DE102017211548A1 - Optimized use of an internal combustion engine of a hybrid drive system of a vehicle - Google Patents

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Navid Nourani-Vatani
Andrew Palmer
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    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B60W20/12—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand using control strategies taking into account route information

Abstract

Es wird ein Verfahren zum automatisierten Planen eines Betriebs eines Verbrennungsmotors (33) eines Hybridfahrzeugs (30) beschrieben. Bei dem Verfahren wird ein voraussichtlicher Energiebedarf (EB) unterschiedlicher alternativer Fahrtrouten zu demselben Ziel ermittelt. Weiterhin wird eine hinsichtlich eines Optimierungskriteriums am geeignetsten erscheinenden Fahrtroute ausgewählt. Schließlich werden geeignete Streckenabschnitte (STA) und/oder Zeitintervalle für den Betrieb des Verbrennungsmotors (33) ermittelt. Es wird auch eine Planungseinrichtung (20) für ein Hybridfahrzeug (30) beschrieben. Überdies wird ein Hybridfahrzeug (30) beschrieben.A method is described for automatically scheduling an operation of an internal combustion engine (33) of a hybrid vehicle (30). The method determines an anticipated energy demand (EB) of different alternative routes to the same destination. Furthermore, a route which appears most suitable with regard to an optimization criterion is selected. Finally, suitable route sections (STA) and / or time intervals for the operation of the internal combustion engine (33) are determined. A planning device (20) for a hybrid vehicle (30) is also described. Moreover, a hybrid vehicle (30) will be described.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatisierten Planen eines Betriebs eines Verbrennungsmotors eines Hybridfahrzeugs. Überdies betrifft die Erfindung eine Planungseinrichtung für ein Hybridfahrzeug. Ferner betrifft die Erfindung ein Hybridfahrzeug.The invention relates to a method for automated planning of an operation of an internal combustion engine of a hybrid vehicle. Moreover, the invention relates to a planning device for a hybrid vehicle. Furthermore, the invention relates to a hybrid vehicle.

Eine wichtige Einschränkung bei der Nutzbarkeit aktueller elektrischer Fahrzeuge, wie zum Beispiel Pkws oder LKWs, besteht in deren beschränkter Reichweite. Um die Reichweite dieser Fahrzeuge zu erhöhen, werden von vielen Herstellern in das Antriebssystem Verbrennungsmotoren als Generatoren integriert. Die Strategie bezüglich des Ein- und Ausschaltens des Verbrennungsmotors berücksichtigt herkömmlich jedoch nicht die bis zum Ziel zurückzulegende Fahrstrecke, sondern basiert nur auf dem aktuellen Energiebedarf. Beispielsweise wird der Verbrennungsmotor eingesetzt, um schneller zu fahren, oder für den Fall, dass der elektrische Energiespeicher des Hybridfahrzeugs entladen ist.An important limitation in the usability of current electric vehicles, such as cars or trucks, is their limited range. In order to increase the range of these vehicles, internal combustion engines are integrated as generators by many manufacturers in the drive system. The strategy with regard to switching the internal combustion engine on and off, however, conventionally does not take into account the route to be traveled to the destination, but is based only on the current energy requirement. For example, the internal combustion engine is used to drive faster, or in the event that the electrical energy storage of the hybrid vehicle is discharged.

