DE102019203242A1

DE102019203242A1 - Verfahren zum Einstellen der Betriebsweise eines Antriebsstrangs und Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102019203242A1
Application number: DE102019203242.7A
Authority: DE
Inventors: Markus RUF; Hannah Staub
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2019-03-11
Filing date: 2019-03-11
Publication date: 2020-09-17

Abstract

Die Erfindung ist gebildet durch ein Verfahren zur Einstellung einer Betriebsweise eines einen Antriebsmotor (100) aufweisenden Antriebsstrangs (102) eines Kraftfahrzeugs (104), umfassend die Schritte:- Abfragen und Erfassen von mindestens einem Wert mindestens eines die Betriebsweise des Antriebsstrangs (102) beeinflussenden Parameters (P) von einem Nutzer des Kraftfahrzeugs (104) mittels einer Abfrageeinheit (108),- Auswertung des von dem Nutzer erfassten Werts hinsichtlich seiner Auswirkung (A) auf die Betriebsweise des Antriebsstrangs (102) mittels einer Auswerteeinheit (110) und Ausgabe eines Auswertungsergebnisses, und- Anpassen der Betriebsweise des Antriebsstrangs (102) in Abhängigkeit des Auswertungsergebnisses.Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kraftfahrzeug (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung einer Betriebsweise eines einen Antriebsmotor aufweisenden Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, umfassend die Schritte:

- Abfragen und Erfassen von mindestens einem Wert mindestens eines die Betriebsweise des Antriebsstrangs beeinflussenden Parameters von einem Nutzer des Kraftfahrzeugs mittels einer Abfrageeinheit,
- Auswerten des von dem Nutzer erfassten Werts hinsichtlich seiner Auswirkung auf die Betriebsweise des Antriebsstrangs mittels einer Auswerteeinheit und Ausgabe eines Auswertungsergebnisses, und
- Anpassen der Betriebsweise des Antriebsstrangs in Abhängigkeit des Auswertungsergebn isses.
- Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Kraftfahrzeug, das ausgebildet ist, das vorstehend erwähnte Verfahren durchzuführen.

Um das Kraftfahrzeug so effizient wie möglich zu betreiben, werden moderne Prädiktionssysteme eingesetzt. Beispielsweise ist in der DE 10 2018 000 429 A1 eine Vorrichtung zum Betrieb eines Brennstoffzellensystems beschrieben, das eine fahrzeugexterne Kommunikationsschnittstelle umfasst, um Daten zum Temperaturverlauf des Brennstoffzellensystems zu erfassen oder zu prognostizieren anhand einer über einen Datendienst bereitgestellten Wetterprognose. Auf Basis dieses Prädiktionssystems wird dann automatisiert entschieden, ob Maßnahmen zur Froststartfähigkeit des Brennstoffzellensystems oder des Brennstoffzellenfahrzeugs vorzunehmen sind. Dabei kann zusätzlich eine Schnittstelle vorhanden sein, um den Nutzer zu veranlassen, die Erwärmung des Brennstoffzellensystems zu aktivieren oder zu deaktivieren oder durch eine entsprechende Eingabe der Erwärmung zuzustimmen. Hierbei können bei der Prognose, ob ein Froststart vorliegt oder nicht, kundenindividuelle Daten mit in die Betriebsstrategie einbezogen werden, wobei typische Losfahrzeiten, typische Nutzungszeiträume und gegebenenfalls eine Schnittstelle mit einem Terminkalender, beispielsweise mit dem Smartphone oder eines anderen Smartdevices des Fahrzeugnutzers auch die Termine bei der Betriebsstrategie hinsichtlich eines Froststarts mit einbezogen werden. In der US 2011/0156641 A1 ist ein Managementsystem für eine Batterie beschrieben, die für den Antrieb eines Kraftfahrzeugs genutzt wird, wobei das Lade/Entlade-Profil angepasst wird und in einer Ausgestaltung der Nutzer des Kraftfahrzeugs gefragt wird, welche Fahrstrecke geplant ist, zurückzulegen. Auf dieser Basis wird dann der optimierte SOC-Bereich für die Batterie berechnet. Auch in der US 2012/0304673 A1 ist ein prädiktives System beschrieben, das ausgebildet ist, thermische und elektrische Energie einer Brennstoffzelle gekoppelt mit einem Kühlsystem zu verwalten.
