WO2010078974A1 - Verfahren für die steuerung eines elektrofahrzeugs mit hilfsantrieb - Google Patents

Verfahren für die steuerung eines elektrofahrzeugs mit hilfsantrieb Download PDF

Info

Publication number
WO2010078974A1
WO2010078974A1 PCT/EP2009/063242 EP2009063242W WO2010078974A1 WO 2010078974 A1 WO2010078974 A1 WO 2010078974A1 EP 2009063242 W EP2009063242 W EP 2009063242W WO 2010078974 A1 WO2010078974 A1 WO 2010078974A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electric vehicle
battery
time intervals
charge
detected
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/063242
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Huber
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2010078974A1 publication Critical patent/WO2010078974A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B60W20/13—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand in order to stay within battery power input or output limits; in order to prevent overcharging or battery depletion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/24—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
    • B60W10/26—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means for electrical energy, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/24—Energy storage means
    • B60W2510/242—Energy storage means for electrical energy
    • B60W2510/244—Charge state
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2556/00—Input parameters relating to data
    • B60W2556/45—External transmission of data to or from the vehicle
    • B60W2556/50—External transmission of data to or from the vehicle for navigation systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/24—Energy storage means
    • B60W2710/242—Energy storage means for electrical energy
    • B60W2710/244—Charge state
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the invention relates to a method for the control of an electric vehicle with auxiliary drive according to the preamble of claim 1.
  • Electric vehicles were already produced in series at the beginning of the 20th century. However, this direction of development was then neglected in the following decades, with the exception of special vehicles, in favor of vehicles powered by diesel and gasoline engines.
  • An electric vehicle in the sense of the present invention is understood to mean a vehicle which is driven by at least one electric motor which draws its energy from a vehicle battery.
  • An auxiliary drive in the sense of the present invention is to be understood as meaning a power generator which, if necessary, generates electricity which can be fed into the vehicle electrical system.
  • the battery is a weak link in the entire powertrain, since their storage capacity for electrical energy is limited and therefore electric vehicles have only a relatively short range.
  • Recently prototypes of an electric vehicle with increased range have been presented (North American International Auto Show 2007).
  • the increased range is made possible by a so-called “range extender”, which is a motor generator operated with conventional liquid fuel, for example, which feeds additional electrical energy into the on-board network when needed the battery are largely maintained until a recharging of the battery is possible.
  • a power supply device is known as an auxiliary unit for an electric vehicle having a combustion chamber for the combustion of a fluid fuel and one with the combustion chamber thermally coupled thermogenerator for the conversion of thermal energy into e- lectric energy includes.
  • the electrical energy generated by this power supply device is fed into the electrical system and can thus contribute to increasing the range of an electric vehicle.
  • a range extender has a lower power than that provided as the main drive of the electric vehicle engine. This has the consequence that with a power supply of the engine only with the range extender, the driving performance is lower than when the engine is powered by the battery. Furthermore, the range extender is usually put into operation when a predefinable state of charge of the battery is below. After reaching a desired state of charge, the range extender is switched off again.
  • the invention is based on the recognition that by comparing the range of charge derived from the state of charge of the battery with the remaining travel distance up to the planned destination and dependent on the comparison control of the auxiliary drive (range extender) achieve an optimization of driving leaves.
