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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines insbesondere zumindest teilweise elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Steuereinheit, die dazu ausgebildet ist, zumindest einige Schritte des Verfahrens auszuführen. Überdies betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, das mit einer derartigen Steuereinheit ausgerüstet ist.
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Insbesondere auf dem technischen Gebiet von teilweise oder vollständig elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugen sind bekannte bzw. herkömmliche Energiemanagementfunktionen für eine besonders vorteilhafte Energieverteilung bzw. Energiezuteilung einer in einem Hochvoltspeicher des Kraftfahrzeugs gespeicherten elektrischen Energie darauf ausgerichtet, eine jeweils aktuelle Fahrt des Kraftfahrzeugs hinsichtlich einer energetischen Effizienz zu optimieren. Mittels der Energiemanagementfunktionen wird heutzutage die elektrische Energie, die in dem Hochvoltspeicher, etwa einem Traktionsakkumulator, des elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs gespeichert ist, situationsadäquat zum Antreiben bzw. Fortbewegen des Kraftfahrzeugs zugeteilt bzw. bereitgestellt, wobei eine Zielführung der aktuellen Fahrt zugrunde gelegt wird. Mit anderen Worten erfordern bekannte bzw. herkömmliche Energiemanagementfunktionen zwingend eine Information über die konkrete Strecke der aktuellen Fahrt bis hin zu einem designierten Zielort. Dazu ist der Zielort bzw. die Zielführung in einem Kraftfahrzeugnavigationssystem gespeichert, welches Streckendaten bis hin zum Zielort bereitstellt. Ein derartiger Ansatz wird beispielsweise in der
DE 10 2014 004 817 A1 verfolgt, welche ein Verfahren offenbart, bei welchem der vor einem Kraftfahrzeug vorausliegende Streckenverlauf aktuell während der Fahrt so weit erkannt wird, dass die Hochvoltbatterie eines Hybrid- oder rein elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs während der Fahrt prädiktiv geregelt wird. Durch die
DE 11 2008 000 625 T5 ist ein Verfahren zur Bestimmung einer Route für ein Fahrzeug mit einer Antriebsquelle offenbart, wobei eine Ziel-Position auf einem Rechner-Gerät empfangen wird. Bei diesem herkömmlichen Verfahren wird weiter eine Vorschlags-Route mit einem geschätzten minimalen Kraftstoffverbrauch von der Start-Position zur Ziel-Position für das Fahrzeug auf dem Rechner-Gerät bestimmt.
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Nutzt ein Fahrer des Kraftfahrzeugs das jeweilige Kraftfahrzeugnavigationssystem also nicht, beispielsweise weil das entsprechende Kraftfahrzeug gar nicht mit einem Navigationssystem ausgerüstet ist oder weil der Fahrer des Kraftfahrzeugs zum Absolvieren von sich wiederholenden Routen, beispielsweise zu seinem Arbeitsplatz, das Navigationssystem nicht nutzt, können diese herkömmlichen Energiemanagementfunktionen nicht oder zumindest nicht effizient wirken. Hieraus resultiert eine in Bezug auf einen Energieeinsatz besonders geringe Reichweite in den Fällen, in denen der Fahrer das Kraftfahrzeugnavigationssystem nicht einsetzt bzw. in den Fällen, in denen das Kraftfahrzeug nicht mit einem Kraftfahrzeugnavigationssystem ausgerüstet ist.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen besonders energieeffizienten Fortbewegungsbetrieb eines Kraftfahrzeugs zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere mögliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren offenbart.
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Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen. Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich insbesondere um ein zumindest teilweise elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug, zum Beispiel ein hybridelektrisch antreibbares Kraftfahrzeug oder vollständig elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug. Das hierin beschriebene Verfahren ist jedoch nicht auf die Anwendung an elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugen beschränkt; vielmehr kann das Verfahren an Kraftfahrzeugen mit konventionellem Antriebsstrang - insbesondere mit einer Verbrennungskraftmaschine - angewendet werden.
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Bei dem Verfahren - beispielsweise in einem ersten Verfahrensschritt - werden mehrere Fahrprofile bereits zurückgelegter Fahrten bereitgestellt, denen jeweils ein Set vorgegebener Energiemanagementfunktionen zur Erfüllung wenigstens eines Optimierungsziels zugeordnet ist. Bei dem Optimierungsziel handelt es sich insbesondere um einen aktuellen Energieverbrauch bzw. Momentanenergieverbrauch beim Fortbewegen des Kraftfahrzeugs. Des Weiteren kann es sich bei dem Optimierungsziel um einen besonders vorteilhaft ausgebildeten Energieeffizienzwert handeln, welcher beispielsweise eine absolvierte Fahrtstrecke und eine dafür aufgewendete Energiemenge zueinander in Relation setzt.