Die prädiktiven Systeme bei Kraftfahrzeugen stützen sich häufig auf Navigationsdaten und auf eine statistische Auswertung des Fahrerverhaltens, wobei möglichst genau die gefahrene Strecke und das Nutzungsverhalten vorausgesagt werden, um daraufhin das Kraftfahrzeug bestmöglich zu betreiben. Die Qualität der Prognosen für den Betrieb des Kraftfahrzeugs sinkt jedoch, wenn das Navigationssystem nicht zur Zielführung benutzt wird.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Einstellung einer Betriebsweise eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs und ein verbessertes Kraftfahrzeug anzugeben.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit dem Merkmalsbestand des Anspruchs 1 und durch ein Kraftfahrzeug mit dem Merkmalsbestand des Anspruchs 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen oder in der nachfolgenden Beschreibung angegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht also vor, dass wichtige Daten zur bevorstehenden Fahrt nun vom Fahrer direkt abgefragt und dazu genutzt werden, die Betriebsstrategie des Antriebsstrangs anzupassen. Hierzu verfügen typische Kraftfahrzeuge zumeist in der Mittelkonsole bereits über eine Vorrichtung zur Sprach- und/oder Gestensteuerung, wobei diese zugleich eine Steuerung für Infotainmentfunktionen, wie Musikwiedergabe, Telefon und Navigation sowie der Einstellung diverser Fahrzeugparameter bereitgestellt. In neueren Fahrzeugmodellen ist auch eine Steuerung per Ganzworteingabe möglich, wobei auch sprachgesteuerte, internetbasierte, intelligente persönliche Assistenten einsetzbar sind.
Typischerweise umfasst ein Antriebsstrang mehrere Konstituenten, die einzeln mittels eines gemeinsamen Steuergeräts ansteuerbar oder regelbar sind. Die Einstellung der Betriebsweise des Antriebsstrangs erfolgt dabei also in der Einstellung der Betriebsweise der einzelnen Konstituenten des Antriebsstrangs sowie der gegenseitigen Abstimmung.
Beispielsweise kann die Betriebsweise eines mit einem Brennstoffzellensystem gebildeten Antriebsstrangs eine Regelung der Leistung eines Brennstoffzellenstapels, der Zufuhr von Brennstoff, der Rezirkulationsrate von unverbrauchtem Brennstoff in einer Brennstoffrezirkulation, der Verdichterleistung zur Zufuhr von Kathodengas, der Leistung eines Ladeluftkühlers, oder der Abstimmung auf die Spannungslage einer Hochvoltbatterie umfassen. Die Steuerung weiterer Konstituenten zur Einstellung der Betriebsweise des Antriebsstranges ist selbstverständlich ebenfalls möglich.
Die Abfrageeinheit bildet vorzugsweise einen zuvor erwähnten Sprachassistenten, der diverse Fragen zu Parametern stellt, die die Betriebsweise des Antriebsstrangs beeinflussen. Auf Basis der Antworten, mithin der vom Nutzer gelieferten Werte zu den einzelnen Parametern, wird dann deren Auswirkung auf die Betriebsweise mittels einer Auswerteeinheit ausgewertet, die vorzugsweise ebenfalls Teil des Sprachassistenten ist. Die Auswertung in der Auswerteeinheit führt zu einem Auswerteergebnis, das dazu genutzt wird, die Betriebsweise des Antriebsstrangs anzupassen.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn eine Mehrzahl von die Betriebsweise des Antriebsstrangs beeinflussender Parameter vorliegt, und wenn jedem der Mehrzahl der Parameter ein Signifikanzgrad zugewiesen ist. Der Signifikanzgrad gibt dabei vorzugsweise an, wie stark der dem jeweiligen Parameter zugewiesene Wert die Betriebsweise des Antriebsstrangs beeinflusst. Somit gibt es also Parameter, die einen größeren Einfluss auf die Betriebsweise des Antriebsstrangs haben und Parameter, bei denen der Einfluss geringer gegenüber diesen ist.
Daher hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, dass die Werte zu den Parametern in absteigender Reihenfolge hinsichtlich des Signifikanzgrades abgefragt werden, da bereits bei Vorliegen der Information von Werten der Parameter mit einem hohen Signifikanzgrad eine ausreichende Anpassung des Antriebsstrangs ermöglicht ist. Es ist daher auch nicht nötig, dass alle Parameter abgefragt werden, so dass eine geeignete Auswahl der Parameter zu einer optimalen Betriebsweise des Antriebsstrangs führt.
