DE102018220572A1 - PREDICTIVE ENERGY OPTIMIZATION OF AN ENTIRE RIDE - Google Patents
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Abstract
Eine Steuerung 200 für ein Fahrzeug 100, wobei das Fahrzeug eine Traktionsbatterie 106, einen elektrischen Traktionsmotor 108 und einen Verbrennungsmotor 104 umfasst, die Steuerung umfassend: Prädiktionsmittel 208, die konfiguriert sind, um den Energieverbrauch des Fahrzeugs während einer Fahrt vorherzusagen; und Planungsmittel 210, die in Abhängigkeit von der Vorhersage konfiguriert sind, wann während der Fahrt das Fahrzeug im ersten Modus gesteuert werden soll und wann während der Fahrt das Fahrzeug im zweiten Modus gesteuert werden soll, wobei der erste Modus eine erhöhte Entladung der Traktionsbatterie-Energie zulässt, als es durch den zweiten Modus zugelassen ist, und wobei das Planungsmittel so konfiguriert ist, dass die Traktionsbatterie-Energie am Ende der Fahrt niedriger als die Traktionsbatterie-Energie zu Beginn der Fahrt ist.A controller 200 for a vehicle 100, wherein the vehicle includes a traction battery 106, an electric traction motor 108, and an internal combustion engine 104, the controller comprising: prediction means 208 configured to predict the energy consumption of the vehicle during a trip; and scheduling means 210 configured in response to the prediction of when to cruise the vehicle in the first mode and when to steer the vehicle in the second mode while the vehicle is traveling, wherein the first mode is an increased discharge of traction battery power permitting, as permitted by the second mode, and wherein the planning means is configured so that the traction battery energy at the end of the journey is lower than the traction battery energy at the beginning of the journey.
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine prädiktive Energieoptimierung einer gesamten Fahrt. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, bezieht es sich auf die prädiktive Energieoptimierung einer gesamten Fahrt in einem Fahrzeug.The present disclosure relates to predictive energy optimization of an entire trip. In particular, but not exclusively, it refers to the predictive energy optimization of an entire ride in a vehicle.
Aspekte der Erfindung betreffen eine Steuerung, ein Steuerverfahren und ein Computerprogramm.Aspects of the invention relate to a controller, a control method and a computer program.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Es ist bekannt, dass ein Hybridfahrzeug einen Verbrennungsmotor und einen elektrischen Traktionsmotor oder Motoren umfasst, die von einer Traktionsbatterie angetrieben werden. Der Verbrennungsmotor und der elektrische Traktionsmotor dienen zum Bereitstellen eines Traktionsdrehmoments. Der Verbrennungsmotor und der elektrische Traktionsmotor können in einer parallelen Hybridkonfiguration angeordnet sein, sodass das Fahrzeug nur mit dem elektrischen Traktionsmotor und nur mit dem Verbrennungsmotor oder sowohl mit dem elektrischen Traktionsmotor als auch dem Verbrennungsmotor angetrieben werden kann.It is known that a hybrid vehicle includes an internal combustion engine and an electric traction motor or motors that are powered by a traction battery. The internal combustion engine and the electric traction motor serve to provide traction torque. The internal combustion engine and the electric traction motor may be arranged in a parallel hybrid configuration, so that the vehicle can be driven only with the electric traction motor and only with the internal combustion engine or with both the electric traction motor and the internal combustion engine.
Es ist üblich, dass ein Hybridfahrzeug seinen elektrischen Traktionsmotor zu Beginn einer Fahrt ausschließlich verwendet, bis die in der Traktionsbatterie gespeicherte elektrische Ladung erschöpft ist. Dann wird der Verbrennungsmotor für den Rest der Fahrteingeschaltet.It is common for a hybrid vehicle to use its electric traction motor at the beginning of a journey only until the electrical charge stored in the traction battery is depleted. Then the internal combustion engine is switched on for the remainder of the journey.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNGBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die Nachteile des Stands der Technik zu beheben.The present invention aims to overcome the disadvantages of the prior art.
Erfindungsgemäße Aspekte und Ausführungsformen stellen eine Vorrichtung, ein Fahrzeug, ein Verfahren und ein Computerprogramm bereit, wie in den angehängten Patentansprüchen beansprucht.Aspects and embodiments of the invention provide apparatus, a vehicle, a method, and a computer program as claimed in the appended claims.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Steuerung für ein Fahrzeug bereitgestellt, wobei das Fahrzeug eine Traktionsbatterie, einen elektrischen Traktionsmotor und einen Verbrennungsmotor umfasst, wobei die Steuerung umfasst: Prädiktionsmittel (Prädiktor), die dazu konfiguriert sind, den Energieverbrauch des Fahrzeugs für eine Fahrt vorherzusagen ; und ein Planungsmittel (Disponent), das in Abhängigkeit von der Vorhersage konfiguriert ist, wann während der Fahrt das Fahrzeug in einem ersten Modus gesteuert werden soll und wann während der Fahrt das Fahrzeug in einem zweiten Modus gesteuert werden soll, wobei der erste Modus eine erhöhte Entladung der Traktionsbatterie-Energie (Ladung) erlaubt, als es durch den zweiten Modus erlaubt ist, und wobei das Planungsmittel konfiguriert ist, dass die Traktionsbatterie-Energie am Ende der Fahrt niedriger als die Traktionsbatterie-Energie am Anfang der Reise ist.According to one aspect of the invention, there is provided a controller for a vehicle, the vehicle comprising a traction battery, an electric traction motor, and an internal combustion engine, the controller comprising: prediction means (predictor) configured to predict the power consumption of the vehicle for a ride ; and a scheduling means (scheduler) configured in dependence on the prediction of when to control the vehicle in a first mode while driving and when to control the vehicle in a second mode while driving, the first mode being increased Discharging the traction battery power (charge) allowed as permitted by the second mode, and wherein the scheduling means is configured so that the traction battery energy at the end of the journey is lower than the traction battery energy at the beginning of the journey.