  • activation of the auxiliary drive can be avoided if the energy stored in the battery is sufficient to reach the target. This fuel can be saved for the auxiliary drive. If, on the other hand, the energy stored in the battery is insufficient, the auxiliary drive can be activated in order to supply the electrical system with additional energy.
  • the topographical characteristics of the driving lane in front of the vehicle are taken into particular account. As a result, the required energy requirement can be detected even more accurately.
  • the current traffic situation on the route lying in front of the vehicle can advantageously also be taken into account, since this can have an effect on the energy requirement of the electric vehicle.
  • a simplification of the test can advantageously be achieved by storing information about traveled routes. With repeated driving on the same route, the stored information about this route can be retrieved and taken into account in the examination of energy requirements.
  • Figure 1 is a first flowchart
  • FIG. 2 is a second flowchart
  • FIG. 3 is a third flowchart
  • Figure 4 is a fourth flowchart
  • Figure 5 is an electric vehicle in a schematic representation
  • Figure 6 is a diagram showing the state of charge of the battery as a function of the route.
  • Step 10 starts a test routine to determine whether the electric charge stored in the battery of the electric vehicle is large enough to allow the electric vehicle with this charge to reach a planned destination. For this purpose, first, in the step 1 1, the current state of charge of the battery 1 1.1 is detected. In the next step 12, the next step 12, the
  • step 13 it is checked whether the charge stored in the battery 1 1.1 is sufficient to reach the target. Of course, the respective accounted for by the vehicle, which is detected by corresponding, not shown in detail sensors. If the test routine is positive, ie with the determination that the available residual charge of the battery 1 1.1 is sufficient to reach the target, then in step 13.1 the system returns to step 11 to repeat the test routine.
  • the check can be made in cycles, with fixed time intervals. In a particularly advantageous embodiment variant, however, the time intervals may also be variable and varied, for example, depending on the load of the engine.
  • a functional dependency can be provided such that the duration of the time intervals is linearly dependent on the current and, for example, is inversely proportional to the measured current intensity.
  • other functional dependencies in particular also threshold values of the current intensity can be provided, in the case of which a different time interval is selected.
  • step 13 If the test in step 13 reveals that the detected residual charge of the battery 11.1 in the current mode of operation of the vehicle does not suffice for reaching the destination, a branch is made to step 13.2.
  • step 14 This leads to the step 14, in which an on-board additional drive, in particular in the form of a so-called range extender, is activated.
  • This range extender generates, preferably by combustion of a fluid fuel, such as gasoline, diesel, hydrogen or the like, by means of a motor generator or a fuel cell, additional electrical energy which is fed into the electrical system of the vehicle.
  • This additional electrical energy may be used to charge the battery 11.1 or may be fed directly into the engine circuit of the vehicle.
  • the range extender is deactivated again if the regular check of the state of charge of the battery shows that the remaining charge for the battery has been removed
  • step 20 the above-mentioned check routine is started.
  • step 21 the state of charge of the battery 11.1 of the vehicle is detected.
  • step 22 is advantageous with
  • step 23 Help of an on-board navigation system 12.1, the distance between the current position of the vehicle and the controlled target detected.
  • topographical properties of the route ahead of the vehicle are now detected in step 23. This can also be done advantageously with the assistance of the navigation system 12.1. For example, it can be determined whether the route runs essentially in one plane or whether inclines or declines are to be expected. From these data, for example, an average energy requirement can be determined, which is correlated with the existing residual charge of the battery 11.1 (step 24). Depending on the result of the test, as has already been described above in FIG.
