DE102020205061A1 - Method for assisting a driver of an electrically drivable vehicle - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs umfassend mindestens einen elektrochemischen Energiespeicher und/oder elektrochemischen Wandler mit folgenden Schritten:
a. Fortlaufendes Erfassen mindestens einer Umgebungsgröße, einer Betriebsgröße und/oder einer fahrdynamischen Größe;
b. Kabelloses Übermitteln der erfassten Umgebungsgröße, der Betriebsgröße und/oder der fahrdynamischen Größe an eine vom Fahrzeug räumlich getrennte Steuereinheit;
c. Vergleichen der Umgebungsgröße mit mindestens einer Soll-Umgebungsgröße, der Betriebsgröße mit einer Soll-Betriebsgröße und/oder der fahrdynamischen Größe mit einer fahrdynamischen Soll-Größe;
d. Ermitteln einer Empfehlungsgröße basierend auf einem Ergebnis des Vergleichs;
Method for supporting a driver of an electrically drivable vehicle comprising at least one electrochemical energy store and / or electrochemical converter with the following steps:
a. Continuous recording of at least one environmental variable, an operating variable and / or a driving dynamic variable;
b. Wireless transmission of the detected environmental variable, the operating variable and / or the dynamic driving variable to a control unit that is spatially separated from the vehicle;
c. Comparing the environment variable with at least one target environment variable, the operating variable with a target operating variable and / or the driving dynamic variable with a driving dynamic desired variable;
d. Determining a recommendation size based on a result of the comparison;
Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs umfassend mindestens einen elektrochemischen Energiespeicher und/oder elektrochemischen Wandler, einer Vorrichtung zum Unterstützen eines Fahrers eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs, einem Computerprogramm sowie einer Verwendung gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.The invention is based on a method for supporting a driver of an electrically drivable vehicle comprising at least one electrochemical energy store and / or electrochemical converter, a device for supporting a driver of an electrically drivable vehicle, a computer program and a use according to the preamble of the independent claims.
Stand der TechnikState of the art
In elektrisch angetriebenen Fahrzeugen sind Traktionsbatterien, Brennstoffzellen und e-Achsen werthaltige Komponenten des Antriebsstrangs. Ein schonender Betrieb dieser Komponenten während der Fahrt und der Traktionsbatterie beim Ladevorgang ist für einen Fahrzeughalter von großer Bedeutung, insbesondere wenn es um zukünftige Reparaturkosten geht.In electrically powered vehicles, traction batteries, fuel cells and e-axles are valuable components of the drive train. Careful operation of these components while driving and the traction battery during charging is of great importance to a vehicle owner, especially when it comes to future repair costs.
Bislang erhalten Fahrer von elektrisch angetriebenen Fahrzeugen lediglich Informationen über einen Ladezustand der Traktionsbatterie oder Energieflüsse innerhalb des Fahrzeugs oder Fehlermeldungen, jedoch keine Informationen darüber, wie die Traktionsbatterie oder weitere werthaltigen Komponenten des Fahrzeugs schonend betrieben werden können, so dass eine lange Lebensdauer sichergestellt wird.So far, drivers of electrically powered vehicles have only received information about the charge status of the traction battery or energy flows within the vehicle or error messages, but no information about how the traction battery or other valuable components of the vehicle can be operated gently, so that a long service life is ensured.
Aus dem Dokument
Aus dem Dokument
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Stand der Technik weiter zu verbessern. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche.It is the object of the present invention to further improve the state of the art. This object is achieved by the features of the independent claims.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
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. Fortlaufendes Erfassen mindestens einer Umgebungsgröße, einer Betriebsgröße und/oder einer fahrdynamischen Größe;
- b. Kabelloses Übermitteln der erfassten Umgebungsgröße, der Betriebsgröße und/oder der fahrdynamischen Größe und/oder der ermittelten Empfehlungsgröße an die vom Fahrzeug räumlich getrennte Steuereinheit;
- c. Vergleichen der Umgebungsgröße mit mindestens einer Soll-Umgebungsgröße, der Betriebsgröße mit einer Soll-Betriebsgröße und/oder der fahrdynamischen Größe mit einer fahrdynamischen Soll-Größe;
- d. Ermitteln einer Empfehlungsgröße basierend auf einem Ergebnis des Vergleichs;
- a. Continuous recording of at least one environmental variable, an operating variable and / or a driving dynamic variable;
- b. Wireless transmission of the detected environmental variable, the operating variable and / or the dynamic driving variable and / or the determined recommendation variable to the control unit spatially separated from the vehicle;
- c. Comparing the environment variable with at least one target environment variable, the operating variable with a target operating variable and / or the driving dynamic variable with a driving dynamic desired variable;
- d. Determining a recommendation size based on a result of the comparison;
Anhand dieser Größen kann vorteilhafterweise ein Fahrverhalten, Lastverhaltens bzw. Nutzungsverhalten berücksichtigt werden unter Berücksichtigung bestimmter vorgegebener Lernwerte, wie beispielsweise einen Ladezustand eines elektrochemischen Energiespeichers und/oder Energieverbrauch.On the basis of these variables, driving behavior, load behavior or usage behavior can advantageously be taken into account, taking into account certain predetermined learning values, such as, for example, a state of charge of an electrochemical energy store and / or energy consumption.
