DE102020132009A1

DE102020132009A1 - Kraftfahrzeug, Verfahren und Steuereinrichtung zum Steuern eines Betriebs eines Kraftfahrzeugs in einer Notsituation

Info

Publication number: DE102020132009A1
Application number: DE102020132009.4A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Kirschner
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2020-12-02
Filing date: 2020-12-02
Publication date: 2022-06-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein eine Steuereinrichtung und ein Verfahren zum Steuern eines Betriebs eines Kraftfahrzeugs (10) in einer Notsituation (26), wobei mindestens ein Betriebsparameter (K, L) zur Steigerung einer Mobilität des Kraftfahrzeugs (10) verändert wird, wenn die Notsituation (26) nach zumindest einem vorbestimmten Kriterium erfasst wird. Dabei wird der mindestens eine Betriebsparameter (K, L) nur temporär verändert und bei Erfüllt sein zumindest einer vorbestimmten Bedingung, die eine vorgegebene Zeitdauer der Änderung betrifft und/oder von einer Position des Kraftfahrzeug (10) abhängig ist, auf eine Einstellung (K0, G01, G02) vor Erfassen der Notsituation (26) zurückgesetzt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Betriebs eines Kraftfahrzeugs in einer Notsituation, wobei mindestens ein Betriebsparameter zur Steigerung einer Mobilität des Kraftfahrzeugs verändert wird, wenn die Notsituation nach zumindest einem vorbestimmten Kriterium erfasst wird. Die Erfindung betrifft zudem ein Kraftfahrzeug und eine Steuereinrichtung.
Aus dem Stand der Technik sind Verfahren bekannt, gemäß welchen in einer Notsituation Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs verändert werden können, um dessen Mobilität zu steigern. Oftmals wird eine solche Veränderung des Betriebsparameters mit einer Schädigung einer Komponente des Kraftfahrzeugs einher oder zumindest mit einem erhöhten Risiko für eine solche Schädigung. Beispielsweise beschreibt die DE 10 2012 206 518 A1 ein Verfahren zum Steuern einer elektrischen Maschine eines elektrischen Antriebsstrangs, gemäß welchem das Kraftfahrzeug in einem Notbetriebsmodus gestartet werden kann und dann elektrische Energie für die elektrische Maschine bereitgestellt wird. Ein solcher Notstart kann durch Betätigen einer Starttaste angefordert werden. Der Notstart soll auch dann ausgeführt werden können, wenn beispielsweise keine ausreichende Ladekapazität mehr in der Traktionsbatterie vorhanden ist. Dabei können mögliche Schäden an Fahrzeugkomponenten verursacht werden, die in einer Notsituation jedoch in Kauf genommen werden. Sobald die Betätigung der Starttaste beendet wird, wird auf die Bereitstellung von elektrischer Energie und damit der Notbetriebsmodus beendet.
Dies ermöglicht es zwar, das Kraftfahrzeug kurzzeitig von einer Gefahrenstelle, wie zum Beispiel einem Bahnübergang oder ähnlichem, wegzubewegen, jedoch können keine längeren Fahrtwege zum Entkommen einer Notsituation zurückgelegt werden. Ein Betrieb des Kraftfahrzeugs ist nur solange möglich, wie der Fahrer auch die Starttaste betätigt. Längeres Fahren mit permanent betätigter Starttaste birgt entsprechend zusätzliche Sicherheitsrisiken, da der Fahrer dann nur noch eine Hand zum Übernehmen der Fahraufgabe zur Verfügung hat. Darüber hinaus kann nachteiligerweise ein Fahrer jederzeit einen solchen Notstart auslösen. Ein versehentliches Auslösen führt dann entsprechend ebenfalls zu einer eventuellen Schädigung von Fahrzeugkomponenten.
Weiterhin beschreibt die US 2009/0140698 A1 ein Kraftfahrzeug mit einem Lade- und Betriebssystem, welches mehrere Modi aufweist. Insbesondere kann ein Fahrer dabei zwischen vier verschiedenen Modi wählen. Darunter sind insbesondere zwei Modi, nämlich ein Leistungsmodus und ein Modus für höhere Reichweite, gemäß welchen die Ladeschlussspannung nach oben gesetzt wird, sodass die Batterie weiter geladen werden kann als normalerweise zulässig, das heißt in anderen normalen Betriebsmodi. Auch dies kann mit einer eventuellen Schädigung oder Verkürzung der Lebensdauer der Batterie einhergehen. Der Benutzer kann zudem grafisch auf mögliche Konsequenzen der Wahl eines solchen Modus hingewiesen werden. Die Wahl eines solchen Betriebsmodus, der zur Beeinträchtigung der Lebensdauer der Batterie führt, ist dabei nicht auf eine Notsituation beschränkt. Eine unsachgemäße Behandlung des Kraftfahrzeugs durch einen Benutzer ist damit nicht auszuschließen.
Weiterhin beschreiben die CN 107487199 A und die DE 10 2015 212 718 A1 jeweils eine Möglichkeit, in einer Notsituation die Kapazität der Batterie eines Kraftfahrzeugs beziehungsweise eines Elektroscooters aufzuweiten. Insbesondere kann gemäß diesen Verfahren eine Restkapazität der Batterie genutzt werden, die in einer normalen Betriebssituation unangetastet bleibt, um die Lebensdauer der Batterie zu erhöhen. Eine Einleitung eines solchen Notbetriebs kann wiederum durch den Benutzer, insbesondere durch manuelle Betätigung, erfolgen. Gerade das Wissen, dass ein solcher Notbetrieb zur Verfügung steht, welcher es bei eigentlich entladener Batterie ermöglicht, dennoch weiterzufahren, kann auch hier wiederum einen Benutzer dazu verleiten, sich zu oft auf einen solchen Notbetrieb zu verlassen, was letztendlich wiederum mit einer deutlichen Beeinträchtigung der Lebensdauer der Batterie einhergeht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren, eine Steuereinrichtung und ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welche einen Notbetrieb mit erhöhter Mobilität des Kraftfahrzeugs ermöglichen, welcher einerseits zwar auch eine längere Weiterfahrt ermöglicht, andererseits aber möglichst auf die Notsituation beschränkt bleibt.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren, eine Steuereinrichtung und ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Steuern eines Betriebs eines Kraftfahrzeugs in einer Notsituation, wird mindestens ein Betriebsparameter zur Steigerung einer Mobilität des Kraftfahrzeugs verändert, wenn die Notsituation nach zumindest einem vorbestimmten Kriterium erfasst wird. Dabei wird der mindestens eine Betriebsparameter nur temporär verändert und bei Erfülltsein zumindest einer vorbestimmten Bedingung, die eine vorgegebene Zeitdauer der Änderung betrifft und/oder von einer Position des Kraftfahrzeugs abhängig ist, auf eine Einstellung vor Erfassen der Notsituation zurückgesetzt.