  • Step 25 of the existing auxiliary drive can be activated to provide sufficient energy for the driving of the vehicle.
  • step 30 the state of charge of the battery 11.1 is detected.
  • steps 32 and 33 the remaining route to the destination (step 32) and its topographical properties (step 33) are detected.
  • step 34 the current traffic situation on the route ahead of the vehicle is now detected, since this can have an effect on the energy requirement of the vehicle.
  • TMC Traffic Message Channel
  • the traffic situation can also be transmitted by communication between the road users.
  • step 35 it is again checked whether the energy stored in the battery 11.1 is sufficient for reaching the destination. If this is the case, it is controlled via step 35.1 again to step 31, from which a test procedure is again carried out. On the other hand, if the state of charge of the battery 1 1.1 is not sufficient, step 35.2 transfers to step 36, in which the range extender is activated.
  • step 40 the state of charge of the battery 1 1.1 is detected.
  • step 42 if necessary with the aid of the navigation system 12.1, the driving lane is detected up to the destination.
  • step 43 it is checked whether the vehicle has traveled this route before. If this is not the case, in the manner already described repeatedly, in step 45, a correlation between the state of charge of the battery 11.1 and the still remaining distance. If this is the case, however, a branch is made via step 43.1 to a step 44. In this step 44, information about the known
  • step 46 can be used to trigger step 46, in which the range extender is activated.
  • FIG. 5 shows, in a schematic illustration, an electric vehicle 50 in which the method according to the invention can be used.
  • At least one battery 11.1 is provided for the storage of electrical energy which serves to supply the at least one motor 50.3 for driving the electric vehicle 50.
  • an inverter 50.4 may advantageously be connected to an inverter 50.4.
  • a control unit 50.5 For the control of the electrical system and its components can advantageously be provided a control unit 50.5. With the control unit 50.5 a navigation system 12.1 is connected. With 50.6 is called an auxiliary drive, which acts as a so-called range extender.
  • the auxiliary drive 50.6 is, if necessary, activated and then generates electrical energy, which is preferably fed via a further inverter 50.7 in the electrical system of the electric vehicle 50.
  • the diagram shown in Figure 6 shows the state of charge LZ of the battery 1 1.1 as a function of the route FS.
  • the current distance to be covered extends between START and TARGET.
  • the battery 1 1.1 has the charge state LZ3.
  • the minimum state of charge of the battery 1 1.1 is designated LZ1.
  • LZ2 denotes a predetermined threshold, below which, in a conventional operation of the electric vehicle 50, the auxiliary drive 50.6 would be activated to ensure that the GOAL is achieved.
  • the auxiliary drive 50.6 would be activated at the route point S1, since there the said threshold value LZ2 is reached.
  • the test according to the method of the invention now shows that the energy stored in the battery is sufficient to achieve the GOAL. When reaching the waypoint S1, therefore, the auxiliary drive 50.6 does not have to be activated. As a result, fuel can be saved, which would otherwise have to be supplied to the auxiliary drive 50.6.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Steuerung eines Elektrofahrzeugs (50) mit Hilfsantrieb (50.6.) Erfindungsgemäß werden der Ladezustand der Batterie (11.1) des Elektrofahrzeugs (50) und die verbleibende Entfernung bis zu dem Ziel erfasst. Weiterhin wird geprüft, ob der erfasste Ladezustand der Batterie (11.1) für das Erreichen des Ziels ausreicht. Der Hilfsantrieb (50.6) wird aktiviert, wenn die Prüfung ergibt, dass der Ladezustand der Batterie (11.1) nicht ausreicht, um das Ziel zu erreichen.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren für die Steuerung eines Elektrofahrzeugs mit Hilfsantrieb
