DE19807291A1 - Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeuges mit einem Hybridantrieb - Google Patents
Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeuges mit einem HybridantriebInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeuges mit einem
Hybridantrieb mit einem Elektromotor und einer Brennkraftmaschine, gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus der DE 43 06 381 A1 bekannt, wobei in
Abhängigkeit von einer Fahrgeschwindigkeit einen Betriebsart "Stadtfahrt" oder eine
Betriebsart "Fernfahrt" eingestellt wird. Dieses System hat jedoch den Nachteil, daß es
beispielsweise durch kurzfristig hohe Geschwindigkeiten im Stadtverkehr oder kurzfristig
niedrige Geschwindigkeiten im Fernverkehr zu Änderungen der Betriebsart kommt, obwohl
dies eigentlich durch die momentane Verkehrsumgebung nicht angezeigt ist bzw.
erforderlich wäre.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der
obengenannten Art zur Verfügung zu stellen, wobei die obengenannten Nachteile
überwunden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der o.g. Art mit den in Anspruch
1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in
den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Dazu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß mittels eines Positionssensors eine momen
tane Position des Kraftfahrzeuges ermittelt und mit gespeicherten Daten einer Straßen- oder
Landkarte verglichen wird, wobei durch den Vergleich festgestellt wird, in welcher Ver
kehrsumgebung sich das Fahrzeug befindet und ein entsprechender vorbestimmter Be
triebsmodus des Hybridantriebs für die jeweilige Verkehrsumgebung eingestellt wird.
Dies hat den Vorteil, daß eine automatische, eindeutige Erkennung der momentan optimal
sten Betriebsart des Hybridantriebs für eine momentane Verkehrsumgebung gewährleistet
ist, so daß eine Kraftstoffeinsparung durch entsprechende Wahl des Betriebsmodus des
Hybridantriebs weiter optimiert ist. Ferner wird frühzeitig eine Änderung der Verkehrsumge
bung und damit eine eventuell erforderliche Änderung des Betriebsmodus des
Hybridantriebs erkannt, so daß ein für eine entsprechende Verkehrsumgebung falscher
bzw. unökonomischer Betriebsmodus auch für eine kurze Zeit nach Änderung der
Verkehrsumgebung wirksam verhindert.
Beispielsweise ist die Verkehrsumgebung ein Stadtverkehr, ein Fernverkehr und/oder ein
Überlandverkehr, wobei bevorzugt für den Stadtverkehr als Betriebsmodus für den
Hybridantrieb eine reiner Elektromotorbetrieb oder ein erster kombinierter Elektromotor-/
Brennkraftmaschinenbetrieb, für den Fernverkehr als Betriebsmodus für den Hybridantrieb
ein reiner Brennkraftmaschinenbetrieb oder ein zweiter kombinierter Elektromotor-/
Brennkraftmaschinenbetrieb und/oder für den Überlandverkehr als Betriebsmodus für den
Hybridantrieb ein reiner Brennkraftmaschinenbetrieb oder ein dritter kombinierter
Elektromotor-/Brennkraftmaschinenbetrieb eingestellt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Positionssensor ein GPS-System
(satellitengestütztes Navigationssystem) oder ein GSM-System (Global System for Mobile
Communication).
Ist die Verkehrsumgebung ein Stau bzw. zähfließender Verkehr wird als Betriebsmodus für
den Hybridantrieb ein reiner Elektromotorbetrieb oder ein kombinierter Elektromotor-/
Brennkraftmaschinenbetrieb automatisch eingestellt.
Zur Überwachung des Betriebszustandes des Hybridantriebs wird in vorteilhafter Weise
einem Fahrer des Kraftfahrzeugs ein momentaner Betriebsmodus des Hybridantriebs ange
zeigt und ggf. ein Ladezustand einer Batterie des Hybridantriebs ständig überwacht.
Eine Abgasreduzierung im Stadtverkehr erzielt man dadurch, daß im reinen
Elektromotorbetrieb in einem Stadtverkehr bei einem vorbestimmten Entladezustand einer
Batterie des Hybridantriebs eine Warnung an einen Fahrer abgegeben wird und in
Abhängigkeit von der ermittelten Position des Kraftfahrzeuges wenigstens einer der
folgenden Vorschläge gegeben wird: "Verlassen der Stadt", falls sich eine entsprechende
Stadtgrenze innerhalb der verbleibenden Reichweite des Elektromotorbetriebes befindet,
"Anfahren der nächsten Elektrotankstelle", falls sich wenigstens eine Elektrotankstelle
innerhalb der verbleibenden Reichweite des Elektromotorbetriebes befindet, und/oder
"Umschalten auf Brennkraftmaschinenbetrieb", falls die verbleibende Reichweite des
Elektromotorbetriebes weder zum Verlassen des Stadtverkehrs noch zum Erreichen einer
Elektrotankstelle ausreicht.
