DE102015216852B4

DE102015216852B4 - Regelung eines Elektrofahrzeugs in Abhängigkeit von Differenzen in Energieverbrauchsraten

Info

Publication number: DE102015216852B4
Application number: DE102015216852.2A
Authority: DE
Inventors: Joseph F. Stanek; Jason Meyer; John A. Lockwood
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-09-08
Filing date: 2015-09-03
Publication date: 2024-05-16
Anticipated expiration: 2035-09-04
Also published as: CN105398351A; CN105398351B; US20160068080A1; DE102015216852A1; US9637024B2

Abstract

Verfahren (80) zur Regelung eines Elektrofahrzeugs (70), umfassend:Anpassung (83) des Betriebs eines Elektrofahrzeugs (70) in Abhängigkeit von einer Differenz (D) zwischen einer ersten Energieverbrauchsrate (100) und einer zweiten Energieverbrauchsrate (200),wobei die erste Energieverbrauchsrate (100) auf dem durchschnittlichen Energieverbrauch über eine erste Laufzeit vergangener Fahrten basiert und die zweite Energieverbrauchsrate (200) auf dem durchschnittlichen Energieverbrauch über eine zweite Laufzeit vergangener Fahrten basiert, dadurch gekennzeichnet, dassdas Anpassen (83) in Abhängigkeit zur Differenz (D) und als Fortführung der Differenz (D) für eine festgelegte Zeitdauer erfolgt, oder dassdas Anpassen (83) in Abhängigkeit von der Differenz (D) und einer Abweichung der zweiten Energieverbrauchsrate (200) erfolgt.

Description

Diese Erfindung ist auf die Regelung von Elektrofahrzeugen und insbesondere auf das Anpassen des Betriebs eines Elektrofahrzeugs in Abhängigkeit von Differenzen der Energieverbrauchsrate gerichtet. Elektrofahrzeuge und Verfahren zum Anpassen von deren Betrieb in Abhängigkeit von Energieverbrauchsraten gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche sind in den Druckschriften US 8 121 802 B2 , DE 10 2011 118 237 A1 und DE 11 2011 104 957 T5 offenbart.
Im Allgemeinen unterscheiden sich Elektrofahrzeuge von herkömmlichen Kraftfahrzeugen darin, dass Elektrofahrzeuge wahlweise unter Verwendung von einer oder mehreren batteriebetriebenen Elektromaschinen angetrieben werden. Bei herkömmlichen Kraftfahrzeugen werden hingegen ausschließlich Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt, um das Fahrzeug anzutreiben. Bei Elektrofahrzeugen können Elektromaschinen anstelle von oder zusätzlich zu der Verbrennungskraftmaschine eingesetzt werden.
Beispiele für Elektrofahrzeuge umfassen Hybridelektrofahrzeuge (Hybrid Electrified Vehicles, HEVs), Plugin-Hybridelektrofahrzeuge (Plug-in Hybrid Electrified Vehicles, PHEVs), Brennstoffzellenfahrzeuge und batteriebetriebene Elektrofahrzeuge (Battery Electrified Vehicles, BEVs). Ein Antriebsstrang eines Elektrofahrzeugs ist typischerweise mit einem Batteriepack ausgerüstet, welcher Batteriezellen aufweist, welche die elektrische Energie für den Antrieb der Elektromaschine speichern. Die Batteriezellen können vor der Verwendung geladen werden. Die Batteriezellen können während einer Fahrt durch regeneratives Bremsen oder eine Verbrennungskraftmaschine wieder aufgeladen werden.
Das Vorhersagen des Energieverbrauchs des Elektrofahrzeugs ist nützlich, um beispielsweise eine Restreichweite für das Elektrofahrzeug zu schätzen. Einige Fahrzeuge berechnen den Energieverbrauch auf der Grundlage von Energieverbrauchsraten über verschiedene Laufzeiten voraus.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Betrieb eines Elektrofahrzeuges an unterschiedliche Energieverbrauchsraten besser anzupassen.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmales des Anspruchs 1 gelöst.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform des vorgenannten Verfahrens stellt die erste Laufzeit gegenüber der zweiten Laufzeit eine langfristige Laufzeit dar.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren ist die erste Laufzeit ein erster Bereich vergangener Fahrten und die zweite Laufzeit ein zweiter Bereich vergangener Fahrten, der weniger beträgt als der erste Bereich.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren umfasst das Anpassen eine Anpassung einer vorhergesagten Restreichweite für das Elektrofahrzeug in Abhängigkeit von der Differenz.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren umfasst das Anpassen eine Änderung einer Kombination aus einer Restreichweite auf der Grundlage einer ersten Energieverbrauchsrate und einer Restreichweite auf der Grundlage einer zweiten Energieverbrauchsrate.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren erfolgt das Anpassen in Abhängigkeit von der Differenz und geografischen Informationen.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren erfolgt das Anpassen in Abhängigkeit von der Differenz und einer klimatischen Bedingung.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren umfasst das Anpassen eine Änderung einer Fahrstrecke für das Elektrofahrzeug.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren umfasst das Anpassen die Ersetzung der ersten Energieverbrauchsrate mit der zweiten Energieverbrauchsrate in einer Restreichweitenberechnung.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren stellt die erste Laufzeit gegenüber der zweiten Laufzeit eine langfristige Laufzeit dar.