Vorteilhafterweise werden die Größen mit einem optimalen Fahrverhalten mittels eines Algorithmus und/oder Modellen verglichen und Abweichungen hiervon identifiziert.The variables are advantageously compared with an optimal driving behavior by means of an algorithm and / or models and deviations therefrom are identified.
Dadurch können Empfehlungen für den Fahrer des elektrisch antreibbaren Fahrzeugs ermittelt werden, beispielsweise für eine komponentenschonenden Fahr- und/oder Ladestrategie.This makes it possible to determine recommendations for the driver of the electrically drivable vehicle, for example for a driving and / or charging strategy that is gentle on components.
Weiter hat der Fahrzeughalter und/oder Fahrzeughersteller beispielsweise Zugriff auf Felddaten, ein Nutzerverhalten, ein Fahrverhalten, eine Rückmeldung zur Akzeptanz von ressourcenschonenden Betriebsstrategien und/oder Informationen zu Komponenten des Fahrzeugs in besonderen Fahrsituationen.The vehicle owner and / or vehicle manufacturer also has, for example, access to field data, user behavior, driving behavior, feedback on the acceptance of resource-saving operating strategies and / or information on components of the vehicle in special driving situations.
Anhand dieser Daten können bisher unbekannte Stressfaktoren und ein Fehlverhalten von Fahrzeugkomponenten in den besonderen Fahrsituationen identifiziert werden sowie deren Auslegung und Dimensionierung bei einer täglichen Nutzung überprüft werden. Weiter können diese Daten vorteilhafterweise für eine prädiktive Diagnose von Fahrzeugkomponenten genutzt werden.Using this data, previously unknown stress factors and incorrect behavior of vehicle components in special driving situations can be identified and their design and dimensioning checked in daily use. Furthermore, this data can advantageously be used for a predictive diagnosis of vehicle components.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.Further advantageous embodiments are the subject of the subclaims.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs umfasst ferner folgenden Schritt:
- e. Empfangen der Empfehlungsgröße von einer vom Fahrzeug räumlich getrennten Steuereinheit;
- e. Receiving the recommendation variable from a control unit spatially separated from the vehicle;
Dadurch können weitere Umgebungsgrößen von einer mit der vom Fahrzeug räumlich getrennten Steuereinheit berücksichtigt werden, beispielsweise Daten einer prädiktiven Diagnose von Fahrzeugkomponenten.As a result, additional environmental variables can be taken into account by a control unit that is spatially separated from the vehicle, for example data from a predictive diagnosis of vehicle components.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs umfasst ferner folgenden Schritt:
- f. Erzeugen von optischen, elektrischen, akustischen und/oder haptischen Signalen in Abhängigkeit der Empfehlungsgröße;
- f. generation of optical, electrical, acoustic and / or haptic signals depending on the recommendation size;
Dadurch kann der Fahrer des elektrisch antreibbaren Fahrzeugs zum komponentenschonenden, batterielebensverlängernde und/oder effizienten Betrieb des elektrisch antreibbaren Fahrzeugs geschult werden.As a result, the driver of the electrically drivable vehicle can be trained to operate the electrically drivable vehicle in a way that conserves components, extends battery life and / or is efficient.
Weiter kann der Fahrer des elektrisch antreibbaren Fahrzeugs vorteilhafterweise über eine additive Alterung von Komponenten und 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.The driver of the electrically powered vehicle can also benefit from additive aging of components and increased consumption due to their personal driving behavior and charging behavior, for example due to overuse of components, temporary high loads, frequent rapid charging and / or charging at high ambient temperatures, or reduced consumption be informed of their predictive driving style with lower energy consumption, fewer charging cycles and less aging, and further recommendations for gentle operation are made available.
Weiter kann dem Fahrer eine ressourcenschonende optimierte Betriebsstrategie empfohlen werden. Nimmt der Fahrer die empfohlene Betriebsstrategie an, so wird erhält dieser während des Fahrzyklus Empfehlungen zum Erreichen der Betriebsstrategie oder wird bei teil- oder vollautonomen Fahrzeugen die optimierte Betriebsstrategie umgesetzt, beispielsweise durch eine Reduzierung einer maximalen Beschleunigung.A resource-saving, optimized operating strategy can also be recommended to the driver. If the driver accepts the recommended operating strategy, he or she receives recommendations for achieving the operating strategy during the driving cycle or, in the case of partially or fully autonomous vehicles, the optimized operating strategy is implemented, for example by reducing a maximum acceleration.
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 und/oder ein Vergleichsergebnis zu mindestens einem weiteren Fahrzeug.The recommendation variable advantageously represents at least one recommended braking point, a recommended acceleration, a recommended ideal line, an indication of improving a driving style, an indication of the functionality of vehicle components and / or a comparison result with at least one other vehicle.