Durch ein solches automatisches Zurücksetzen des mindestens einen Betriebsparameters kann vorteilhafterweise die Änderung des mindestens einen Betriebsparameters möglichst auf die Notsituation beschränkt bleiben. Nichtsdestoweniger sind abhängig von der Notsituation auch längere Fahrten im Notbetrieb möglich. Dies ist dadurch bedingt, dass ein Benutzer nicht dauerhaft irgendeine Taste betätigen muss, um einen solchen Notbetrieb aufrecht zu erhalten. Dieser tritt nach Erfassen der Notsituation automatisch in Kraft und wird auch wieder nach einer vorgegebenen Zeitdauer oder gemäß einem Kriterium, welches von der Position des Kraftfahrzeugs abhängig ist, automatisch beendet. Es kann also beispielsweise eine bestimmte Zeitdauer vorgegeben sein, für welche der Notbetrieb, gemäß welchem der mindestens eine Betriebsparameter zur Steigerung der Mobilität des Kraftfahrzeugs verändert ist, aktiv ist. Ist diese Zeitdauer abgelaufen, so wird der Notbetrieb automatisch beendet, in dem der mindestens eine Betriebsparameter wieder auf seine Einstellung bzw. seinen Wert vor Erfassen der Notsituation zurückgesetzt wird. Das Beendigungskriterium kann aber auch eine Position des Kraftfahrzeugs betreffen beziehungsweise von dieser Position abhängig sein. Beispielsweise kann eine maximal mögliche Fahrstrecke vorgegeben sein, die im Notbetrieb gefahren werden kann. Hat das Kraftfahrzeug dann entsprechend diese Fahrstrecke zurückgelegt, so wird der Notbetrieb automatisch beendet. Eine übermäßig lange Aktivierung des Notbetriebs kann somit in jedem Fall verhindert werden, und dennoch werden längere Fahrten im Notbetrieb ermöglicht, sodass das Fahrzeug nicht nur sehr stark lokal begrenzt Notsituationen entkommen kann, sondern beispielsweise auch regional ausgedehntere Notsituationen. Solche Notsituationen können Katastrophen, insbesondere Naturkatastrophen, darstellen, wie beispielsweise einen Waldbrand, ein Erdbeben, Starkregen, Überschwemmungen, Hurrikans oder ähnliches. Um beim Auftreten einer solchen Katastrophe dem korrespondierenden Risikogebiet oder der Evakuierungszone zu entkommen, sind unter Umständen deutliche längere Fahrten von mehreren Kilometern erforderlich. Durch die Erfindung werden auch derart lange Fahrten ermöglicht, sodass derartigen Katastrophen sicher entkommen werden kann.
Die Veränderung des mindestens einen Betriebsparameters zur Steigerung der Mobilität des Kraftfahrzeugs findet dabei im Rahmen eines Notbetriebs des Kraftfahrzeugs statt. Mit anderen Worten stellt die Initiierung dieser Veränderung des mindestens einen Betriebsparameters in gleicher Weise die Initiierung eines solchen Notbetriebs des Kraftfahrzeugs dar. Mit anderen Worten ist der Notbetrieb des Kraftfahrzeugs durch den Betrieb des Kraftfahrzeugs mit der veränderten Parametereistellung, zum Beispiel einem veränderten Parameterwert, des mindestens einen Betriebsparameters charakterisiert. Zudem kann es sich bei der Einstellung um einen Wert des Betriebsparameters handeln oder um eine andere Einstellung, wie zum Beispiel ein Aktivierungszustand „ein“ oder „aus“, oder Ähnliches. Mit anderen Worten soll unter einem Wert des Betriebsparameters im Allgemeinen eine Einstellung des Betriebsparameters verstanden werden können, wie sie beispielsweise vor dem Erfassen der Notsituation vorgelegen hat. Entsprechend wird dann unter dem Ändern des Betriebsparameters ein Ändern dieser Einstellung verstanden.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn der Notbetrieb, das heißt die Änderung des Betriebsparameters, unabhängig von der aktuellen Fahr- und/oder Betriebssituation des Kraftfahrzeugs aktivierbar ist. Mit anderen Worten kann ein solcher Notbetrieb auch während der Fahrt beziehungsweise bei bereits laufendem Motor aktiviert werden. Durch die Veränderung des mindestens einen Betriebsparameters kann beispielsweise eine Batteriekapazität und damit auch die Reichweite des Kraftfahrzeugs erhöht und/oder Leistungsgrenzen aufgeweitet werden. Mit anderen Worten wird durch die Veränderung des Betriebsparameters nicht nur ein Notstart ermöglicht, sondern beispielsweise bei einer Aktivierung eines solchen Notbetriebs während der Fahrt eine größere Reichweite und/oder mehr Fahrleistung zur Verfügung gestellt. Die Wahrscheinlichkeit für ein Entkommen zum Beispiel aus einem Krisengebiet oder einer anderen Notsituation kann hierdurch deutlich gesteigert werden.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die vorbestimmte Bedingung als erfüllt gilt, wenn das Kraftfahrzeug einen vorbestimmten geografischen Bereich verlässt. Ein solcher geografischer Bereich kann zum Beispiel mit einer Gefahrensituation assoziiert sein. Umgekehrt kann für eine gegebene Gefahrensituation, wie beispielsweise eine Naturkatastrophe, ein zugehöriger geografischer Bereich definiert werden, der eine Gefahrenzone darstellt. Befindet sich das Kraftfahrzeug in dieser Gefahrenzone, so kann die Änderung des mindestens einen Betriebsparameters aktiviert werden beziehungsweise aktiv sein. Sobald das Verlassen dieser Gefahrenzone, das heißt des korrespondierenden vorbestimmten geografischen Bereichs, detektiert wird, kann eine automatische Rücksetzung des mindestens einen Betriebsparameters erfolgen. Dies ist besonders vorteilhaft, da so sichergestellt ist, dass der Notbetrieb in einer Notsituation auch aktiv ist, wenn gleichzeitig dieser Notbetrieb auch auf diese Notsituation beschränkt bleibt, die über den geografischen Bereich definiert ist. Bei Verlassen dieses geografischen Bereichs wird also eine automatische Rücksetzung des mindestens einen Betriebsparameters bewirkt, sodass keinerlei Interaktion speziell zum Vornehmen dieses Rücksetzvorgangs durch den Benutzer erforderlich ist. Verlässt das Kraftfahrzeug diesen vorbestimmten geografischen Bereich nicht, so bleibt auch der Notbetrieb solange aktiv, bis beispielsweise das Kraftfahrzeug an seine tatsächlichen Grenzen stößt.
Damit einhergehend ist es auch besonders vorteilhaft, wenn, wie dies gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen ist, die Notsituation nach dem zumindest einen vorbestimmten Kriterium als erfasst gilt, wenn sich das Kraftfahrzeug in dem vorbestimmten geografischen Bereich befindet. Mit anderen Worten kann der Notbetrieb automatisch aktiviert werden, sobald in einem definierten geografischen Bereich eine Notsituation eintritt, wie zum Beispiel eine Naturkatastrophe, zum Beispiel eine der oben aufgezählten. Damit einhergehend ist also auch keine separate Bedienhandlung von Seiten eines Benutzers erforderlich, um diesen Notbetrieb zu aktivieren. Der Notbetrieb aktiviert sich gewissermaßen ganz von selbst, sobald also eine Notsituation eintritt. Dabei kann es weiterhin vorgesehen sein, dass keine Möglichkeit für den Benutzer eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt ist, selbsttätig einen solchen Notbetrieb einzuleiten. Nichtsdestoweniger kann diese Möglichkeit dennoch offengehalten werden. Der große Vorteil einer solchen automatischen Aktivierung besteht vor allem darin, dass die Missbrauchsgefahr sowie auch die Gefahr von Fehlauslösungen enorm reduziert werden kann. Dies ist schonender für das Kraftfahrzeug und die betreffenden Fahrzeugkomponenten, da im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Notbetrieb vorzugsweise einen Betrieb des Kraftfahrzeugs darstellt, welcher sich weniger vorteilhaft für mindestens eine Fahrzeugkomponente, insbesondere nachteilig auf mindestens eine Fahrzeugkomponente, beispielsweise in Bezug auf deren Lebensdauer, auswirkt. Eine solche Fahrzeugkomponente kann zum Beispiel Teil eines Antriebsstrangs sein, ein Kraftfahrzeugmotor oder vor allen Dingen auch die Batterie.