Der erste Modus kann ein „Entladungs“-Modus sein, bei dem der Verbrennungsmotor weniger als im zweiten Modus verwendet wird, wodurch die Abhängigkeit von der Nutzung der Traktionsbatterie-Energie erhöht wird. Der zweite Modus kann ein „Ladungshalte“-Modus sein, in dem der Verbrennungsmotor mehr als im ersten Modus verwendet wird, wodurch die Abhängigkeit von der Verwendung von Traktionsbatterie-Energie reduziert wird.The first mode may be a "discharge" mode in which the engine is used less than in the second mode, thereby increasing the dependency on the use of traction battery power. The second mode may be a "charge hold" mode in which the engine is used more than in the first mode, thereby reducing dependence on the use of traction battery power.
Dies bietet den Vorteil eines verringerten Energieverbrauchs. Dies liegt daran, dass die Steuerung die Verwendung des Entlade-Modus maximiert, aber nur dann den Entlade-Modus einsetzt, wenn es am effizientesten ist, beispielsweise während einer Stadtfahrt zu Beginn und am Ende einer Fahrt in Umgebungen mit geringer Geschwindigkeit und/oder in Städten.This offers the advantage of reduced energy consumption. This is because the controller maximizes the use of the unload mode, but only uses the unload mode when it is most efficient, such as during city driving at the beginning and end of a ride in low speed environments and / or in cities.
In einigen Beispielen ist das Niveau der zulässigen Entladung im ersten Modus ausreichend, damit eine Drehmomentanforderung vollständig durch die Entladung der Traktionsbatterie-Energie (Verringerung des Ladezustands) ohne Mitwirkung des Verbrennungsmotors erfüllt wird, sofern die Drehmomentanforderung durch die Entladung der Traktionsbatterie-Energie nicht vollständig befriedigt werden kann, während eine Beschränkung erfüllt ist. Die Beschränkung kann eine Fähigkeitsgrenze des elektrischen Traktionsmotors, eine Fähigkeitsgrenze (z. B. Leistung) der Traktionsbatterie oder dergleichen sein. In einigen Beispielen implementiert der zweite Modus eine Soll-Größe der Traktionsbatterie-Energie (Ladezustand), sodass dann, wenn eine momentane Größe der Traktionsbatterie-Energie unter dem Sollwert liegt, die Traktionsbatterie-Energie in Richtung des Sollwertes erhöht werden muss.In some examples, the level of allowable discharge in the first mode is sufficient for a torque request to be fully satisfied by the discharge of the traction battery energy (reduction in state of charge) without the assistance of the internal combustion engine unless the torque request is completely satisfied by the discharge of the traction battery energy while a restriction is met. The constraint may be a capability limit of the electric traction motor, a capability limit (eg, power) of the traction battery, or the like. In some examples, the second mode implements a desired amount of traction battery power (state of charge) so that when an instantaneous amount of traction battery energy is below the set point, the traction battery energy needs to be increased toward the set point.
Dies bietet den Vorteil eines verringerten Energieverbrauchs und einer Reduzierung von städtischen Emissionen, indem die Verwendung des Verbrennungsmotors für städtisches Niedrigenergiefahren vermieden wird. In einigen Beispielen wird jedoch die Fähigkeit, „Drehmomentunterstützung“ für höhere Drehmomentanforderungen zu implementieren, und die Fähigkeit, nur elektrischen Antriebsmotorantrieb für geringere Drehmomentanforderungen zu implementieren, nicht notwendigerweise verhindert. In einigen Beispielen wird der Drehmomentunterstützungs-Modus verwendet, wenn die Drehmomentanforderung die Fähigkeit des gegenwärtig aktiven des elektrischen Traktionsmotors oder des Verbrennungsmotors übersteigt, sodass das Drehmoment vom aktiven Verbrennungsmotor oder elektrischen Traktionsmotor durch das kombinierte Drehmoment vom Verbrennungsmotor und vom elektrischen Traktionsmotor erhöht wird, um der Drehmomentanforderung zu entsprechen. This offers the advantage of reduced energy consumption and reduction of urban emissions by avoiding the use of the low-energy municipal combustion engine. However, in some instances, the ability to implement "torque assist" for higher torque requests, and the ability to implement only electric drive motor drive for lower torque requests, are not necessarily prevented. In some examples, the torque assist mode is used when the torque request exceeds the capability of the currently active one of the electric traction motor or the internal combustion engine so that the torque from the active or traction motor is increased by the combined torque from the engine and the traction motor Torque request to comply.
