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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Steuervorrichtung zum automatischen Einstellen eines Betriebsmodus eines Hybridfahrzeugs. Des Weiteren betrifft die Erfindung noch ein Hybridfahrzeug mit einer derartigen Steuervorrichtung.
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Es ist an sich bekannt, dass man bei Hybridfahrzeugen manuell verschiedene Betriebsmodi auswählen kann, sodass das betreffende Hybridfahrzeug beispielsweise gemäß einer Vorgabe eines Fahrers rein elektrisch, rein mittels eines Verbrennungsmotors oder in einem Hybridmodus angetrieben werden kann. Ein Fahrer kann also den Modus per Tastendruck o.ä. situativ ändern. Nachteilig hierbei ist, dass keine Optimierung für eine bestimmte Route erfolgen kann. Würde ein Nutzer also beispielsweise manuell vorgeben, dass das Hybridfahrzeug im elektrischen Modus gestartet werden soll und weiter im elektrischen Modus betrieben werden soll, so könnte es passieren, dass irgendwann die Traktionsbatterie leer ist und das Hybridfahrzeug nicht mehr elektrisch angetrieben werden kann. Insbesondere ist es im rein elektrischen Betriebsmodus prinzipbedingt nicht möglich, eine Betriebsweise bzw. Antriebsstrategie des Hybridfahrzeugs auf eine vorausliegende Strecke anzupassen
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Die
DE 10 2013 215 012 A1 beschreibt ein Verfahren, das einem Nutzer ermöglicht, verschiedene Betriebsmodi für ein Hybridfahrzeug für verschiedene Streckensegmente auszuwählen. Anhand einer Zielvorgabe des Nutzers wird eine Route zum Ziel ermittelt. Die Route wird automatisch in verschiedene Segmente eingeteilt, wonach der Nutzer gefragt wird, welche Betriebsmodi er für die verschiedenen Segmente wünscht. Fährt der Nutzer beispielsweise regelmäßig von seiner Wohnung zu seinem Arbeitsplatz, so kann es vorgesehen sein, dass ein erstes Segment der Route ein Abschnitt durch seine Nachbarschaft, ein zweites Segment über Landstraßen, ein drittes Segment entlang einer Autobahn führt. So kann der Nutzer beispielsweise vorgeben, dass das Hybridfahrzeug im ersten Segment durch seine Nachbarschaft rein elektrisch angetrieben werden soll, wobei das Hybridfahrzeug beispielsweise entlang der Autobahn, also entlang des dritten Segments, rein im Verbrennerbetrieb angetrieben werden soll. Der Fahrer kann also für jedes Segment der Strecke einen Modus vorgeben. Nachteilig hierbei ist, dass das manuelle Vorgeben jeweiliger Modi pro Segment für den Fahrer aufwändig und eine manuelle Effizienzoptimierung praktisch nicht möglich ist, da diese üblicherweise auf Basis antriebsinterner Kenngrößen erfolgt.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, mittels welcher einerseits ein rein elektrischer Fahrmodus auf Kurzstrecken und andererseits eine optimale Energieverteilung auf Langstrecken sichergestellt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und durch eine Steuervorrichtung zum automatischen Einstellen eines Betriebsmodus eines Hybridfahrzeugs mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere mögliche Ausgestaltungen der Erfindung sind insbesondere in abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum automatischen Einstellen eines Betriebsmodus eines Hybridfahrzeugs wird nach Ermittlung einer Route zu einem Ziel überprüft, ob eine Entfernung zum Ziel größer als eine rein elektrisch zurücklegbare Reichweite des Hybridfahrzeugs ist. Das Hybridfahrzeug wird automatisch in einen Hybridmodus versetzt, wenn die Entfernung zum Ziel größer als die rein elektrisch zurücklegbare Reichweite des Hybridfahrzeugs ist. Das Hybridfahrzeug wird automatisch in einen rein elektrischen Fahrmodus versetzt, wenn die Entfernung zum Ziel nicht größer als die rein elektrisch zurücklegbare Reichweite des Hybridfahrzeugs ist.