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Steuerung eines Elektrofahrzeugs mit Hilfsantrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Elektrofahrzeuge wurden bereits zu Beginn des 20. Jahrhunderts in Serie produziert. Diese Entwicklungsrichtung wurde dann jedoch in den folgenden Jahrzehnten, mit Ausnahme von Son- derfahrzeugen, zugunsten von mit Diesel- und Ottomotoren angetriebenen Fahrzeugen, vernachlässigt. Unter einem Elektrofahrzeug im Sinne der vorliegenden Erfindung soll ein Fahrzeug verstanden werden, das von mindestens einem Elektromotor angetrieben wird, der seine Energie aus einer Fahrzeugbatterie bezieht. Unter einem Hilfsantrieb im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein Stromgenerator zu verstehen, der im Bedarfsfall Strom erzeugt, der in das Bordnetz eingespeist werden kann. Nach dem aktuellen Stand der Entwicklung ist die Batterie ein schwaches Glied in dem gesamten Antriebsstrang, da ihre Speicherkapazität für e- lektrische Energie beschränkt ist und Elektrofahrzeuge daher nur eine vergleichsweise geringe Reichweite aufweisen. In jüngster Zeit wurden Prototypen eines Elektrofahrzeugs mit gesteigerter Reichweite vorgestellt (North American International Auto Show 2007). Die gesteigerte Reichweite wird durch einen so genannten „Range-Extender" ermöglicht. Hierbei handelt es sich beispielsweise um einen mit konventionellem Flüssigkraftstoff betriebenen Motorgenerator, der bei Bedarf zusätzlich elektrische Energie in das Bordnetz einspeist. Mit dieser zusätzli- chen Energie kann insbesondere der aktuelle Ladezustand der Batterie weitgehend aufrechterhalten werden, bis eine erneute Ladung der Batterie möglich ist.
Aus DE 10 2008 006 705.9 ist eine Energieversorgungseinrichtung als Zusatzaggregat für ein Elektrofahrzeug bekannt, die eine Brennkammer für die Verbrennung eines fluiden Kraftstoffs und einen mit der Brennkammer thermisch gekoppelten Thermogenerator für die Umwandlung von thermischer Energie in e- lektrische Energie umfasst. Die von dieser Energieversorgungseinrichtung erzeugte elektrische Energie wird in das Bordnetz eingespeist und kann so zu einer Reichweitensteigerung eines Elektrofahrzeugs beitragen.
Üblicherweise hat ein Range-Extender eine geringere Leistung als der als Hauptantrieb des Elektrofahrzeugs vorgesehene Motor. Das hat zur Folge, dass bei einer Speisung des Motors ausschließlich mit dem Range-Extender die Fahrleistung geringer ist als bei einer Versorgung des Motors durch die Batterie. Wei- terhin wird der Range-Extender üblicherweise in Betrieb gesetzt, wenn ein vorgebbarer Ladezustand der Batterie unterschritten ist. Nach Erreichen eines gewünschten Ladezustands wird der Range-Extender wieder abgeschaltet.
Offenbarung der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optimiertes Verfahren für die Steuerung eines Elektrofahrzeugs mit Hilfsantrieb zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 genannte Verfahren gelöst. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass durch einen Vergleich der sich aus dem Ladezustand der Batterie abgeleiteten möglichen Reichweite mit der verbleibenden Fahrstrecke bis zu dem geplanten Ziel und einer von dem Vergleich abhängigen Steuerung des Hilfsantriebs (Range-Extender) eine Optimierung des Fahrbetriebs erreichen lässt. Insbesondere kann eine Aktivierung des Hilfsantriebs vermieden werden, wenn die in der Batterie gespeicherte Energie für das Erreichen des Ziels ausreicht. Dadurch kann Kraftstoff für den Hilfsantrieb eingespart werden. Sollte dagegen die in der Batterie gespeicherte Energie nicht ausreichen, kann der Hilfsantrieb aktiviert werden, um dem Bordnetz zusätzliche Energie zuzuführen. Besonders vorteilhaft werden neben der Entfernung bis zum Ziel auch die topografischen Eigenschaften der vor dem Fahrzeug liegenden Fahrstecke berücksichtigt. Dadurch kann der erforderliche Energiebedarf noch genauer erfasst werden. Weiterhin kann vorteilhaft zusätzlich die aktuelle Verkehrssituation auf der vor dem Fahrzeug liegenden Fahrstrecke berücksichtigt werden, da diese Auswirkungen auf den Energiebedarf des Elektrofahrzeugs haben kann. Eine Vereinfachung der Prüfung kann vorteilhaft dadurch erreicht wer- den, dass Informationen über zurückgelegte Fahrstrecken gespeichert werden. Bei wiederholtem Befahren der gleichen Fahrstrecke kann die gespeicherte Information über diese Strecke abgerufen und bei der Prüfung des Energiebedarfs berücksichtigt werden.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt
Figur 1 ein erstes Ablaufdiagramm;
Figur 2 ein zweites Ablaufdiagramm;
Figur 3 ein drittes Ablaufdiagramm;
Figur 4 ein viertes Ablaufdiagramm;
Figur 5 ein Elektrofahrzeug in schematischer Darstellung;
Figur 6 in einem Diagramm den Ladezustand der Batterie als Funktion der Fahrstrecke.
Ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden beispielhaft un- ter Bezug auf Figur 1 erläutert, die ein vereinfachtes erstes Ablaufdiagramm darstellt. Mit dem Schritt 10 wird eine Prüfroutine gestartet, mit der festgestellt werden soll, ob die in der Batterie des Elektrofahrzeugs gespeicherte elektrische Ladung ausreichend groß ist, damit das Elektrofahrzeug mit dieser Ladung ein geplantes Ziel erreichen kann. Dazu wird zunächst, in dem Schritt 1 1 , der aktuelle Ladungszustand der Batterie 1 1.1 erfasst. In dem nächsten Schritt 12 wird die
Entfernung zu dem Ziel erfasst. Dies erfolgt zweckmäßig mittels eines bordeigenen, sattel itengestützten Navigationssystems 12.1 , das aus der aktuellen Fahrzeugposition und den Zielkoordinaten die verbleibende Entfernung berechnet. In dem Schritt 13 wird geprüft, ob die in der Batterie 1 1.1 gespeicherte Ladung für das Erreichen des Ziels ausreicht. Hierbei wird selbstverständlich auch die jewei- lige Fahrweise des Fahrzeugs berücksichtigt, die von entsprechenden, nicht im Einzelnen dargestellten Sensoren erfasst wird. Verläuft die Prüfroutine positiv, also mit der Feststellung, dass die vorhandene Restladung der Batterie 1 1.1 für das Erreichen des Ziels ausreicht, dann wird in dem Schritt 13.1 zu dem Schritt 1 1 zurückgekehrt, um die Prüfroutine zu wiederholen. Die Prüfung kann taktweise, mit fest vorgebbaren Zeitintervallen, erfolgen. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante können die Zeitintervalle jedoch auch variabel ausgestaltet sein und beispielsweise in Abhängigkeit von der Belastung des Motors variiert werden. Beispielsweise derart, dass die Prüfintervalle mit steigender Stromstärke abnehmen. Hierbei kann eine funktionale Abhängigkeit derart vorgesehen sein, dass die Dauer der Zeitintervalle linear von dem Strom abhängig ist und beispielsweise umgekehrt proportional zu der gemessenen Stromstärke ist. Als weitere Ausführungsvarianten können andere funktionale Abhängigkeiten, insbesondere auch Schwellwerte der Stromstärke vorgesehen werden, bei deren Ü- berschreiten ein anderes Zeitintervall gewählt wird. Auf die vorbeschriebene
Weise kann vorteilhaft erreicht werden, dass die aus Erfassung der Restladung prognostizierte Reichweite des Fahrzeugs zuverlässig und zeitnah erfasst wird. Ergibt die Prüfung in Schritt 13, dass die erfasste Restladung der Batterie 11.1 bei der aktuellen Betriebsweise des Fahrzeugs für das Erreichen des Ziels nicht ausreicht, wird zu dem Schritt 13.2 verzweigt. Dieser führt zu dem Schritt 14, in dem ein bordeigener Zusatzantrieb, insbesondere in Gestalt eines so genannten Range-Extenders, aktiviert wird. Dieser Range-Extender erzeugt, vorzugsweise durch Verbrennung eines fluiden Kraftstoffs, wie Benzin, Diesel, Wasserstoff o- der dergleichen, mittels eines Motorgenerators oder einer Brennstoffzelle, zu- sätzliche elektrische Energie, die in das Bordnetz des Fahrzeugs eingespeist wird. Diese zusätzliche elektrische Energie, kann, in Abhängigkeit von der Betriebsstrategie des Fahrzeugs, für die Ladung der Batterie 11.1 verwendet oder auch direkt in den Motorkreislauf des Fahrzeugs eingespeist werden. Der Range- Extender wird wieder deaktiviert, wenn die regelmäßig vorgenommene Prüfung des Ladezustands der Batterie ergibt, dass die vorhandene Restladung für die
Erreichung des Fahrtziels ausreicht.
Zuvor wurde ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, das in vielen praktisch vorkommenden Fahrsituationen einen betriebssicheren Einsatz des Fahrzeugs ermöglicht. Bei besonders schwierigen topografischen Verhältnissen, insbesondere bei Fahrstrecken in gebirgigem Gelände, kann es allerdings nicht ausreichend sein, bei der beschriebenen Prüfung nur die Entfernung bis zum geplanten Ziel zu berücksichtigen. Zwar wird durch die oben schon beschriebene belastungsabhängige Prüfung der Zielerreichungswahrscheinlichkeit schon ein gewisser Sicherheitsfaktor berücksichtigt. Eine noch genauere Prognose ist jedoch durch eine genauere Berücksichtigung der topografischen Verhältnisse der vor dem Fahrzeug liegenden Fahrstrecke möglich. Dies wird im Folgenden unter Bezug auf das in Figur 2 dargestellte Ablaufdiagramm erläutert. In Schritt 20 wird die oben schon erwähnte Prüfroutine gestartet. In Schritt 21 wird der Ladezu- stand der Batterie 11.1 des Fahrzeugs erfasst. In Schritt 22 wird, vorteilhaft mit