Somit ist es sinnvoll, dass lediglich eine Auswahl von einem abzufragenden oder von mehreren abzufragenden, die Betriebsweise des Antriebsstrangs beeinflussender Parameter erfolgt.
Es ist zudem die Möglichkeit eröffnet, dass die Auswahl und/oder die Festlegung einer Abfragereihenfolge der abzufragenden Parameter in Abhängigkeit von mindestens einem fahrzeugexternen und/oder mindestens einem fahrzeuginternen und/oder mindestens einem nutzerbezogenen Faktor erfolgt. Dies führt dazu, dass das vorliegende Kraftfahrzeug sich nicht lediglich passiv verhält und nur einen Status zurückgibt, sondern aktiv den Antriebsstrang analysiert, wobei die Umgebung und etwaige Eigenschaften von den Antriebsstrang betreffenden Konstituenten in die Analyse einfließen. Zusätzlich kann das Nutzerverhalten Berücksichtigung finden. Durch die zusätzliche Aufnahme von Daten, die nicht vom Nutzer abgefragt werden, kann es vorkommen, dass der eine oder andere Parameter bereits mit einem Wert versehen wurde, der dann vom Nutzer nicht mehr abgefragt werden muss. Beispielsweise muss vom Nutzer nicht abgefragt werden, wie weit das Kraftfahrzeug bewegt werden oder welche Strecke es zurücklegen soll, wenn das Navigationssystem genutzt wird; denn dann liegen die Daten für die benötigte Reichweite vor. Ein anderes Beispiel wäre das Vorliegen von Wetterdaten, wobei beispielsweise im Sommer ein Froststart aufgrund der Wetterdaten oder Wetterprognosen als sehr unwahrscheinlich einzustufen ist und eine Abfrage hinsichtlich durchzuführender Maßnahmen für die Froststartfähigkeit des Kraftfahrzeugs vom Nutzer obsolet wird. Beispielweise kann der fahrzeuginterne Faktor eine historische oder aktuelle Betriebsweise des Kraftfahrzeugs betreffen, die sich insbesondere aus der Betriebshistorie des Antriebsstrangs ergibt.
Ein fahrzeugexterner Faktor ist beispielsweise ausgewählt aus einer Gruppe, die Navigationsdaten über eine zu erwartende zu fahrende Strecke, momentane oder prognostizierte Wetterdaten, momentane oder prognostizierte Daten zur Verkehrslage, Positionsdaten sowie momentane oder prognostizierte Daten zur Emissionsbelastung umfasst.
Anhand der Navigationsdaten lässt sich daher feststellen, entlang welcher Strecke das Kraftfahrzeug mit seinem Antriebsstrang gefahren wird, insbesondere ob Autobahnfahrten oder auch Berg/Tal-Fahrten zu erwarten sind, die einen Einfluss auf die Betriebsweise des Antriebsstrangs haben können.
Um die Betriebsweise des Antriebsstrangs weiter optimieren zu können, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Wetterdaten Berücksichtigung finden. Beispielsweise ist bei starkem Regen zu erwarten, dass das Kraftfahrzeug mit einer niedrigeren Geschwindigkeit bewegt wird, als dies der Fall wäre, wenn die Sonne schiene. Entsprechendes gilt bei der Berücksichtigung des fahrzeugexternen Faktors, der momentane oder prognostizierte Daten zur Verkehrslage berücksichtigt.
Alternativ oder ergänzend ist die Möglichkeit eröffnet, dass der fahrzeugexterne Faktor momentane oder prognostizierte Daten zur Emissionsbelastung betrifft. Beispielsweise sind bei einem mit einem Brennstoffzellensystem getriebenen Antriebsstrang Fahrten durch Gebiete mit erhöhter Emissionsbelastung (NOX, HC, CO, etc.) schädlich, da sie zu einer erhöhten Alterung der Brennstoffzellen führen können, so dass auch dann die Betriebsweise des Antriebsstrangs entsprechend angepasst werden muss.