Es besteht also die Aufgabe, ein Verfahren und eine Einrichtung zur intelligenten Zuschaltung eines Verbrennungsmotors eines Hybridfahrzeugs zu entwickeln.It is therefore the object to develop a method and a device for the intelligent connection of an internal combustion engine of a hybrid vehicle.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Planen eines Betriebs eines Verbrennungsmotors eines Hybridfahrzeugs gemäß Patentanspruch 1, eine Planungseinrichtung gemäß Patentanspruch 7 und ein Hybridfahrzeug gemäß Patentanspruch 8 gelöst.This object is achieved by a method for planning an operation of an internal combustion engine of a hybrid vehicle according to claim 1, a planning device according to claim 7 and a hybrid vehicle according to claim 8.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum automatisierten Planen eines Betriebs eines Verbrennungsmotors eines Hybridfahrzeugs wird zunächst ein voraussichtlicher Energiebedarf unterschiedlicher alternativer Fahrtrouten zu demselben Fahrziel des Hybridfahrzeugs ermittelt. Anschließend wird eine hinsichtlich eines Optimierungskriteriums am geeignetsten erscheinenden Fahrtroute ausgewählt. Das Optimierungskriterium kann zum Beispiel den Aspekt der Energieeffizienz, aber auch andere Gesichtspunkte, wie zum Beispiel eine möglichst geringe Verkehrsdichte oder eine möglichst kurze Fahrzeit betreffen. Weiterhin werden geeignete Streckenabschnitte und/oder Zeitintervalle für den Betrieb des Verbrennungsmotors ermittelt. Die Festlegung der Streckenabschnitte oder Zeitintervalle erfolgt dabei auf Basis eines Effizienzkriteriums oder eines Optimierungskriteriums. Bei der Berücksichtigung der genannten Kriterien werden bekannte Informationen, wie zum Beispiel mit der ausgewählten Fahrtroute verknüpfte Informationen bzw. Randbedingungen, ausgewertet. Durch eine derart vorab festgelegte Betriebsart des Hybridfahrzeugs können wichtige Parameter des Fahrzeugs, wie zum Beispiel dessen Reichweite, der Verbrauch von fossiler Energie oder die Umweltbelastung, verbessert werden.In the method according to the invention for the automated scheduling of an operation of an internal combustion engine of a hybrid vehicle, first of all an estimated energy requirement of different alternative driving routes to the same destination of the hybrid vehicle is determined. Subsequently, a route which appears most suitable with regard to an optimization criterion is selected. The optimization criterion may concern, for example, the aspect of energy efficiency, but also other aspects such as, for example, the lowest possible traffic density or the shortest possible travel time. Furthermore, suitable route sections and / or time intervals for the operation of the internal combustion engine are determined. The determination of the route sections or time intervals takes place on the basis of an efficiency criterion or an optimization criterion. When taking into account the criteria mentioned, known information, such as, for example, information or boundary conditions associated with the selected route is evaluated. Such a predetermined mode of operation of the hybrid vehicle can improve important parameters of the vehicle, such as its range, the consumption of fossil energy or the environmental impact.

Die erfindungsgemäße Planungseinrichtung für ein Hybridfahrzeug weist eine Energiebedarf-Ermittlungseinheit zum Ermitteln eines voraussichtlichen Energiebedarfs unterschiedlicher alternativer Fahrtrouten zu demselben Ziel auf. Teil der erfindungsgemäßen Planungseinrichtung ist auch eine Auswahleinheit zum Auswählen einer hinsichtlich eines Optimierungskriteriums am geeignetsten erscheinenden Fahrtroute. Die erfindungsgemäße Planungseinrichtung weist zudem eine Optimierungseinheit zum Ermitteln von geeigneten Streckenabschnitten und/oder Zeitintervallen für den Betrieb des Verbrennungsmotors des Hybridfahrzeugs auf. Die erfindungsgemäße Planungseinrichtung teilt die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Planen eines Betriebs eines Verbrennungsmotors eines Hybridfahrzeugs.The planning device according to the invention for a hybrid vehicle has an energy requirement determination unit for determining an anticipated energy requirement of different alternative driving routes to the same destination. Part of the planning device according to the invention is also a selection unit for selecting a route which seems most suitable with regard to an optimization criterion. The planning device according to the invention also has an optimization unit for determining suitable route sections and / or time intervals for the operation of the internal combustion engine of the hybrid vehicle. The planning device according to the invention shares the advantages of the method according to the invention for planning an operation of an internal combustion engine of a hybrid vehicle.

Das erfindungsgemäße Hybridfahrzeug weist die erfindungsgemäße Planungseinrichtung auf. Die von der Planungseinrichtung ermittelten Planungsdaten können zum Beispiel an eine Steuerungseinrichtung des Hybridfahrzeugs übermittelt werden, die dazu eingerichtet ist, einen Verbrennungsmotor in durch die Planung vorbestimmten Streckenabschnitten oder Zeitintervallen zuzuschalten, um einen elektrischen Energiespeicher wiederaufzuladen. Das erfindungsgemäße Hybridfahrzeug teilt die Vorteile der erfindungsgemäßen Planungseinrichtung.The hybrid vehicle according to the invention has the planning device according to the invention. The planning data determined by the planning device can be transmitted, for example, to a control device of the hybrid vehicle, which is set up to switch on an internal combustion engine in route sections or time intervals predetermined by the planning in order to recharge an electrical energy store. The hybrid vehicle according to the invention shares the advantages of the planning device according to the invention.