Ferner ist diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch ein Elektrofahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform des vorgenannten Elektrofahrzeugs stellt die erste Laufzeit gegenüber der zweiten Laufzeit eine langfristige Laufzeit dar.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Elektrofahrzeuge ist die erste Laufzeit ein erster Zeitraum vergangener Fahrten und die zweite Laufzeit ist ein zweiter Zeitraum vergangener Fahrten, welcher geringer ist als der erste Zeitraum.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Elektrofahrzeuge passt das Steuergerät eine vorhergesagte Restreichweite für das Elektrofahrzeug auf der Grundlage der Differenz an.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Elektrofahrzeuge passt das Steuergerät eine Kombination aus einer Restreichweite auf der Grundlage einer ersten Energieverbrauchsrate und einer Restreichweite auf der Grundlage einer zweiten Energieverbrauchsrate an.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Elektrofahrzeuge nimmt das Steuergerät eine Anpassung durch Ersetzung der ersten Energieverbrauchsrate mit der zweiten Energieverbrauchsrate in einer Restreichweitenberechnung vor.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Elektrofahrzeuge stellt die erste Laufzeit gegenüber der zweiten Laufzeit eine langfristige Laufzeit dar.
Die Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen der vorhergehenden Abschnitte, der Ansprüche oder der folgenden Beschreibung und Zeichnungen, einschließlich beliebige ihrer verschiedenen Aspekte oder jeweiligen Einzelmerkmale, können unabhängig voneinander oder in beliebiger Kombination hergenommen werden. Merkmale, die im Zusammenhang mit einer Ausführungsform beschrieben wurden, sind auf alle Ausführungsformen anwendbar, es sei denn, solche Merkmale sind unvereinbar.
Die verschiedenen Merkmale und Vorteile der offengelegten Beispiele werden für Fachleute auf dem Gebiet aus der vorliegenden ausführlichen Beschreibung offensichtlich werden. Die Zeichnungen, welche die ausführliche Beschreibung begleiten, können wie folgt kurz beschrieben werden:

1 stellt schematisch einen beispielhaften Antriebsstrang für ein Elektrofahrzeug dar.
2 stellt grafisch gleitende Mittelwerte der Energieverbrauchsrate über verschiedene Laufzeiten für das Elektrofahrzeug mit dem Antriebsstrang von 1 dar.
3 zeigt eine grafische Darstellung von Kurven des Prozentsatzes von Energieverbrauchsraten für verschiedene Kombinationszeitpläne.
4 stellt grafisch einen festen Kombinationszeitplan zur Verwendung dar, wenn eine Restreichweite für das Elektrofahrzeug mit dem Antriebsstrang von 1 berechnet wird.
5 veranschaulicht eine stark schematische Ansicht des Elektrofahrzeugs mit dem Antriebsstrang von 1.
6 stellt schematisch einen beispielhaften Verfahrensfluss für die Regelung des Elektrofahrzeugs von 5 dar.
7 stellt schematisch die Kombination von Energieverbrauchsraten zur Berechnung einer Restreichweite dar.
8 stellt schematisch eine Kombination zur Bereitstellung einer kombinierten Restreichweite unter Verwendung einer ersten Restreichweite auf der Grundlage einer ersten Energieverbrauchsrate und einer zweiten Restreichweite auf der Grundlage einer zweiten Energieverbrauchsrate dar.

Während des Betriebs kann ein Elektrofahrzeug Energie verbrauchen. Viele Variablen wirken sich auf den Energieverbrauch aus. Beispielvariablen können, ohne auf diese beschränkt zu sein, die Weise umfassen, wie das Fahrzeug beschleunigt wird, wie das Fahrzeug angehalten wird, sowie Straßengefälle, Straßenbedingungen, Fahrumgebung und Fahrzeugzubehör, welches Energie verbraucht.
Eine Energieverbrauchsrate für das Elektrofahrzeug kann beispielsweise als Energieverbrauch pro Kilometer ausgedrückt werden. Eine durchschnittliche Energieverbrauchsrate für das Elektrofahrzeug kann sich abhängig von der bei der Berechnung der durchschnittlichen Energieverbrauchsrate verwendeten Laufzeit ändern. Das heißt, eine durchschnittliche Energieverbrauchsrate für die vergangenen zehn Minuten Fahrt kann sich von der durchschnittlichen Energieverbrauchsrate für die vergangenen drei Stunden Fahrt unterscheiden. Ferner kann sich die durchschnittliche Energieverbrauchsrate auf der Grundlage der letzten zwanzig Kilometer Fahrt von der durchschnittlichen Energieverbrauchsrate auf der Grundlage der letzten zweihundert Kilometer Fahrt unterscheiden.