Es ist die Möglichkeit eröffnet, dass weitere, nicht abgefragte, nutzerbezogene Faktoren Berücksichtigung finden, die beispielsweise eine Fahrverhaltensinformation des Nutzers des Kraftfahrzeugs darstellen. Diese Fahrverhaltensinformation ist vorzugsweise in einem Nutzerprofil hinterlegt. Eine Fahrverhaltensinformation kann beispielsweise den Fahrstil des jeweiligen Nutzers oder Fahrers des Kraftfahrzeugs widerspiegeln. Die Fahrverhaltensinformation kann beispielsweise eine Information über eine Überholhäufigkeit sein, die von Nutzer zu Nutzer unterschiedlich ist. Aufgrund dieser Überholhäufigkeit lässt sich darauf schließen, wie viele Lastsprünge am Antriebsstrang abgegriffen werden, womit sich ebenfalls eine angepasste Betriebsweise des Antriebsstrangs ergeben kann.
Alternativ oder ergänzend ist die Fahrverhaltensinformation ein Geschwindigkeitsprofil, das sich ebenfalls von Nutzer zu Nutzer unterscheiden kann. Beispielsweise ist ein erster Benutzer mit einem Kraftfahrzeug nur innerorts unterwegs, so dass nur eine geringe Last am Antriebsstrang anliegt. Ein anderer Benutzer, der sehr viel auf der Autobahn fährt, betreibt dann den Antriebsstrang häufiger unter einer hohen Last.
Zudem kann die Fahrverhaltensinformation alternativ oder ergänzend eine Information über das Beschleunigungsverhalten sein, was ebenfalls eine geeignete Anpassung des Antriebsstrangs erforderlich machen kann.
Alternativ oder ergänzend kann die Fahrverhaltensinformation auch eine Information über die Neigung des Kraftfahrzeugs am Abstellort sein, so dass eine erhöhte Last beim Anfahren des Antriebsstrangs zu erwarten ist bei einem Neustart. Außerdem kann die Fahrverhaltensinformation auch eine Information über Querbeschleunigungskräfte innerhalb des Antriebsstrangs sein, da beispielsweise im Falle eines brennstoffzellensystemgetriebenen Kraftfahrzeugs diese Querbeschleunigungskräfte dazu beitragen können, Flüssigkeiten, insbesondere Produktwasser, aus dem Brennstoffzellensystem auszubringen, was gegebenenfalls zu kürzeren Trocknungsprozeduren, beim Abstellvorgang führen kann.
Alternativ oder ergänzend kann die Fahrverhaltensinformation auch eine Information über eine Pedaldynamik darstellen, die ebenfalls unmittelbaren Einfluss auf die Betriebsweise des Antriebsstrangs hat.
Es hat sich außerdem als vorteilhaft erwiesen, wenn die Fahrverhaltensinformation des Nutzers in einem Nutzerprofil hinterlegt ist, welches vorzugsweise mittels eines (Auto-)Schlüssels ausgewählt wird. Anhand dieses - vorzugsweise eindeutigen - Schlüssels lässt sich also eine geeignete Auswahl eines Nutzerprofils treffen, die durch gegebenenfalls ergänzende Fragen zu einer optimierten Einstellung des Antriebsstrangs führt.
Da ein Schlüssel auf einfache Weise weitergegeben werden kann, kann es vorkommen, dass die Fahrverhaltensinformation nicht dem zutreffenden Nutzer zugeordnet ist. Es hat sich deshalb als vorteilhaft erwiesen, wenn alternativ oder ergänzend das Nutzerprofil anhand der Einstellung des einen oder der mehreren Rückspiegel ausgewählt wird. Alternativ kann auch eine Sitzeinstellung zur Auswahl des entsprechenden Nutzerprofils herangezogen werden. Alternativ oder ergänzend kann auch ein Gerät, beispielsweise ein Smartphone des Nutzers, sich an der Sprachsteuerung anmelden, mithin mit dieser koppeln, um eine eindeutige Identifizierung des Nutzers vorzunehmen. Dieses Gerät, beispielsweise das Smartphone, kann auch als Eingabegerät für die Abfrageeinheit genutzt werden.