Die wesentlichen Komponenten der erfindungsgemäßen Planungseinrichtung können zum überwiegenden Teil in Form von Softwarekomponenten ausgebildet sein. Dies betrifft insbesondere Teile der Energiebedarf-Ermittlungseinheit, der Auswahleinheit und der Optimierungseinheit. Grundsätzlich können diese Komponenten aber auch zum Teil, insbesondere wenn es um besonders schnelle Berechnungen geht, in Form von softwareunterstützter Hardware, beispielsweise FPGAs oder dergleichen, realisiert sein. Ebenso können die benötigten Schnittstellen, beispielsweise wenn es nur um eine Übernahme von Daten aus anderen Softwarekomponenten geht, als Softwareschnittstellen ausgebildet sein. Sie können aber auch als hardwaremäßig aufgebaute Schnittstellen ausgebildet sein, die durch geeignete Software angesteuert werden.The essential components of the planning device according to the invention can be formed predominantly in the form of software components. This concerns in particular parts of the energy requirement determination unit, the selection unit and the optimization unit. In principle, however, these components can also be partly realized, in particular in the case of particularly fast calculations, in the form of software-supported hardware, for example FPGAs or the like. Likewise, the required interfaces, for example, if it is only about a transfer of data from other software components, be designed as software interfaces. However, they can also be configured as hardware-based interfaces, which are controlled by suitable software.

Eine weitgehend softwaremäßige Realisierung hat den Vorteil, dass auch schon bisher für in einem Fahrzeug genutzte Rechnersysteme nach einer eventuellen Ergänzung durch zusätzliche Hardwareelemente auf einfache Weise durch ein Software-Update nachgerüstet werden können, um auf die erfindungsgemäße Weise in einem Rechnersystem eines Hybridfahrzeugs zu arbeiten. Insofern wird die Aufgabe auch durch ein entsprechendes Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm gelöst, welches direkt in eine Speichereinrichtung eines Rechnersystems eines Hybridfahrzeugs ladbar ist, mit Programmabschnitten, um alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen, wenn das Computerprogramm in einem Rechnersystem ausgeführt wird.A largely software-based implementation has the advantage that even for previously used in a vehicle computer systems for a possible supplementation by additional hardware elements can be retrofitted in a simple way by a software update to work in the inventive manner in a computer system of a hybrid vehicle. In this respect, the task is also by a corresponding Computer program product solved with a computer program, which is directly loadable into a memory device of a computer system of a hybrid vehicle, with program sections to perform all the steps of the inventive method when the computer program is executed in a computer system.

Ein solches Computerprogrammprodukt kann neben dem Computerprogramm gegebenenfalls zusätzliche Bestandteile, wie z.B. eine Dokumentation und/oder zusätzliche Komponenten, auch Hardware-Komponenten, wie z.B. Hardware-Schlüssel (Dongles etc.) zur Nutzung der Software, umfassenSuch a computer program product may contain, in addition to the computer program, additional components, e.g. a documentation and / or additional components, also hardware components, such as e.g. Hardware keys (dongles, etc.) for using the software include

Zum Transport zur Speichereinrichtung des Rechnersystems und/oder zur Speicherung an dem Rechnersystem kann ein computerlesbares Medium, beispielsweise ein Memorystick, eine Festplatte oder ein sonstiger transportabler oder fest eingebauter Datenträger dienen, auf welchem die von einer Rechnereinheit einlesbaren und ausführbaren Programmabschnitte des Computerprogramms gespeichert sind. Die Rechnereinheit kann z.B. hierzu einen oder mehrere zusammenarbeitende Mikroprozessoren oder dergleichen aufweisen.For transport to the storage device of the computer system and / or for storage on the computer system, a computer-readable medium, for example a memory stick, a hard disk or another portable or permanently installed data carrier can be used, on which the computer program readable and executable program units of a computer unit are stored. The computer unit may e.g. for this purpose have one or more cooperating microprocessors or the like.

Die abhängigen Ansprüche sowie die nachfolgende Beschreibung enthalten jeweils besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung. Dabei können insbesondere die Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den abhängigen Ansprüchen einer anderen Anspruchskategorie und deren Beschreibungsteilen weitergebildet sein. Zudem können im Rahmen der Erfindung auch die verschiedenen Merkmale unterschiedlicher Ausführungsbeispiele und Ansprüche auch zu neuen Ausführungsbeispielen kombiniert werden.The dependent claims and the following description each contain particularly advantageous embodiments and further developments of the invention. In this case, in particular the claims of a claim category can also be developed analogously to the dependent claims of another claim category and their description parts. In addition, in the context of the invention, the various features of different embodiments and claims can also be combined to form new embodiments.

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum automatisierten Planen eines Betriebs eines Verbrennungsmotors eines Hybridfahrzeugs umfasst das Optimierungskriterium mindestens eines der folgenden Kriterien:

  • - minimale Zeitdauer beim Abfahren der Fahrtroute,
  • - kürzester Fahrweg,
  • - niedrigster Energieverbrauch,
  • - möglichst wenig Verkehrsampeln auf der Fahrroute,
  • - möglichst wenig Richtungswechsel mit Linksabbiegen.
In one embodiment of the method according to the invention for the automated planning of an operation of an internal combustion engine of a hybrid vehicle, the optimization criterion comprises at least one of the following criteria:
  • minimum length of time when driving the route,
  • - shortest route,
  • - lowest energy consumption,
  • - as few traffic lights as possible on the route,
  • - As little as possible change of direction with left turn.