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In einem weiteren Schritt des Verfahrens wird für eine bevorstehende Fahrt mit dem Kraftfahrzeug anhand eines vorgegebenen Auswahlkriteriums eines der bereitgestellten Fahrprofile ausgewählt und das zugehörige Set der Energiemanagementfunktionen während der Fahrt angewendet. Insbesondere erfolgt das Auswählen des Fahrprofils unabhängig von einer vor Beginn der Fahrt in ein Kraftfahrzeugnavigationssystem eingegebenen Zielführung. Das kann zum einen bedeuten, dass der Fahrer des Kraftfahrzeugs, mit dem die bevorstehende Fahrt absolviert werden soll, kein Ziel in das Kraftfahrzeugnavigationssystem eingibt, beispielsweise weil es sich um eine Routinefahrt für den Fahrer handelt, etwa eine Fahrt zum Arbeitsplatz. Des Weiteren ist es denkbar, dass das Kraftfahrzeug, mit dem die bevorstehende Fahrt absolviert werden soll, ohne ein Kraftfahrzeugnavigationssystem hergestellt und an den Endkunden ausgeliefert worden ist, was insbesondere bei besonders preisgünstigen Kraftfahrzeugen auch heutzutage noch der Fall ist. Des Weiteren ist es möglich, dass das Kraftfahrzeugnavigationssystem defekt ist, wodurch der Fahrer gar nicht in der Lage ist, das Ziel der bevorstehenden Fahrt in das Kraftfahrzeugnavigationssystem einzuspeichern.
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Auf diese Weise wird der Nachteil überwunden, dass bekannte bzw. herkömmliche Energiemanagementfunktionen ohne Einsatz eines Kraftfahrzeugnavigationssystems nicht ausgeführt werden können. Denn der Fokus, um das Optimierungsziel zu erreichen, liegt beim vorliegenden Verfahren nicht mehr auf der aktuellen bzw. bevorstehenden Fahrt, sondern es werden die mehreren Fahrprofile der bereits zurückgelegten Fahrten des Kraftfahrzeugs und/oder des Fahrers betrachtet. Dies kann im Einzelfall zwar dazu führen, dass eine jeweilige Einzelfahrt das Optimum hinsichtlich einer Energieeffizienz nicht erreicht, in Summe jedoch, beispielsweise über eine Lebensdauer des Kraftfahrzeugs gerechnet, wird ein Energieeffizienzvorteil gegenüber einem herkömmlichen Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs bzw. gegenüber einem herkömmlichen Kraftfahrzeug erreicht. Dies gilt selbst im Vergleich zu einem modernen Kraftfahrzeug, das zum Einsatz der Energiemanagementfunktionen auf die vorgegebene bzw. in das Kraftfahrzeugnavigationssystem eingegebene Zielführung angewiesen wird.
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In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens wird das jeweilige Fahrprofil bereitgestellt, indem bei der entsprechenden Fahrt eine oder mehr der folgenden Informationen erfasst wird/werden: Verhalten des Fahrers und/oder Verhalten des Kraftfahrzeugs und/oder Fahrstreckenlänge und/oder Beschleunigungsverlauf und/oder Fahrgeschwindigkeitsverlauf und/oder Ladezustand einer Energiespeichereinrichtung und/oder Tageszeit und/oder Eigenposition zu Beginn der Fahrt. Obwohl hierin auf die Eigenposition des Kraftfahrzeugs bezuggenommen wird, ist zu verstehen, dass dies der Unabhängigkeit des Verfahrens von dem Kraftfahrzeugnavigationssystem nicht entgegensteht. Dann - sofern das Kraftfahrzeug mit dem Kraftfahrzeugnavigationssystem ausgerüstet ist - wird die aktuelle Eigenposition des Kraftfahrzeugs als sogenannte Egoposition dauerhaft in dem entsprechenden Kraftfahrzeug erfasst, selbst wenn keine Zielführung in das Navigationssystem eingegeben wird/wurde. Somit ist natürlich die Eigenposition des Kraftfahrzeugs bzw. die Egoposition zu Beginn der Fahrt bekannt.
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Unter einem Verhalten des Fahrers ist zum Beispiel seine persönliche Fahrweise zu verstehen. So kann es sich bei dem Fahrer zum Beispiel um einen besonders sportlich fahrenden Fahrer, um einen besonders rücksichtsvoll bzw. defensiv fahrenden Fahrer etc. handeln. Die Fahrweise des Fahrers wirkt sich maßgeblich auf einen Energieverbrauch des Kraftfahrzeugs beim Fortbewegen desselben aus. Rückschlüsse auf das Fahrerverhalten können beispielsweise gezogen werden, indem Fahrzeugeinstellungen, die vom Fahrer vorgenommen werden/wurden, analysiert werden, zum Beispiel ob der Fahrer einen Sportmodus, einen Eco-Modus etc. in dem Kraftfahrzeug aktiviert hat.
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Beim Erfassen des Verhaltens des Kraftfahrzeugs kann beispielsweise analysiert werden, ob das Kraftfahrzeug bestimmungsgemäß auf Fahrereingaben bzw. Steuerbefehle reagiert. Reagiert beispielsweise ein Antriebsaggregat, zum Beispiel eine elektrische Maschine, eine Verbrennungskraftmaschine etc., des Kraftfahrzeugs verzögert auf Steuereingaben des Fahrers, kann dies auf eine Fehlfunktion bzw. auf einen Defekt des Kraftfahrzeugs hindeuten, welcher sich direkt auf eine Energieeffizienz des Kraftfahrzeugs beim Fortbewegen desselben auswirkt. Ferner ist es in diesem Zusammenhang denkbar, dass Alterungs- und/oder Verschleißerscheinungen des Kraftfahrzeugs erfasst werden, beispielsweise eine erhöhte Lagerreibung in Radlagern etc.