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Das automatische Einstellen des jeweiligen Betriebsmodus kann insbesondere mit Start einer Routenführung zum Ziel oder auch beispielsweise schon mit einem Aufstarten des Hybridfahrzeugs erfolgen, wenn die Routenführung dann schon aktiv ist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es also vorgesehen, die automatische Einstellung bzw. Wahl des Betriebsmodus des Hybridfahrzeugs an der noch vorhandenen elektrischen Reichweite und der Entfernung zum eingegebenen Ziel zu orientieren. Eine Anpassung des Betriebsmodus bzw. Fahrmodus des Hybridfahrzeugs erfolgt beim erfindungsgemäßen Verfahren also automatisch und nicht mehr nur manuell durch jeweilige Vorgaben des Nutzers des Hybridfahrzeugs. An sich ist es üblich, dass der Modus, in dem ein Hybridfahrzeug aufgestartet werden kann, von einem Nutzer manuell auf hybrid oder elektrisch konfiguriert werden kann. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, beispielsweise eine solche Kundenvorgabe zu überstimmen bzw. zu überschreiben, je nachdem, wie groß die Entfernung zu einem vorgegebenen Ziel ist.
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Insbesondere wenn es sich bei dem Hybridfahrzeug um ein Plug-in-Hybridfahrzeug handelt, kann das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft bei unterschiedlichem Fahrverhalten bzw. Nutzungsverhalten des Hybridfahrzeugs eingesetzt werden. Wird das Plug-in-Hybridfahrzeug beispielsweise häufig geladen, so könnte sich der rein elektrische Modus insbesondere als Aufstartmodus eignen. Bei aktiver Zielführung in Verbindung mit einer langen Route wäre aber der Hybridmodus der effizientere Modus, wobei beim erfindungsgemäßen Verfahren dann kein manueller Moduswechsel notwendig ist, da das erfindungsgemäße Verfahren den passenden Betriebsmodus des Hybridfahrzeugs automatisch in Abhängigkeit davon einstellt, ob die Entfernung zum Ziel größer oder kleiner als die rein elektrisch zurücklegbare Reichweite des Hybridfahrzeugs ist.
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Wird das Hybridfahrzeug beispielsweise wochentags entlang einer Pendelstrecke zwischen Wohnort und Arbeitsstätte bewegt, wobei die Entfernung kleiner als die elektrische Reichweite ist, so kann das Hybridfahrzeug mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens automatisch im elektrischen Fahrmodus betrieben werden. Wird das Hybridfahrzeug hingegen beispielsweise an einem Wochenende für eine lange Strecke zu einem Ausflugsziel genutzt, so ist es mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, automatisch den für diesen Fall besseren Betriebsmodus, also den Hybridmodus, beispielsweise direkt mit Start der Routenführung einzustellen.
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Dadurch, dass das erfindungsgemäße Verfahren einen automatischen Moduswechsel anhand einer jeweiligen Entfernung zum Ziel vornehmen kann, ist es möglich, eine situative Anpassung des Betriebsmodus des Hybridfahrzeugs vorzunehmen, und zwar ohne, dass ein Nutzer des Hybridfahrzeugs eingreifen muss. Somit wird mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens immer der effizienteste Betriebsmodus bzw. Fahrmodus aktiviert.
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Eine mögliche Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass eine Betriebsweise des Hybridfahrzeugs gemäß zumindest einem vorgegebenen Kriterium auf die noch vorausliegende Route optimiert wird, solange der Hybridmodus aktiviert ist. Beispielsweise kann das Hybridfahrzeug so betrieben werden, dass möglichst wenig Emissionen ausgestoßen werden. Auch ist es beispielsweise möglich, dass ein Nutzer des Hybridfahrzeugs zwischen verschiedenen Kriterien wählen kann, auf die hin das Hybridfahrzeug auf der noch vorausliegenden Route hin optimiert werden soll, solange der Hybridmodus aktiviert ist. So ist es beispielsweise möglich, dass das Hybridfahrzeug besonders effizient betrieben werden kann, während der Hybridmodus aktiviert ist. So kann beispielsweise eine maximale Erlebbarkeit das elektrischen Fahrens ermöglicht werden.