Eines oder mehrere der genannten Kriterien können vorab vom Benutzer ausgewählt bzw. eingestellt werden. Die Auswahl der geeigneten Fahrtroute erfolgt also optimiert nach Präferenzen des Benutzers.One or more of the above criteria may be selected in advance by the user. The selection of the appropriate route is thus optimized according to the preferences of the user.

Start und Zielpunkt der abzufahrenden Route können zum Beispiel direkt von dem Benutzer eingegeben werden. Die Start- und Zieldaten können zum Beispiel von einem Navigationssystem des Fahrzeugs stammen, in das der Benutzer des Fahrzeugs die entsprechenden Start- und Zieldaten eingegeben hat. Die Start- und Zieldaten können auch von einem Steuerungssystem oder einem Serversystem stammen, mit dem das Fahrverhalten eines Fahrzeugs überwacht bzw. ferngesteuert wird. Solche Systeme werden zum Beispiel für die Steuerung von autonom fahrenden Fahrzeugen in Häfen oder Bergwerken genutzt.The start and end points of the route to be traveled can be entered directly by the user, for example. For example, the start and finish data may come from a navigation system of the vehicle into which the user of the vehicle has entered the appropriate start and finish dates. The start and finish data may also come from a control system or a server system used to monitor or remotely control the driving behavior of a vehicle. Such systems are used, for example, for the control of autonomous vehicles in ports or mines.

Der Zielort kann zum Beispiel auch anhand der Startposition und einer bestimmten Tageszeit ermittelt werden, da die meisten Menschen, wie zum Beispiel Pendler, ein von der Tageszeit abhängiges vorhersagbares Fahrverhalten aufweisen. Die Vorhersage des Zielorts kann auch dynamisch an das aktuelle Verhalten des Fahrers bzw. des Fahrzeugs angepasst werden, falls das Verhalten von der üblichen Vorgehensweise des Fahrers abweicht.For example, the destination may also be determined from the starting position and a particular time of day, as most people, such as commuters, have predictable driving behavior dependent on the time of day. Prediction of the destination may also be dynamically adapted to the current behavior of the driver or vehicle if the behavior deviates from the driver's usual approach.

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum automatisierten Planen eines Betriebs eines Verbrennungsmotors eines Hybridfahrzeugs werden die geeigneten Streckenabschnitte für den Betrieb des Verbrennungsmotors unter dem Gesichtspunkt eines möglichst niedrigen Energieverbrauchs ausgewählt. Dabei kann einerseits der Gesamtenergieverbrauch des Hybridfahrzeugs minimiert werden oder alternativ auch der Verbrauch fossiler Energie des Hybridfahrzeugs minimiert werden.In one embodiment of the method according to the invention for the automated scheduling of an operation of an internal combustion engine of a hybrid vehicle, the suitable route sections for the operation of the internal combustion engine are selected from the viewpoint of the lowest possible energy consumption. In this case, on the one hand, the total energy consumption of the hybrid vehicle can be minimized or, alternatively, the consumption of fossil energy of the hybrid vehicle can be minimized.

In einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zum automatisierten Planen eines Betriebs eines Verbrennungsmotors eines Hybridfahrzeugs wird bei dem Ermitteln geeigneter Streckenabschnitte die Topographie der Streckenabschnitte mitberücksichtigt. Unter Kenntnis der Topographie der gewählten Fahrtroute kann der Energieverbrauch des Hybridfahrzeugs gut prognostiziert werden. Vorteilhaft kann aufgrund der Prognostizierung des Energieverbrauchs des Hybridfahrzeugs der Betrieb des Verbrennungsmotors zum Wiederaufladen des elektrischen Energiespeichers des Hybridfahrzeugs in einem besonders energieeffizienten Drehzahlbereich erfolgen, wodurch fossile Energie eingespart werden kann und Emissionen des Verbrennungsmotors reduziert werden können.In a variant of the method according to the invention for the automated planning of an operation of an internal combustion engine of a hybrid vehicle, the topography of the route sections is taken into account when determining suitable route sections. Knowing the topography of the selected route, the energy consumption of the hybrid vehicle can be well predicted. Advantageously, based on the prognosis of the energy consumption of the hybrid vehicle, the operation of the internal combustion engine for recharging the electrical energy storage of the hybrid vehicle in a particularly energy-efficient speed range done, so that fossil energy can be saved and emissions of the engine can be reduced.