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Alternativ oder zusätzlich zum Fahrerverhalten kann der Beschleunigungsverlauf separat erfasst werden, welcher charakterisiert, ob das Kraftfahrzeug besonders schnell geschwindigkeitszunehmend und/oder geschwindigkeitsabnehmend beschleunigt wird, beispielsweise durch Eingaben des Fahrers an einem Fahrpedal und/oder einem Bremspedal. Besonders hohe Beschleunigungswerte sind hinsichtlich eines Energieverbrauchs des Kraftfahrzeugs besonders ineffizient. Gleiches gilt in analoger Weise für einen Fahrgeschwindigkeitsverlauf, wobei besonders hohe Fahrgeschwindigkeiten einer besonders hohen Effizienz entgegenstehen.
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Insbesondere im Hinblick auf elektrisch antreibbare Kraftfahrzeuge kann das jeweilige Fahrprofil bereitgestellt werden, indem bei der entsprechenden Fahrt ein Ladezustand einer Energiespeichereinrichtung, beispielsweise eines Traktionsakkumulators, des Kraftfahrzeugs erfasst wird. Ein derartiger Ladezustand wird „State of Charge“ (SoC) genannt.
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Indem, wie beispielhaft in der vorstehenden Aufzählung genannt, die Tageszeit alternativ oder zusätzlich erfasst wird, kann beispielsweise darauf geschlossen werden, ob es sich bei der bevorstehenden Fahrt um eine Routinefahrt des Fahrers handelt oder um eine „außerplanmäßige“ Fahrt. Des Weiteren, wenn in die Tageszeit ein Datum des entsprechenden Tages einfließt, kann auf eine Jahreszeit und infolgedessen auf eine Außentemperatur geschlossen werden, welche - insbesondere in einer Kaltlaufphase einer Verbrennungskraftmaschine - maßgeblichen Einfluss auf eine Energieeffizienz und auf einen Emissionsausstoß hat. Natürlich ist es denkbar, die Außentemperatur unabhängig von der Tageszeit bzw. vom Tagesdatum, beispielsweise mittels eines Thermometers, zu erfassen bzw. zu messen.
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Auf diese Weise ist es ermöglicht, eine besonders große Datenbasis, das heißt beispielsweise besonders viele Fahrprofile, bereitzustellen. Aus dieser besonders großen Datenbasis kann besonders genau, also mit einer besonders hohen Trefferwahrscheinlichkeit, ein auf die bevorstehende Fahrt zutreffendes Fahrprofil ausgewählt werden kann.
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Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass zum Auswählen eines der bereitgestellten Fahrprofile eines oder mehr der folgenden Auswahlkriterien herangezogen wird/werden: Fahrer für die aktuelle Fahrt und/oder Fahrzeug für die aktuelle Fahrt und/oder Wahrscheinlichkeit eines Streckenprofils für die aktuelle Fahrt. Alternativ oder zusätzlich kann/können wenigstens eine der Informationen herangezogen werden, die bei einer vorangegangenen bzw. vergangenen Fahrt, zum Beispiel zum Erstellen eines der Fahrprofile, erfasst wird (siehe oben). Um den Fahrer, der mit dem Kraftfahrzeug die bevorstehende bzw. aktuelle Fahrt absolvieren möchte, zu identifizieren, kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein Identifikationsmerkmal des Fahrers mittels des Kraftfahrzeugs ausgewertet wird, zum Beispiel ein Schlüsselelement des jeweiligen Fahrers. Das bedeutet, dass es für ein und dasselbe Fahrzeug mehrere Schlüsselelemente geben kann, wobei das jeweilige Schlüsselelement genau einem der Fahrer des Kraftfahrzeugs zugeordnet ist. Bei dem jeweiligen Schlüsselelement kann es sich zum Beispiel um einen Fahrzeugschlüssel, um ein Software-Schlüsselelement (etwa eine App), ein biometrisches Schlüsselelement (etwa einen Fingerabdruck, mittels einer Gesichtserkennung erkennbare Merkmale etc.) handeln. Das bedeutet, dass das Auswählen eines der bereitgestellten Fahrprofile basierend auf dem Fahrer erfolgt.
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Des Weiteren ist es denkbar, dass das Auswählen der bereitgestellten Fahrprofile basierend auf dem jeweiligen Fahrzeug erfolgt, das für die bevorstehende bzw. aktuelle Fahrt eingesetzt werden soll, erfolgt. Hat zum Beispiel der Fahrer für die bevorstehende Fahrt die Auswahl aus mehreren unterschiedlichen Kraftfahrzeugen, zum Beispiel einen Sportwagen und einen Kleinbus, kann mittels des Verfahrens beispielsweise auf eine eher sportliche Fahrweise geschlossen werden, wenn der Fahrer sich dazu entscheidet, die bevorstehende bzw. aktuelle Fahrt mittels des Sportwagens zu absolvieren. Dahingegen ist mit einer eher verbrauchsschonenden Fahrweise des Fahrers zu rechnen, wenn er sich dazu entscheidet, die bevorstehende Fahrt mittels des Kleinbusses zu absolvieren. Basierend auf dem gewählten Kraftfahrzeug wird dann eines der bereitgestellten Fahrprofile herangezogen. Hierbei kann vorgesehen sein, dass dem Sportwagen ein Satz von Fahrprofilen zugeordnet ist, wohingegen dem Kleinbus ein anderer Satz von Fahrprofilen zugeordnet ist.