Das Elektrofahrzeug kann Energieverbrauchsraten für verschiedene Zwecke verwenden. Beispielsweise kann eine vorhergesagte Rate für den Energieverbrauch auf einer durchschnittlichen Energieverbrauchsrate für das Elektrofahrzeug basieren. Da die vorhergesagte Rate für den Energieverbrauch beispielsweise dazu verwendet wird, die Restreichweite für das Elektrofahrzeug zu schätzen, beeinflusst die durchschnittliche Energieverbrauchsrate die Restreichweitenschätzungen.
Diese Offenbarung ist auf das Anpassen des Betriebs des Elektrofahrzeugs in Abhängigkeit von Differenzen zwischen Energieverbrauchsraten über verschiedene Laufzeiten hinweg gerichtet. Das Anpassen kann die Verwendung einer angepassten Energieverbrauchsrate bei der Schätzung einer Restreichweite für das Elektrofahrzeug umfassen.
1 stellt schematisch einen Antriebsstrang 10 für ein Elektrofahrzeug dar. Obwohl die Darstellung sich auf die Verwendung in einem Plugin-Hybridelektrofahrzeug (Plug-in Hybrid Electrified Vehicle, PHEV) bezieht, ist zu verstehen dass die hier beschriebenen Konzepte nicht auf PHEVs beschränkt sind und sich auf andere Elektrofahrzeuge erweitern lassen könnten, einschließlich, aber ohne Beschränkung auf batteriebetriebene Elektrofahrzeuge (Battery Electrified Vehicles, BEVs) und Brennstoffzellenfahrzeuge.
In einer Ausführungsform handelt es sich beim Antriebsstrang 10 um ein leistungsverzweigtes Antriebsstrangsystem, welches ein erstes Antriebssystem und ein zweites Antriebssystem einsetzt. Das erste Antriebssystem umfasst eine Kombination aus einer Kraftmaschine 14 und einem Generator 18 (d. h. eine erste Elektromaschine). Das zweite Antriebssystem umfasst mindestens einen Motor 22 (d. h. eine zweite Elektromaschine), den Generator 18 und einen Batteriepack 24. In diesem Beispiel wird das zweite Antriebssystem als elektrisches Antriebssystem des Antriebsstrangs 10 betrachtet. Das erste und zweite Antriebssystem erzeugen ein Drehmoment für den Antrieb eines oder mehrerer Sätze von Fahrzeugantriebsrädern 28 des Elektrofahrzeugs.
Die Kraftmaschine 14, welche in diesem Beispiel eine Verbrennungskraftmaschine ist, und der Generator 18 können durch eine Kraftübertragungseinheit 30, wie etwa ein Planetengetriebe, verbunden sein. Natürlich können andere Arten von Kraftübertragungseinheiten, umfassend andere Radsätze und Getriebe, verwendet werden, um die Kraftmaschine 14 mit dem Generator 18 zu verbinden. In einer nicht einschränkenden Ausführungsform ist die Kraftübertragungseinheit 30 ein Planetengetriebe, welches ein Tellerrad 32, ein Sonnenrad 34 und eine Trägeranordnung 36 umfasst.
Der Generator 18 kann durch eine Kraftmaschine 14 mittels einer Kraftübertragungseinheit 30 angetrieben werden, um kinetische Energie in elektrische Energie umzuwandeln. Der Generator 18 kann alternativ als Motor fungieren, um elektrische Energie in kinetische Energie umzuwandeln, wodurch Drehmoment an eine Antriebswelle 38 ausgegeben wird, welche mit der Kraftübertragungseinheit 30 verbunden ist.
Das Tellerrad 32 der Kraftübertragungseinheit 30 ist mit einer Antriebswelle 40 verbunden, welche mit den Fahrzeugantriebsrädern 28 über eine zweite Kraftübertragungseinheit 44 verbunden ist. Die zweite Kraftübertragungseinheit 44 kann einen Radsatz mit einer Vielzahl von Zahnrädern 46 umfassen. Andere Kraftübertragungseinheiten können ebenfalls verwendet werden.
Die Zahnräder 46 übertragen Drehmoment von der Kraftmaschine 14 auf ein Differential 48, um für Traktion für die Fahrzeugantriebsräder 28 zu sorgen. Das Differential 48 kann eine Vielzahl von Zahnrädern umfassen, welche die Übertragung von Drehmoment auf die Fahrzeugantriebsräder 28 ermöglichen. In diesem Beispiel ist die zweite Kraftübertragungseinheit 44 mechanisch mit einer Achse 50 durch das Differential 48 gekoppelt, um Drehmoment auf die Fahrzeugantriebsräder 28 zu verteilen.