Bevorzugt wird bei dem Verfahren zum automatisierten Planen eines Betriebs eines Verbrennungsmotors eines Hybridfahrzeugs für das Ermitteln geeigneter Streckenabschnitte die Verkehrslage auf der ausgewählten Fahrtroute berücksichtigt. Aufgrund der Verkehrslage kann sowohl die Geschwindigkeit als auch der Energieverbrauch eines Fahrzeugs in einem Streckenabschnitt prognostiziert werden. Auf Basis dieser Daten kann wiederum ein energiesparender Betrieb des Verbrennungsmotors des Hybridfahrzeugs geplant werden.In the method for the automated planning of an operation of an internal combustion engine of a hybrid vehicle, the traffic situation is preferred for determining suitable route sections taken into account on the selected route. Due to the traffic situation, both the speed and the energy consumption of a vehicle in a section of road can be predicted. On the basis of these data, in turn, an energy-saving operation of the internal combustion engine of the hybrid vehicle can be planned.

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Planen eines Betriebs eines Verbrennungsmotors eines Hybridfahrzeugs werden geeignete Streckenabschnitte für den Betrieb des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit von geeigneten Streckenabschnitten für die Energie-Rekuperation ermittelt. Umfasst die Fahrtroute des Hybridfahrzeugs Streckenabschnitte mit Gefälle, so können diese eventuell zur Rückgewinnung elektrischer Energie genutzt werden und auf diese Weise der Betrieb des Verbrennungsmotors zum Aufladen des elektrischen Energiespeichers des Hybridfahrzeugs reduziert werden.In one embodiment of the method according to the invention for planning an operation of an internal combustion engine of a hybrid vehicle, suitable route sections for the operation of the internal combustion engine are determined as a function of suitable route sections for energy recuperation. If the route of the hybrid vehicle includes sections with a gradient, these may possibly be used for the recovery of electrical energy and in this way the operation of the internal combustion engine for charging the electrical energy store of the hybrid vehicle can be reduced.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum automatisierten Planen eines Betriebs eines Verbrennungsmotors eines Hybridfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht,
  • 2 ein Blockdiagramm, mit dem eine Planungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht wird,
  • 3 ein Blockdiagramm, welches ein Hybridfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht.
The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying figures with reference to embodiments. Show it:
  • 1 FIG. 3 is a flow chart illustrating a method for automatically scheduling an operation of an internal combustion engine of a hybrid vehicle according to an embodiment of the invention. FIG.
  • 2 a block diagram illustrating a planning device according to an embodiment of the invention,
  • 3 a block diagram illustrating a hybrid vehicle according to an embodiment of the invention.

In 1 ist ein Verfahren zum automatisierten Planen eines Betriebs eines Verbrennungsmotors eines Hybridfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Bei dem Schritt 1.I werden verschiedene Fahrtrouten RTD in Abhängigkeit von einem durch einen Benutzer vorbestimmten Startpunkt und einem oder mehreren durch den Benutzer festgelegten Zielpunkten anhand von Kartenmaterial ermittelt. Bei dem Schritt 1.II wird nun diejenige Fahrtroute OFRD der möglichen Fahrtrouten RTD ausgewählt, welche die Erfüllung eines Optimierungskriteriums, beispielsweise den niedrigsten Energiebedarf, für das Abfahren der Fahrtroute erwarten lässt. Der Energiebedarf wird auf Basis der Topographie der einzelnen Streckenverläufe, der jeweiligen Verkehrsverhältnisse und der möglichen Geschwindigkeiten auf den unterschiedlichen Routen ermittelt.In 1 A method for automatically scheduling an operation of an internal combustion engine of a hybrid vehicle according to an embodiment of the invention is described. At the step 1.I For example, different travel routes RTD are determined based on map material by a starting point predetermined by a user and one or more destination points set by the user. In step 1.II, that route OFRD of the possible route routes RTD is now selected, which can be expected to fulfill an optimization criterion, for example, the lowest energy requirement for the departure of the route. The energy demand is determined on the basis of the topography of the individual routes, the respective traffic conditions and the possible speeds on the different routes.