In einigen Beispielen ist das Planungsmittel konfiguriert, um einen von der Vorhersage abhängigen Schwellenwert zu bestimmen, um zu verlangen, dass das Fahrzeug im ersten Modus gesteuert wird, während der Schwellenwert nicht überschritten wird, und um zu verlangen, dass das Fahrzeug im zweiten Modus gesteuert wird, während der Schwellenwert überschritten wird.In some examples, the scheduling means is configured to determine a prediction-based threshold to require the vehicle to be controlled in the first mode while not exceeding the threshold and to require the vehicle to be controlled in the second mode while the threshold is exceeded.
Dies bietet den Vorteil eines reduzierten Energieverbrauchs, da die geplante Verwendung der Modi auf jede spezifische Fahrt zugeschnitten ist. Ferner ist ein Schwellenwert eine quantitative Bedingung, sodass sie basierend auf quantitativen Informationen über die Fahrt automatisch bestimmt werden kann, ohne dass Benutzereingaben erforderlich sind. Darüber hinaus ist die Verwendung des einzelnen (gesamten Fahrt-) Schwellenwerts rechnerisch effizient, wodurch regelmäßige Aktualisierungen des Zeitplans während des Fahrens möglich sind, um Abweichungen in der realen Welt von den ursprünglichen Vorhersagen zu berücksichtigen.This offers the advantage of reduced energy consumption as the intended use of the modes is tailored to each specific ride. Further, a threshold is a quantitative condition so that it can be automatically determined based on quantitative information about the journey without requiring user input. In addition, the use of the single (total ride) threshold is computationally efficient, allowing for regular updates of the schedule during driving to account for real world deviations from the original forecasts.
In einigen Beispielen unterscheidet der Schwellenwert eine Niedriggeschwindigkeits- und/oder Stadtfahrumgebung von einer Hochgeschwindigkeits- und/oder außerstädtischen Fahrumgebung.In some examples, the threshold distinguishes a low speed and / or city driving environment from a high speed and / or extraurban driving environment.
Dies bietet den Vorteil eines verringerten Energieverbrauchs, da der Verbrennungsmotor für das Fahren mit hoher Leistung bevorzugt ist und der elektrische Traktionsmotor für das Fahren mit niedriger Leistung bevorzugt ist.This offers the advantage of reduced power consumption because the engine is preferred for high power driving and the electric traction motor is preferred for low power driving.
In einigen Beispielen ist der Schwellenwert ein Leistungsschwellenwert. In einigen Beispielen hängt der Leistungsschwellenwert von mindestens einer der folgenden (vorhergesagten) Variablen ab: Fahrzeuggeschwindigkeit; erlaubte Höchstgeschwindigkeit; Straßenneigung; Fahrzeugmasse; Straßenkrümmung; Straßentyp; elektrische Zusatzladung. In einigen Beispielen hängt der Leistungsschwellenwert von einer Kombination der Variablen ab. In einigen Beispielen ist der Leistungsschwellenwert als einen Fahrzeuggeschwindigkeits-Schwellenwert implementiert.In some examples, the threshold is a performance threshold. In some examples, the power threshold depends on at least one of the following (predicted) variables: vehicle speed; Speed Limit; Road gradient; Vehicle mass; Road curvature; Type of road; additional electric charge. In some examples, the performance threshold depends on a combination of the variables. In some examples, the power threshold is implemented as a vehicle speed threshold.
Dies bietet den Vorteil einer genaueren Planung, da die geplante Verwendung der Modi auf die quantitativen Merkmale jeder spezifischen Fahrt zugeschnitten ist.This provides the advantage of more accurate planning, as the intended use of the modes is tailored to the quantitative characteristics of each specific ride.
In einigen Beispielen ist das Planungsmittel so konfiguriert, dass es einen Wert des Schwellenwerts so steuert, dass die Energie der Traktionsbatterie am Ende der Fahrt um eine definierte Menge niedriger als zu Beginn der Fahrt ist.In some examples, the planning means is configured to control a value of the threshold such that the energy of the traction battery is lower by a defined amount at the end of the journey than at the beginning of the journey.
Dies bietet den Vorteil eines verringerten Energieverbrauchs, da der Schwellenwert eine maximale Nutzung des elektrischen Traktionsmotors in Teilen der Fahrt begünstigt, in denen der Ladungshalte-Modus ineffizient ist.This offers the advantage of reduced power consumption since the threshold favors maximum utilization of the electric traction motor in parts of the journey in which the charge hold mode is inefficient.
In einigen Beispielen ist die Steuerung so konfiguriert, dass während des Fahrens, während das Fahrzeug im ersten Modus gesteuert wird, eine Überschreitung des Schwellenwerts nicht allein ausreicht, um den Motor aus einem ausgeschalteten Zustand in einen eingeschalteten Zustand umzuschalten, um die Drehmomentanforderung zu erfüllen.In some examples, the controller is configured such that during travel while the vehicle is being controlled in the first mode, exceeding the threshold is not sufficient alone to switch the engine from an off state to an on state to meet the torque request.
Dies bietet den Vorteil, dass der Zeitplan nicht einfach manuell überschrieben werden kann. In einigen Beispielen besteht die einzige Möglichkeit, den Verbrennungsmotor während des ersten Modus zu verwenden, darin, die Drehmomentanforderung zu erhöhen, bis der Drehmomentunterstützungs-Modus aktiviert wird. Im Drehmomentunterstützungs-Modus wird das Drehmoment von dem Verbrennungsmotor durch den elektrischen Traktionsmotor erhöht, um die Fahrzeugbeschleunigung zu erhöhen.This has the advantage that the schedule can not simply be overridden manually. In some examples, the only way to use the internal combustion engine during the first mode is to increase the torque request until the torque assist mode is activated. In the torque assist mode, the torque from the engine is increased by the electric traction motor to increase the vehicle acceleration.