Weiterhin handelt es sich beim Kraftfahrzeug vorzugsweise um ein batteriebetriebenes Fahrzeug, wie beispielsweise ein batterieelektrisch betriebenes Kraftfahrzeug oder ein Hybridfahrzeug. Vorzugsweise weist das Kraftfahrzeug eine Batterie, insbesondere eine Hochvoltbatterie, auf. Gerade das Vorhandensein einer solchen Hochvoltbatterie ermöglicht es, die Mobilität des Kraftfahrzeugs in einem Notbetrieb deutlich zu steigern, wie dies später näher erläutert wird. Bei einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Veränderung des mindestens einen Betriebsparameters von einer kraftfahrzeugexternen zentralen Datenverarbeitungseinrichtung autorisiert und/oder ausgelöst. Dies hat den großen Vorteil, dass eine solche zentrale Datenverarbeitungseinrichtung gleichzeitig überwachen kann, ob ein Notbetrieb des Kraftfahrzeugs gerechtfertigt ist. Situationen, in welchen das Kraftfahrzeug liegen bleibt, weil der Benutzer aus Nachlässigkeit oder Bequemlichkeit das Kraftfahrzeug nicht geladen hat und nun einfach den Notbetrieb aktivieren möchte, können somit vorteilhafterweise vermieden werden. Dadurch kann also vorteilhafterweise gewährleistet werden, dass der Notbetrieb tatsächlich nur in Notsituationen aktiviert werden kann. Dies ermöglicht es beispielsweise auch, neben der oben beschriebenen automatischen Aktivierung des Notbetriebs, welche von der aktuellen geografischen Position des Kraftfahrzeugs abhängt, eine zusätzliche manuelle Aktivierungsmöglichkeit für den Benutzer im Fahrzeug vorzusehen. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass der Notbetrieb im Zusammenhang mit einem sogenannten E-Call beziehungsweise Emergency-Call, das heißt einem Notruf aus dem Kraftfahrzeug, gestartet werden kann beziehungsweise an der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung angefragt werden kann. Eine solche Aktivierungsanfrage kann zum Beispiel auch ganz automatisch an die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung gesendet werden, sobald der Fahrer im Fahrzeug oder das Fahrzeug automatisch einen solchen E-Call durchführt. Die Anfrage muss aber nicht notwendigerweise im Zusammenhang mit einem solchen E-Call stehen, sondern kann auch im Zusammenhang mit einem normalen Anruf des Fahrers oder Benutzers des Kraftfahrzeugs aus dem Kraftfahrzeug bzw. mittels des Kraftfahrzeugs, zum Beispiel an eine Servicezentrale, stehen. In einer Notsituation kann also der Benutzer eine solche zum Beispiel telefonische Anfrage schicken und zum Beispiel die Notsituation erläutern. Die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung beziehungsweise eine Servicestelle, die mit dieser zentralen Datenverarbeitungseinrichtung assoziiert sein kann, kann, wenn sie die Notsituation als gegeben oder berechtigt sieht, den Notbetrieb freigeben und die Änderung des mindestens einen Betriebsparameters des Kraftfahrzeugs einleiten. Zu diesem Zweck kann ein entsprechendes Steuersignal von der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung an das Kraftfahrzeug übermittelt werden. Empfängt das Kraftfahrzeug dieses Steuersignal, so kann das Kraftfahrzeug in Abhängigkeit von dem empfangenen Steuersignal die Änderung des mindestens einen Betriebsparameters einleiten. Auf diese Weise lassen sich auch individuelle Notsituationen berücksichtigen, zum Beispiel wenn das Kraftfahrzeug auf Gleisen liegen bleibt oder in einem sehr sicherheitskritischen Bereich, wie zum Beispiel im Bereich einer Baustelle, oder wenn das Kraftfahrzeug einen Verletzten transportiert, zum Beispiel wenn das Kraftfahrzeug einen Krankenwagen oder ähnliches darstellt. Die Einbindung einer zentralen Datenverarbeitungseinrichtung, welche die Funktion einer Autorisierung und/oder Auslösung des Notbetriebs übernimmt, hat zudem einen weiteren großen Vorteil, denn hierdurch lässt sich beispielsweise in einer Notsituation, welche einen größeren geografischen Bereich betrifft, der Notbetrieb für mehrere Kraftfahrzeuge, welche sich in diesem geografischen Bereich befinden, einleiten. Insbesondere müssen die betreffenden Kraftfahrzeuge selbst dabei keinerlei Kenntnis von einer solchen Notsituation haben. Die Information über das Vorliegen einer Notsituation in einer bestimmten Region, das heißt einem bestimmten geografischen Bereich, kann beispielsweise von einer entsprechenden Institution, zum Beispiel vom Katastrophenschutz, an die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung übermittelt werden, welche automatisch den Notbetrieb für alle geeigneten Kraftfahrzeuge in diesem geografischen Gebiet aktiviert.
Daher stellt es eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar, wenn die kraftfahrzeugexterne Datenverarbeitungseinrichtung ein Steuersignal an mehrere Kraftfahrzeuge im vorbestimmten geografischen Gebiet übermittelt, in Abhängigkeit von welchem die Kraftfahrzeuge den jeweiligen mindestens einen Betriebsparameter temporär verändern. Somit kann gleichzeitig eine Umkonfigurierung einer ganzen Fahrzeugflotte stattfinden. Besonders vorteilhaft ist hierbei auch, dass in einer Notsituation, welche ein großflächiges geografisches Gebiet betrifft, ohne aktives Zutun durch einen jeweiligen Benutzer eines Kraftfahrzeugs automatisch der Notbetrieb eingeleitet werden kann. Würde es stattdessen erforderlich sein, dass die jeweiligen Benutzer zunächst entsprechende Anfragen durch ihr Kraftfahrzeug an die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung übermitteln, so wäre gegebenenfalls eine Überlastung dieses Kommunikationswegs die Folge, wenn die Notsituation vielzählige Fahrzeuge in einem geografischen Gebiet gleichzeitig betrifft. Dadurch lässt sich also die Sicherheit weiter steigern, da die automatische Aktivierung des Notbetriebs durch die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung nicht an eine vorab empfangene Anfrage gebunden ist.