Hilfe eines bordeigenen Navigationssystems 12.1 , die Entfernung zwischen der aktuellen Position des Fahrzeugs und dem angesteuerten Ziel erfasst. Zusätzlich werden jetzt in dem Schritt 23 topografische Eigenschaften der vor dem Fahrzeug liegenden Fahrstrecke erfasst. Auch dies kann vorteilhaft mit Unterstützung des Navigationssystems 12.1 erfolgen. Beispielsweise kann festgestellt werden, ob die Fahrstrecke im Wesentlichen in einer Ebene verläuft oder ob mit Steigungen oder Gefällstrecken zu rechnen ist. Aus diesen Daten kann beispielsweise ein durchschnittlicher Energiebedarf ermittelt werden, der mit der vorhandenen Restladung der Batterie 1 1.1 korreliert wird (Schritt 24). In Abhängigkeit von dem Ergebnis der Prüfung, kann, wie oben bei Figur 1 schon beschrieben wurde, in
Schritt 25 der vorhandene Zusatzantrieb aktiviert werden, um ausreichend Energie für den Fahrbetrieb des Fahrzeugs bereitzustellen.
Eine noch genauere Planung des Fahrgeschehens wird mit einer Ausführungsva- riante der Erfindung ermöglicht, die im Folgenden unter Bezug auf das in Figur 3 dargestellte Ablaufdiagramm erläutert wird. Bei dieser Ausführungsvariante wird eine weitere Optimierung durch Berücksichtigung der aktuellen Verkehrssituation auf der noch zurückzulegenden Fahrstrecke bis zum Ziel erreicht. Die Prüfroutine wird mit dem Schritt 30 gestartet. In dem folgenden Schritt 31 wird der Ladezu- stand der Batterie 11.1 erfasst. Wie bei den zuvor schon beschriebenen Ausführungsvarianten erläutert, werden in den Schritten 32 und 33 die verbleibende Fahrstrecke bis zum Ziel (Schritt 32) und deren topografische Eigenschaften (Schritt 33) erfasst. In einem zusätzlichen Schritt 34 wird jetzt das aktuelle Verkehrsgeschehen auf der vor dem Fahrzeug liegenden Fahrstrecke erfasst, da dieses Auswirkungen auf den Energiebedarf des Fahrzeugs haben kann. Das Verkehrsgeschehen kann vorteilhaft beispielsweise mit der TMC - Funktion (TMC = Traffic Message Channel) des Navigationssystems 12.1 erfasst werden. Bei zukünftig geplanten Systemen für die Verkehrssteuerung kann die Verkehrssituation auch durch Kommunikation zwischen den Verkehrsteilnehmern übertra- gen werden. In dem Schritt 35 wird wiederum geprüft, ob die in der Batterie 11.1 gespeicherte Energie für das Erreichen des Fahrtziels ausreichend ist. Ist dies der Fall, wird über den Schritt 35.1 erneut zu dem Schritt 31 gesteuert, von dem ausgehend wieder ein Prüfvorgang durchgeführt wird. Ist der Ladezustand der Batterie 1 1.1 dagegen nicht ausreichend, wird über den Schritt 35.2 zu dem Schritt 36 übergeleitet, in dem der Range-Extender aktiviert wird.
Im Folgenden wird, unter Bezug auf Figur 4, eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung beschrieben, die eine weiter vereinfachte Prüfroutine umfasst. Diese Ausführungsvariante eignet sich insbesondere für solche Fälle, bei denen häufig gleiche Fahrstrecken zurückgelegt werden. Diese Situation tritt beispielsweise häufig bei Berufspendlern auf, die den Weg zwischen Wohnung und Arbeitsstätte regelmäßig mit dem Fahrzeug zurücklegen. Mit dem Schritt 40 wird die Prüfroutine gestartet. In dem Schritt 41 wird der Ladezustand der Batterie 1 1.1 erfasst. In dem Schritt 42 wird, ggf. mit Hilfe des Navigationssystems 12.1 , die Fahrstecke bis zu dem Ziel erfasst. In Schritt 43 wird geprüft, ob das Fahrzeug diese Fahrstrecke schon einmal zurückgelegt hat. Ist das nicht der Fall , erfolgt in der schon wiederholt beschriebenen Weise, in dem Schritt 45 eine Korrelation zwischen dem Ladezustand der Batterie 1 1.1 und der noch verbleibemden Wegstrecke. Ist dies jedoch der Fall, wird über den Schritt 43.1 zu einem Schritt 44 verzweigt. In diesem Schritt 44 werden Informationen über die bekannte
Fahrstrecke abgerufen, die beispielsweise in einer Speichereinrichtung 44.1 gespeichert sind. Diese Informationen werden über den Schritt 44.2 in die Prüfroutine eingespeist. Diese Information kann beispielsweise als durchschnittlicher Energieverbrauch pro Wegeinheit der Fahrstrecke gespeichert sein. Falls not- wendig, kann über den Schritt 45.2 der Schritt 46 angesteuert werden, in dem der Range-Extender aktiviert wird.
Figur 5 zeigt, in schematischer Darstellung, ein Elektrofahrzeug 50, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren zum Einsatz kommen kann. Von jeder der zwei vorhandenen Achsen des Elektrofahrzeugs 50 ist jeweils nur ein Rad 50.1 , 50.2 dargestellt. Mindestens eine Batterie 11.1 ist für die Speicherung elektrischer Energie vorgesehen, die zur Versorgung des mindestens einen Motors 50.3 für den Antrieb des Elektrofahrzeugs 50 dient. Zwischen die Batterie 1 1.1 und den Motor 50.3 kann vorteilhaft ein Inverter 50.4 geschaltet sein. Für die Steuerung des Bordnetzes und seiner Komponenten kann vorteilhaft ein Steuergerät 50.5 vorgesehen sein. Mit dem Steuergerät 50.5 ist ein Navigationssystem 12.1 verbunden. Mit 50.6 ist ein Hilfsantrieb bezeichnet, der als so genannter Range- Extender wirkt. Der Hilfsantrieb 50.6 wird, im Bedarfsfall, aktiviert und erzeugt dann elektrische Energie, die vorzugsweise über einen weiteren Inverter 50.7 in das Bordnetz des Elektrofahrzeugs 50 eingespeist wird.
