Soll-Ladezustand erreicht wird.In order to be able to realize the propulsion of the motor vehicle exclusively in the particular driving route areas electrically, a trajectory planning for the state of charge progression must be carried out. A method for operating the hybrid drive system therefore includes determining a desired state of charge curve for the route ahead. The desired state of charge curve indicates, for incremental sections, the electrical energy to be provided for the operation of the electric drive. The distribution of the electrical energy over this incremental section takes place in accordance with an operating strategy that determines operating points of the hybrid drive system such that at the end of the incremental section the predetermined state of charge predefined by the desired state of charge is reached.
Dazu wird in Schritt S1 der aktuelle Ladezustand des elektrischen Energiespeichers 7 als Startladezustand SOCStart ermittelt.For this purpose, the current state of charge of the
In Schritt S2 wird eine vorausliegende Fahrstrecke als die am wahrscheinlichsten befahrene Fahrstrecke bestimmt.In step S2, a preceding route is determined as the most likely traveled route.
In Schritt S3 werden die der vorausliegenden Fahrstrecke definierende zusammenhängende Streckenabschnitte aus den Kartendaten bestimmt und den Streckenabschnitten mit Hilfe des Fahrstreckeninformationssystems
Weiterhin können Streckenparameter für jeden der Streckenabschnitte auch angeben, ob der betreffende Streckenabschnitt ein besonderer Streckenabschnitt ist, z.B. ein Streckenabschnitt, der nur elektrisch befahren werden darf, zum Beispiel um eine Umweltzone zu definieren. Ein besonderer Fahrstreckenbereich, wie die Umweltzone, stellt einen Bereich einer oder mehrerer zusammenhängender Streckenabschnitte dar, in denen das Kraftfahrzeug nur elektrisch gefahren werden darf. Damit stehen Streckenpositionen auf der vorausliegenden Fahrstrecke zur Verfügung, die Anfangs- und Endpositionen eines besonderen Fahrstreckenbereichs angeben. Die Fahrstrecke kann eine oder mehrere Umweltzonen enthalten.Furthermore, route parameters for each of the links can also indicate whether the link in question is a particular link, e.g. a section of track that may only be driven electrically, for example to define an environmental zone. A particular route area, such as the environmental zone, represents an area of one or more connected sections, in which the motor vehicle may only be driven electrically. This means that route positions are available on the route ahead that indicate the start and end positions of a particular route section. The route may include one or more environmental zones.
In Schritt S4 wird überprüft, ob ein besonderer Fahrstreckenbereich innerhalb der vorausliegenden Fahrstrecke vorliegt. Ist dies der Fall (Alternative: Ja), wird das Verfahren mit Schritt S5 fortgesetzt. Andernfalls (Alternative: Nein), wird in Schritt S6 der Ladezustandsverlauf als linearer Ladezustandsverlauf mit einem wegabhängigen Gradienten von
In Schritt S5 wird für jeden der besonderen Fahrstreckenbereiche der Energiebedarf an elektrischer Energie abhängig von den Streckenabschnittsinformationen der Streckenabschnitte, die den besonderen Fahrstreckenbereich ausmachen, geschätzt. Dies erfolgt in herkömmlicher Weise, da aufgrund der Durchschnittsgeschwindigkeiten, der Steigerungen und Gefälle der Streckenabschnitte der Leistungsbedarf für den Antrieb des Kraftfahrzeugs
In Schritt S7 wird für jeden der Fahrstreckenbereiche der jeweilige Ladezustandsbedarf ΔSOCBedarf 1 ... ΔSOCBedarf n innerhalb eines maximalen Ladezustandsbereichs zwischen einem maximalen Ladezustand SOCmax und einem minimalen Ladezustand SOCmin angeordnet. Die Anordnung kann im Wesentlichen beliebig erfolgen. Insbesondere erfolgt die Anordnung basierend auf einem vorgegebenen Ladezustand SOCref, der z.B. zuvor als ein Ladezustand für den elektrischen Energiespeicher ermittelt worden ist, bei dem dieser mit hohem bzw. höchst möglichem Wirkungsgrad oder gemäß einem andere Optimierungsziel vorgegebenen Optimum betrieben werden kann. Beispielsweise kann dieser vorgegebene Ladezustand SOC zwischen 60% und 70% betragen. Die Ladezustandsbedarfe ΔSOCBedarf 1 ... ΔSOCBedarf n können nun symmetrisch um den vorgegebenen Ladezustand angeordnet werden, so dass sich für jeden besonderen Fahrstreckenbereich ein Anfangsladezustand SOCAnfang und ein Endladezustand SOCEnde ergibt. Ist dies nicht möglich, da eine vorgegebene Begrenzung des maximalen Ladezustands SOCmax oder des minimalen Ladezustand SOCmin, die den maximalen Ladezustandsbereich definieren, überschritten würde, oder alternativ kann der betreffende Ladezustandsbedarf ΔSOCBedarf 1 ... ΔSOCBedarf n mit seinem Anfangsladezustand SOCAnfang oder seinem Endladezustand SOCEnde auf den maximalen Ladezustand SOCmax oder den minimalen