Im Folgenden sollen nun Beispiele erläutert werden, wie durch die Veränderung des mindestens einen Betriebsparameters eine Steigerung der Mobilität des Kraftfahrzeugs erreicht werden kann. Dabei stellt es eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar, wenn das Kraftfahrzeug eine Batterie mit einer tatsächlichen Batteriekapazität aufweist, wobei eine nutzbare Batteriekapazität der Batterie in einem von der Notsituation verschiedenen Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs durch Vorgabe einer unteren und/oder oberen Batteriekapazitätsgrenze gegenüber der tatsächlichen Batteriekapazität begrenzt ist, und wobei der mindestens eine Betriebsparameter die untere und/oder obere Batteriekapazitätsgrenze der Batterie des Kraftfahrzeugs darstellt, wobei, wenn die Notsituation erfasst wird, der mindestens eine Betriebsparameter derart verändert wird, dass die nutzbare Batteriekapazität mit der tatsächlichen Batteriekapazität übereinstimmt.
Die Batterie stellt dabei, wie oben bereits beschrieben, vorzugsweise eine Hochvoltbatterie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs dar. Hochvoltbatterien besitzen einen bestimmten Energieinhalt, der in Kilowattstunden angegeben wird. Für einen Benutzer nutzbar ist dabei normalerweise nicht der komplette Energieinhalt, sondern, abhängig vom Fahrzeugkonzept, zum Beispiel rein batterieelektrisch oder Plug-in-Hybride, nur ein gewisser Teilbereich. Dieser Bereich ist so gewählt, dass die Batterie weder komplett ent- noch vollgeladen wird. Damit soll einer übermäßigen Alterung, einem zu schnellen Verschleiß und Schäden an den Batteriezellen vorgebeugt werden. Nur der zwischen den Grenzen befindliche Energieinhalt ist für den Benutzer sichtbar und nutzbar, zumindest im vorliegend beschriebenen Normalbetrieb. Üblicherweise ist es der Fall, dass, wenn die untere Grenze des im Normalbetrieb nutzbaren Ladezustands erreicht ist, das Fahrzeug liegenbleibt, da die Restkapazität üblicherweise nicht genutzt werden darf, sodass in diesem Fall die Fahrbereitschaft entzogen wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es nun vorteilhafterweise möglich, diese Grenze aufzuweiten. Dies erfolgt durch eine Umkonfigurierung des Fahrzeugs oder einer ganzen Fahrzeugflotte, sodass die Ladezustandsgrenzen applikativ vorübergehend komplett aufgeweitet werden und damit die tatsächliche Batteriekapazität nutzbar ist, selbst wenn dies unter Umständen eine Reduktion der Lebensdauer der Batterie bedeutet. Dadurch ist keine logische Beschränkung der Batteriekapazität mehr vorhanden und die Kapazität ist einzig durch die Zellchemie gedeckelt. Damit kann vorteilhafterweise eine höhere Reichweite erzielt werden, da die komplette Kapazität der Batterie genutzt werden kann. Das Aufweiten der Batteriekapazität äußert sich aber auch bei einem Ladevorgang zum Aufladen der Batterie. Denn, wie beschrieben, lässt sich nicht nur die untere Kapazitätsgrenze verschieben beziehungsweise aufheben, sondern auch die obere Batteriekapazitätsgrenze. Dies kann zum Beispiel dadurch erfolgen, dass die Ladeschlussspannung beim Laden der Batterie erhöht wird. Auf diese Weise kann mehr Ladung in die Batterie eingebracht werden, was ebenso zu einer Erhöhung der Reichweite führt.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung stellt der mindestens eine Betriebsparameter eine obere Grenze für einen Batteriestrom dar, insbesondere einen Ladestrom zum Laden der Batterie und/oder einen Entladestrom zum Versorgen einer Antriebseinheit des Kraftfahrzeugs, wobei, wenn die Notsituation erfasst wird, die obere Grenze erhöht oder vollständig aufgehoben wird. Diese besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass in einem Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs, insbesondere bei herkömmlichen Kraftfahrzeugen, häufig auch die Leistung der elektrischen Fahrantriebe sowie die Lade- und Entladeleistung der Hochvoltbatterie begrenzt sind. Mit anderen Worten ist häufig auch die Leistung der elektrischen Fahrantriebe dahingehend begrenzt, dass die Hochvoltbatterie nur eine gewisse maximale Entladeleistung und Ladeleistung freigibt. Die Entladeleistung ist diejenige, welche beim Beschleunigen vom Elektromotor abgerufen und dort in Form von Rotationsbewegung in Drehmomente und damit in kinetische Energie, das heißt Vortrieb, umgewandelt wird. Die elektrische Ladeleistung wird beim Bremsen oder im Schubbetrieb über den Elektromotor generiert. Die in den Stator des Elektromotors über den Rotor des Elektromotors induzierte Energie wird in die Hochvoltbatterie geladen, man spricht hier auch von Rekuperation. Herkömmlicherweise wird durch die Ladeleistungsbegrenzung in der Hochvoltbatterie auch die Leistung beim externen Laden begrenzt, das heißt mittels eines gebundenen Steckers oder induktiv. Sowohl Entlade- als auch Ladeleistung werden applikativ vom Batteriemanagementsystem begrenzt, um die Batteriezellen zu schützen oder künstlich dem Benutzer verschiedene Leistungsklassen eines Antrieb- und/oder Ladesystems anbieten zu können, um so eine höhere Diversität im Fahrzeugangebot zu erzielen. Vorteilhafterweise lässt sich nunmehr in einer Notsituation auch die Ent- und Ladeleistung der Batterie steigern, indem die oberen Grenzen für den Lade- beziehungsweise Entladestrom der Batterie erhöht oder komplett aufgehoben werden. Dies führt in vielerlei Hinsicht zu einer Leistungssteigerung. Zum einen sind hier höhere Beschleunigungswerte möglich, was es wiederum ermöglicht, schneller die Gefahrenzone zu verlassen. Auch können Ladevorgänge zum Laden der Batterie schneller stattfinden, was in einer Gefahrensituation ebenfalls von großem Vorteil ist. Zusätzlich kann auch mehr Rekuperationsenergie in der Hochvoltbatterie gespeichert werden, die andernfalls, wenn diese zu zu hohen Ladeströmen führen würde, als Wärme vernichtet werden würde.
Durch diese gesteigerte Energierückgewinnung lässt sich ebenfalls die Reichweite des Kraftfahrzeugs erhöhen. All diese Maßnahmen bewirken vorteilhafterweise, dass die Wahrscheinlichkeit, einer Notsituation zu entkommen, deutlich gesteigert ist.
Weiterhin ist es ebenso vorteilhaft, wenn der mindestens eine Betriebsparameter eine obere Leistungsgrenze einer Antriebseinheit des Kraftfahrzeugs darstellt, wobei, wenn die Notsituation erfasst wird, die obere Grenze erhöht oder vollständig aufgehoben wird. Mit anderen Worten kann die maximale Leistung einer Antriebseinheit nicht nur durch den maximalen Lade- beziehungsweise Entladestrom der Batterie begrenzt sein, sondern auch applikativ in einem zugehörigen Steuergerät. Diese applikative Grenze kann ebenso aufgehoben werden, sodass nunmehr deutlich höhere Antriebsleistungen möglich sind, selbst wenn diese unter Umständen zu einer Schädigung der Komponenten bei dauerhaftem Betrieb führen würden.