Es besteht die Möglichkeit, dass der Betrieb des Antriebsstrangs nach verschiedenen Zielen/Profilen angepasst wird, die beispielweise ausgewählt sind aus Energieeffizienz, Komfort, Haltbarkeit, Zeiteffizienz, Kosteneffizienz. Ist vor Fahrtantritt ein geeignetes Profil gewählt, so werden vorzugsweise die abgefragten Parameter anhand des gewählten Profils ausgewählt. Durch eine Auswahl des Profils kann es ebenfalls obsolet werden, die Werte eines Parameters vom Nutzer ergänzend abzufragen. Alle Fragen werden vorzugsweise derart ausgewählt und kombiniert, dass die entscheidenden Informationen zur Optimierung des Antriebsstrangs gewonnen werden.
Zum Beispiel kann bei einer Rast an der Autobahnraststätte bei einer Kühlmitteltemperatur von 90 Grad Celsius beim Benutzer nachgefragt werden, um zu klären, ob trotz Stillstand des Kraftfahrzeugs das Kühlmittel aktiv auf 60 Grad Celsius heruntergekühlt werden soll, um bei einer Weiterfahrt in Kürze eine bessere Leistungsverfügbarkeit zu haben. In diesem Zusammenhang ist es zudem möglich, dass die Abfrageeinheit derart ausgestaltet ist, eine spielerische Abfragestrategie zu durchlaufen, so dass Anreize beim Nutzer hervorgerufen werden, mehr Fragen zu beantworten und somit die Betriebsweise des Antriebsstrangs zunehmend weiter zu optimieren.
In diesem Zusammenhang hat es sich also als vorteilhaft erwiesen, dass der Signifikanzgrad einzelner Parameter nicht fest vorgegeben ist, sondern in Abhängigkeit von fahrzeugexternen und/oder fahrzeuginternen und/oder nutzerbezogenen Faktoren eingestellt wird. Somit kann es also vorkommen, dass in einem Fahrprofil ein Parameter einen größeren Einfluss mithin einen größeren Signifikanzgrad auf den Antriebsstrang hat, als er es in einem anderen Nutzerprofil hätte. Daher ist es sinnvoll, den Signifikanzgrad in Abhängigkeit anderer Faktoren einzustellen.
Das Verfahren eignet sich insbesondere beim Einsatz eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, welches einen Antriebsstrang umfasst, dem ein Antriebsmotor zugeordnet ist. Zudem ist eine Steuerungseinrichtung vorhanden, die eine Abfrageeinheit und eine Auswerteeinheit umfasst oder der die Abfrageeinheit und die Auswerteeinheit zugeordnet sind. Die Abfrageeinheit ist ausgebildet, mindestens einen Wert mindestens eines die Betriebsweise des Antriebsstrangs beeinflussenden Parameters von einem Nutzer des Kraftfahrzeugs abzufragen und zu erfassen. Die Auswerteeinheit ist ausgebildet, den von Nutzer abgefragten Wert hinsichtlich seiner Auswirkung auf die Betriebsweise des Antriebsstrangs auszuwerten und ein Auswertungsergebnis auszugeben. Die Steuerungseinrichtung ist ausgebildet, die Betriebsweise des Antriebsstrangs in Abhängigkeit des Auswerteergebnisses der Auswerteeinheit anzupassen oder diesen entsprechend zu einer Anpassung zu veranlassen.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

1 schematisch und ausschnittsweise ein Kraftfahrzeug; und
2 die Illustration der Parameter P, ihr jeweiliger Signifikanzgrad S und ihre entsprechende Auswirkung A auf die Betriebsweise eines Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs zur Erläuterung des Verfahrens.

In 1 ist stark schematisiert ein Kraftfahrzeug 104 gezeigt, das einen Antriebsstrang 102 mit einem Antriebsmotor 100 umfasst. Dieser Antriebsmotor 100 kann beispielsweise ein Verbrennungsmotor oder ein Elektromotor sein. Nachstehend sei anhand des Beispiels eines als elektrische Maschine gebildeten Antriebsmotors 100 das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug 104 und das erfindungsgemäße Verfahren erläutert. Der Antriebsmotor 100 ist beispielsweise elektrisch von einer Hochvoltbatterie gespeist. Alternativ, vorzugsweise jedoch ergänzend ist der Antriebsmotor 100 an ein Brennstoffzellensystem mit einem Stapel von mehreren in Reihe geschalteten Brennstoffzellen gebildet. Die Batterie und der Brennstoffzellenstapel sind mittels eines Traktionsnetzes (Bordnetz) mit dem Antriebsmotor 100 verbunden. Über Anodenräume innerhalb eines Brennstoffzellenstapels wird den Anoden Brennstoff (zum Beispiel Wasserstoff) zugeführt, wobei bei einer Polymerelektrolytmembranbrennstoffzelle an der Anode Brennstoff oder Brennstoffmoleküle in Protonen (H⁺) und Elektronen (e^-) aufgespaltet werden. Die Membran lässt Protonen hindurch, ist aber undurchlässig für die Elektronen. Während die Protonen durch die Membran zur Kathode hindurchtreten, werden die Elektronen über einen externen Stromkreis an die Kathode oder an die Hochvoltbatterie geleitet. Über Kathodenräume innerhalb des Brennstoffzellenstapels wird den Kathoden Kathodengas (zum Beispiel Sauerstoff oder Sauerstoff enthaltende Luft) zugeführt, so dass dort eine Elektronenaufnahme, mithin die Reduktionsreaktion erfolgt. Als Produkt der chemischen Reaktion entsteht Wasser.