Weitere Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich
aus den abhängigen Ansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung der
Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung. Diese veranschaulicht schematisch die
Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ein Kraftfahrzeug 10 mit einem Hybridantrieb mit einem Elektromotor und einer Brennkraft
maschine hat eine von einem nicht dargestellten Positionssensor ermittelte Position X. Aus
gehend von dieser Position X ist eine Reichweite des Kraftfahrzeugs mit reinem Elektromo
torbetrieb aufgrund eines momentanen Ladezustandes einer Batterie des Hybridantriebs
mit einem Kreis 12 und eine momentane Reichweite des Kraftfahrzeugs mit reinem
Brennkraftmaschinenbetrieb aufgrund eines momentanen Kraftstoff-Füllstandes in einem
Tank mit einem Kreis 14 bezeichnet. Diese Reichweiten 12 und 14 werden ständig im
Fahrzeug, beispielsweise von einer entsprechenden Antriebssteuerung, ermittelt. Alternativ
kann der Kreis 14 auch eine Reichweite aus Elektromotorbetrieb plus
Brennkraftmaschinenbetrieb sein.
Die momentane vom Positionssensor ermittelte Position X des Kraftfahrzeuges 10 wird mit
gespeicherten Daten einer Straßen- oder Landkarte verglichen, von denen beispielhaft in
der Figur folgende gespeicherten Daten dargestellt sind: Bereiche 16, 18 und 20 bezeichnen
Verkehrsumgebungen mit Stadtverkehr, also im wesentlichen Städte. Alle dazwischen lie
genden Bereiche 22 gelten als Verkehrsumgebung mit Überlandverkehr, wobei ggf. auch
Bereiche mit Fernverkehr, wie beispielsweise Autobahnen, zusätzlich gekennzeichnet sein
können. Die Orte 24, 26, 28 und 30 kennzeichnen Elektrotankstellen, an denen die Batterie
des Hybridantriebs aufgeladen werden kann. Weiterhin umfassen die gespeicherten Daten
beispielsweise nicht dargestellte Straßen bzw. ein entsprechendes Straßennetz, wobei
auch einzelne Straßen oder Straßenzüge als Bereich mit entsprechenden
Verkehrsumgebungen, wie beispielsweise Stadtverkehr, Überlandverkehr oder Fernverkehr,
gekennzeichnet sein können.
An der momentanen, vom Positionssensor ermittelten Position X des Kraftfahrzeuges 10
ergeben sich aus dem Vergleich mit den vorgenannten gespeicherten Daten folgende Infor
mationen: Der Stadtbereich 16 kann in bestimmten Richtungen allein im
Elektromotorbetrieb verlassen werde. Die Stadtbereiche 18 und 20 befinden sich teilweise
innerhalb der Reichweite 14 der Brennkraftmaschine aber außerhalb der Reichweite 12 des
Elektromotors. Die Elektrotankstelle 24 befindet sich innerhalb der Reichweite 12 des
Elektromotors, während sich die Elektrotankstellen 26, 28 und 30 außerhalb der Reichweite
12 des Elektromotors, aber innerhalb der Reichweite 14 der Brennkraftmaschine befinden.
Ferner ergibt der Vergleich der momentanen, vom Positionssensor ermittelten Position X
mit den vorgenannten gespeicherten Daten der Straßen- bzw. Landkarte, daß sich das
Kraftfahrzeug 10 in dem Bereich 16 befindet, in dem eine Verkehrsumgebung mit
Stadtverkehr herrscht. Dementsprechend wird der Hybridantrieb automatisch beispielsweise
in einen reinen Elektromotorbetrieb geschaltet. Mit zunehmender Betriebsdauer des
Elektromotors wird die Batterie des Hybridantriebs entladen und der Kreis 12
dementsprechend kleiner. Ab einem vorbestimmten Entladezustand wird ein Fahrer auf
diesen Umstand aufmerksam gemacht, wobei ggf. gleichzeitig Vorschläge für ein weiteres
Betriebsverfahren gegeben werden.
An der Position X gemäß der Figur bekommt der Fahrer beispielsweise den Hinweis, daß er
entweder den Stadtbereich 16 verlassen kann. Sobald nämlich der Vergleich der Position X
mit den gespeicherten Daten ergibt, daß sich das Fahrzeug in einem Bereich 22 mit Ober
landverkehr befindet, wird automatisch in einen Brennkraftmaschinenbetrieb umgestellt,
wobei der Elektromotor umgekehrt als Generator wirkt und die Batterie auflädt.
An der Position X gemäß der Figur ist aber auch der Hinweis möglich, daß die
Elektrotankstelle 24 in reinem Elektromotorbetrieb angefahren werden und dort die Batterie
wieder aufgeladen werden kann.
Sobald beispielsweise der Elektromotorbetrieb jedoch solange angedauert hat, daß sich der
Kreis 12 vollständig innerhalb des Stadtgebietes 16 befindet und auch keine
Elektrotankstelle mehr innerhalb des Kreises 12 ist, schlägt ein Motormanagement dem
Fahrer nur noch vor, manuell oder automatisch in den Brennkraftmaschinenbetrieb
umzuschalten.