Das in Figur 6 dargestellte Diagramm zeigt den Ladezustand LZ der Batterie 1 1.1 als Funktion der Fahrstrecke FS. Die aktuell zurückzulegende Fahrstrecke erstreckt sich zwischen START und ZIEL. Bei START hat die Batterie 1 1.1 den Ladezustand LZ3. Der Mindestladezustand der Batterie 1 1.1 ist mit LZ1 bezeichnet. LZ2 bezeichnet einen vorgegebenen Schwellwert, bei dessen Unterschreiten bei einer herkömmlichen Betriebsweise des Elektrofahrzeugs 50 der Hilfsantrieb 50.6 aktiviert werden würde, um sicherzustellen, dass das ZIEL erreicht wird. In dem in Figur 6 dargestellten Beispielsfall würde der Hilfsantrieb 50.6 bei dem Streckenpunkt S1 aktiviert, da dort der genannte Schwellwert LZ2 erreicht ist. Die Prüfung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zeigt aber nun, dass die in der Batterie gespeicherte Energie ausreicht, um das ZIEL zu erreichen. Bei Erreichen des Streckenpunkts S1 muss daher der Hilfsantrieb 50.6 nicht aktiviert werden. Dadurch kann Kraftstoff gespart werden, der sonst dem Hilfsantrieb 50.6 zugeführt werden müsste.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren für die Steuerung eines Elektrofahrzeugs (50) mit Hilfsantrieb (50.6), dadurch gekennzeichnet, dass der Ladezustand der Batterie (1 1.1 ) des Elektrofahrzeugs (50) erfasst wird, dass die verbleibende Entfernung bis zu dem Ziel erfasst wird, dass geprüft wird, ob der erfasste Ladezustand der Batterie (1 1.1 ) für das Erreichen des Ziels ausreicht und dass der Hilfsantrieb (50.6) aktiviert wird, wenn die Prüfung ergibt, dass der Ladezustand der Batterie (1 1.1 ) nicht ausreicht, um das Ziel zu erreichen.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass topografische Eigenschaften der vor dem Elektrofahrzeug (50) liegenden Fahrstrecke erfasst und bei der Ermittlung des Energiebedarfs für das Erreichen des Fahrtziels berücksichtigt werden.
3. Verfahren nach einem der vorliegenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass die Verkehrssituation auf der vor dem Elektrofahrzeug (50) liegenden Fahrstrecke erfasst und bei der Ermittlung des Energiebedarfs für das Erreichen des Fahrziels berücksichtigt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass Informationen über zurückgelegte Fahrstrecken gespeichert werden, dass bei Durchführung einer Prüfroutine geprüft wird, ob gespeicherte Informationen über die aktuell zurückzulegende Fahrstrecke gespeichert sind, und dass ggf. gespeicherte Informationen bei der Prüfung berücksichtigt werden, ob die in der Batterie (1 1.1 ) gespeicherte Energie für das Erreichen des Ziels ausreicht.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Information über bereits zurückgelegte Fahrtstrecken insbesondere der durchschnittliche Energieverbrauch pro Wegeinheit be- reitgestellt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfung in vorgebbaren, gleichmäßigen Zeitintervallen erfolgt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfung in veränderbaren Zeitintervallen erfolgt, wobei die Dauer der Zeitintervalle in Abhängigkeit von der Betriebsweise des Elektro- fahrzeugs (50) gewählt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer der Zeitintervalle in Abhängigkeit von der Stromstärke des Motors (Fahrmotor) des Elektrofahrzeugs (50) gewählt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Dauer der Zeitintervalle invers proportional zu der Stromstärke des Motors festgelegt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Schwellwerte der Stromstärke für den Motor vorgegeben werden, und dass die Dauer der Zeitintervalle bei Erreichen eines Schwellwerts verändert wird.
PCT/EP2009/063242 2009-01-09 2009-10-12 Verfahren für die steuerung eines elektrofahrzeugs mit hilfsantrieb WO2010078974A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009000098A DE102009000098A1 (de) 2009-01-09 2009-01-09 Verfahren für die Steuerung eines Elektrofahrzeugs mit Hilfsantrieb
DE102009000098.4 2009-01-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010078974A1 true WO2010078974A1 (de) 2010-07-15