Der Motor 22 (d. h. die zweite Elektromaschine) kann ebenfalls eingesetzt werden, um die Fahrzeugantriebsräder 28 durch Ausgabe von Drehmoment auf eine Antriebswelle 52 anzutreiben, die ebenfalls mit der zweiten Kraftübertragungseinheit 44 verbunden ist.
Der Batteriepack 24 ist ein Beispieltyp einer Batterieanordnung für Elektrofahrzeuge. Der Batteriepack 24 kann eine Hochspannungsbatterie sein, die elektrische Leistung ausgeben kann, um den Motor 22 und den Generator 18 zu betreiben. Andere Typen von Energiespeichersystemen und/oder Ausgabegeräten können ebenfalls mit dem Elektrofahrzeug mit dem Antriebsstrang 10 verwendet werden.
Bediener des Elektrofahrzeugs verlassen sich auf die Schätzungen der Restreichweite (RRW), um unter anderem abzuschätzen, ob sie das Elektrofahrzeug zu einem gewünschten Zielort fahren können, ohne eine Wiederaufladung vorzunehmen oder ohne auf das erste Antriebssystem zurückzugreifen. Der durchschnittliche Energieverbrauch für das Elektrofahrzeug kann bei der Schätzung der Restreichweite (RRW) für das Elektrofahrzeug verwendet werden. Im Allgemeinen ist RRW eine Berechnung der verfügbaren Energie (innerhalb des Batteriepacks 24) dividiert durch die vorhergesagte Energieverbrauchsrate. Die vorhergesagte Energieverbrauchsrate basiert oftmals auf den durchschnittlichen Raten des Energieverbrauchs.
Unter Bezugnahme auf 2 basiert die durchschnittliche Energieverbrauchsrate 100 für das Elektrofahrzeug erfindungsgemäß auf einer ersten Laufzeit vergangener Fahrten, und eine durchschnittliche Energieverbrauchsrate 200 für das Elektrofahrzeug basiert erfindungsgemäß auf einer zweiten Laufzeit vergangener Fahrten. Bei den Laufzeiten kann es sich um Entfernungen, Zeiträume einer Fahrt etc. handeln. Obwohl diese als durchschnittliche Raten beschrieben sind, könnten die Raten 100 und 200 Raten sein, die auf etwas anderem als der echten Durchschnittsrate über die Laufzeiten basierend berechnet sind. Beispielsweise könnten die Raten auf der Grundlage der Betriebsbedingungen gewichtet werden oder ein anderer abgeleiteter Wert sein.
In diesem Beispiel ist die erste Laufzeit eine relativ langfristige Laufzeit, wie etwa die letzten einhundert Kilometer Fahrt oder die vergangenen drei Stunden Fahrt. Die zweite Laufzeit ist eine relativ kurzfristige Laufzeit, wie etwa die letzten zwanzig Kilometer Fahrt oder die vergangenen 30 Minuten Fahrt. Die Raten 100 und 200 können sich im Zeitverlauf durch Fahrten des Elektrofahrzeugs ändern.
Wie erkenntlich ist, kann die Verwendung unterschiedlicher Energieverbrauchsraten sich auf die Berechnungen auswirken, wie etwa die RRW, die auf Energieverbrauchsraten angewiesen sind. Zur Minimierung dieser Abweichungen und zur Erhöhung der Genauigkeit der Berechnungen unter Verwendung der Energieverbrauchsraten kombinieren viele Elektrofahrzeuge die Energieverbrauchsraten aus verschiedenen Laufzeiten oder kombinieren Berechnungen, welche auf den Energieverbrauchsraten aus verschiedenen Fahrtzeiten basieren.
Unter Bezugnahme auf die 3 und 4 und unter fortlaufender Bezugnahme auf 2 werden die Raten 100 und 200 eines Ausführungsbeispiels standardmäßig entsprechend einem festgelegten Kombinationszeitplan 300 kombiniert. Im festgelegten Kombinationszeitplan 300 erhöht sich der Prozentsatz und die Gewichtung der in den Berechnungen verwendeten Rate 200 mit der Erhöhung des Prozentsatzes der Batterieentladung. Somit ist mit einer Abnahme des Ladezustands im Batteriepack 24 das Elektrofahrzeug stärker von der Energieverbrauchsrate 200 abhängig, welche auf einer relativ kurzfristigen Laufzeit basiert.