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Des Weiteren kann eine Wahrscheinlichkeitsbetrachtung durchgeführt werden, anhand derer bei dem vorliegenden Verfahren abgeschätzt wird, welches Streckenprofil die bevorstehende Fahrt wahrscheinlich aufweisen wird. Das Streckenprofil umfasst zum Beispiel eine Verkehrsart (Stadtverkehr, Überlandverkehr, Autobahnverkehr etc.), ein Steigungs- und/oder Gefälleprofil, einen Kurven- und/oder Kreuzungsanteil etc.
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Indem wenigstens eines der Auswahlkriterien und/oder wenigstens eine der vorgenannten Informationen zum Auswählen eines der bereitgestellten Fahrprofile herangezogen werden/wird, ist besonders zuverlässig ein mit der bevorstehenden bzw. aktuellen Fahrt korrespondierendes Fahrprofil aus der Vielzahl der Fahrprofile auswählbar. Hierdurch wird das Optimierungsziel, insbesondere der vorteilhaft besonders geringe Energieeinsatz zum Fortbewegen des Kraftfahrzeugs, besonders zuverlässig und besonders effizient erfüllt.
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In Weiterbildung des Verfahrens kann zum Anwenden des jeweiligen Energiemanagementfunktions-Sets eine oder mehr der folgenden Energiemanagementfunktionen ausgeführt werden: Zum einen ist es denkbar, dass eine Antriebsleistung, die mittels einer Antriebsmaschine, beispielsweise der elektrischen Maschine und/oder Verbrennungskraftmaschine, des Kraftfahrzeugs bereitgestellt wird, begrenzt wird. Alternativ oder zusätzlich dazu kann vorgesehen sein, dass eine elektrische Leistung eines elektrischen Verbrauchers des Kraftfahrzeugs begrenzt wird. Zusätzlich oder alternativ zu wenigstens einer der vorgenannten Energiemanagementfunktionen kann vorgesehen sein, dass ein Funktionsumfang einer Einrichtung des Kraftfahrzeugs begrenzt wird. Das Begrenzen der Antriebsleistung der Antriebsmaschine kann, beispielsweise um eine Maximalreichweite mit dem Kraftfahrzeug erzielen zu können, während der gesamten aktuellen bzw. bevorstehenden Fahrt begrenzt werden. Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass die Antriebsleistung der Antriebsmaschine lediglich auf einem Teilbereich bzw. auf einer Teilstrecke der bevorstehenden bzw. aktuellen Fahrt begrenzt wird, beispielsweise wenn anhand des Fahrprofils festgestellt ist, dass mittels des Kraftfahrzeugs höchstwahrscheinlich zunächst im Stadtverkehr gefahren werden soll und hiernach eine besonders lange Strecke über Land, etwa auf Autobahnen, zurückgelegt werden soll. Es wird so vermieden, dass in der Stadt übermäßig viel Energie verbraucht wird, um diese Energie dann besonders effizient bei der sich anschließenden Hochgeschwindigkeitsfahrt und/oder bei einer sich an die Hochgeschwindigkeitsfahrt anschließenden Stadtfahrt einzusetzen.
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Unter dem Begrenzen der elektrischen Leistung des elektrischen Verbrauchers des Kraftfahrzeugs wird zum Beispiel verstanden, dass - um Energie für den Vortrieb des Kraftfahrzeugs zurückzuhalten bzw. vorzuhalten - eine Beleuchtungseinrichtung, eine Sitzheizung, eine Fahrzeugklimatisierungseinrichtung, ein Fahrzeug-Infotainment-System, eine Außenlichtanlage und/oder eine Ambientebeleuchtungsanlage im Innenraum des Kraftfahrzeugs etc. mit verringerter elektrischer Leistung betrieben werden/wird. Bei dem elektrischen Verbraucher kann es sich beispielsweise um die Einrichtung des Kraftfahrzeugs handeln, sodass zum Beispiel bei ebendiesen Elementen bzw. Verbrauchern des Kraftfahrzeugs als jeweilige Energiemanagementfunktion vorgesehen sein kann, den Funktionsumfang der elektrischen Verbraucher zu begrenzen, das heißt beispielsweise eine Teilfunktion abzuschalten. Bei der Einrichtung des Kraftfahrzeugs kann es sich alternativ oder zusätzlich zu den vorgenannten elektrischen Verbrauchern um andere Elemente des Kraftfahrzeugs handeln, beispielsweise um die elektrische Maschine oder die elektrischen Maschinen, die als Traktionsmotoren den Vortrieb des Kraftfahrzeugs bereitstellen. So ist unter dem Begrenzen des Funktionsumfangs der jeweiligen elektrischen Maschine beispielsweise zu verstehen, dass ein Beschleunigungsfunktion, die eine durch die Verbrennungskraftmaschine verursachte Beschleunigung unterstützt, als Energiemanagementfunktion deaktiviert wird.
