DE102020205060A1

DE102020205060A1 - Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102020205060A1
Application number: DE102020205060.0A
Authority: DE
Inventors: Christoph Woll; Dierk Staebler; Volker Doege
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-04-22
Filing date: 2020-04-22
Publication date: 2021-10-28

Abstract

Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs umfassend mindestens einen elektrochemischen Energiespeicher mit folgenden Schritten:a. Erfassen mindestens einer Positionsgröße, die eine geografische Soll-Position des Fahrzeugs repräsentiert;b. Ermitteln einer erwarteten zurückzulegenden Wegstrecke anhand der Positionsgröße;c. Ermitteln einer Soll-Ladezustandsgröße, die einen Soll-Ladezustand des elektrochemischen Energiespeichers repräsentiert;d. Erfassen mindestens einer Umgebungsgröße, einer Betriebsgröße und/oder einer fahrdynamischen Größe;e. Ermitteln einer Ladezustandsgröße unter Berücksichtigung der Wegstrecke, der Umgebungsgröße, der Betriebsgröße und/oder der fahrdynamischen Größe, die einen erwarteten Ladezustand (SOC) des elektrochemischen Energiespeichers repräsentiert;f. Vergleichen der Ladezustandsgröße mit der Soll-Ladezustandsgröße;g. Ermitteln einer Empfehlungsgröße basierend auf einem Ergebnis des Vergleichs;

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs, einer Vorrichtung zum Unterstützen eines Fahrers eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs, einem Computerprogramm sowie einer Verwendung gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.
Stand der Technik
Aus dem Dokument DE 10 2018 131 626 A1 ist ein Verfahren zum Prognostizieren der Batterielebensdauer bekannt.
Aus dem Dokument US 2005/0125117 A1 ist ein Informationsverwaltungs- und Überwachungssystem für ein Fahrzeug bekannt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Stand der Technik weiter zu verbessern. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorgehensweise mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Ansprüche weist demgegenüber den Vorteil auf, dass das Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs folgende Schritte aufweist:

a. Erfassen mindestens einer Positionsgröße, die eine geografische Soll-Position des Fahrzeugs repräsentiert;
b. Ermitteln einer erwarteten zurückzulegenden Wegstrecke anhand der Positionsgröße;
c. Ermitteln einer Soll-Ladezustandsgröße, die einen Soll-Ladezustand des elektrochemischen Energiespeichers repräsentiert;
d. Erfassen mindestens einer Umgebungsgröße, einer Betriebsgröße und/oder einer fahrdynamischen Größe;
e. Ermitteln einer Ladezustandsgröße unter Berücksichtigung der Wegstrecke, der Umgebungsgröße, der Betriebsgröße und/oder der fahrdynamischen Größe, die einen erwarteten Ladezustand (SOC) des elektrochemischen Energiespeichers repräsentiert;
f. Vergleichen der Ladezustandsgröße mit der Soll-Ladezustandsgröße;
g. Ermitteln einer Empfehlungsgröße basierend auf einem Ergebnis des Vergleichs;

Dadurch können Empfehlungen für den Fahrer des elektrisch antreibbaren Fahrzeugs ermittelt werden, beispielsweise für eine reichweitenverlängernde Fahrweise und/oder komponentenschonende Ladestrategie.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs umfasst ferner folgenden Schritt:

h. Erzeugen von optischen, elektrischen, akustischen und/oder haptischen Signalen in Abhängigkeit der Empfehlungsgröße;