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Eine weitere mögliche Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Hybridfahrzeug in den rein elektrischen Fahrmodus versetzt wird, sobald ermittelt wurde, dass die Entfernung zum Ziel nicht größer als die rein elektrisch zurücklegbare Reichweite des Hybridfahrzeugs ist. Mit anderen Worten wird das Hybridfahrzeug also unmittelbar in den rein elektrischen Fahrmodus versetzt, sobald ermittelt wurde, dass das vorgesehene Ziel rein elektrisch erreicht werden kann. In dem Fall wird das Hybridfahrzeug also sogleich ausschließlich rein elektrisch angetrieben, beispielsweise direkt mit Beginn der Routenführung.
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Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass falls noch vor dem Starten des Hybridfahrzeugs ermittelt wurde, dass die Entfernung zum Ziel kleiner als die rein elektrisch zurücklegbare Reichweite des Hybridfahrzeugs ist, das Hybridfahrzeug im elektrischen Fahrmodus gestartet wird. Sollte beispielsweise eine schon zuvor ermittelte Route nach einem Zwischenstopp fortgesetzt werden oder hat ein Nutzer beispielsweise bei noch nicht gestartetem Hybridfahrzeug eine Route berechnen lassen, so wird das Hybridfahrzeug automatisch schon im elektrischen Fahrmodus gestartet, wenn die ermittelte Route fortgesetzt bzw. begonnen werden soll. Mit anderen Worten wird also der Aufstartmodus des Hybridfahrzeugs automatisch auf den elektrischen Fahrmodus gesetzt, wenn die noch zum Ziel zurückzulegende Strecke kleiner als die rein elektrisch zurücklegbare Reichweite ist. Das Fahrzeug wird also gleich im passenden elektrischen Fahrmodus gestartet. So können schon während des Aufstartvorgangs Emissionen beim Hybridfahrzeug minimiert werden.
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In weiterer möglicher Ausführung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Hybridfahrzeug erst dann in den Hybridmodus versetzt wird, sobald sich das Hybridfahrzeug in keiner Null-Emissionszone mehr befindet. Dies kann ebenso z.B. für eine Umweltzone gelten. Beispielsweise kann eine aktuelle Position des Hybridfahrzeugs mit Kartendaten oder anderen Daten abgeglichen werden, in denen Informationen vorhanden sind, wo sich Null-Emissionszonen befinden, in denen ein Verbrennerbetrieb von Fahrzeugen vollständig verboten ist. Wird beispielsweise nach Ermittlung der Route zum Ziel festgestellt, dass die Entfernung zum Ziel größer als die rein elektrisch zurücklegbare Reichweite des Hybridfahrzeugs ist, sich das Hybridfahrzeug aber in einer Null-Emissionszone befindet, so wird das Hybridfahrzeug erst dann in den Hybridmodus versetzt, wenn das Hybridfahrzeug diese Null-Emissionszone verlässt. So können die restriktiven Vorgaben innerhalb der Null-Emissionszone eingehalten werden, wobei nach Verlassen der Null-Emissionszone das Hybridfahrzeug unmittelbar in den Hybridmodus versetzt wird, sodass die Betriebsweise des Hybridfahrzeugs auf die noch vorausliegende Route optimiert werden kann.
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Eine weitere mögliche Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass, falls noch vor dem Starten des Hybridfahrzeugs ermittelt wurde, dass die Entfernung zum Ziel größer als die rein elektrisch zurücklegbare Reichweite des Hybridfahrzeugs ist, das Hybridfahrzeug im Hybridmodus gestartet wird, falls sich das Hybridfahrzeug in keiner Null-Emissionszone befindet. Wird hingegen festgestellt, dass sich das Hybridfahrzeug in einer Null-Emissionszone befindet, wird das Hybridfahrzeug automatisch im rein elektrischen Fahrmodus gestartet. Falls das Hybridfahrzeug sich hingegen in keiner Null-Emissionszone befinden sollte, so kann beispielsweise direkt mit Start der Routenführung das Hybridfahrzeug beim Aufstarten des Hybridfahrzeugs direkt im Hybridmodus gestartet werden. So ist es von Anbeginn der Routenführung an möglich, die Betriebsweise bzw. Antriebsstrategie des Hybridfahrzeugs auf die noch vorausliegende Route zu optimieren.