Family

ID=41785622

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2009/063242 WO2010078974A1 (de) 2009-01-09 2009-10-12 Verfahren für die steuerung eines elektrofahrzeugs mit hilfsantrieb

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102009000098A1 (de)
WO (1) WO2010078974A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011075145A1 (de) * 2011-05-03 2012-11-08 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Hybridfahrzeugs
DE102016217955A1 (de) 2016-09-20 2018-03-22 Voith Patent Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs
DE102019202366A1 (de) * 2019-02-21 2020-08-27 Volkswagen Aktiengesellschaft Fortbewegungsmittel mit hybridem Traktionssystem sowie Verfahren zum Betrieb eines Solchen

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5703486A (en) * 1994-08-25 1997-12-30 Yazaki Corporation Battery remaining capacity measuring device
GB2332283A (en) * 1997-12-10 1999-06-16 Nec Technologies Coulometric battery state of charge metering
US6054861A (en) * 1994-11-11 2000-04-25 Fujitsu Limited Apparatus for monitoring power of battery to supply electric power to load
EP1256476A2 (de) * 2001-05-09 2002-11-13 Ford Global Technologies, Inc. Energieflussverwaltungssystem für ein Hybridfahrzeug
US6549014B1 (en) * 2002-02-15 2003-04-15 Power Designers, Llc Battery monitoring method and apparatus
EP1920986A1 (de) * 2005-09-01 2008-05-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hybridfahrzeug und steuerverfahren dafür
EP1932740A1 (de) * 2005-10-07 2008-06-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hybridauto und verfahren zu dessen steuerung

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008006705A1 (de) 2008-01-30 2009-08-06 Robert Bosch Gmbh Energieversorgungseinrichtung

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5703486A (en) * 1994-08-25 1997-12-30 Yazaki Corporation Battery remaining capacity measuring device
US6054861A (en) * 1994-11-11 2000-04-25 Fujitsu Limited Apparatus for monitoring power of battery to supply electric power to load
GB2332283A (en) * 1997-12-10 1999-06-16 Nec Technologies Coulometric battery state of charge metering
EP1256476A2 (de) * 2001-05-09 2002-11-13 Ford Global Technologies, Inc. Energieflussverwaltungssystem für ein Hybridfahrzeug
US6549014B1 (en) * 2002-02-15 2003-04-15 Power Designers, Llc Battery monitoring method and apparatus
EP1920986A1 (de) * 2005-09-01 2008-05-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hybridfahrzeug und steuerverfahren dafür
EP1932740A1 (de) * 2005-10-07 2008-06-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hybridauto und verfahren zu dessen steuerung

Also Published As

Publication number Publication date
DE102009000098A1 (de) 2010-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1270303B1 (de) Verfahren zum Steuern eines Antriebsstrangs eines Hybridfahrzeugs
DE102016224600B4 (de) Einrichtung und Verfahren zum Steuern des Starts eines Verbrennungsmotors für Mildhybrid-Elektrofahrzeuge
EP2323887B9 (de) Verfahren zur steuerung eines hybridantriebs in einem schienenfahrzeug
DE10226143A1 (de) Verfahren zum Steuern eines Hybridantriebs bei einem Kraftfahrzeug
EP2692604B1 (de) Verfahren zum Steuern des Ladezustands eines Energiespeichers eines Hybridfahrzeugs
DE102010039653A1 (de) Bestimmen des Aktivierungspunktes eines Range-Extenders in einem Elektrofahrzeug
DE102008017699A1 (de) System und Verfahren zur Bereitstellung von Streckeninformationen für einen Fahrer eines Fahrzeugs
DE102015100239B4 (de) Hybridfahrzeug und Betriebsverfahren
DE102017206694A1 (de) Verfahren zur Assistenz eines Fahrmanövers und Assistenzsystem für ein Fahrmanöver
WO2009143926A1 (de) Fahrzeugsystem
AT506272A2 (de) Verfahren zum betreiben eines elektrofahrzeuges
DE102008005328A1 (de) Verfahren zum energieeffizienten Betrieb eines Kraftfahrzeuges
DE102006033930A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebs
DE102008042228A1 (de) Verfahren zur Einstellung einer motorischen Antriebseinrichtung in einem Kraftfahrzeug
WO2009103369A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum betreiben einer hybridantriebsvorrichtung eines kraftfahrzeugs
WO2011128410A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur antriebssteuerung für ein hybridfahrzeug
DE102017218903A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Energiemanagementsystems und Energiemanagementsystem
DE19937381A1 (de) Kraftfahrzeug mit Hybridantrieb und Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit Hybridantrieb
DE102020215251A1 (de) Verfahren zur steuerung eines generators für ein fahrzeug
DE102007005030A1 (de) Verfahren für die Steuerung eines Fahrzeugs mit Hybridantrieb
WO2010078974A1 (de) Verfahren für die steuerung eines elektrofahrzeugs mit hilfsantrieb
DE102016009016A1 (de) Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben eines Energiespeichers für ein Kraftfahrzeug
DE102021003653A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs mit einem Hochvoltenergiespeicher und einem Brennstoffzellensystem
DE102008030563A1 (de) Kraftfahrzeug
WO2015110274A1 (de) Verfahren zum steuern einer geschwindigkeit eines elektrisch angetriebenen fahrzeuges

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09783929

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09783929

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1