Wenn die Raten 100 und 200 relativ eng beieinander liegen, wie vor dem Zeitpunkt C in 2, sind die Berechnungen mit den kombinierten Raten 100 und 200 entsprechend dem festgelegten Kombinationszeitplan 300 zuverlässig. Wenn die Raten 100 und 200 sich weiter voneinander entfernen, wie vom Zeitpunkt C bis zum Zeitpunkt C', können Anpassungen des festgelegten Kombinationszeitplans 300 die Zuverlässigkeit der Berechnungen verbessern, für die eine Energieverbrauchsrate erforderlich ist.
In diesem Beispiel nimmt das Elektrofahrzeug eine Anpassung vom festgelegten Kombinationszeitplan 300 in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen den Raten 100 und 200 bei Erreichen oder Überschreiten einer Differenz D vor. Wenn die Differenz zwischen den Raten 100 und 200 zu einer gegebenen Zeit unterhalb der Differenz D liegt, wie etwa vor der Zeit, kombiniert das Elektrofahrzeug die Raten 100 und 200 entsprechend dem festgelegten Kombinationszeitplan 300. Wenn die Differenz die Differenz D überschreitet, wird der Betrieb des Elektrofahrzeugs angepasst, indem die RRW auf der Grundlage einer der Raten 100 oder 200 oder auf der Grundlage einer anderen Kombination als der im festgelegten Kombinationszeitplan 300 festgelegten Kombination berechnet wird.
In Abhängigkeit davon, dass die Differenz die Differenz D erreicht oder überschreitet, kann das Elektrofahrzeug beispielsweise eine RRW entsprechend einem angepassten Kombinationszeitplan anstelle des festgelegten Kombinationszeitplans 300 berechnen. Der angepasste Kombinationszeitplan kann beispielsweise festlegen, dass eine der Raten, wahrscheinlich die Energieverbrauchsrate 200, anstelle der Energieverbrauchsrate 100 verwendet werden sollte, und dass die Kombination sich schrittweise an diese Position annähern sollte. Der angepasste Kombinationszeitplan kann in einem anderen Beispiel festlegen, dass die Energieverbrauchsrate 200 mit einer Gewichtung von 90 % berücksichtigt wird. Der beispielhafte angepasste Kombinationszeitplan ist keine Funktion des Ladezustands, kann dies aber in anderen Beispielen sein.
Vornehmlich muss die Differenz gegebenenfalls eine festgelegte Zeitdauer anhalten, beispielsweise fünf Minuten, bevor eine Veränderung bei der Berechnung der RRW ausgelöst wird. Die festgelegte Laufzeit kann kalibriert, und in einigen Fällen angepasst, werden.
Eine Kurve 400 stellt die Kombination von Energieverbrauchsrate 100 mit der Energieverbrauchsrate 200 dar. Die Kombination basiert auf dem festgelegten Kombinationszeitplan 300.
Kurve 400a stellt hingegen eine andere Kombination von Energieverbrauchsrate 100 mit der Energieverbrauchsrate 200 dar. Die Kombination der Kurve 400a basiert auf einem angepassten Kombinationszeitplan, welcher in Abhängigkeit von der beobachteten Differenz zwischen Rate 100 und 200 ausgelöst wird, welche die Differenz D überschreitet.
Die Differenz zwischen der Rate 100 und der Rate 200 wird fortlaufend überwacht. Wenn die Differenz unter die Differenz D' fällt, beginnt der Kombinationswert der Kurve 1100 zur Sollzustandskurve 1000 zurückzukehren, während der angepasste Kombinationszeitplan sich erneut dem festgelegten Kombinationszeitplan 300 annähert.
Nunmehr Bezug nehmend auf das Schema von 5 unter Bezugnahme auf 1 umfasst ein beispielhaftes Elektrofahrzeug 70 mit einem Antriebsstrang 10 ein Datenspeichermodul 72 und ein Steuergerät 74, die auf operative Weise miteinander und dem Batteriepack 24 verbunden sind. Das Datenspeichermodul 72 speichert Energieverbrauchsdaten für Fahrzyklen des Elektrofahrzeugs 70, wie etwa die Raten 100 und 200, welche grafisch in 2 dargestellt sind. Das Datenspeichermodul 72 und das Steuergerät 74 können intern im Fahrzeug 70 oder extern am Fahrzeug 70 angebracht sein oder beides.
Das beispielhafte Steuergerät 74 umfasst einen Prozessor 76 zum Ausführen eines Programms, welches den Energieverbrauch für das Fahrzeug 70 vorhersagt. Die Vorhersage kann verwendet werden, um beispielsweise die RRW für das Fahrzeug 70 bereitzustellen. Wie der vorhergesagte Energieverbrauch berechnet wird, kann sich zumindest teilweise entsprechend den Schwankungen in den Raten 100 und 200 ändern.
Der vorhergesagte Energieverbrauch, die RRW oder andere Informationen können auf einer Anzeigevorrichtung 78 angezeigt werden, die zur Anzeige für einen Insassen des Fahrzeugs 70 vorgesehen ist. Bei der Anzeigevorrichtung 78 könnte es sich um eine optische Anzeigevorrichtung, einen akustischen Warnton oder um eine Kombination aus diesen handeln. Die Anzeigevorrichtung 78 könnte ebenfalls außerhalb des Fahrzeugs 70 angebracht sein.