Insgesamt lässt sich durch diese Beispiele die Mobilität des Kraftfahrzeugs insgesamt deutlich steigern. Eine derartige Umkonfigurierung ist dabei, wie oben bereits beschrieben, lediglich temporär und kann durch verschiedenste Beendigungsbedingungen wieder automatisch beendet werden. Beispielsweise können bei einer Gefahrensituation alle in dem betreffenden Gebiet befindlichen Fahrzeuge für die maximale Leistung und den Energieinhalt der Hochvoltbatterie freigeschalten werden, solange bis diese in ein Gebiet gelangen, in welchem keine Gefahr mehr für Leib und Leben besteht beziehungsweise bis eine Entwarnung für das entsprechende Areal eintritt. Die Detektion, in welchem Gebiet sich Kraftfahrzeuge aktuell befinden, kann über ein geeignetes Positionsbestimmungssystem, zum Beispiel GPS, erfolgen. Anschließend werden die Batteriekapazitäts- und -leistungsgrenzen wieder automatisch auf den Ursprungszustand zurückgesetzt.
Durch die temporäre Nutzung der kompletten Hochvoltbatteriekapazität und -leistung in Gefahrensituationen kann die maximale Reichweite und Performance des Fahrzeugs entscheidend erweitert und gesteigert werden, sodass diese Situationen gegebenenfalls überwunden werden können oder erst gar nicht entstehen. Da die Aufweitung der Batteriegrenzen und die Steigerung der Leistung nur sehr selten und auch nur vorübergehend am Fahrzeug vorgenommen werden, besteht keine Gefahr der Schädigung oder einer vorzeitigen Alterung der Hochvoltbatterie. Durch dieses Verfahren kann damit das Fahrzeug einen aktiven Teil zum Schutz der Insassen beitragen.
Des Weiteren betrifft die Erfindung auch eine Steuereinrichtung zum Steuern eines Betriebs eines Kraftfahrzeugs in einer Notsituation, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgelegt ist, mindestens einen Betriebsparameter zur Steigerung einer Mobilität des Kraftfahrzeugs zu verändern, wenn die Notsituation gemäß einem vorbestimmten Kriterium erfasst wird. Dabei ist die Steuereinrichtung dazu ausgelegt, den mindestens einen Betriebsparameter nur temporär zu verändern, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgelegt ist, ein Erfülltsein zumindest einer vorbestimmten Bedingung, die eine vorgegebene Zeitdauer der Änderung betrifft und/oder von einer Position des Kraftfahrzeugs abhängig ist, festzustellen und bei Feststellung des Erfülltseins der vorbestimmten Bedingung den mindestens einen Betriebsparameter auf eine Einstellung vor Erfassen der Notsituation zurückzusetzen.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren und seine Ausführungsformen beschriebenen Vorteile gelten in gleicher Weise für die erfindungsgemäße Steuereinrichtung. Darüber hinaus ermöglichen die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und seinen Ausführungsformen beschriebenen Verfahrensschritte die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung durch weitere korrespondierende gegenständliche Merkmale.
Die Steuereinrichtung ist insbesondere dazu ausgelegt, ein erfindungsgemäßes Verfahren oder eine seiner Ausgestaltungen durchzuführen. Zum Beispiel kann die Steuervorrichtung eine Datenverarbeitungsvorrichtung oder eine Prozessoreinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen FPGA (Field Programmable Gate Array) und/oder zumindest einen DSP (Digital Signal Processor) aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein.
Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Steuereinrichtung oder einer ihrer Ausführungsformen. Zudem gehört zur Erfindung auch eine zentrale Datenverarbeitungseinrichtung mit einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung oder einer ihrer Ausführungsformen.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.
Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Dabei zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer Steuereinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 eine schematische Darstellung einer Batterie des Kraftfahrzeugs aus 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
3 eine schematische Darstellung der Batterie des Kraftfahrzeugs aus 1 mit aufgeweiteten Kapazitätsgrenzen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
4 eine schematische Darstellung der Steuerung eines Betriebs eines Kraftfahrzeugs in einer Notsituation gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 10 mit einer Steuereinrichtung 12 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Steuereinrichtung 12 ist dabei dazu ausgelegt, den Betrieb des Kraftfahrzeugs 10 in einer Notsituation zu steuern. Zu diesem Zweck ist die Steuereinrichtung 12 dazu ausgelegt, eine Notsituation, wie diese später näher erläutert wird, zu erfassen und in Abhängigkeit von dem Erfassen dieser Notsituation mindestens einen Betriebsparameter K, L des Kraftfahrzeugs 10 zur Steigerung einer Mobilität des Kraftfahrzeugs 10 zu verändern. In diesem Beispiel stellen solche Betriebsparameter zum einen eine Kapazität K einer Hochvoltbatterie 14 des Kraftfahrzeugs 10 dar, sowie eine Leistung L. Diese Leistung L kann sich dabei sowohl auf eine maximale Lade- beziehungsweise Entladeleistung der Batterie beziehen, sowie beispielsweise auch die von einer Antriebseinheit des Kraftfahrzeugs 10 aufbringbare Leistung. Diese Antriebseinheit ist in 1 nicht dargestellt, jedoch exemplarisch ein Antriebssteuergerät 16. Die Steuereinrichtung 12 kann zum Beispiel über einen Fahrzeugbus mit dem Antriebssteuergerät 16 kommunizieren. Weiterhin weist das Kraftfahrzeug 10 auch eine Kommunikationsschnittstelle 18 zur Kommunikation mit einer zentralen Datenverarbeitungseinrichtung 20 (vergleiche 4) auf. Eine solche zentrale Datenverarbeitungseinrichtung 20 kann zum Beispiel einen Internetserver 20 darstellen.