Bei dem Schritt 1.III werden nun anhand der Topographie geeignete Streckenabschnitte STA bzw. deren Position P und/oder Zeitintervalle für den Betrieb des Verbrennungsmotors festgelegt. Beispielsweise kann ein Aufladen eines Akkumulators des Hybridfahrzeugs durch einen Generator, welcher von einem Verbrennungsmotor angetrieben wird, vermieden werden, wenn sich das Fahrzeug im Bedarfsfall auf einer Gefällestrecke oder kurz vor einer solchen Gefällestrecke befindet. Denn das Gefälle kann direkt zur Energie-Rekuperation genutzt werden, so dass ein Betrieb des Verbrennungsmotors für die Energiegewinnung vermieden werden kann. Häufig kann zumindest ein Teil der zur Wiederaufladung des elektrischen Energiespeichers des Hybridfahrzeugs benötigten Energie aus kinetischer Energie zurückgewonnen werden. In diesem Fall kann dann der Verbrennungsmotor mit einer niedrigeren Drehzahl besonders energiesparend betrieben werden.In step 1.III, suitable track sections STA and / or their position P and / or time intervals for the operation of the internal combustion engine are determined based on the topography. For example, a charging of a battery of the hybrid vehicle by a generator which is driven by an internal combustion engine can be avoided if the vehicle is on a slope or just before such a fall distance if necessary. Because the gradient can be used directly for energy recuperation, so that operation of the internal combustion engine for energy production can be avoided. Often, at least a portion of the energy required to recharge the electrical energy storage of the hybrid vehicle can be recovered from kinetic energy. In this case, the internal combustion engine can then be operated at a lower speed particularly energy-saving.

In 2 ist eine Planungseinrichtung 20 für ein Hybridfahrzeug in einem Blockdiagramm veranschaulicht. Die Planungseinrichtung 20 weist eine Eingangsschnittstelle 21 auf. Die Eingangsschnittstelle empfängt Start-Ziel-Daten SZD, welche Auskunft über den Startort und den Zielort des Hybridfahrzeugs geben. Die Start-Ziel-Daten SZD können zum Beispiel von dem Fahrer des Hybridfahrzeugs eingegeben werden oder auf Basis gespeicherter Informationen ermittelt werden. Die Start-Ziel-Daten SZD werden an eine Routenplanungseinheit 22 übermittelt, welche dazu eingerichtet ist, eine Mehrzahl von möglichen Routen zwischen dem Startort und dem Zielort zu ermitteln. Hierfür erhält die Routenplanungseinheit Routeninformationen RI über eine Datenübertragungsschnittstelle 27. Die ermittelten Daten RTD über die unterschiedlichen Routen werden an eine Energiebedarf-Ermittlungseinheit 23 übermittelt, welche dazu eingerichtet ist, einen voraussichtlichen Energiebedarf EB der unterschiedlichen alternativen Fahrtrouten zu demselben Ziel zu ermitteln. Informationen über die Topographie der möglichen Routen erlauben eine realistischere Ermittlung des Energiebedarfs sowie den Umfang der rekuperierten Energie bei Abfahrten.In 2 is a planning device 20 for a hybrid vehicle in a block diagram. The planning device 20 has an input interface 21 on. The input interface receives start-destination data SZD, which provide information about the starting location and the destination of the hybrid vehicle. The start-destination data SZD may, for example, be input by the driver of the hybrid vehicle or determined based on stored information. The start-destination data SZD is sent to a route planning unit 22 which is adapted to determine a plurality of possible routes between the starting location and the destination. For this purpose, the route planning unit receives route information RI via a data transmission interface 27 , The determined data RTD via the different routes are sent to an energy requirement determination unit 23 which is adapted to determine an anticipated energy demand EB of the different alternative routes to the same destination. Information about the topography of the possible routes allows a more realistic determination of the energy demand as well as the amount of recuperated energy on departures.

Die den unterschiedlichen Fahrtrouten zugeordneten Energiebedarfsdaten EB und die zugehörigen Fahrtroutendaten RTD werden an eine Auswahleinheit 24 übermittelt. Die Auswahleinheit 24 wählt unter dem Gesichtspunkt eines Optimierungskriteriums, beispielsweise eines möglichst niedrigen Energieverbrauchs, die dafür am besten passende Fahrtroute aus. Die optimalen Fahrtroutendaten OFRD werden an eine Optimierungseinheit 25 übermittelt, die dazu eingerichtet ist, geeignete Streckenabschnitte STA für den Betrieb des Verbrennungsmotors zu ermitteln. Die Position und Länge dieser Streckenabschnitte werden so gewählt, dass der Gesamtverbrauch an Kraftstoff des Verbrennungsmotors des Hybridfahrzeugs möglichst gering ist.The energy demand data EB associated with the different travel routes and the associated travel route data RTD are sent to a selection unit 24 transmitted. The selection unit 24 chooses the most suitable route from the point of view of an optimization criterion, for example the lowest possible energy consumption. The optimal travel route data OFRD is sent to an optimization unit 25 transmitted, which is adapted to determine suitable link sections STA for the operation of the internal combustion engine. The position and length of these sections are selected so that the total fuel consumption of the internal combustion engine of the hybrid vehicle is minimized.