In einigen Beispielen ist die Steuerung derart konfiguriert, dass während des Fahrens, während das Fahrzeug im zweiten Modus gesteuert wird, die Nichtüberschreitung des Schwellenwerts nicht allein ausreicht, um zu bewirken, dass die Maschine aus einem eingeschalteten Zustand in einen ausgeschalteten Zustand umschaltet, um die Drehmomentanforderung zu erfüllen. In some examples, the controller is configured such that during travel, while the vehicle is being controlled in the second mode, not exceeding the threshold alone is sufficient to cause the engine to transition from an on state to an off state Meet torque requirement.
Dies bietet den Vorteil, dass der Zeitplan nicht einfach manuell überschrieben werden kann. In einigen Beispielen besteht die einzige Möglichkeit, den elektrischen Traktionsmotor zum Abbau der Traktionsbatterie während des zweiten Modus zu verwenden, darin, den Drehmomentunterstützungs-Modus zu aktivieren.This has the advantage that the schedule can not simply be overridden manually. In some examples, the only way to use the electric traction motor to decay the traction battery during the second mode is to activate the torque assist mode.
In einigen Beispielen umfasst die Fahrt eine Mehrzahl von Segmenten,wobei das Prädiktionsmittel konfiguriert ist, um einen Wert vorherzusagen, der den Energieverbrauch des Fahrzeugs für jedes Segment anzeigt. In einigen Beispielen übersteigt die Gesamtzahl der Segmente 1500 nicht.In some examples, the ride includes a plurality of segments, wherein the prediction means is configured to predict a value indicative of the energy consumption of the vehicle for each segment. In some examples, the total number of segments does not exceed 1500.
Dies bietet den Vorteil einer verbesserten Berechnungseffizienz, da dort, wo der/jeder für den Energieverbrauch kennzeichnende Parameter ein konstanter Wert für jedes Segment ist, der von den Planungsmitteln verwendete Detaillierungsgrad reduziert wird, was eine schnellere Verarbeitung und daher regelmäßige Planungsaktualisierungen während des Fahrens ermöglicht.This provides the advantage of improved computational efficiency because where the / each parameter indicative of power consumption is a constant value for each segment, the level of detail used by the scheduling means is reduced, allowing for faster processing and therefore regular scheduling updates while driving.
In einigen Beispielen umfasst die Steuerung Aggregationsmittel (einen Aggregator), die konfiguriert sind, um aus den Segmenten Informationen zu sammeln, die indikativ für den vorhergesagten Energieverbrauch sind, wobei das Planungsmittel dafür konfiguriert ist, den Schwellenwert in Abhängigkeit von der Aggregation zu bestimmen. In einigen Beispielen dient die Aggregation zum Daten-Binning in einer Vielzahl von Dimensionen. In einigen Beispielen umfasst das Bestimmen des Schwellenwerts das Berechnen des Energieverbrauchs über jedes Segment.In some examples, the controller includes aggregation means (an aggregator) configured to collect from the segments information indicative of the predicted energy usage, wherein the scheduling means is configured to determine the threshold in dependence on the aggregation. In some examples, aggregation serves for data binning in a variety of dimensions. In some examples, determining the threshold includes calculating the energy consumption over each segment.
Dies bietet den Vorteil einer verbesserten Berechnungseffizienz und einer reduzierten Speicherverwendung, da, anstatt die Energie für jedes Segment zu berechnen und zu speichern, wird Energie für jedes Bin berechnet, in dem Informationen aggregiert wurden. Bei der Bestimmung des Leistungsschwellenwerts reduzieren sich die Berechnungsiterationen von n1 = Anzahl der Segmente auf n2 = Anzahl der Bins. Der Speicher wird reduziert, da die Segmente n1 und ihre entsprechenden Entfernungen entlang der Fahrtroute nicht mehr im Speicher gespeichert werden müssen. Dies ermöglicht regelmäßige Aktualisierungen des Zeitplans während des Fahrens, um reale Abweichungen von den ursprünglichen Vorhersagen zu berücksichtigen.This offers the advantage of improved computational efficiency and reduced memory usage because instead of calculating and storing the energy for each segment, energy is computed for each bin in which information has been aggregated. When determining the power threshold, the computational iterations decrease from n1 = number of segments to n2 = number of bins. The memory is reduced because segments n1 and their corresponding distances along the route do not need to be stored in memory. This allows regular updates of the schedule during driving to account for real deviations from the original forecasts.
In einigen Beispielen wird die Aggregation unter Verwendung von nicht mehr als 2000 Bins durchgeführt.In some examples, aggregation is done using no more than 2000 bins.
Dies bietet den Vorteil einer verbesserten Berechnungseffizienz, wodurch reguläre Planungsaktualisierungen während des Fahrens ermöglicht werden, da die Anzahl von Berechnungszyklen, die erforderlich sind, um Operationen an den gruppierten Daten durchzuführen, minimal ist.This offers the advantage of improved computational efficiency, allowing for regular scheduling updates while driving, since the number of computation cycles required to perform operations on the clustered data is minimal.