Die temporäre Änderung des Betriebsparameters K, L ermöglicht es vorteilhafterweise, die Mobilität des Kraftfahrzeugs 10 temporär zu erhöhen. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit, der genannten erfassten Notsituation entkommen zu können. Ermöglicht wird dies insbesondere dadurch, dass im Kraftfahrzeug 10 Energiereserven sowie Leistungsreserven vorgehalten sind. Beispielsweise besitzen Hochvoltbatterien, wie auch die vorliegende Hochvoltbatterie 14, einen bestimmten Energieinhalt, der für den Benutzer jedoch nicht komplett nutzbar ist, zumindest nicht im Normalbetrieb. Um einer übermäßigen Alterung und einem zu schnellen Verschleiß und Schäden an den Batteriezellen der Batterie 14 vorzubeugen, ist in einem Normalbetrieb nur der zwischen Grenzen befindliche Energieinhalt für einen Benutzer des Kraftfahrzeugs 10 sichtbar und nutzbar. Dies wird nun anhand von 2 und 3 näher erläutert. 2 und 3 zeigen dabei jeweils eine schematische Darstellung der Batterie 14 des Kraftfahrzeugs 10. Insbesondere illustriert 2 den Energiespeicher 14 in einem Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs 10, und 3 den Energiespeicher 14 in einem Notbetrieb, der initiiert wird, sobald die Notsituation erfasst wird. Der Energiespeicher weist dabei eine tatsächliche maximale Kapazität K1 auf. Der Ladezustand, auch als State of Charge (SOC) bezeichnet, der Hochvoltbatterie 14 im Verhältnis zu ihrer Nominalkapazität wird typischerweise in Prozent angegeben. Die untere Grenze G11 dieser tatsächlichen Kapazität K1 korrespondiert entsprechend zu einem Ladezustand von 0 Prozent. Die obere Grenze G12 der tatsächlichen Kapazität K1 korrespondiert entsprechend zu dem maximal möglichen Ladezustand von 100 Prozent. Im Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs 10 ist jedoch nicht diese komplette maximale tatsächliche Kapazität K1 nutzbar, sondern eine reduzierte Kapazität K0. Diese nutzbare Kapazität K0 wird nach unten durch einen entsprechend festgelegten unteren Ladezustandsgrenzwert G01 begrenzt, und nach oben durch eine korrespondierende obere Ladezustandsgrenze G02. Die untere Grenze G01 kann zum Beispiel bei 5 Prozent liegen und die obere Grenze G02 bei 95 Prozent. Damit bleiben nach oben und nach unten jeweils 5 Prozent der tatsächlichen Kapazität K1 ungenutzt, das heißt insgesamt 10 Prozent der tatsächlichen Gesamtkapazität K1. Diese Grenzen G01, G02, die die nutzbare Kapazität K0 definieren, sind lediglich applikative Grenzen, die durch das zugeordnete Steuergerät, wie zum Beispiel die Steuereinrichtung 12, vorgegeben und festgelegt sind. In einer Notsituation ist es nun vorteilhafterweise möglich, diese Grenzen G01, G02 aufzuweiten, insbesondere bis auf die maximal oberen und unteren Grenzen G12, G11 des tatsächlichen Energieinhalts beziehungsweise der tatsächlichen maximalen Kapazität K1, wie dies in 3 veranschaulicht ist. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn sich das Kraftfahrzeug 10 und damit auch der Fahrer beziehungsweise dessen Insassen in einer Not- oder Gefahrensituation befinden, zum Beispiel im Falle eines Liegenbleibens auf Gleisen, oder im Katastrophenfall, zum Beispiel auf der Flucht vor Waldbränden, Erdbeben, Starkregen und Überschwemmungen. Der Benutzer des Kraftfahrzeugs 10 hat nun vorteilhafterweise die Möglichkeit, in einer solchen Notsituation den kompletten Energieinhalt und damit die maximale tatsächliche Kapazität K1 der Batterie 14 zu nutzen. Gerade in diesen Situationen ist eine möglichst weite und rasche Entfernung vom Gefahrenort entscheidend. Die Gefahr für Leib und Leben kann in einer solchen Situation enorm reduziert werden.
Es besteht aber nicht nur die Möglichkeit, den Energieinhalt der Batterie 14 aufzuweiten, sondern alternativ oder zusätzlich auch, die Leistung L des Kraftfahrzeugs zu erhöhen. Denn auch Ent- und Ladeleistung zum Laden der Batterie 14 werden applikativ von der Steuereinrichtung 12 begrenzt, um die Batteriezellen im Normalbetrieb zu schützen. Diese Leistungsgrenzen, sowie eventuell vorgesehene applikative Leistungsgrenzen der Antriebseinheit selbst, die zum Beispiel vom Antriebssteuergerät 16 auferlegt werden, können ebenso aufgehoben oder aufgeweitet werden. Damit kann vorübergehend die maximale Peak- und Dauerleistung aus der Batterie entnommen werden beziehungsweise in die Batterie geladen werden und eine künstliche Drosselung der Performance des Kraftfahrzeugs 10 aufgehoben werden. Dadurch können in der Notsituation eine höhere externe Ladeleistung bereitgestellt werden, höhere Beschleunigungswerte erreicht werden und zum Beispiel auch durch Erhöhung der Rekuperationsleistung wiederum die Reichweite erhöht werden.
Sobald die Notsituation vorüber ist, wird auch der Notbetrieb des Kraftfahrzeugs 10 beendet und die entsprechenden Betriebsparameter K, L wieder auf ihre ursprünglichen Werte beziehungsweise ihre ursprünglichen Einstellungen zurückgesetzt. Ein solches Zurücksetzen erfolgt dabei automatisch, ohne dass der Benutzer hierfür eine eigens zum Zurücksetzen vorgesehene Bedienhandlung ausführen muss. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass die Betriebsparameter automatisch nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer ab Erfassen der Notsituation oder ab Initiierung des Notbetriebs zurückgesetzt werden. Alternativ kann es auch vorgesehen sein, dass das Kraftfahrzeug 10 ab Initiierung des Notbetriebs nur eine vorbestimmte maximale Strecke fahren kann und dann eine automatische Rücksetzung der Betriebsparameter K, L erfolgt. Die maximale fahrbare Strecke kann dabei auch in Abhängigkeit weiterer Parameter vorgegeben sein, zum Beispiel in Abhängigkeit von einer aktuellen Position des Kraftfahrzeugs 10 und/oder in Abhängigkeit von einer Entfernung zu einer bestimmten geografischen Position, wie beispielsweise in Abhängigkeit von einer Entfernung zur nächstgelegenen Ladestation oder ähnliches. Besonders vorteilhaft ist es vor allem, wenn eine Initiierung sowie automatische Beendigung des Notbetriebs in Abhängigkeit von einer geografischen Position des Kraftfahrzeugs 10 erfolgt, wie dies im nachfolgenden Beispiel näher erläutert wird.