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Insgesamt weist also das jeweilige Energiemanagementfunktions-Set wenigstens eine Energiemanagementfunktion auf. Dabei ist das jeweilige Energiemanagementfunktions-Set, das heißt die wenigstens eine Energiemanagementfunktion oder mehrere Energiemanagementfunktionen, dem jeweiligen Fahrprofil zugeordnet, das vor Beginn der bevorstehenden Fahrt anhand des vorgegebenen Auswahlkriteriums ausgewählt wird. Insoweit wird also das jeweilige Energiemanagementfunktions-Set während der aktuellen bzw. bevorstehenden Fahrt angewendet, um auf besonders günstige Weise das Optimierungsziel zu erfüllen. Dies erfolgt - wie bereits dargelegt - zumindest insoweit unabhängig von dem eventuell vorhandenen Kraftfahrzeugnavigationssystem, als auf eine vor Beginn der Fahrt in das Kraftfahrzeugnavigationssystem eingegebene Zielführung nicht zugegriffen wird, um zu entscheiden, ob und/oder welche Energiemanagementfunktion(en) zur Verbrauchs- bzw. Effizienzoptimierung in der aktuellen Fahrt angewendet wird (werden).
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Insbesondere werden die Fahrprofile der zurückgelegten Fahrten bereitgestellt, indem - wie gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens vorgesehen - die Fahrprofile unter einem Fahren des Kraftfahrzeugs und/oder unter einem Fahren eines anderen Kraftfahrzeugs erlernt werden. Das bedeutet, dass nach Abschluss einer aktuellen Fahrt mit dem Kraftfahrzeug (Egokraftfahrzeug) oder währenddessen ein die aktuelle Fahrt charakterisierendes Fahrprofil erstellt bzw. erzeugt wird und dieses in die Vielzahl der Fahrprofile einfließt, aus denen für eine nachfolgende Fahrt mit dem Kraftfahrzeug ein Fahrprofil ausgewählt wird. Alternativ oder zusätzlich wird während oder nach einer Fahrt mit dem anderen Kraftfahrzeug das dessen aktuelle Fahrt charakterisierende Fahrprofil erzeugt bzw. gelernt, wonach dem Egokraftfahrzeug dieses Fahrprofil bereitgestellt wird. Das bedeutet, dass das mittels des anderen Kraftfahrzeugs erzeugte Fahrprofil in den Fahrprofilsatz einfließt, welcher dem Egokraftfahrzeug bereitgestellt wird. Auf diese Weise lassen sich Schwarmdaten erzeugen, wodurch sich eine in besonders vorteilhafter Weise besonders große Datenbasis an Fahrprofilen ergibt, die für eine bevorstehende Fahrt mit dem Egokraftfahrzeug auswählbar sind.
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In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das mittels des Kraftfahrzeugs erlernte Fahrprofil einem anderen Kraftfahrzeug und/oder einem anderen Fahrer bereitgestellt wird. Insbesondere ist vorgesehen, dass das mittels des Egokraftfahrzeugs erlernte Fahrprofil mehreren anderen Kraftfahrzeugen, beispielsweise einer Kraftfahrzeugflotte, und/oder mehreren anderen Fahrern, insbesondere einer Fahrergruppe, bereitgestellt wird. So lassen sich, zum Beispiel ohne Zutun der anderen Kraftfahrzeuge und/oder der anderen Fahrer, Verbrauchsvorteile in den anderen Kraftfahrzeugen bzw. bei Fahrten der anderen Fahrer generieren, sodass besonders viele Kraftfahrzeuge aufgrund des Verfahrens besonders energieeffizient fortbewegbar sind. Hierdurch ist einem ökologisch besonders nachhaltigen Betrieb von Kraftfahrzeugen in besonderem Maße Rechnung getragen.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Steuereinheit, die dazu konfiguriert ist, zumindest Teile des vorstehend beschriebenen Verfahrens durchzuführen. Insbesondere ist die Steuereinheit dazu konfiguriert, für eine bevorstehende Fahrt mit dem Kraftfahrzeug, das heißt Egokraftfahrzeug, anhand eines vorgegebenen Auswahlkriteriums eines von mehreren bereitgestellten Fahrprofilen auszuwählen und ein zu diesem Fahrprofil zugehöriges Set Energiemanagementfunktionen während der Fahrt anzuwenden. Insoweit weist die Steuereinheit Mittel auf, die zum Durchführen der Schritte des Verfahrens ausgebildet sind. Werden im Zusammenhang mit der Steuereinheit Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben, sind diese als Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen und umgekehrt.