Bezug nehmend auf 6 unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 ist der Prozessor 76 programmiert, um einige oder alle Schritte eines Verfahrens 80 zur Regelung des Elektrofahrzeugs 70 auszuführen. Das beispielhafte Verfahren 80 umfasst einen Schritt 81 der Berechnung der Rate 100, bei der es sich um eine Durchschnittsrate auf der Grundlage der relativ langfristigen Laufzeit handelt. Das beispielhafte Verfahren 80 umfasst einen Schritt 82 der Berechnung der zweiten Rate 200, bei der es sich um eine Durchschnittsrate auf der Grundlage der zweiten, relativ kurzfristigen Laufzeit handelt. Das Verfahren 80 passt dann, in einem Schritt 83, den Betrieb des Elektrofahrzeugs 70 in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen der ersten und zweiten Rate 100 und 200 an.
Bei dem Schritt 83 kann für das Verfahren 80 ein Faktor erforderlich sein, welcher die Anpassung zusätzlich zur Differenz zwischen den Raten 100 und 200 auslöst. Beispielsweise kann der Übergang zu Schritt 83 zusätzlich voraussetzen, dass die Änderung der Energieverbrauchsrate auf einen bekannten Rauschfaktor zurückzuführen ist, wie etwa eine Änderung der Umgebungstemperatur oder eine Änderung des Fahrtmusters von Stadtverkehr in Autobahnverkehr.
In einem anderen Beispiel kann der Übergang zu Schritt 83 voraussetzen, dass die Abweichung der zweiten Rate, die in Schritt 82 berechnet wird, geringer ist als ein Schwellenwert. Wenn die Abweichung nicht geringer ist als der Schwellenwert, wird das Verfahren 80 auf den Schritt 81 zurückgesetzt.
Wenn die Abweichung geringer ist als der Schwellenwert, wird das Verfahren 80 zu einem Schritt weitergeführt, bei dem die Differenz zwischen den Raten 100 und 200 mit einem Schwellenwert verglichen wird. Wenn die Differenz zwischen den Raten 100 und 200 größer ist als der Schwellenwert, nimmt das Verfahren 80 die Anpassungen im Schritt 83 vor. Andernfalls wird das Verfahren auf den Schritt 81 zurückgesetzt.
In einigen Beispielen kann der Übergang zu Schritt 83 voraussetzen, dass das Verhältnis der Abweichung der zweiten Energieverbrauchsrate zur Differenz geringer ist als ein Schwellenwert.
Das Anpassen des Betriebs des Elektrofahrzeugs bei dem Schritt 83 kann das Anpassen einer Kombination der Raten 100 und 200 umfassen, die zur RRW-Berechnung verwendet werden. Das Anpassen bei dem Schritt 83 könnte auch das Ersetzen oder Substituieren der Rate 100 durch die Rate 200 bei der Berechnung der RRW umfassen, oder umgekehrt. Wenn beispielsweise die Differenz D zwischen den Raten 100 und 200 auf einen äußerst hohen Wert ansteigt, behandelt das Verfahren eine der Raten 100 oder 200 als zuverlässigeren Wert und berechnet die RRW unter Verwendung einer höheren Gewichtung dieser einen der Raten 100 oder 200. Die Ersatzrate kann einfließen (schrittweise eingefügt werden).
Das Anpassen bei dem Schritt 83 könnte stattdessen die Routenänderung für das Elektrofahrzeug 70 für die Fahrt auf einer anderen Strecke umfassen oder zusätzlich umfassen. Wenn beispielsweise die RRW aus dem Schritt 83 erkennen lässt, dass ein gewünschtes Fahrtziel nicht ohne Wiederaufladen des Batteriepacks 24 erreicht werden kann, könnte das Verfahren 80 den Fahrer darauf aufmerksam machen, um eine andere Strecke vorzuschlagen, auf der eine Ladestation vor dem gewünschten Ziel erreicht wird.
Weitere mögliche Anpassungen könnten die Bereitstellung einer Warnmeldung umfassen, dass das Elektrofahrzeug 70 weniger aggressiv gefahren werden sollte, dass eine geplante Strecke verlängert werden kann, dass bestimmte Systeme (wie etwa elektrische Systeme) des Elektrofahrzeugs 70 heruntergefahren werden sollten, um Energie einzusparen, dass ein geänderter Fahrstil vorgeschlagen wird etc.
Weitere mögliche Anpassungen können die Weiterverwendung des festgelegten Kombinationszeitplans umfassen, bei der jedoch die neu gewonnenen Verbrauchsdaten stärker (oder schwächer) gewichtet werden.