In einigen Beispielen umfasst die Steuerung ein Aktualisierungsmittel (Aktualisierer), das konfiguriert ist, um während der Fahrt eine Vorhersage des Energieverbrauchs über den Rest der Fahrt zu aktualisieren und in Abhängigkeit von der aktualisierten Vorhersage einen Plan zu aktualisieren, wann während des Rests der Fahrt das Fahrzeug im ersten Modus gesteuert werden soll und wann während des Rests der Fahrt das Fahrzeug im zweiten Modus gesteuert werden soll.In some examples, the controller includes an updating means (updater) configured to update a power consumption prediction during the journey over the remainder of the journey and to update a schedule depending on the updated prediction when the rest of the trip Vehicle is to be controlled in the first mode and when during the remainder of the journey, the vehicle is to be controlled in the second mode.
Dies bietet den Vorteil, dass weniger genaue Informationen für die anfängliche Vorhersage benötigt werden, da echte Abweichungen von den ursprünglichen Vorhersagen regelmäßig berücksichtigt werden.This has the advantage that less accurate information is needed for the initial prediction, as real deviations from the original predictions are regularly taken into account.
In einigen Beispielen ist das Prädiktionsmittel dazu konfiguriert, den Energieverbrauch in Abhängigkeit von Informationen vorherzusagen, die den vorhergesagten Energieverbrauch anzeigen, die von einem Fahrzeugnavigationssystem erfasst und/oder vom maschinellen Lernen vorhergesagt werden.In some examples, the prediction means is configured to predict the power consumption based on information indicative of the predicted power consumption detected by a vehicle navigation system and / or predicted by machine learning.
Dies bietet den Vorteil von wenig häufigeren Störungen des Fahrers, da die Steuerungsfunktionen automatisch ausgeführt werden und vor dem Fahrer verborgen werden können.This offers the advantage of less frequent driver disturbances since the control functions are performed automatically and can be hidden from the driver.
In einigen Beispielen umfassen die Informationen, die indikativ für die vorhergesagte Energieverwendung sind, eines oder mehrere von: einem entfernungsabhängigen Parameter; einem geschwindigkeitsabhängigen Parameter; einem gradientenabhängigen Parameter.In some examples, the information indicative of the predicted energy usage includes one or more of: a distance-dependent parameter; a speed-dependent parameter; a gradient-dependent parameter.
Dies bietet den Vorteil, dass Informationen, die indikativ für die vorhergesagte Leistungsnutzung sind, von existierenden Fahrzeugteilsystemen wie etwa einem Navigationssystem erhalten werden können. This offers the advantage that information indicative of the predicted power usage can be obtained from existing vehicle subsystems, such as a navigation system.
In einigen Beispielen ist das Planungsmittel so konfiguriert, dass es während des Fahrens mehrere Male zwischen dem ersten Modus und dem zweiten Modus wechseln kann.In some examples, the scheduling means is configured to switch between the first mode and the second mode multiple times during driving.
Dies bietet den Vorteil, dass der Energieverbrauch für Fahrten, die zwischen hoher Leistung und geringem Stromverbrauch mehrfach variieren, minimiert werden kann.This has the advantage that the energy consumption for trips that vary several times between high performance and low power consumption can be minimized.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Steuerung für ein Fahrzeug bereitgestellt, wobei das Fahrzeug eine Traktionsbatterie, einen elektrischen Traktionsmotor und einen Verbrennungsmotor umfasst, wobei die Steuerung umfasst: mindestens einen elektronischen Prozessor; und mindestens eine elektronische Speichervorrichtung, die elektrisch mit dem elektronischen Prozessor gekoppelt ist und darin gespeicherte Anweisungen (ein Computerprogramm), die mindestens eine elektronische Speichervorrichtung und die mit dem mindestens einen elektronischen Prozessor konfigurierten Anweisungen aufweist: Vorhersagen des Energieverbrauchs des Fahrzeugs auf einer Fahrt; in Abhängigkeit von der Vorhersage, wann während des Fahrens das Fahrzeug in einem ersten Modus gesteuert werden soll und wann während des Fahrens das Fahrzeug in einem zweiten Modus gesteuert werden soll, wobei der erste Modus eine erhöhte Entladung der Traktionsbatterie-Energie durch den zweiten Modus erlaubt, und wobei der Zeitplan so konfiguriert ist, dass er erfordert, dass die Traktionsbatterie-Energie am Ende der Fahrt niedriger als die Traktionsbatterie-Energie zu Beginn der Fahrt ist. Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Steuerverfahren für ein Fahrzeug bereitgestellt, wobei das Fahrzeug eine Traktionsbatterie, einen elektrischen Traktionsmotor und einen Verbrennungsmotor umfasst, wobei das Steuerverfahren umfasst: Vorhersagen des Energieverbrauchs des Fahrzeugs auf einer Fahrt; in Abhängigkeit von der Vorhersage, wann während des Fahrens das Fahrzeug in einem ersten Modus gesteuert werden soll und wann während des Fahrens das Fahrzeug in einem zweiten Modus gesteuert werden soll, wobei der erste Modus eine erhöhte Entladung der Traktionsbatterie-Energie durch den zweiten Modus erlaubt, und wobei die Planung erfordert, dass die Traktionsbatterie-Energie am Ende der Fahrt niedriger als die Traktionsbatterie-Energie zu Beginn der Fahrt ist.According to one aspect of the invention, there is provided a controller for a vehicle, the vehicle including a traction battery, an electric traction motor, and an internal combustion engine, the controller comprising: at least one electronic processor; and