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Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, das mit einer gemäß der vorstehenden Beschreibung ausgebildeten Steuereinheit ausgerüstet ist. Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Steuereinheit sind als Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs anzusehen und umgekehrt. Ein mit der Steuereinheit ausgerüstetes Kraftfahrzeug ist somit dazu ausgebildet, das vorstehend beschriebene Verfahren durchzuführen. Mit anderen Worten ist das Kraftfahrzeug, das mit der Steuereinheit ausgerüstet ist, gemäß dem vorstehenden Verfahren antreibbar bzw. fortbewegbar. Das bedeutet, dass das Kraftfahrzeug besonders kraftstoff- bzw. energieeffizient und/oder emissionsarm betreibbar ist.
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Weitere Merkmale der Erfindung können sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren allein 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 ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung von Schritten eines Verfahrens zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs und
- 2 eine schematische Ansicht von Kraftfahrzeugen, die jeweils mit einer Steuereinheit zum Ausführen des Verfahrens ausgestattet sind.
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In den Figuren sind gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Im Folgenden werden ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs 1, eine Steuereinheit 2 sowie das Kraftfahrzeug 1 gemeinsam miteinander beschrieben. Bei dem Kraftfahrzeug 1 (Egokraftfahrzeug) handelt es sich insbesondere um einen Personenkraftwagen, welcher eine Verbrennungskraftmaschine und/oder wenigstens eine elektrische Maschine aufweist. Das bedeutet, dass es sich bei dem Kraftfahrzeug 1 um ein Kraftfahrzeug mit einem konventionellen Antriebsstrang handeln kann. Des Weiteren kann es sich bei dem Kraftfahrzeug 1 um ein zumindest teilweise elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug handeln. So kann es sich bei dem Kraftfahrzeug 1 zum Beispiel um ein PHEV (Plug-In Hybrid Electric Vehicle) handeln, welches dann sowohl die Verbrennungskraftmaschine als auch die elektrische Antriebsmaschine aufweist. Ferner kann das Kraftfahrzeug 1 ohne Verbrennungskraftmaschine ausgebildet sein, das heißt als ein vollständig elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug (Elektrokraftfahrzeug). Das Kraftfahrzeug 1 weist die Steuereinheit 2 auf, was bedeutet, dass es sich bei der Steuereinheit 2 zum Beispiel um einen integralen Bestandteil des Kraftfahrzeugs 1 handeln kann. Dabei ist die Steuereinheit 2 dazu ausgebildet, das Verfahren zum Betreiben des Kraftfahrzeugs 1 zumindest teilweise durchzuführen. Bei der Steuereinheit 2 kann es sich dementsprechend um ein Steuergerät, beispielsweise Motorsteuergerät, um ein Steuergerät eines elektrischen Energiespeichers (Traktionsakkumulators) etc. handeln.
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Vorliegend weist das Verfahren einen ersten Verfahrensschritt S1 auf, in welchem mehrere Fahrprofile 3 bereitgestellt werden, wobei das jeweilige Fahrprofil 3 eine mit dem Kraftfahrzeug 1 absolvierte zurückliegende Fahrt charakterisiert. Dem jeweiligen Fahrprofil 3 ist ein jeweiliges Energiemanagementfunktions-Set 4 zugeordnet, wobei das jeweilige Energiemanagementfunktions-Set 4 wenigstens eine Energiemanagementfunktion umfasst, die dem Erfüllen wenigstens eines Optimierungsziels dient. Mit anderen Worten wird die jeweilige Energiemanagementfunktion oder werden die jeweiligen Energiemanagementfunktionen des entsprechenden Energiemanagementfunktions-Sets 4 dazu eingesetzt, das Optimierungsziel zu erreichen. Bei dem Optimierungsziel handelt es sich insbesondere um einen besonders vorteilhaft ausgebildeten Energieeffizienzwert, beispielsweise um einen besonders niedrigen Streckenverbrauch. Allgemeiner gesprochen wird das Optimierungsziel zum Beispiel dann erreicht, wenn für eine absolvierte Fahrtstrecke besonders wenig Antriebsenergie (Kraftstoff und/oder elektrische Energie) eingesetzt wird.
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In einem weiteren Schritt S2 des Verfahrens wird für eine bevorstehende Fahrt mit dem Kraftfahrzeug 1 anhand eines vorgegebenen Auswahlkriteriums 5 oder anhand mehrerer Auswahlkriterien 5 eines der bereitgestellten Fahrprofile 3 ausgewählt und das zugehörige Energiemanagementfunktions-Set 4 während der Fahrt angewendet. Bei dem jeweiligen Auswahlkriterium 5 handelt es sich zum Beispiel um Gegebenheiten, die vor dem Beginn der bevorstehenden Fahrt vorliegen, beispielsweise welcher von mehreren zulässigen Fahrern des Kraftfahrzeugs 1 die Fahrt absolviert, mit welchem von mehreren Fahrzeugen 1 die bevorstehende Fahrt absolviert wird, wie hoch die Wahrscheinlichkeit ist, dass ein bestimmtes Streckenprofil für die bevorstehende Fahrt zutrifft etc.