Nunmehr Bezug nehmend auf 7 und unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 ist das Steuergerät 74 des beispielhaften Elektrofahrzeugs 70 in einem Beispiel ein elektrisches Batteriesteuermodul (Battery Electronic Control Module, BECM) 74.
In dieser Ausführungsform überwacht das BECM 74 eine Differenz zwischen der ersten Rate 100 und der zweiten Rate 200 während des Betriebs des Elektrofahrzeugs 70. Das BECM 74 kombiniert die Raten 100 und 200 bei Block 86, um eine kombinierte Rate für einen RRW-Berechnungsblock 88 bereitzustellen. Innerhalb des RRW-Berechnungsblocks 88 wird die verfügbare Energie (aus dem Batteriepack 24) durch die kombinierte Rate aus dem Block 86 dividiert. Die resultierende RRW wird als kombinierte RRW bei einem Block 90 auf der Anzeigevorrichtung 78 angezeigt.
Vornehmlich wenn die Differenz zwischen den Raten 100 und 200 gleich der oder unter der Differenz D ist, kombiniert das BECM 74 die Raten 100 und 200 in dem Block 86 entsprechend dem festgelegten Kombinationszeitplan 300. Wenn jedoch die Differenz zwischen den Raten 100 und 200 die Differenz D überschreitet, kombiniert das BECM die Raten 100 und 200 entsprechend dem angepassten Kombinationszeitplan.
In diesem Beispiel stellt die Differenz D eine erhebliche Differenz zwischen der Rate 100 und der Rate 200 dar, beispielsweise eine Differenz von mehr als fünfzig Prozent der niedrigeren der beiden Raten 100 oder 200. Die Differenz kann kalibriert werden und ist in einigen Fällen anpassbar.
Die Raten 100 und 200 werden somit entsprechend dem festgelegten Kombinationszeitplan 300 vor dem Zeitpunkt C und nach dem Zeitpunkt C' kombiniert. In dem Zeitraum zwischen Zeitpunkt C und C' werden die Raten 100 und 200 entsprechend dem angepassten Kombinationszeitplan kombiniert. Wie in 3 in der Kurve 400a im angepassten Kombinationszeitplan gezeigt, beginnt die Gewichtung der Energieverbrauchsrate 200 sich zu einer Gewichtung von einhundert Prozent hin zu vergrößern. Zum Zeitpunkt C' fällt die Differenz zwischen den Raten 100 und 200 unter einen Schwellenwert D', sodass der angepasste Kombinationszeitplan beginnt, auf die normale Gewichtung für die Kombination zurückzugreifen, die durch den Zeitplan 300 festgelegt ist. Die Kombination der Raten 100 und 200 entsprechend dem angepassten Kombinationszeitplan stellt eine angepasste kombinierte Rate 500 (2) zwischen Zeitpunkt C und Zeitpunkt C' bereit.
In einem anderen Beispiel, wenn die Differenz zwischen den Raten 100 und 200 die Differenz D überschreitet, ersetzt das BECM 74 die Rate 100 durch die Rate 200, anstatt die Raten 100 und 200 zu kombinieren. Das Ersetzen der Rate 100 durch die Rate 200 wird anstelle der Kombination der Raten 100 und 200 entsprechend dem angepasste Kombinationszeitplan vollzogen. Das Ersetzen der Rate 100 durch die Rate 200 kann erforderlich sein, wenn beispielsweise die Rate 100 außerhalb eines bestimmten Bereichs liegt, welcher anzeigen kann, dass die Rate 100 weniger zuverlässig ist als die Rate 200.
Nunmehr Bezug nehmend auf 8 und unter Bezugnahme auf die 2 bis 5 berechnet in einem anderen Beispiel das BECM 74 eine erste RRW auf der Grundlage der ersten Rate 100 und eine zweite RRW auf der Grundlage der zweiten Rate 200. Die erste RRW wird dann mit der zweiten RRW kombiniert, um eine kombinierte RRW bereitzustellen. Das BECM 74 aus dem Beispiel von 8 kombiniert RRW anstelle von Raten für den Energieverbrauch.
Insbesondere umfasst das BECM 74 einen ersten Filter 92_l, verknüpft mit der ersten Rate 100, und einen zweiten Filter 92_s, verknüpft mit der zweiten Rate 200. Die erste RRW wird unter Verwendung des ersten Filters 92_l und die zweite RRW unter Verwendung des zweiten Filters 92_s berechnet. In einem RRW-Berechnungsfeld 94 wird die erste RRW mit der zweiten RRW kombiniert, um eine kombinierte RRW bereitzustellen.
Da die erste RRW auf der Grundlage der ersten Rate 100 ermittelt wird, wird die erste RRW als langfristige RRW betrachtet. Da die zweite RRW auf der Grundlage der zweiten Rate 200 ermittelt wird, wird die zweite RRW als kurzfristige RRW betrachtet.