Dadurch kann der Fahrer des elektrisch antreibbaren Fahrzeugs zum komponentenschonenden, batterielebensverlängernde und/oder effizienten Betrieb des elektrisch antreibbaren Fahrzeugs geschult werden. Dadurch kann vermieden werden, dass beispielsweise ein maximaler Entladestrom begrenzt und damit verbunden eine Fahrzeuggeschwindigkeit aufgrund eines zu geringen Ladezustands des elektrochemischen Energiespeichers reduziert wird.
Weiter kann der Fahrer des elektrisch antreibbaren Fahrzeugs vorteilhafterweise über einen Mehrverbrauch durch sein persönliches Fahrverhalten und Ladeverhalten, beispielweise durch Überbeanspruchung von Komponenten, temporäre hohe Belastungen, häufiges Schnellladen und/oder Laden bei hoher Umgebungstemperatur, oder über einen Minderverbrauch durch seine vorausschauende Fahrweise mit einem geringeren Energieverbrauch, weniger Ladezyklen und geringerer Alterung informiert werden und weitere Empfehlungen zum schonenden Betrieb bereitgestellt werden.
Vorteilhafterweise wird die Positionsgröße anhand von elektronischen Nutzungsdaten, insbesondere Kalenderdaten und/oder Aufgabenlisten des Fahrers, ermittelt.
Dadurch können gegebenenfalls notwendige Ladevorgänge in Abhängigkeit von einer Ladestation-Verfügbarkeit berücksichtigt werden, wodurch vorteilhafterweise bei Mehrfachfahrten über einen Tag hinweg ausreichend Energie in dem elektrochemischen Energiespeicher vorhanden ist.
Vorteilhafterweise repräsentiert die Empfehlungsgröße mindestens einen empfohlenen Bremspunkt, eine empfohlene Beschleunigung, eine empfohlene Ideallinie, einen Hinweis zur Verbesserung eines Fahrstils, einen Hinweis zu einer Funktionsweise von Fahrzeugkomponenten, eine empfohlene Wegstrecke und/oder einen empfohlenen Ladevorgang.
Dadurch kann der Fahrer des elektrisch antreibbaren Fahrzeugs in seinem Fahrstil insbesondere zu Stressfaktoren und Verschleiß von Fahrzeugkomponenten, bei Kurvenfahrten und/oder bei Stau geschult werden. Weiter kann der Fahrer seinen Fahrstil mit einem Tages-, Wochen- und/oder Monats-Mittelwert, und/oder mit weiteren Fahrern vergleichen. Ein technisch versierter Fahrer kann anhand von Hinweisen zur Funktionsweise einer Fahrzeugkomponente Anregungen zur Verbesserung seines Fahrverhaltens ableiten.
Vorteilhafterweise repräsentiert die Betriebsgröße eine elektrische Spannung, einen elektrischen Strom, eine Temperatur, eine Impedanz, einen Alterungszustand (SOH) und/oder eine Leistungsfähigkeit (SOF) des elektrochemischen Energiespeichers.
Dadurch können Einflussfaktoren bestimmt werden, welche für den effizienten Betrieb des elektrochemischen Energiespeichers entscheidend sind und letztendlich eine Rest-Reichweite des elektrochemischen Energiespeichers verlängert werden.
Vorteilhafterweise repräsentiert die fahrdynamische Größe eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung, eine Umgebungstemperatur und/oder einen Fahrzeugzustand des elektrisch antreibbaren Fahrzeugs.
Weiter umfasst eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Unterstützen eines Fahrers eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs mindestens einen elektrochemischen Energiespeicher, mindestens einen Sensor zum Erfassen von Umgebungsgrößen, Betriebsgrößen und/oder fahrdynamischen Größen des Fahrzeugs, des elektrochemischen Energiespeichers und/oder der Fahrzeugkomponenten sowie mindestens ein Mittel, insbesondere ein elektronisches Steuergerät und/oder eine Steuereinheit, welche eingerichtet sind, die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen.
Vorteilhafterweise umfasst die Erfindung ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bewirken, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte ausführt sowie ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist.
Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens für Elektrofahrzeuge, Brennstoffzellenfahrzeuge, Hybridfahrzeuge, Plug-In-Hybridfahrzeuge, Luftfahrzeuge, Pedelecs oder E-Bikes.
Figurenliste
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
2 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in allen Figuren gleiche Vorrichtungskomponenten.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 mit einem Fahrzeug 101, umfassend einen elektrochemischen Energiespeicher 102, beispielsweise eine Traktionsbatterie, mindestens einen Sensor 103 zum Erfassen von Umgebungsgrößen, Betriebsgrößen und/oder fahrdynamischen Größen des Fahrzeugs 101, weitere Komponenten 104 des Fahrzeugs sowie ein elektronisches Steuergerät 105. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wird auf eine Darstellung von Signalleitungen verzichtet.
Das elektronische Steuergerät 105 ermittelt Empfehlungsgrößen und erzeugt beispielsweise optische und/oder akustische Signale mittels einer portablen Einrichtung zur Telekommunikation 107, beispielsweise ein Smartphone, eines Fahrers 106 des Fahrzeugs 101.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens. In Schritt 200 wird das Verfahren gestartet, beispielsweise wenn der Fahrer 106 des Fahrzeugs 101 das Verfahren mittels der portablen Einrichtung zur Telekommunikation 107 startet.
In Schritt 201 wird mindestens einer Positionsgröße, die eine geografische Soll-Position des Fahrzeugs 101 repräsentiert, erfasst.
In Schritt 202 wird eine erwartete zurückzulegende Wegstrecke anhand der Positionsgröße ermittelt.
In Schritt 203 wird eine Soll-Ladezustandsgröße, die einen Soll-Ladezustand des elektrochemischen Energiespeichers 102 repräsentiert, ermittelt.
In Schritt 204 wird mindestens eine Umgebungsgröße, eine Betriebsgröße und/oder eine fahrdynamische Größe ermittelt.
In Schritt 205 wird eine Ladezustandsgröße unter Berücksichtigung der Wegstrecke, der Umgebungsgröße, der Betriebsgröße und/oder der fahrdynamischen Größe, die einen erwarteten Ladezustand (SOC) des elektrochemischen Energiespeichers 102 repräsentiert, ermittelt.
In Schritt 206 wird die ermittelte Ladezustandsgröße mit der ermittelten Soll-Ladezustandsgröße verglichen.
In Schritt 207 wird eine Empfehlungsgröße basierend auf einem Ergebnis des Vergleichs ermittelt.
In Schritt 208 werden optische, elektrische, akustische und/oder haptische Signale in Abhängigkeit der Empfehlungsgröße erzeugt.
Das Verfahren wird in Schritt 209 beendet, beispielsweise wenn der Fahrer 106 des Fahrzeugs das Verfahren mittels der portablen Einrichtung 107 zur Telekommunikation beendet und/oder das Fahrzeug abgestellt 101 wird, oder das Verfahren in Schritt 201 fortgesetzt.
In einer alternativen Ausführungsform erhält der Fahrer 106 am Ende der Fahrt eine Zusammenfassung und eine Vorschlagsliste von wesentlichen Punkten für sein Fahr- und Ladeverhalten, die für zukünftige Fahrten beachtenswert sind. Dadurch können insbesondere Details zu wesentlichen Punkten dargestellt werden, die beim Fahren möglicherweise als störend empfunden werden könnten. Weiter können Fahrer über wesentliche Punkte benachrichtige werden, die sich während der Fahrt nicht informieren lassen wollen.
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 102018131626 A1 [0002]
US 2005/0125117 A1 [0003]