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Generell ist bei dem Verfahren vorgesehen, dass eine Funktionalität eines Kraftfahrzeugnavigationssystems (nicht dargestellt) beim Auswählen des entsprechenden Fahrprofils und/oder beim Anwenden der jeweiligen Energiemanagementfunktion außer Betracht bleibt. Mit anderen Worten erfolgt das Auswählen des Fahrprofils unabhängig von einer vor Beginn der Fahrt in ein Kraftfahrzeugnavigationssystem eingegebenen Zielführung. Das kann bedeuten, dass das Kraftfahrzeug 1 gar nicht mit einem Kraftfahrzeugnavigationssystem ausgestattet ist. Alternativ kann das Kraftfahrzeug mit dem Kraftfahrzeugnavigationssystem ausgestattet sein, jedoch kann der Fahrer, der die bevorstehende Fahrt absolviert, aus unterschiedlichen Gründen darauf verzichten, eine Zielführung in das Kraftfahrzeugnavigationssystem einzuspeichern. Weiter kann das Kraftfahrzeug mit dem Kraftfahrzeugnavigationssystem ausgerüstet sein, das defekt und somit zumindest temporär nicht bestimmungsgemäß funktioniert. Das bedeutet, dass das Verfahren zum Betreiben des Kraftfahrzeugs, mittels dessen ein besonders energieeffizientes Fortbewegen des Kraftfahrzeugs gewährleistet wird, unabhängig von einem Kraftfahrzeugnavigationssystem, zumindest unabhängig von einer vorgegebenen bzw. eingespeicherten Zielführung, funktioniert.
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Bei der jeweiligen Energiemanagementfunktion des entsprechenden Energiemanagementfunktions-Sets 4 handelt es sich zum Beispiel um ein Begrenzen einer Antriebsleistung einer Antriebsmaschine (nicht dargestellt) des Kraftfahrzeugs 1. Das bedeutet, dass - indem die Energiemanagementfunktion ausgeführt wird - eine mittels der Verbrennungskraftmaschine und/oder mittels der elektrischen Maschine maximal bereitstellbare Leistung dem Fahrer lediglich teilweise zur freien Verfügung bereitgestellt wird. So wird zum Beispiel verhindert, dass der Fahrer in unnötiger Weise im Stadtverkehr zu viel Antriebsenergie verbraucht, wodurch sich eine Reichweite des Kraftfahrzeugs 1 und infolgedessen der Effizienzwert des Kraftfahrzeugs 1 verringern würde. Des Weiteren kann ein Begrenzen einer elektrischen Leistung eines elektrischen Verbrauchers des Kraftfahrzeugs 1 die entsprechende Energiemanagementfunktion darstellen. So kann beispielsweise - um Antriebsenergie für eine besonders hohe Reichweite des Kraftfahrzeugs 1 vorzuhalten - der elektrische Verbraucher, beispielsweise eine Sitzheizungsanlage, eine Beleuchtungsanlage, ein Fahrzeug-Infotainment-System etc., des Kraftfahrzeugs 1 mit verringerter elektrischer Leistung betrieben werden. Ferner ist es denkbar, als Energiemanagementfunktion einen Funktionsumfang einer der vorgenannten und/oder weiterer Einrichtungen des Kraftfahrzeugs zu begrenzen, das heißt beispielsweise teilweise zu deaktivieren.
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Zum Bereitstellen der Fahrprofile 3 kann während einer entsprechenden Fahrt eine die entsprechende Fahrt charakterisierende Information erfasst werden. Diese die jeweilige Fahrt charakterisierende Information kann bei einer Fahrt mittels des Kraftfahrzeugs 1 (Egokraftfahrzeug) und/oder mittels eines anderen Kraftfahrzeugs 6 (siehe 2) erfasst werden. Bei der die jeweilige Fahrt charakterisierenden Information kann es sich zum Beispiel um das Verhalten des Fahrers, um das Verhalten des Kraftfahrzeugs, um die Fahrstreckenlänge, um den Beschleunigungsverlauf, um den Fahrgeschwindigkeitsverlauf, um den Ladezustand der elektrischen Energiespeichereinrichtung, um die Tageszeit, um die Außentemperatur, um die Eigenposition zu Beginn der Fahrt etc. handeln. Anders ausgedrückt weist das Fahrprofil einen Datensatz auf, der wenigstens eine der vorgenannten Informationen in Datenform enthält. Die Fahrprofile 3 werden zum Beispiel dadurch erzeugt bzw. erstellt, indem mittels der Steuereinheit 2 die Informationen erfasst werden. Das bedeutet, dass die Fahrprofile beim Fahren des Kraftfahrzeugs 1 und/oder beim Fahren des anderen Kraftfahrzeugs 6 erfasst werden, sodass ein entsprechendes Fahrprofil 3 gelernt wird.
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Um einen besonders energieeffizienten bzw. kraftstoffeffizienten Betrieb von mehreren Kraftfahrzeugen, beispielsweise dem Kraftfahrzeug 1 und dem Kraftfahrzeug 6, zu gewährleisten, kann bei dem Verfahren vorgesehen sein, dass das mittels des Kraftfahrzeugs 1 erlernte Fahrprofil 3 dem anderen Kraftfahrzeug 6 bereitgestellt wird. Darüber hinaus kann das mittels des Kraftfahrzeugs 1 erlernte Fahrprofil 3 einem anderen Fahrer bereitgestellt werden. Dabei kann der andere Fahrer Zugriff auf das Kraftfahrzeug 1 bzw. das Egokraftfahrzeug und/oder Zugriff auf das andere Kraftfahrzeug 6 haben. Insoweit nimmt der Fahrer dann das ihm zugeordnete Fahrprofil 3 zwischen den Fahrzeugen 1, 6 mit, sodass ein auf den Fahrer zugeschnittenes Fahrprofil 3 ausgewählt wird, wenn der Fahrer beabsichtigt, mit dem entsprechenden Kraftfahrzeug 1, 6 die bevorstehende Fahrt anzutreten.