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Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs ist dazu eingerichtet, das erfindungsgemäße Verfahren oder mögliche Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Mögliche Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind als mögliche Ausgestaltungen der Steuervorrichtung und umgekehrt anzusehen, wobei die Steuervorrichtung insbesondere Mittel zur Durchführung der Verfahrensschritte aufweist.
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Das erfindungsgemäße Hybridfahrzeug umfasst die erfindungsgemäße Steuervorrichtung oder eine mögliche Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung. Bei dem Hybridfahrzeug kann es sich insbesondere um einen Plug-in-Hybrid handeln. Durch die bei Plug-in-Hybridfahrzeugen üblicherweise relativ hohe rein elektrische Reichweite ist es möglich, die Betriebsweise des Hybridfahrzeugs besonders gut auf die noch vorausliegende Route hin zu optimieren, solange der Hybridmodus beim Hybridfahrzeug aktiviert ist.
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Weitere Merkmale der Erfindung können sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung sowie anhand der Zeichnung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung 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.
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Die Zeichnung zeigt in:
- 1 eine stark schematisierte Darstellung eines Plug-in-Hybridfahrzeugs;
- 2 eine schematische Darstellung einer noch mit dem Hybridfahrzeug zu befahrenden Route zu einem Ziel.
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Ein als Plug-in-Hybrid ausgebildetes Hybridfahrzeug 1 ist in einer stark schematisierten Darstellung in 1 gezeigt. Das Hybridfahrzeug 1 umfasst einen Verbrennungsmotor 2 und eine elektrische Antriebsmaschine 3 zum Antreiben des Hybridfahrzeugs 1. Des Weiteren umfasst das Hybridfahrzeug 1 noch eine Traktionsbatterie 4, welche unter anderem dazu ausgelegt ist, die elektrische Antriebsmaschine 3 mit Energie zu versorgen. Des Weiteren weist das Hybridfahrzeug 1 eine Steuervorrichtung 5 auf, welche dazu eingerichtet ist, verschiedene Betriebsmodi des Hybridfahrzeugs 1 automatisch einzustellen.
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In 2 ist eine Route 6 schematisch dargestellt, welche zu einem Ziel 7 führt, die beispielsweise ein Nutzer des Hybridfahrzeugs 1 in ein Navigationssystem des Hybridfahrzeugs 1 eingegeben hat. Nachdem die Route 6 zum Ziel 7 ermittelt wurde, beispielsweise mittels des Navigationssystems des Hybridfahrzeugs 1, überprüft die Steuervorrichtung 5, ob eine Entfernung zum Ziel 7 größer als eine rein elektrisch zurücklegbare Reichweite des Hybridfahrzeugs 1 ist. Falls dies der Fall sein sollte, kann die Steuervorrichtung 5 das Hybridfahrzeug 1 automatisch in einen Hybridmodus versetzen, in dem also sowohl der Verbrennungsmotor 2 als auch die elektrische Antriebsmaschine 3 zum Antreiben des Hybridfahrzeugs 1 genutzt werden können. Im Hybridmodus ist es beispielsweise auch möglich, dass Hybridfahrzeug 1 in einem sogenannten Charge-Sustaining-Mode zu betreiben, um währenddessen einen Ladezustand der Traktionsbatterie 4 mehr oder weniger konstant zu halten. Bei Bedarf kann die elektrische Antriebsmaschine 3 auch beispielsweise zum sogenannten Boosten verwendet werden, wenn ein Nutzer des Hybridfahrzeugs 1 zum Beispiel bei einem Überholvorgang besonders viel Leistung bzw. Drehmoment abrufen möchte.