at least one electronic storage device electrically coupled to and having stored therein instructions (a computer program) having at least one electronic storage device and the instructions configured with the at least one electronic processor: predicting the energy consumption of the vehicle on a trip; in response to the prediction of when to control the vehicle in a first mode during driving and when to control the vehicle in a second mode while driving, the first mode allows increased traction battery energy discharge through the second mode and wherein the schedule is configured to require traction battery energy at the end of the journey to be lower than the traction battery energy at the beginning of the journey. According to another aspect of the invention, there is provided a control method for a vehicle, the vehicle including a traction battery, an electric traction motor, and an internal combustion engine, the control method comprising: predicting the power consumption of the vehicle on one trip; in response to the prediction of when to control the vehicle in a first mode during driving and when to control the vehicle in a second mode while driving, the first mode allows increased traction battery energy discharge through the second mode and wherein the scheduling requires the traction battery energy at the end of the journey to be lower than the traction battery energy at the beginning of the journey.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogramm bereitgestellt, das, wenn es auf mindestens einem elektronischen Prozessor ausgeführt wird, zumindest bewirkt: Voraussagen des Energieverbrauchs eines Fahrzeugs auf einer Fahrt, wobei das Fahrzeug eine Traktionsbatterie, einen elektrischen Traktionsmotor und einen Verbrennungsmotor umfasst; in Abhängigkeit von der Vorhersage, wann während des Fahrens das Fahrzeug in einem ersten Modus gesteuert werden soll und wann während des Fahrens das Fahrzeug in einem zweiten Modus gesteuert werden soll, wobei der erste Modus eine erhöhte Entladung der Traktionsbatterie-Energie durch den zweiten Modus erlaubt, und wobei die Planung erfordert, dass die Traktionsbatterie-Energie am Ende der Fahrt niedriger als die Traktionsbatterie-Energie zu Beginn der Fahrt ist.In accordance with another aspect of the invention, there is provided a computer program that, when executed on at least one electronic processor, at least: predicts the energy consumption of a vehicle on a journey, the vehicle including a traction battery, an electric traction motor, and an internal combustion engine; in response to the prediction of when to control the vehicle in a first mode during driving and when to control the vehicle in a second mode while driving, the first mode allows increased traction battery energy discharge through the second mode and wherein the scheduling requires the traction battery energy at the end of the journey to be lower than the traction battery energy at the beginning of the journey.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein nichtflüchtiges, computerlesbares Speichermedium bereitgestellt.In accordance with another aspect of the present invention, a non-transitory computer-readable storage medium is provided.
Innerhalb des Umfangs dieser Anmeldung wird ausdrücklich beabsichtigt, dass die verschiedenen Aspekte, Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen, die in den vorhergehenden Absätzen, in den Patentansprüchen und/oder in der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen dargestellt werden, und insbesondere deren individuelle Merkmale, unabhängig voneinander oder in einer beliebigen Kombination berücksichtigt werden können. Dies bedeutet, dass alle Ausführungsformen und/oder Merkmale einer beliebigen Ausführungsform auf beliebige Art und/oder in einer beliebigen Kombination kombiniert werden können, sofern diese Merkmale nicht inkompatibel sind. Der Anmelder behält sich das Recht vor, jeden beliebigen ursprünglich eingereichten Patentanspruch zu ändern oder einen beliebigen neuen Patentanspruch entsprechend einzureichen, einschließlich des Rechts, jeden beliebigen ursprünglich eingereichten Patentanspruch zu verändern, um von einem beliebigen Merkmal eines beliebigen anderen Patentanspruchs abzuhängen und/oder dieses zu integrieren, obwohl es auf diese Art und Weise zuvor nicht beansprucht wurde.It is expressly intended, within the scope of this application, that the various aspects, embodiments, examples and alternatives presented in the preceding paragraphs, in the claims and / or in the following description and drawings, and in particular, their individual features, be independent of each other or in any combination. This means that all embodiments and / or features of any embodiment can be combined in any manner and / or in any combination, provided that these features are not incompatible. The Applicant reserves the right to change any claim originally filed or to submit any new claim, including the right to alter any originally filed claim, in order to depend on and / or disregard any feature of any other claim although it was previously unclaimed in this way.
Figurenlistelist of figures
Eine oder mehrere erfindungsgemäße Ausführungsformen werden nun ausschließlich beispielhaft unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
-
1 ein Beispiel für ein Fahrzeug zeigt, -
2A ein Beispiel einer Steuerung und2B ein Beispiel eines computerlesbaren Speichermediums zeigt; -
3 ein beispielhaftes Verfahren zeigt; -
4A ein Beispiel für Informationen zeigt, die indikativ für die vorhergesagte Energieverwendung, und ein Beispiel für einen Schwellenwert sind, und4B ein Beispiel für einen Zeitplan des ersten und zweiten Modus zeigt.