Ladezustand SOCmin verschoben werden.In step S7, the respective state of charge demand ΔSOC demand 1 ... ΔSOC demand n is arranged within a maximum state of charge range between a maximum state of charge SOC max and a minimum state of charge SOC min for each of the travel distance regions. The arrangement can be essentially arbitrary. In particular, the arrangement is based on a predetermined state of charge SOC ref , which has previously been determined, for example, as a state of charge for the electrical energy store, in which this can be operated with high or highest possible efficiency or according to another optimization target predetermined optimum. For example, this predetermined state of charge SOC can be between 60% and 70%. The state of charge requirements ΔSOC demand 1 ... ΔSOC demand n can now be arranged symmetrically about the predefined state of charge so that an initial charge state SOC start and a final charge state SOC end result for each particular travel route region. If this is not possible, since a predetermined limitation of the maximum state of charge SOC max or the minimum state of charge SOC min , which define the maximum state of charge range, would be exceeded, or alternatively the state of charge demand ΔSOC demand 1 ... ΔSOC demand n with its initial state of charge SOC beginning or its final charge state SOC end to the maximum state of charge SOC max or the minimum state of charge SOC min be moved.
Weiterhin kann der vorgegebene Ladezustand wegstreckenabhängig vorgegeben sein, so dass dieser mit abnehmenden Abstand zum Zielort, abnimmt. Befindet sich also der besondere Fahrstreckenbereich eher am Anfang der Gesamtfahrstrecke und ist der Startladezustand hoch, kann der Energiebedarf eher im oberen Bereich des maximalen Ladezustandbereichs positioniert werden. Im gegenteiligen Fall, wenn sich der besondere Fahrstreckenbereich eher am Ende der Gesamtfahrstrecke befindet, kann man den Energiebedarf eher im unteren Bereich des maximalen Ladezustandbereichs positionieren.Furthermore, the predetermined state of charge can be predetermined as a function of distance, so that this decreases as the distance to the destination decreases. Thus, if the particular driving route area is at the beginning of the entire driving route and the starting charge state is high, the energy requirement can rather be positioned in the upper region of the maximum charge state area. In the opposite case, if the particular route section is closer to the end of the total route, it is more likely to position the energy requirement in the lower part of the maximum state of charge.
Ebenso ist es möglich eine Positionierung des Ladezustandsbereichs sowie auch eine Justierung der Größe des Energiebedarfs von weiteren Faktoren abhängig zu machen: z.B. von der Länge der besonderen Fahrstrecke insbesondere in Bezug auf den gesamten Fahrzyklus, Güte der Energieabschätzung, Abstand zu Start- und Endposition, Gesamtwirkungsgrad des gesamten Antriebsstrangs.It is also possible to make a positioning of the state of charge region as well as an adjustment of the size of the energy requirement dependent on further factors: e.g. the length of the particular route, in particular with regard to the entire drive cycle, quality of energy estimation, distance to start and end position, overall efficiency of the entire powertrain.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform können für jeden der besonderen Fahrstreckenbereiche Ladezustandsbedarfe ΔSOCBedarf 1 ... ΔSOCBedarf n für die besonderen Fahrbereiche F1 ... Fn in den Bereich zwischen dem Startladezustand SOCStart und dem vorgegebenen Entladezustand SOCEnde positioniert werden. Die Positionierung der Ladezustandsbedarfe ΔSOCBedarf 1 ... ΔSOCBedarf n über den gesamten Ladezustandsbereich zwischen SOCStart und SOCEnde kann darüber hinaus so erfolgen, dass während des Befahrens der normalen Fahrstreckenbereiche zwischen den besonderen Fahrstreckenbereichen eine möglichst lineare Abnahme des Ladezustands erfolgt, wobei die Gradienten der Abnahmen des Soll-Ladezustands für die normalen Fahrstreckenbereichen identisch sein können.According to a further embodiment, state of charge requirements ΔSOC demand 1 ... ΔSOC demand n for the particular travel ranges F1... Fn can be positioned in the range between the starting charge state SOC start and the predetermined discharge state SOC end for each of the particular travel route regions. The positioning of the state of charge requirements ΔSOC demand 1 ... ΔSOC demand n over the entire state of charge between SOC start and SOC end can furthermore take place in such a way that the state of charge becomes as linear as possible during the driving of the normal route sections between the particular route sections Gradients of decreases in the desired state of charge for the normal route sections may be identical.