Claims

Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers (106) eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs (101) umfassend mindestens einen elektrochemischen Energiespeicher (102) mit folgenden Schritten: a. (201) Erfassen mindestens einer Positionsgröße, die eine geografische Soll-Position des Fahrzeugs (101) repräsentiert; b. (202) Ermitteln einer erwarteten zurückzulegenden Wegstrecke anhand der Positionsgröße; c. (203) Ermitteln einer Soll-Ladezustandsgröße, die einen Soll-Ladezustand des elektrochemischen Energiespeichers (102) repräsentiert; d. (204) Erfassen mindestens einer Umgebungsgröße, einer Betriebsgröße und/oder einer fahrdynamischen Größe; e. (205) Ermitteln einer Ladezustandsgröße unter Berücksichtigung der Wegstrecke, der Umgebungsgröße, der Betriebsgröße und/oder der fahrdynamischen Größe, die einen erwarteten Ladezustand (SOC) des elektrochemischen Energiespeichers (102) repräsentiert; f. (206) Vergleichen der Ladezustandsgröße mit der Soll-Ladezustandsgröße; g. (207) Ermitteln einer Empfehlungsgröße basierend auf einem Ergebnis des Vergleichs;
Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers (106) eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs (101) gemäß Anspruch 1, ferner umfassend folgenden Schritt: h. (208) Erzeugen von optischen, elektrischen, akustischen und/oder haptischen Signalen in Abhängigkeit der Empfehlungsgröße.
Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers (106) eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Positionsgröße anhand von elektronischen Nutzungsdaten, insbesondere Kalenderdaten und/oder Aufgabenlisten des Fahrers (106), ermittelt wird.
Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers (106) eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Empfehlungsgröße mindestens einen empfohlenen Bremspunkt, eine empfohlene Beschleunigung, eine empfohlene Ideallinie, einen Hinweis zur Verbesserung eines Fahrstils, einen Hinweis zu einer Funktionsweise von Fahrzeugkomponenten, eine empfohlene Wegstrecke und/oder einen empfohlenen Ladevorgang repräsentiert.
Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers (106) eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Umgebungsgröße einen Verkehrsfluss, Lademöglichkeiten entlang der ermittelten Wegstrecke, Wetterdaten, Pausenzeiten des Fahrers und/oder einer Zeitdauer repräsentiert.
Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers (106) eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Betriebsgröße eine elektrische Spannung, einen elektrischen Strom, eine Temperatur, eine Impedanz, einen Alterungszustand (SOH) und/oder eine Leistungsfähigkeit (SOF) des elektrochemischen Energiespeichers (102) repräsentiert.
Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers (106) eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die fahrdynamische Größe eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung, eine Umgebungstemperatur und/oder einen Fahrzeugzustand des elektrisch antreibbaren Fahrzeugs (101) repräsentiert.
Vorrichtung zum Unterstützen eines Fahrers (106) eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs (101), umfassend mindestens einen elektrochemischen Energiespeicher (102), mindestens einen Sensor (103) zum Erfassen von Umgebungsgrößen, Betriebsgrößen und/oder fahrdynamischen Größen des Fahrzeugs, des elektrochemischen Energiespeichers (102) und/oder der Fahrzeugkomponenten (104) sowie mindestens ein Mittel (105), insbesondere ein elektronisches Steuergerät und/oder eine Steuereinheit, welche eingerichtet sind, die Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen.
Computerprogramm, aufweisend Befehle, die bewirken, dass Vorrichtung nach Anspruch 8 die Verfahrensschritte nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausführt.
Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 9 gespeichert ist.
Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 für Elektrofahrzeuge, Brennstoffzellenfahrzeuge, Hybridfahrzeuge, Plug-In-Hybridfahrzeuge, Luftfahrzeuge, Pedelecs oder E-Bikes.