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 mindestens einem weiteren Fahrzeug, beispielsweise einem Tages-, Wochen- und/oder Monats-Flotten-Mittelwert, und/oder einer Rangliste vergleichen. Ein technisch versierter Fahrer kann anhand von Hinweisen zur Funktionsweise einer Fahrzeugkomponente Anregungen zur Verbesserung seines Fahrverhaltens ableiten.As a result, the driver of the electrically drivable vehicle can be trained in his driving style, in particular on stress factors and wear and tear of vehicle components, when cornering and / or in traffic jams. Furthermore, the driver can compare his driving style with at least one other vehicle, for example a daily, weekly and / or monthly fleet average and / or a ranking list. A technically experienced driver can use information on the functionality of a vehicle component to derive suggestions for improving his driving behavior.
Vorteilhafterweise repräsentiert die Umgebungsgröße eine Umgebungstemperatur des elektrisch antreibbaren Fahrzeugs, eine Zeitdauer, einen Verkehrsfluss, einen Ladezustand (SOC), einen Alterungszustand (SOH) und/oder eine Leistungsfähigkeit (SOF) des elektrochemischen Energiespeichers.The environmental variable advantageously represents an ambient temperature of the electrically drivable vehicle, a period of time, a traffic flow, a state of charge (SOC), an aging state (SOH) and / or a performance (SOF) of the electrochemical energy store.
Dadurch können Einflussfaktoren bestimmt werden, welche für das Alterungsverhalten und/oder den effizienten Betrieb des elektrochemischen Energiespeichers entscheidend sind und letztendlich eine Betriebsstrategie festgelegt, um die Rest-Lebensdauer zu verlängern.In this way, influencing factors can be determined which are decisive for the aging behavior and / or the efficient operation of the electrochemical energy store and ultimately an operating strategy can be defined in order to extend the remaining service life.
Vorteilhafterweise repräsentiert die Betriebsgröße eine elektrische Spannung, einen elektrischen Strom, eine Temperatur und/oder eine Impedanz des elektrochemischen Energiespeichers und/oder von Fahrzeugkomponenten.The operating variable advantageously represents an electrical voltage, an electrical current, a temperature and / or an impedance of the electrochemical energy store and / or of vehicle components.
Vorteilhafterweise repräsentiert die fahrdynamische Größe eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung, eine geografische Position, eine Neigung und/oder einen Fahrzeugzustand des elektrisch antreibbaren Fahrzeugs.The driving dynamics variable advantageously represents a speed, an acceleration, a geographical position, an inclination and / or a vehicle state of the electrically drivable vehicle.
Dadurch kann die Betriebsstrategie an den Fahrer, den Fahrzeughalter sowie geografische Gegebenheiten angepasst werden.This allows the operating strategy to be adapted to the driver, the vehicle owner and geographical conditions.
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 und/oder des elektrochemischen Energiespeichers sowie mindestens ein Mittel, insbesondere ein elektronisches Steuergerät und/oder eine Steuereinheit, welche eingerichtet sind, die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen.Furthermore, a device according to the invention for supporting a driver of an electrically drivable vehicle comprises at least one electrochemical energy store, at least one sensor for detecting environmental variables, operating variables and / or driving dynamics variables of the vehicle and / or the electrochemical energy store and at least one means, in particular an electronic control unit and / or a control unit which is set up to carry out the steps of the method according to the invention.
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.The invention advantageously comprises a computer program comprising commands which cause the device according to the invention to carry out the method steps according to the invention, as well as a machine-readable storage medium on which the computer program is stored.
Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens für Elektrofahrzeuge, Brennstoffzellenfahrzeuge, Hybridfahrzeuge, Plug-In-Hybridfahrzeuge, Luftfahrzeuge, Pedelecs oder E-Bikes, für elektrische Handwerkzeuge oder Küchenmaschinen, sowie in stationären Speichern zur Speicherung insbesondere regenerativ gewonnener elektrischer Energie.Use of the method according to the invention for electric vehicles, fuel cell vehicles, hybrid vehicles, plug-in hybrid vehicles, aircraft, pedelecs or e-bikes, for electric hand tools or kitchen machines, as well as in stationary storage devices for storing, in particular, regeneratively generated electrical energy.
FigurenlisteFigure list
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the description below.
Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; und -
2 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
1 a schematic representation of an embodiment of a device according to the invention; and -
2 a flow chart of an embodiment of a method according to the invention.
Detaillierte Beschreibung der AusführungsbeispieleDetailed description of the exemplary embodiments
Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in allen Figuren gleiche Vorrichtungskomponenten.The same reference symbols denote the same device components in all figures.
In einer vom Fahrzeug
Das elektronische Steuergerät
Anhand von weiteren Daten
In Schritt
In Schritt
In Schritt
In Schritt
In Schritt
Das Verfahren wird in Schritt
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102018131626 A1 [0004]DE 102018131626 A1 [0004]
- US 2005/0125117 A1 [0005]US 2005/0125117 A1 [0005]
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DE102020205061.9A DE102020205061A1 (en) | 2020-04-22 | 2020-04-22 | Method for assisting a driver of an electrically drivable vehicle |
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- 2020-04-22 DE DE102020205061.9A patent/DE102020205061A1/en active Pending
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