Hierzu zeigt 4 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Steuern des Betriebs eines Kraftfahrzeugs 10, wie zum Beispiel des Kraftfahrzeugs aus 1, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Insbesondere sind hierbei von rechts nach links vier aufeinanderfolgende Zeitschritte t0, t1, t2, t3 dargestellt. Im ersten Zeitschritt t0 befindet sich das Kraftfahrzeug 10 in einem Normalzustand beziehungsweise im Normalbetrieb. Die Betriebsparameter K, L sind dabei auf ihre normalen Betriebswerte gesetzt. Dies bedeutet, dass das Kraftfahrzeug 10 eine Standardkonfiguration für seine Hochvoltbatterie 14 aufweist, das heißt dass die Kapazität auf die nutzbare Kapazität K0 begrenzt ist und auch entsprechende Leistungsbegrenzungen der Leistung L aktiv sind. Über eine geeignete Funktechnologie, zum Beispiel LTE, kann das Fahrzeug 10 weiterhin permanenten Kontakt mit einer zentralen Datenverarbeitungseinrichtung 20, die zum Beispiel eine Serviceeinrichtung repräsentieren kann, stehen. Diese Kommunikationsverbindung erfolgt in diesem Beispiel über das Internet 22. Diese zentrale Datenverarbeitungseinrichtung 20 fungiert dabei als Steuerstelle. Auch diese zentrale Datenverarbeitungseinrichtung 20 kann dabei insbesondere eine entsprechende Steuereinrichtung 24 aufweisen. Wird nun eine Gefahrensituation 26 erfasst, wie in diesem Beispiel im darauffolgenden Zeitschritt t1, so erfolgt eine Umkonfigurierung des Fahrzeugs 10 in Bezug auf seine Betriebsparameter K, L. Eine solche Notsituation 26 kann dann auf unterschiedliche Art und Weise erfasst werden. Beispielsweise kann der Fahrer des Kraftfahrzeugs 10 aktiv eine Benachrichtigung, zum Beispiel durch einen Notruf wie zum Beispiel einen E-Call, an die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung 20 übermitteln, die durch die Steuereinrichtung 24 erfasst wird. Anschließend kann veranlasst durch die Steuereinrichtung 24 der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung 20 ein entsprechendes Steuersignal zurück an das Kraftfahrzeug 10 übermittelt werden, um die Änderung der Betriebsparameter K, L zu initiieren. Dabei kann eine entsprechende Überprüfung beziehungsweise Autorisierung vorangegangen sein. In einer bevorzugten Ausführungsform kann aber auch durch eine entsprechende Institution, zum Beispiel den Katastrophenschutz, eine Gefahrensituation 26 für ein bestimmtes Areal, das heißt für eine bestimmte geografische Region oder einen bestimmten geografischen Bereich, an die Steuerstelle 20 übermittelt werden. Daraufhin kann die Steuerstelle 20 überprüfen, welche Kraftfahrzeuge 10 sich aktuell in diesem bestimmten Areal befinden. Zu diesem Zweck können beispielsweise die Kraftfahrzeuge 10 regelmäßig ihre aktuelle Position, zum Beispiel in Form von GPS-Koordinaten, an die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung 20 übermitteln, die dann entsprechend die Positionen der Kraftfahrzeuge 10 mit dem bestimmten Areal vergleicht. Befindet sich nunmehr das Kraftfahrzeug 10 in einem solchen Areal, so übermittelt die Steuerstelle 20 einen entsprechenden Steuerbefehl an das Kraftfahrzeug 10, welche die Umkonfigurierung der Betriebsparameter K, L veranlasst. Dabei ist es möglich, solche Steuerbefehle entsprechend von der zentralen Stelle 20 an eine gesamte Fahrzeugflotte mit mehreren solchen Kraftfahrzeugen 10 zu übermitteln, die sich in dem bestimmten Areal befinden. Um diese Umkonfigurierung zu veranlassen, sendet die zentrale Stelle 20 insbesondere der Steuereinrichtung 24 einen entsprechenden Steuerbefehl an die jeweilige Recheneinheit, das heißt an die betreffende Steuereinrichtung 12, in den jeweiligen Fahrzeugen 10. Durch die jeweiligen Steuereinrichtungen 12 werden dann zum Beispiel die Ladezustandsgrenzen G01, G02 applikativ vorübergehend komplett aufgeweitet, das heißt auf die zuvor beschriebenen maximalen Grenzen G11, G12 und/oder die maximale Leistung L freigegeben, sodass keine logische Beschränkung mehr vorhanden ist und die Kapazität K und Leistung L der Hochvoltbatterie 14 einzig durch die Zellchemie gedeckelt sind, d.h. begrenzt sind. Damit kann eine höhere Reichweite erzielt werden, da die komplette Kapazität K der Batterie 14 genutzt werden kann. Gleichzeitig können höhere Ent- und Ladeleistungen erreicht werden, wodurch die Gesamtfahrzeugperformance beim Fahren, das heißt sowohl beim Beschleunigen als auch beim Rekuperieren, insbesondere betreffend die Schub- und Bremsrekuperation, sowie die Dauerleistung gesteigert werden kann. Auch kann die Leistung beim externen Laden signifikant gesteigert werden, wodurch Ladevorgänge beschleunigt werden können.
Bei einem nominellen Energieinhalt beispielsweise von 90 Kilowattstunden brutto steht dem Benutzer des Kraftfahrzeugs 10 bei einem batterieelektrisch betriebenen Fahrzeug beispielsweise ein Nettoenergieinhalt, das heißt ein nutzbarer Inhalt, von zirka 80 Kilowattstunden zur Verfügung. Bei einem angenommenen Verbrauch von 20 Kilowattstunden pro 100 Kilometern kommt das Fahrzeug 10 demnach 400 Kilometer weit. Durch die Aufweitung der Ladezustandsgrenzen auf zirka 90 Kilowattstunden erreicht das Fahrzeug 10 nun eine Gesamtreichweite von zirka 450 Kilometern. Dadurch kann also eine signifikant höhere Gesamtreichweite erzielt werden. Durch die Steigerung der Rekuperationsleistung kann zudem eventuell noch eine zusätzliche Zusatzreichweite erzielt werden.
Die Konfiguration mit den gesteigerten Leistungsgrenzen bleibt im Fahrzeug 10 solange unverändert, bis ein Areal erreicht wird, in welchem keine Gefahr 26 mehr vorliegt. In 4 ist exemplarisch noch ein weiterer Zeitschritt t2 dargestellt, in welchem das Kraftfahrzeug sich immer noch im Areal mit der Gefahrensituation 26 befindet. Erst in Zeitschritt t3 erreicht das Fahrzeug 10 ein Areal, in welchem keine Gefahr mehr vorliegt. Das Wegfallen dieser Gefahrensituation ist insbesondere mit 30 bezeichnet. Die Detektion der Position erfolgt wie beschrieben durch das fahrzeugeigene Positionsbestimmungssystem, zum Beispiel GPS. Sowohl das „sichere“ als auch das „unsichere“ Areal kann im Vorfeld von der Steuerstelle 20 virtuell festgelegt werden, was auch als Geofancing bezeichnet wird, und bei Bedarf erweitert oder angepasst werden, je nachdem, wie sich die Gefahrenlage entwickelt. Als sicheres Areal wird hierbei also eine bestimmte geografische Region bezeichnet, in welcher die Gefahrensituation 26 nicht vorliegt. Entsprechend stellt das unsichere Areal einen geografischen Bereich dar, der mit der Gefahrensituation 26 assoziiert ist. Beim Überfahren einer solchen virtuellen Grenze vom unsicheren Areal in das sichere Areal, wie das beispielsweise beim Übergang vom Zeitschritt t2 zum Zeitschritt t3 erfolgt, konfiguriert sich das Fahrzeug automatisch wieder auf den Ursprungszustand zurück, damit keine dauerhafte Überbeanspruchung der Hochvoltbatterie 14 eintritt. In diesem Zusammenhang werden also die Betriebsparameter K, L also wieder auf ihre ursprüngliche Einstellung vor dem Erfassen der Notsituation 26 zurückgesetzt. Tritt das Kraftfahrzeug 10 also in einen sicheren Bereich ein, so kann dies beispielsweise auch vom Kraftfahrzeug 10 selbst detektiert werden, wenn das als unsicher angenommene Areal beziehungsweise dessen geografische Position dem Kraftfahrzeug 10 von der Steuerstelle 20 mitgeteilt wird. Dann kann das Kraftfahrzeug 10 selbst feststellen, wann es dieses Areal verlässt und entsprechend die Rücksetzung seiner Betriebsparameter K, L vornehmen. Alternativ kann auch die Steuerstelle 20 anhand der an sie übermittelten Positionswerte des Kraftfahrzeugs 10 feststellen, wenn das Kraftfahrzeug wieder in ein sicheres Areal eintritt und entsprechend einen Steuerbefehl an die Steuereinrichtung 12 des Kraftfahrzeugs 10 übermitteln, um die Betriebsparameter K, L zurückzusetzen. Analog dazu kann auch ein Zurücksetzen der Kennwerte, das heißt der Betriebsparameter K, L, stattfinden, wenn der Steuerstelle 20 eine Entwarnung vorliegt, zum Beispiel durch den Katastrophenschutz oder den Fahrer mitgeteilt wird. Dann kann die Steuerstelle 20 beziehungsweise die Steuereinrichtung 24 im Anschluss die Rekonfiguration veranlassen, zum Beispiel wiederum durch Aussenden eines entsprechenden Kommandos an das Fahrzeug 10 beziehungsweise die gesamte Fahrzeugflotte 28.