-
1 an example of a vehicle shows -
2A an example of a control and2 B shows an example of a computer-readable storage medium; -
3 shows an exemplary method; -
4A shows an example of information indicative of the predicted energy use, and an example of a threshold, and4B shows an example of a schedule of the first and second modes.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Das Fahrzeug
Das Fahrzeug
In einem „Entladungs“-Modus (erster Modus) befindet sich der elektrische Traktionsmotor
In einem „Ladungsaufnahme“-Modus wird die Traktionsbatterie
In einem „Ladungshalte“-Modus (zweiter Modus) befindet sich der Verbrennungsmotor
Wenn im Ladungshalte-Modus nur ein Antrieb des elektrischen Traktionsmotors als Reaktion auf eine niedrige Drehmomentanforderung zulässig ist, kann X in einem Beispiel ein beliebiger Wert aus dem Bereich von 0-40 % sein. In einigen Beispielen hängt eine Bedingung (wie etwa X) zum Umschalten auf nur den Antrieb des elektrischen Traktionsmotors auch von einem anderen Parameter ab. Der andere Parameter kann einen oder mehrere der Folgenden enthalten: den Ladezustand der Traktionsbatterie; Straßenneigung; die Temperatur einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung, wie etwa eine Katalysatortemperatur; die Temperatur eines Motorsystems, wie beispielsweise eine Kühlmitteltemperatur; oder Fahrzeuggeschwindigkeit.In the charge hold mode, if only one drive of the electric traction motor is allowed in response to a low torque request, in one example X may be any value in the range of 0-40%. In some examples, a condition (such as X) for switching to only depends on Driving the electric traction motor also from another parameter. The other parameter may include one or more of: the state of charge of the traction battery; Road gradient; the temperature of an exhaust aftertreatment device, such as a catalyst temperature; the temperature of an engine system, such as a coolant temperature; or vehicle speed.
In einigen, jedoch nicht notwendigerweise allen Beispielen ist der Drehmomentunterstützungs-Modus innerhalb des Ladungshalte-Modus verfügbar, während der aktuelle Ladezustand der Traktionsbatterie
In einigen, aber nicht notwendigerweise allen Beispielen wird der Drehmomentunterstützungs-Modus im Ladungshalte-Modus implementiert, wenn die Drehmomentanforderung nicht vollständig durch Verwendung des Verbrennungsmotors
Der Entlade-Modus erlaubt eine erhöhte Entladung der Traktionsbatterie-Energie, als es durch den Ladungshalte-Modus erlaubt ist, da der Entlade-Modus keinen konstanten Sollzustand der Ladung erfordert. Tatsächlich ist das Niveau der zulässigen Entladung im Entlade-Modus ausreichend, um Drehmomentanforderungen im unteren bis mittleren Bereich (z. B. innerhalb des Bereichs 0-Y %) vollständig durch die Entladung der Traktionsbatterie-Energie ohne Mitwirkung des Verbrennungsmotors
Zusätzlich oder alternativ kann die oder eine andere Einschränkung die Form einer Fähigkeitsgrenze der Traktionsbatterie
Dementsprechend ist das unterschiedliche Verhalten zwischen dem Ladungshalte-Modus und dem Entlade-Modus besonders offensichtlich, während eine mittlere Drehmomentanforderung angewendet wird, z. B. ein Drehmomentbedarfswert aus dem Bereich von 40 %-70 %. Für diese Drehmomentanforderung würde der Verbrennungsmotor
In einigen, aber nicht notwendigerweise allen Beispielen umfasst das Fahrzeug
Die elektronische Steuervorrichtung
Das Verfahren
In einigen, aber nicht notwendigerweise allen Beispielen ist die Fahrt eine Route zwischen einem Startort und einem Ziel, optional über einen oder mehrere Wegpunkte.In some, but not necessarily all, examples, the ride is a route between a starting location and a destination, optionally via one or more waypoints.
In einem Beispiel wird die Route durch das Fahrzeugnavigationssystem
In einem anderen Beispiel wird die Route von maschinellem Lernen vorhergesagt. Das maschinelle Lernen könnte anzeigen, wo das Fahrzeug
In einem Beispiel erstreckt sich die Fahrt, über die die Energienutzung vorhergesagt wird, bis zum Ziel. In einem anderen Beispiel erstreckt sich die Vorhersage nur bis zu einem Wegpunkt.In one example, the journey over which energy usage is predicted extends to the destination. In another example, the prediction extends only to one waypoint.