Die Anodenräume sind typischerweise über eine Anodenzufuhrleitung mit einem den Brennstoff bereitstellenden Brennstoffspeicher verbunden. Über eine Anodenrezirkulationsleitung kann an den Anoden nicht abreagierter Brennstoff den Anodenräumen erneut zugeführt werden, wobei ein Rezirkulationsgebläse fluidmechanisch in die Anodenrezirkulationsleitung eingekoppelt ist. Zur Regelung der Zufuhr des Brennstoffes ist der Anodenzufuhrleitung ein Brennstoffstellglied zugeordnet bzw. in der Anodenzufuhrleitung angeordnet, welches vorzugsweise als ein Druckregelventil gebildet ist. Stromaufwärts des Druckregelventils ist vorzugsweise ein Wärmetauscher in Form eines Rekuperators zur Vorerwärmung oder Konditionierung des Brennstoffes angeordnet. Luft- oder kathodenseitig ist ein Verdichter vorhanden, der Umgebungsluft ansaugen und verdichten kann. Aufgrund dieser Verdichtung erhöht sich die Temperatur des angesaugten Kathodengases, so dass es über eine Verdichterleitung zunächst an einen Ladeluftkühler geleitet wird, um es wieder auf eine gewünschte Temperatur herunter zu kühlen. Ausgehend vom Ladeluftkühler wird das angesaugte, komprimierte Kathodengas einem Befeuchter zugeleitet, um eine gewünschte Feuchtigkeit im Kathodengas einzustellen, bevor es über die Kathodenzufuhrleitung den Kathodenräumen des Brennstoffzellenstapels zugeführt wird.
Die Betriebsweise des das Brennstoffzellensystem umfassenden Antriebsstrangs 102 umfasst dabei die Einstellung von Drehzahlen des Rezirkulationsgebläses, des Verdichters, der Leistung des Befeuchters und/oder der Öffnungsgrade entsprechender Ventile. Je nach gewähltem Profil können unterschiedliche Einstellungen zu einer Optimierung des Antriebsstrangs 102 führen. Die Einstellung erfolgt vorliegend über eine Steuerungseinrichtung 106, die eine Abfrageeinheit 108 und eine Auswerteeinheit 110 umfasst.
Die Abfrageeinheit 108 ist ausgebildet, mindestens einen Wert mindestens eines die Betriebsweise des Antriebsstrangs 102 beeinflussenden Parameters P von einem Nutzer des Kraftfahrzeugs 104 abzufragen und zu erfassen. Die Auswerteeinheit 110 ist ausgebildet, den von dem Nutzer abgefragten Wert hinsichtlich seiner Auswirkung A auf die Betriebsweise des Antriebsstrangs 102 auszuwerten und ein Auswertungsergebnis auszugeben. Abschließend wird dann die Steuerungseinrichtung 106 verwendet, um die Betriebsweise des Antriebsstrangs 102 in Abhängigkeit des Auswerteergebnisses der Auswerteeinheit 110 anzupassen, mithin zu optimieren.
In 2 ist eine erste Tabelle mit verschiedenen Parametern P (P₁... P_N) dargestellt. Die Werte dieser Parameter P haben eine Auswirkung A (A₁ bis A_M) auf den Antriebsstrang 102 des Kraftfahrzeugs 104, wie durch die aus der Tabelle P ragenden Pfeile in die Tabelle A illustriert ist. Die dritte Tabelle zeigt auf, dass jedem Parameter P ein eigener Signifikanzgrad S (S₁... S_K) zugewiesen ist, der insbesondere angibt, wie stark der dem jeweiligen Parameter P zugewiesene Wert die Betriebsweise des Antriebsstrangs 102 beeinflusst.