In Schritt S8 wird der Soll-Ladezustandsverlauf für die normalen Fahrstreckenbereiche durch lineare Verläufe zwischen dem Startladezustand SOCStart und dem Anfangsladezustand SOCAnfang des ersten besonderen Fahrstreckenbereichs FBB, zwischen den Endladezuständen SOCEnde jeder der besonderen Fahrstreckenbereiche FBB und einem Anfangsladezustand SOCAnfang des nächsten besonderen Fahrstreckenbereichs und dem Endladezustand SOCEnde des letzten besonderen Fahrstreckenbereichs FBB und dem Schlussladezustand SOCSchluss bestimmt.In step S8, the target state of charge curve for the normal driving distance ranges by linear gradients between the starting state of charge SOC start and the initial state of charge SOC beginning of the first specific travel distance range FBB, between the Endladezuständen SOC end of each of the specific route areas FBB and an initial state of charge SOC beginning of the next special travel distance range and the final charge state SOC end of the last specific travel route area FBB and the final charge state SOC termination .
Anschließend wird zu Schritt S1 zurückgesprungen und das Verfahren wiederholt durchgeführt.Thereafter, the process returns to step S1, and the process is repeatedly performed.
Die
Die Positionierung des Bereichs des Ladezustandsbedarf ΔSOCBedarf des besonderen Fahrstreckenbereichs erfolgt symmetrisch um den vorgegebenen Ladezustand SOCref wie oben beschrieben. Daraus ergeben sich der Anfangsladezustand SOCAnfang und der Endladezustand SOCEnde für den betreffenden besonderen Fahrstreckenbereich.The positioning of the range of the state of charge demand ΔSOC requirement of the particular route section is symmetrical about the predetermined state of charge SOC ref as described above. This results in the initial state of charge SOC start and the end state of charge SOC end for the particular route area concerned.
Bei mehreren besonderen Fahrstreckenbereichen kann sich ein Soll-Ladezustandsverlauf ergeben, wie er in
Der sich abweichend von dem rein linearen Verlauf des Soll-Ladezustands zwischen dem Startladezustand und dem Schlussladezustand aufgrund der besonderen Fahrstreckenbereiche ergebende abweichende Soll-Ladezustandsverlauf kann jeweils als Differenz-Soll-Ladezustandsverlauf bereitgestellt werden. D.h. von dem in Schritt S8 erhaltenen Ergebnis des Soll-Ladezustandsverlauf kann der rein lineare Verlauf, der sich ohne die besonderen Fahrstreckenbereiche ergeben würden, subtrahiert werden. Der Differenz-Soll-Ladezustandsverlauf kann dann zur Berücksichtigung des Einflusses von besonderen Fahrstreckenbereichen auch geänderten Strategien zur Ermittlung von Soll-Ladezustandsverläufen durch einfache Addition berücksichtigt werden.Deviating from the purely linear course of the desired state of charge between the starting charge state and the final charge state due to the particular travel route regions resulting deviating desired state of charge state can be provided in each case as a difference-desired state of charge history. That From the result of the desired state of charge curve obtained in step S8, the purely linear curve that would result without the particular route sections can be subtracted. The difference-desired state of charge curve can then be taken into account for the consideration of the influence of special route sections also changed strategies for the determination of desired state of charge progressions by simple addition.
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DE102018219222A1 (en) * | 2018-11-12 | 2020-05-14 | Robert Bosch Gmbh | Method for operating an electric vehicle |
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