Individuell nach Fahrzeugkonzept kann es bei diesem beschriebenen Verfahren vorteilhaft sein, weitere Steuergeräte im Antriebsstrang, wie zum Beispiel das Antriebssteuergerät 16, umzukonfigurieren, damit eine maximale Leistung und Reichweite erzielt werden kann. Beispielsweise können Anpassungen im Onbord-Charger (OBC) ebenso vorgenommen werden, um die externe Ladeleistung komplett auszureizen oder in der Leistungselektronik und/oder im Antriebssteuergerät 16, um im Fahrbetrieb die maximale Leistung zu erziehen.
Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung variable Batteriekapazitäts- und -leistungsgrenzen bei elektrischen Fahrantrieben bereitgestellt werden können, die bei Gefahrensituationen aufgeweitet werden können, um solchen Situationen leichter und sicherer entkommen zu können. Kommt es also beispielsweise in einer Region oder auf Benutzeranforderung hin, zum Beispiel durch Auslösen eines E-Calls, zu der Detektion einer Gefahren- oder Notsituation, wird zum Beispiel der maximal zur Verfügung stehende Energieinhalt der Hochvoltbatterie erweitert und die volle Ent- und Ladeleistung zur Verfügung gestellt. Diese Umkonfiguration erfolgt vorzugsweise über eine externe Steuerstelle für ein Fahrzeug oder eine ganze Fahrzeugflotte in einem bestimmten Areal. Beispielsweise werden bei Gefahrensituationen alle in dem Gebiet befindlichen Fahrzeuge für die maximale Leistung und Energieinhalt der Hochvoltbatterie freigeschalten, solange bis diese in ein Gebiet gelangen, insbesondere durch Detektion über Positionsbestimmungssysteme, in welchem keine Gefahr mehr für Leib und Leben besteht beziehungsweise eine Entwarnung für das entsprechende Areal eintritt. Anschließend werden Batteriekapazitäts- und Leistungsgrenzen wieder automatisch auf den Ursprungszustand zurückgesetzt. Durch die temporäre Nutzung der kompletten Hochvoltbatteriekapazität und -leistung in Gefahrensituationen kann die maximale Reichweite und Performance des Fahrzeugs entscheidend erweitert und gesteigert werden, sodass diese Situationen leichter überwunden werden können oder erst gar nicht entstehen. Da in diesem Fall die Aufweitung der Batteriegrenzen und die Steigerung der Leistung nur sehr selten und auch nur vorübergehend am Fahrzeug vorgenommen werden, besteht keine Gefahr der Schädigung oder einer vorzeitigen Alterung der Hochvoltbatterie. Durch dieses Verfahren kann damit das Fahrzeug einen aktiven Teil zum Schutz der Insassen beitragen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102012206518 A1 [0002]
US 2009/0140698 A1 [0004]
CN 107487199 A [0005]
DE 102015212718 A1 [0005]

Claims

Verfahren zum Steuern eines Betriebs eines Kraftfahrzeugs (10) in einer Notsituation (26), wobei mindestens ein Betriebsparameter (K, L) zur Steigerung einer Mobilität des Kraftfahrzeugs (10) verändert wird, wenn die Notsituation (26) nach zumindest einem vorbestimmten Kriterium erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Betriebsparameter (K, L) nur temporär verändert wird und bei Erfüllt sein zumindest einer vorbestimmten Bedingung, die eine vorgegebene Zeitdauer der Änderung betrifft und/oder von einer Position des Kraftfahrzeug (10) abhängig ist, auf eine Einstellung (K0, G01, G02) vor Erfassen der Notsituation (26) zurückgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Bedingung als erfüllt gilt, wenn das Kraftfahrzeug (10) einen vorbestimmten geographischen Bereich verlässt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Notsituation (26) nach dem zumindest einen vorbestimmten Kriterium als erfasst gilt, wenn sich das Kraftfahrzeug (10) in dem vorbestimmten geographischen Bereich befindet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung des mindestens einen Betriebsparameters (K, L) von einer kraftfahrzeugexternen zentralen Datenverarbeitungseinrichtung (20 ) autorisiert und/oder ausgelöst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die kraftfahrzeugexterne Datenverarbeitungseinrichtung (20) ein Steuersignal an mehrere Kraftfahrzeuge (10, 28) im vorbestimmten geographischen Gebiet übermittelt, in Abhängigkeit von welchem die Kraftfahrzeuge (10) den jeweiligen mindestens einen Betriebsparameter (K, L) temporär verändern.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (10) eine Batterie (14) mit einer tatsächlichen Batteriekapazität (K1) aufweist, wobei eine nutzbare Batteriekapazität (K0) der Batterie in einem von der Notsituation (26) verschiedenen Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs (10) durch Vorgabe einer unteren und/oder oberen Batteriekapazitätsgrenze (G01, G02) gegenüber der tatsächlichen Batteriekapazität (K1) begrenzt ist, wobei der mindestens eine Betriebsparameter (K, L) die untere und/oder obere Batteriekapazitätsgrenze (G01, G11, G02, G12) der Batterie (14) des Kraftfahrzeugs (10) darstellt, wobei wenn die Notsituation (26) erfasst wird der mindestens eine Betriebsparameter (K, L) derart verändert wird, dass die nutzbare Batteriekapazität (K0) mit der tatsächlichen Batteriekapazität (K1) übereinstimmt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Betriebsparameter (K, L) eine obere Grenze für einen Batteriestrom darstellt, insbesondere einen Ladestrom zum Laden der Batterie (14) und/oder einen Entladestrom zum Versorgen einer Antriebeinheit des Kraftfahrzeugs (10), wobei wenn die Notsituation (26) erfasst wird, die obere Grenze erhöht oder vollständig aufgehoben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Betriebsparameter (K, L) eine obere Leistungsgrenze einer Antriebseinheit des Kraftfahrzeugs (10) darstellt, wobei wenn die Notsituation (26) erfasst wird, die obere Grenze erhöht oder vollständig aufgehoben wird.
Steuereinrichtung (12, 24) zum Steuern eines Betriebs eines Kraftfahrzeugs (10) in einer Notsituation (26), wobei die Steuereinrichtung dazu ausgelegt ist, mindestens einen Betriebsparameter (K, L) zur Steigerung einer Mobilität des Kraftfahrzeugs (10) zu verändern, wenn die Notsituation (26) gemäß einem vorbestimmten Kriterium erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (12, 24) dazu ausgelegt ist, den mindestens einen Betriebsparameter (K, L) nur temporär zu verändern, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgelegt ist, ein Erfüllt sein zumindest einer vorbestimmten Bedingung, die eine vorgegebene Zeitdauer der Änderung betrifft und/oder von einer Position des Kraftfahrzeug (10) abhängig ist, festzustellen und bei Feststellung des Erfüllt sein der vorbestimmten Bedingung den mindestens einen Betriebsparameter (K, L) auf eine Einstellung vor Erfassen der Notsituation (26) zurückzusetzen.
Kraftfahrzeug (10) mit einer Steuereinrichtung (12) nach Anspruch 9.