Sobald die Route bekannt ist, wird der Energieverbrauch des Fahrzeugs
In einigen, aber nicht notwendigerweise allen Beispielen ist ein Fahrstil-Identifikationsalgorithmus implementiert, um die Aggressivität des Fahrers vorherzusagen. Zum Beispiel wird eine gespeicherte Datenbank von Fahrern mit bestimmten Schlüsselkennungen abgeglichen. Wenn ein bestimmter Schlüsselanhänger oder eine andere Vorrichtung mit dem Fahrzeug
In einem Beispiel können Informationen, die indikativ für die Energienutzung für die Fahrt sind, durch das Fahrzeugnavigationssystem
Zusätzlich oder alternativ können Informationen, die den Energieverbrauch für die Fahrt anzeigen, aus maschinellem Lernen bestimmt werden. Zum Beispiel kann das maschinelle Lernen die Änderung des Ladezustands der Traktionsbatterie
In einigen, aber nicht notwendigerweise in allen Beispielen umfasst die Fahrt eine Vielzahl von Segmenten. In
Sobald die Voraussage bei Block
Ein erstes Ziel der Planungsmittel
Ein zweites Ziel der Planungsmittel
Der Zeitplan stellt eine Ausgabebedingung zum Umschalten zwischen den Modi bereit, während das Fahrzeug
In den folgenden Absätzen wird ein vorteilhafter Planungsansatz für Block
Der Planungsansatz berechnet einen Schwellenwert
In dem Beispiel der
Ein technischer Effekt des Verwendens eines Fahrzeuggeschwindigkeits-Schwellenwerts besteht in der Leichtigkeit des Überwachens, ob der Schwellenwert überschritten wird, während das Fahrzeug
Während des Fahrens ist es wichtig, dass der bevorzugte Zustand (ein oder aus) des Verbrennungsmotors
Ein beispielhafter Algorithmus zum schnellen Berechnen des Schwellenwerts
Zuerst wird eine Daten-Binning-Operation durchgeführt, bei der jedes Segment einem bestimmten Bin in einem mehrdimensionalen Feld zugewiesen wird. Jeder Bin entlang einer ersten Dimension (z. B. Spalten) repräsentiert ein Intervall einer ersten Variablen, beispielsweise Fahrzeuggeschwindigkeit. Jeder Bin entlang einer zweiten Dimension (z. B. Reihen) repräsentiert ein Intervall einer zweiten Variablen, zum Beispiel Straßengradienten. Die Segmententfernung wird dem Bin zugewiesen. Wenn zwei Segmente identifiziert werden, die zu einem bestimmten Bin gehören, werden ihre Abstände im Bin addiert (aggregiert). Ein Beispiel für ein Binning-Array ist in Tabelle 1 gezeigt, wobei km/h für Kilometer pro Stunde, km für Kilometer und % für Straßengradienten in Prozent steht:
Tabelle 1: Binning-Array
In einer praktischen Implementierung kann die Anzahl von Datenbins von dem Beispiel von Tabelle 1 abweichen. Es könnten zehn, Hunderte oder Tausende von Bins mit entsprechenden kleineren Intervallen verwendet werden. Nicht mehr als 2000 Bins insgesamt sind recheneffizient, d. h. das Array ist kleiner als 64x64.In a practical implementation, the number of data bins may differ from the example of Table 1. Ten, hundreds or thousands of bins could be used at correspondingly smaller intervals. Not more than 2000 bins in total are computationally efficient, d. H. the array is smaller than 64x64.
In einer beispielhaften Implementierung wird der Geschwindigkeitsschwellenwert durch Berechnen eines Werts des Gesamtenergieverbrauchs für jeden Bin bestimmt. Die Energieverbrauchsberechnung in diesem Beispiel ist eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit, des Gradienten und der Entfernung. In anderen Beispielen kann die Berechnung andere und/oder zusätzliche Variablen verwenden, die mit dem vorhergesagten Energieverbrauch assoziiert sind.In an exemplary implementation, the speed threshold is determined by calculating a value of the total energy consumption for each bin. The energy consumption calculation in this example is a function of the vehicle speed, the gradient and the distance. In other examples, the calculation may use other and / or additional variables associated with the predicted energy usage.
Das Ergebnis der Akkumulation kann auf einen bestimmten Schwellenwert
Es wäre einzusehen, dass der Fahrzeuggeschwindigkeits-Schwellenwert
Das Aktualisierungsmittel
Für die Zwecke dieser Offenbarung wird darauf hingewiesen, dass die Steuerung(en)
Die in
Obwohl Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in den vorhergehenden Abschnitten unter Bezugnahme auf verschiedene Beispiele beschrieben wurden, ist anzumerken, dass Modifikationen an den gegebenen Beispielen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der beanspruchten Erfindung abzuweichen.Although embodiments of the present invention have been described in the preceding paragraphs with reference to various examples, it should be understood that modifications may be made to the given examples without departing from the scope of the claimed invention.
In der vorhergehenden Beschreibung beschriebene Merkmale können in Kombinationen verwendet werden, die sich von den ausdrücklich beschriebenen Kombinationen unterscheiden.Features described in the foregoing description may be used in combinations that differ from the expressly described combinations.
Wenngleich Funktionen unter Bezugnahme auf bestimmte Merkmale beschrieben worden sind, sind diese Funktionen durch andere Merkmale ausführbar - gleich ob beschrieben oder nicht.Although functions have been described with reference to certain features, these functions are executable by other features, whether described or not.
Wenngleich Merkmale mit Bezug auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben worden sind, können diese Merkmale auch in anderen Ausführungsformen vorliegen - gleich ob beschrieben oder nicht.Although features have been described with respect to particular embodiments, these features may be embodied in other embodiments as well, whether described or not.
Während versucht wurde, in der vorstehenden Spezifikation die Aufmerksamkeit auf jene Merkmale der Erfindung zu lenken, die für besonders wichtig gehalten wurden, sollte es sich verstehen, dass der Anmelder in Bezug auf jedes patentierbare Merkmal oder jede patentierbare Kombination von Merkmalen Schutz beansprucht, auf die im Vorstehenden Bezug genommen wird und/oder die in den Zeichnungen dargestellt werden, unabhängig davon, ob dem eine besondere Bedeutung beigemessen worden ist oder nicht.While it has been attempted in the foregoing specification to draw attention to those features of the invention which have been believed to be particularly important, it should be understood that applicant claims protection with respect to each patentable feature or patentable combination of features referred to above and / or illustrated in the drawings, regardless of whether or not they have been given particular significance.
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