Das Kraftfahrzeug verfügt über Systeme, die fahrzeuginterne Faktoren und/oder fahrzeugexterne Faktoren und/oder nutzerbezogene Faktoren erfassen, auswerten und prädiktiv für bevorstehende oder fortgesetzte Fahrten des Kraftfahrzeugs 104 zur Optimierung des Antriebsstrangs 102 berücksichtigen. Es ist nun erfindungsgemäß vorgesehen, die bereits berücksichtigen Daten zur Fahrt um weitere Informationen und Daten zur Fahrt direkt vom Fahrer abzufragen und damit zu ergänzen, um eine weitere Optimierung der Betriebsstrategie des Antriebsstrangs 102 vorzunehmen. In Abhängigkeit der bereits prädiktiv vorhandenen Daten oder Faktoren erfolgt dann eine Einteilung des Signifikanzgrades S (S_i) zu den einzelnen Parametern P (P_i). Die Reihenfolge der vom Nutzer abzufragenden Parametern P erfolgt dabei in absteigender Reihenfolge des Signifikanzgrades S. Dabei ist die Möglichkeit eröffnet, dass nur einzelne Parameter P noch abgefragt werden, um den Antriebsstrang 102 in seiner Betriebsweise zu optimieren, womit es nicht nötig ist, stets alle Parameter P mit Werten zu versehen. Die Reihenfolge oder die Signifikanzgrade S der Parameter P kann sich verändern, auch in Abhängigkeit des gewünschten Profils (z.B. Profil „Energieeffizienz“, „Komfort“, „Haltbarkeit“, „Zeiteffizienz“, „Kosteneffizienz“).
Am vorliegenden Beispiel eines Brennstoffzellenfahrzeugs könnten sich die folgenden Beispielfragen, mithin also die folgenden Parameter für die Betriebsstrategie des Antriebsstrangs 102 des Kraftfahrzeugs 104 ergeben:

P₁ = Wird in einer Garage geparkt? Dies hat eine Auswirkung darauf, dass die Batterie im Fahrbetrieb vollständig entladen werden kann, da gegebenenfalls in der Garage eine Steckdose für das Nachladen der Batterie vorhanden ist. Eine weitere Auswirkung wäre, dass kein Froststart notwendig ist, womit auch der SOC der Batterie sinken kann und eine geeignete Leistungsaufteilung zwischen der Brennstoffzelle und der Batterie gewählt werden kann, was keine spezielle Froststartprozedur notwendig macht.
P₂ = Wie weit ist die Fahrstrecke? Beispielhafter Wert: 20 km; Rückfrage P_i = Die batterieelektrische Reichweite könnte diese Strecke abdecken, soll ausschließlich im Batteriebetrieb gefahren werden? Falls zutreffend, dann ist die Brennstoffzelle nicht anzuschalten, was insbesondere für tiefe Temperaturen interessant ist.
P₃ = Soll später nochmals losgefahren werden? Dies hat z.B. die Auswirkung, dass der SOC der Batterie entsprechend eingestellt wird.
P₄ = Besteht am Zielort die Möglichkeit, die Batterie aufzuladen? Hierdurch lässt sich eine entsprechende Steuerung der Entladung realisieren oder der Hinweis ausgeben, an einem bestimmten Ort zu parken, wo die Batterie geladen werden kann.
P₅ = Soll Wasserstoff gespart werden? Die Leistungsverfügbarkeit und die SOC-Bilanz der Batterie können angepasst werden, wobei vorher eine effizienzsteigernde Regeneration des Brennstoffzellenstapels durchgeführt wird.
P₆ = Wird demnächst die volle Leistung benötigt? - Regenerationsbetrieb kann nicht oder kann aktiviert werden.
P₇ = Soll eine Ladestelle reserviert werden? Dies bietet eine Erhöhung des Komforts, insbesondere in einem Komfortprofil.