Statt des reinen Elektromotorbetriebes oder Brennkraftmaschinenbetriebs in einer
jeweiligen Verkehrsumgebung ist auch ein kombinierter Elektromo
tor-/Brennkraftmaschinenbetrieb möglich, wobei für unterschiedliche Verkehrsumgebungen
unterschiedliche kombinierte Elektromotor-/Brennkraftmaschinenbetriebe vorgesehen sein
können. Diese unterscheiden sich beispielsweise dadurch, daß eine Aufteilung der
Drehmomentabgabe von Elektromotor und Brennkraftmaschine variiert wird. So kann das
Verhältnis der Drehmomentabgabe von Elektromotor zu Brennkraftmaschine beispielsweise
50/50, 40/60, 30/70, 20/80,10/90, 60/40, 70/30, 80/20, 90/10 betragen oder ein beliebiger
Zwischenwert zwischen den angegebenen Verhältnissen sein.
Eine automatische Auswahl des vorgenannten Verhältnisses der Drehmomentabgaben von
Elektromotor und Brennkraftmaschine kann beispielsweise geschwindigkeitsabhängig erfol
gen. Es ist jedoch auch möglich, Bereiche der gespeicherten Straßen- oder Landkarte mit
entsprechenden Informationen zu versehen, die dem jeweiligen Bereich ein bestimmtes
Verhältnis, ggf. abhängig von Tages- und/oder Jahreszeit, zuordnen.
10
Kraftfahrzeug
12
Kreis für momentane Reichweite im Elektromotorbetrieb
14
Kreis für momentane Reichweite im Brennkraftmaschinenbetrieb
16
Bereich mit Stadtverkehr
18
Bereich mit Stadtverkehr
20
Bereich mit Stadtverkehr
22
Bereich mit Überlandverkehr
24
Ort mit Elektrotankstelle
26
Ort mit Elektrotankstelle
28
Ort mit Elektrotankstelle
30
Ort mit Elektrotankstelle
X momentane Position
X momentane Position
Claims (10)
1. Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeuges mit einem Hybridantrieb mit einem
Elektromotor und einer Brennkraftmaschine,
dadurch gekennzeichnet, daß
mittels eines Positionssensors eine momentane Position des Kraftfahrzeuges ermit
telt und mit gespeicherten Daten einer Straßen- oder Landkarte verglichen wird,
wobei durch den Vergleich festgestellt wird, in welcher Verkehrsumgebung sich das
Fahrzeug befindet und ein entsprechender vorbestimmter Betriebsmodus des
Hybridantriebs für die jeweilige Verkehrsumgebung eingestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Verkehrsumgebung ein Stadtverkehr, ein Fernverkehr und/oder ein Überlandver
kehr ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
für den Stadtverkehr als Betriebsmodus für den Hybridantrieb ein reiner
Elektromotorbetrieb oder ein erster kombinierter Elektromotor-/Brennkraftmaschinen
betrieb automatisch eingestellt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
für den Fernverkehr als Betriebsmodus für den Hybridantrieb ein reiner Brennkraft
maschinenbetrieb oder ein zweiter kombinierter Elektromotor-/Brennkraftmaschinen
betrieb automatisch eingestellt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
für den Überlandverkehr als Betriebsmodus für den Hybridantrieb eine reiner Brenn
kraftmaschinenbetrieb oder ein dritter kombinierter Elektromotor-/Brennkraftmaschi
nenbetrieb automatisch eingestellt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Verkehrsumgebung eine Stausituation ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
für die Stausituation als Betriebsmodus für den Hybridantrieb ein reiner
Elektromotorbetrieb oder ein vierter kombinierter Elektromo
tor-/Brennkraftmaschinenbetrieb automatisch eingestellt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
einem Fahrer des Kraftfahrzeugs ein momentaner Betriebsmodus des
Hybridantriebs angezeigt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Ladezustand einer Batterie des Hybridantriebs ständig überwacht wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
im reinen Elektromotorbetrieb in einem Stadtverkehr bei einem vorbestimmten Entla
dezustand einer Batterie des Hybridantriebs eine Warnung an einen Fahrer abgege
ben wird und in Abhängigkeit von der ermittelten Position des Kraftfahrzeuges
wenigstens einer der folgenden Vorschläge gegeben wird,
- (a) "Verlassen der Stadt", falls sich eine entsprechende Stadtgrenze innerhalb der verbleibenden Reichweite des Elektromotorbetriebes befindet,
- (b) "Anfahren der nächsten Elektrotankstelle", falls sich wenigstens eine Elek trotankstelle innerhalb der verbleibenden Reichweite des Elektromotorbetriebes befindet, und/oder
- (c) "Umschalten auf Brennkraftmaschinenbetrieb", falls die verbleibende Reichweite des Elektromotorbetriebes weder zum Verlassen des Stadtverkehrs noch zum Erreichen einer Elektrotankstelle ausreicht.
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DE19807291A DE19807291A1 (de) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeuges mit einem Hybridantrieb |
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Publications (1)
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DE19807291A Withdrawn DE19807291A1 (de) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeuges mit einem Hybridantrieb |
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