Hierfür wird der Energieverbrauch des Hybridfahrzeugs einschließlich der vom Hybridfahrzeug an Gefällestrecken rekuperierten Energie berechnet und daraus die benötigte zusätzliche Traktionsenergie ermittelt, welche durch den von dem Verbrennungsmotor angetriebenen Generator erzeugt wird. Auf Basis des ortsabhängigen Energieverbrauchs können auch die Positionen bzw. Streckenabschnitte STA ermittelt werden, an denen ein Einsatz des Verbrennungsmotors notwendig ist. Die Daten bezüglich der Streckenabschnitte STA, bei denen der Verbrennungsmotor eingesetzt wird, werden über eine Ausgangsschnittstelle 26 ausgegeben.For this purpose, the energy consumption of the hybrid vehicle, including the energy recuperated by the hybrid vehicle on slopes, is calculated and from this the required additional traction energy is determined, which is generated by the generator driven by the internal combustion engine. On the basis of the location-dependent energy consumption, it is also possible to determine the positions or road sections STA at which use of the internal combustion engine is necessary. The data relating to the sections STA in which the internal combustion engine is used, via an output interface 26 output.

In 3 ist ein Blockdiagramm gezeigt, welches ein Hybridfahrzeug 30 schematisch veranschaulicht. Das Hybridfahrzeug 30 umfasst eine erfindungsgemäße Planungseinrichtung 20. Von der Planungseinrichtung 20 werden Daten STA über Streckenabschnitte, bei deren Befahren ein Verbrennungsmotor 33 des Hybridfahrzeugs 30 betrieben werden soll, an eine Steuerungseinrichtung 31 des Hybridfahrzeugs 30 übermittelt. Die Steuerungseinrichtung 31 hat Zugriff auf Navigationsdaten ND eines Satellitennavigationssystems 32. Ermittelt die Steuerungseinrichtung 31 auf Basis der Navigationsdaten ND, dass sich das Hybridfahrzeug 30 einem der genannten Streckenabschnitte STA nähert, so werden von der Steuerungseinrichtung 31 Steuerdaten SD an den Verbrennungsmotor 33 übermittelt, um den Verbrennungsmotor 33 zu starten. Mit dem Verbrennungsmotor 33 wird mechanische Energie ME erzeugt, mit der ein Generator 34 betrieben wird. Mit dem Generator 34 wird elektrische Energie EEL erzeugt, mit der ein Akkumulator 35 aufgeladen wird. Mit der elektrischen Energie EEL des Akkumulators 35 wird weiterhin ein Elektromotor 36 zur Traktion des Hybridfahrzeugs 30 angetrieben. Der Elektromotor 36 wir ebenfalls über die Steuerungseinrichtung 31 mit Hilfe von Steuerbefehlen SD angesteuert, um die Geschwindigkeit und den Energieverbrauch des Fahrzeugs 30 zu überwachen bzw. zu optimieren.In 3 a block diagram showing a hybrid vehicle is shown 30 illustrated schematically. The hybrid vehicle 30 comprises a planning device according to the invention 20 , From the planning institution 20 Data are STA over sections, when driving a combustion engine 33 of the hybrid vehicle 30 is to be operated, to a control device 31 of the hybrid vehicle 30 transmitted. The control device 31 has access to navigation data ND of a satellite navigation system 32 , Determines the controller 31 Based on the navigation data ND that the hybrid vehicle 30 one of the mentioned sections STA approaches, so are from the controller 31 Control data SD to the internal combustion engine 33 transmitted to the internal combustion engine 33 to start. With the internal combustion engine 33 is generated mechanical energy M E , with which a generator 34 is operated. With the generator 34 Electric energy E EL is generated, with an accumulator 35 is charged. With the electrical energy E EL of the accumulator 35 will continue to be an electric motor 36 driven to the traction of the hybrid vehicle 30. The electric motor 36 We also about the control device 31 controlled by means of control commands SD, the speed and power consumption of the vehicle 30 to monitor or optimize.

Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorbeschriebenen Verfahren und Vorrichtungen lediglich um bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung handelt und dass die Erfindung vom Fachmann variiert werden kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, soweit er durch die Ansprüche vorgegeben ist. Es wird der Vollständigkeit halber auch darauf hingewiesen, dass die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht ausschließt, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließt der Begriff „Einheit“ nicht aus, dass diese aus mehreren Komponenten besteht, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können.It is finally pointed out again that the above-described methods and devices are merely preferred embodiments of the invention and that the invention can be varied by a person skilled in the art without departing from the scope of the invention, as far as it is specified by the claims. For the sake of completeness, it is also pointed out that the use of indefinite articles does not exclude "a" or "one", that the characteristics in question can also be present multiple times. Similarly, the term "unit" does not exclude that it consists of several components, which may also be spatially distributed.