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Solange das Hybridfahrzeug 1 im Hybridmodus betrieben wird, kann die Steuervorrichtung 5 die Betriebsweise des Hybridfahrzeugs 1 gemäß zumindest einem vorgegebenen Kriterium auf die noch vorausliegende Route 6 optimieren. So ist es zum Beispiel möglich, das Hybridfahrzeug 1 besonders energieeffizient zu betreiben und zum Beispiel anhand der vorausliegenden Route 6 den Verbrennungsmotor 2 und die elektrische Antriebsmaschine 3 so aufeinander abgestimmt einzusetzen, dass das Hybridfahrzeug 1 in Summe besonders wenig Energie verbraucht. Andere Betriebsweisen sind natürlich auch möglich.
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Vorliegend ist eine Zone mit verschärften Emissionsvorgaben in Form einer Null-Emissionszone 8 schematisch angedeutet, in der sich das Hybridfahrzeug 1 noch vor dem Beginn der Routenführung bzw. vor dem Beginn der Fahrt zum Ziel 7 befindet. So kann beispielsweise mittels des Navigationssystems des Hybridfahrzeugs 1 oder auch mittels einer externen Navigationsvorrichtung ermittelt werden, wo sich das Hybridfahrzeug 1 befindet und ob es sich gerade in einer solchen Null-Emissionszone 8 befindet. Die Steuervorrichtung 5 versetzt das Hybridfahrzeug 1 in so einem Fall erst dann in den Hybridmodus, sobald sich das Hybridfahrzeug 1 nicht mehr in der Null-Emissionszone 8 befindet, also eine Grenze 9 der Null-Emissionszone 8 passiert. Falls noch vor dem Starten des Hybridfahrzeugs 1 ermittelt wurde, dass die Entfernung zum Ziel 7 größer als die rein elektrisch zurücklegbare Reichweite des Hybridfahrzeugs 1 ist, wird das Hybridfahrzeug 1 nur dann auch direkt im Hybridmodus gestartet, falls sich das Hybridfahrzeug 1 in keiner solchen Null-Emissionszone 8 befindet. Im vorliegend beispielhaft gezeigten Fall würde also auch beim Starten der Routenführung das Hybridfahrzeug 1 zunächst rein elektrisch aufgestartet und betrieben werden, solange bis die Grenze 9 passiert wurde.
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Sollte die Entfernung zum Ziel 7 hingegen nicht größer als die rein elektrisch zurücklegbare Reichweite des Hybridfahrzeugs 1 sein, so versetzt die Steuervorrichtung 5 das Hybridfahrzeug 1 unmittelbar in einen rein elektrischen Fahrmodus. Sollte beispielsweise ein Nutzer noch bei stehendem bzw. nicht gestarteten Hybridfahrzeug 1 eine Routenermittlung vornehmen, so kann die Steuervorrichtung 5 dafür sorgen, dass das Hybridfahrzeug 1 direkt im rein elektrischen Fahrmodus gestartet wird. Dies kann unabhängig davon erfolgen, ob sich das Hybridfahrzeug 1 - wie hier schematisch angedeutet - in einer solchen Null-Emissionszone 8 befindet oder nicht. Erkennt also die Steuervorrichtung 5, dass die Route 6 zum Ziel 7 kürzer ist als die rein elektrisch zurücklegbare Reichweite des Hybridfahrzeugs 1, so wird das Hybridfahrzeug 1 direkt im elektrischen Fahrmodus gestartet und legt die Route 6 vollständig im rein elektrischen Fahrmodus zurück.
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Durch die automatische und situative Anpassung des Betriebsmodus des Hybridfahrzeugs 1 ohne Nutzerinteraktion wird also immer in Abhängigkeit von der Entfernung zum Ziel 7 und unter Berücksichtigung der noch zur Verfügung stehenden rein elektrischen Reichweite der jeweils passende Betriebsmodus bzw. Fahrmodus eingestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hybridfahrzeug
- 2
- Verbrennungsmotor
- 3
- elektrische Antriebsmaschine
- 4
- Traktionsbatterie
- 5
- Steuervorrichtung
- 6
- Route
- 7
- Ziel
- 8
- Null-Emissionszone
- 9
- Grenze der Zone
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013215012 A1 [0003]