Abschließend ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug 104 eine erhöhte Lebensdauer für die Konstituenten des Antriebsstrangs 102 geschaffen, aufgrund einer aktiven Ergänzung der Daten, welche von Prädiktionssystemen des Kraftfahrzeugs 104 erfasst wurden. Zudem steigert sich die Effizienz des Kraftfahrzeugs 104 enorm, wobei die Informationen des Fahrers die Betriebsstrategie des Antriebsstrangs 102 verbessert.
Bezugszeichenliste

100: Antriebsmotor
102: Antriebsstrang
104: Kraftfahrzeug
106: Steuerungseinrichtung
108: Abfrageeinheit
110: Auswerteeinheit
P: Parameter (Frage an Nutzer)
A: Auswirkung (auf Betriebsweise des Antriebsstrangs)
S: Signifikanzgrad (auf Auswirkung)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102018000429 A1 [0002]
US 2011/0156641 A1 [0002]
US 2012/0304673 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Einstellung einer Betriebsweise eines einen Antriebsmotor (100) aufweisenden Antriebsstrangs (102) eines Kraftfahrzeugs (104), umfassend die Schritte: - Abfragen und Erfassen von mindestens einem Wert mindestens eines die Betriebsweise des Antriebsstrangs (102) beeinflussenden Parameters (P) von einem Nutzer des Kraftfahrzeugs (104) mittels einer Abfrageeinheit (108), - Auswertung des von dem Nutzer erfassten Werts hinsichtlich seiner Auswirkung (A) auf die Betriebsweise des Antriebsstrangs (102) mittels einer Auswerteeinheit (110) und Ausgabe eines Auswertungsergebnisses, und - Anpassen der Betriebsweise des Antriebsstrangs (102) in Abhängigkeit des Auswertungsergebnisses.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von die Betriebsweise des Antriebsstrangs (102) beeinflussender Parameter (P) vorliegt, und dass jedem der Mehrzahl der Parameter ein Signifikanzgrad (S) zugewiesen ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Werte zu den Parametern (P) in absteigender Reihenfolge hinsichtlich des Signifikanzgrades (S) abgefragt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswahl von einem abzufragenden oder von mehreren abzufragenden, die Betriebsweise des Antriebsstrangs (102) beeinflussenden Parameter (P) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl und/oder die Festlegung einer Abfragereihenfolge der abzufragenden Parameter (P) erfolgt in Abhängigkeit von mindestens einem fahrzeugexternen und/oder mindestens einem fahrzeuginternen und/oder mindestens einem nutzerbezogenen Faktor.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine fahrzeuginterne Faktor eine historische oder aktuelle Betriebsweise des Kraftfahrzeugs (104) betrifft.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine fahrzeugexterne Faktor ausgewählt ist aus einer Gruppe, diese umfassend, Navigationsdaten über eine zu erwartende zu fahrende Strecke, momentane oder prognostizierte Wetterdaten, momentane oder prognostizierte Daten zur Verkehrslage, Positionsdaten sowie momentane oder prognostizierte Daten zur Emissionsbelastung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der nutzerbezogene Faktor als eine Fahrverhaltensinformation des Nutzers des Kraftfahrzeugs (104) gebildet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Signifikanzgrad (S) der Parameter (P) in Abhängigkeit von fahrzeugexternen und/oder fahrzeuginternen Faktoren eingestellt wird.
Kraftfahrzeug (104) mit einem Antriebsstrang (102), der einen Antriebsmotor (100) umfasst, und mit einer Steuerungseinrichtung (106), der eine Abfrageeinheit (108) und eine Auswerteeinheit (110) zugeordnet oder jeweils eine solche in die Steuerungseinrichtung (106) integriert ist, wobei die Abfrageeinheit (108) ausgebildet ist, mindestens einen Wert mindestens eines die Betriebsweise des Antriebsstrangs (102) beeinflussenden Parameters (P) von einem Nutzer des Kraftfahrzeugs (104) abzufragen und zu erfassen, wobei die Auswerteeinheit (110) ausgebildet ist, den von dem Nutzer abgefragten Wert hinsichtlich seiner Auswirkung (A) auf die Betriebsweise des Antriebsstrangs (102) auszuwerten und ein Auswertungsergebnis auszugeben, und wobei die Steuerungseinrichtung (106) ausgebildet ist, die Betriebsweise des Antriebsstrangs (102) in Abhängigkeit des Auswerteergebnisses der Auswerteeinheit (110) anzupassen.