Claims (10)

Verfahren zum automatisierten Planen eines Betriebs eines Verbrennungsmotors (33) eines Hybridfahrzeugs (30), aufweisend die Schritte: - Ermitteln eines voraussichtlichen Energiebedarfs (EB) unterschiedlicher alternativer Fahrtrouten zu demselben Ziel, - Auswählen einer hinsichtlich eines Optimierungskriteriums am geeignetsten erscheinenden Fahrtroute, - Ermitteln von geeigneten Streckenabschnitten (STA) und/oder Zeitintervallen für den Betrieb des Verbrennungsmotors (33) .A method for automatically scheduling an operation of an internal combustion engine (33) of a hybrid vehicle (30), comprising the steps of: Determining a prospective energy requirement (EB) of different alternative routes to the same destination, Selecting a route most appropriate to an optimization criterion, - Determining suitable sections (STA) and / or time intervals for the operation of the internal combustion engine (33). Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Optimierungskriterium mindestens eines der folgenden Kriterien umfasst: - minimale Zeitdauer beim Abfahren der Fahrtroute, - kürzester Fahrweg, - niedrigster Energieverbrauch - möglichst wenig Verkehrsampeln auf der Fahrroute, - möglichst wenig Richtungswechsel mit Linksabbiegen.Method according to Claim 1 , wherein the optimization criterion comprises at least one of the following criteria: minimum time duration when traveling the route, shortest travel distance, lowest energy consumption, as few traffic lights as possible on the travel route, as few changes of direction as possible with left turn. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die geeigneten Streckenabschnitte (STA) für den Betrieb des Verbrennungsmotors (33) unter dem Gesichtspunkt eines möglichst niedrigen Energieverbrauchs ausgewählt werden.Method according to Claim 1 or 2 , wherein the suitable sections (STA) for the operation of the internal combustion engine (33) are selected from the viewpoint of the lowest possible energy consumption. Verfahren nach Anspruch 3, wobei bei dem Ermitteln geeigneter Streckenabschnitte (STA) die Topographie der zu fahrenden Fahrroute mitberücksichtigt wird.Method according to Claim 3 , wherein the determination of suitable route sections (STA), the topography of the driving route is taken into account. Verfahren nach Anspruch 3, wobei für das Ermitteln geeigneter Streckenabschnitte (STA) die Verkehrslage auf der ausgewählten Fahrtroute berücksichtigt wird.Method according to Claim 3 , wherein the traffic situation on the selected route is taken into account for the determination of suitable sections (STA). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei geeignete Streckenabschnitte (STA) für den Betrieb des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit von geeigneten Streckenabschnitten für die Energie-Rekuperation ermittelt werden.Method according to one of the preceding claims, wherein suitable route sections (STA) for the operation of the internal combustion engine in dependence on suitable sections for the energy recuperation are determined. Planungseinrichtung (20) für ein Hybridfahrzeug (30), aufweisend: - eine Energiebedarf-Ermittlungseinheit (23) zum Ermitteln eines voraussichtlichen Energiebedarfs (EB) unterschiedlicher alternativer Fahrtrouten zu demselben Ziel, - eine Auswahleinheit (24) zum Auswählen einer hinsichtlich eines Optimierungskriteriums am geeignetsten erscheinenden Fahrtroute (OFRD), - eine Optimierungseinheit (25) zum Ermitteln von geeigneten Streckenabschnitten (STA) und/oder Zeitintervallen für den Betrieb des Verbrennungsmotors (32) des Hybridfahrzeugs (30) .Planning device (20) for a hybrid vehicle (30), comprising: an energy demand determination unit (23) for determining a prospective energy demand (EB) of different alternative travel routes to the same destination, a selection unit (24) for selecting a route of travel (OFRD) which appears most appropriate with regard to an optimization criterion, - An optimization unit (25) for determining suitable sections (STA) and / or time intervals for the operation of the internal combustion engine (32) of the hybrid vehicle (30). Hybridfahrzeug (30), aufweisend eine Planungseinrichtung (20) nach Anspruch 7. Hybrid vehicle (30), comprising a planning device (20) according to Claim 7 , Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm, welches direkt in eine Speichereinheit eines Hybridfahrzeugs (30) ladbar ist, mit Programmabschnitten, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auszuführen, wenn das Computerprogramm in dem Hybridfahrzeug ausgeführt wird.Computer program product with a computer program, which is directly loadable into a memory unit of a hybrid vehicle (30), with program sections to perform all the steps of a method according to one of the Claims 1 to 6 execute when the computer program is executed in the hybrid vehicle. Computerlesbares Medium, auf welchem von einer Rechnereinheit ausführbare Programmabschnitte gespeichert sind, um alle Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auszuführen, wenn die Programmabschnitte von der Rechnereinheit ausgeführt werden.Computer-readable medium on which program sections executable by a computer unit are stored in order to perform all the steps of the method according to one of Claims 1 to 6 execute when the program sections are executed by the computer unit.
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