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In 2 ist zu erkennen, dass das Fahrprofil 3, das mittels des Kraftfahrzeugs 1 bzw. Egokraftfahrzeugs erlernt wurde, dem anderen Kraftfahrzeug 6, insbesondere dessen Steuereinheit 7, bereitgestellt wird. Hierzu ist es denkbar, dass die Kraftfahrzeuge 1, 6 bzw. die Steuereinheiten 2, 7 zu einer direkten Datenkommunikation 8 gekoppelt oder koppelbar sind. Das bedeutet, dass das Übermitteln bzw. Bereitstellen des entsprechenden Fahrprofils 3 mittels einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Datenkommunikation erfolgen kann. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass mittels der Steuereinheit 2 das entsprechende Fahrprofil 3 einer Servereinrichtung 9 bereitgestellt wird, wobei es sich bei der Servereinrichtung 9 zum Beispiel um eine Servereinrichtung eines Herstellers des Kraftfahrzeugs 1 und/oder 6 oder eines Drittanbieters handeln kann. Die Servereinrichtung 9 kann hierbei zum Beispiel als eine Cloud-Servereinrichtung ausgebildet sein. Jedenfalls korrespondieren die Servereinrichtungen 9 und die Steuereinheit 2, 7 zur kabelgebundenen und/oder kabellosen Datenkommunikation 10 miteinander. Das Übermitteln des entsprechenden Fahrprofils 3 kann beispielsweise folgendermaßen erfolgen: Das Egokraftfahrzeug 1 stellt der Servereinrichtung 9 das entsprechende Fahrprofil 3 bereit, beispielsweise „over the air“ und/oder kabelgebunden, etwa im Rahmen eines Service-Aufenthalts in einer Service-Einrichtung des Herstellers des Kraftfahrzeugs 1. Die Servereinrichtung 9 kann hierbei insbesondere dazu ausgebildet sein, das entsprechende Fahrprofil 3 zu verarbeiten oder weiterzuverarbeiten. Die Servereinrichtung 9 stellt dann das entsprechende Fahrprofil 3 der Steuereinheit 7 des anderen Kraftfahrzeugs 6 bereit, beispielsweise derart, dass die Steuereinheit 7 das entsprechende Fahrprofil 3 von der Servereinrichtung 9 herunterlädt. Alternativ oder zusätzlich kann das entsprechende Fahrprofil 3 der Steuereinheit 7 bereitgestellt werden, indem die Servereinrichtung 9 das entsprechende Fahrprofil 3 der anderen Steuereinheit 7 zustellt, insbesondere zusendet.
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Insgesamt zeigt die Erfindung, wie der Vortrieb bzw. das Fortbewegen des Kraftfahrzeugs 1 und/oder des wenigstens einen anderen Kraftfahrzeugs 6 besonders energieeffizient gestaltet werden kann. Hierbei wird insbesondere auf den Einsatz des Kraftfahrzeugnavigationssystems verzichtet. Denn ein Großteil von Anwendern bzw. Fahrern der Kraftfahrzeuge 1, 6 legen ihre Fahrten ohne aktivierte Zielführung zurück. Dies führt dazu, dass herkömmliche intelligente Energiemanagementfunktionen auf diesen Fahrten nicht oder nur unzureichend wirken. Hieraus resultiert ein besonders hoher Kraftstoffverbrauch bzw. ein besonders hoher Energieverbrauch für diese Fahrten. Mit der vorliegenden Idee, das Erfüllen des Optimierungsziels nicht lediglich auf die aktuelle bzw. bevorstehende Fahrt zu fokussieren, sondern um ein besonders vorteilhaftes Optimierungsziel zu erreichen, die Gesamtheit aller Fahrten, das heißt alle Fahrprofile 3 des entsprechenden Kraftfahrzeugs 1, 6 und/oder des entsprechenden Fahrers, zu betrachten, wird zwar eventuell in Einzelfällen das Optimierungsziel nicht vollständig erreicht. Doch in Summe über alle Fahrten mit dem Kraftfahrzeug 1, 6 und/oder in Summe über alle Fahrten des Fahrers oder der Fahrer wird eine vorteilhafte und ökologisch besonders günstige Energiebilanz erzeugt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Steuereinheit
- 3
- Fahrprofil
- 4
- Energiemanagementfunktions-Set
- 5
- Auswahlkriterium
- 6
- Kraftfahrzeug
- 7
- Steuereinheit
- 8
- direkte Datenkommunikation
- 9
- Servereinrichtung
- 10
- Datenkommunikation
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014004817 A1 [0002]
- DE 112008000625 T5 [0002]