Die Kombination der ersten RRW mit der zweiten RRW erfolgt typischerweise entsprechend einem festen RRW-Kombinationszeitplan. Das BECM 74 nimmt jedoch Anpassungen des festen RRW-Kombinationszeitplans in Abhängigkeit von einer signifikanten Veränderung zwischen der Rate 100 und der Rate 200 vor. Das BECM 74 könnte stattdessen oder zusätzlich eine Anpassung des festen RRW-Kombinationszeitplans in Abhängigkeit von einer signifikanten Veränderung zwischen der ersten RRW und der zweiten RRW vornehmen.
Das System kann gegebenenfalls die Abweichung der zweiten Energieverbrauchsrate berücksichtigen, wenn es entscheidet, vom festen Kombinationszeitplan abzuweichen, oder nicht. Wenn beispielsweise das Verhältnis der Standardabweichung der zweiten Energieverbrauchsrate zur Differenz zwischen der ersten und zweiten Energieverbrauchsrate größer ist als 0,5 (50 %), dann kann das System entscheiden, den festen Kombinationszeitplan weiterzuverwenden. Solche Anwendungsfälle können darauf hindeuten, dass die Energieverbrauchsrate sehr unterschiedlich ausfällt und die erste Rate zuverlässiger ist.
Umgekehrt kann das System vom festen Kombinationszeitplan abweichen, wenn das Verhältnis kleiner als 0,5 (50 %) ist. Solche Anwendungsfälle können auf eine signifikante Dauer eines niedrigeren (oder höheren) kurzfristigen Energieverbrauchs mit relativ kurzfristigen Abweichungen hindeuten, die darauf hindeuten, dass die zweite Rate zuverlässiger ist. Der Übergang von längeren Fahrten auf der Autobahn zu längeren Fahrten im Stadtverkehr ist ein solches Beispiel.

Claims

Verfahren (80) zur Regelung eines Elektrofahrzeugs (70), umfassend: Anpassung (83) des Betriebs eines Elektrofahrzeugs (70) in Abhängigkeit von einer Differenz (D) zwischen einer ersten Energieverbrauchsrate (100) und einer zweiten Energieverbrauchsrate (200), wobei die erste Energieverbrauchsrate (100) auf dem durchschnittlichen Energieverbrauch über eine erste Laufzeit vergangener Fahrten basiert und die zweite Energieverbrauchsrate (200) auf dem durchschnittlichen Energieverbrauch über eine zweite Laufzeit vergangener Fahrten basiert, dadurch gekennzeichnet, dass das Anpassen (83) in Abhängigkeit zur Differenz (D) und als Fortführung der Differenz (D) für eine festgelegte Zeitdauer erfolgt, oder dass das Anpassen (83) in Abhängigkeit von der Differenz (D) und einer Abweichung der zweiten Energieverbrauchsrate (200) erfolgt.
Verfahren (80) nach Anspruch 1, wobei das Anpassen (83) eine Anpassung einer vorhergesagten Restreichweite für das Elektrofahrzeug (70) in Abhängigkeit von der Differenz (D) umfasst.
Verfahren (80) nach Anspruch 1, wobei das Anpassen (83) eine Änderung einer Kombination aus einer Restreichweite auf der Grundlage der ersten Energieverbrauchsrate (100) und einer Restreichweite auf der Grundlage der zweiten Energieverbrauchsrate (200) umfasst.
Verfahren (80) nach Anspruch 1, wobei das Anpassen (83) in Abhängigkeit von der Differenz (D) und geografischen Informationen erfolgt.
Verfahren (80) nach Anspruch 1, wobei das Anpassen (83) in Abhängigkeit von der Differenz (D) und einer klimatischen Bedingung erfolgt.
Verfahren (80) Anspruch 1, wobei das Anpassen (83) eine Änderung einer Fahrstrecke für das Elektrofahrzeug (70) umfasst.
Verfahren (80) nach Anspruch 1, wobei das Anpassen (83) die Ersetzung der ersten Energieverbrauchsrate (100) mit der zweiten Energieverbrauchsrate (200) in einer Restreichweitenberechnung umfasst.
Elektrofahrzeug (70), umfassend: ein Datenspeichermodul (72) zum Speichern der Energieverbrauchsdaten des Elektrofahrzeugs (70); und ein Steuergerät (74), welches den Betrieb des Elektrofahrzeugs (70) in Abhängigkeit von der Differenz (D) zwischen einer ersten Energieverbrauchsrate (100) und einer zweiten Energieverbrauchsrate (200) anpasst, wobei die erste Energieverbrauchsrate (100) auf dem durchschnittlichen Energieverbrauch über eine erste Laufzeit vergangener Fahrten basiert und die zweite Energieverbrauchsrate (200) auf dem durchschnittlichen Energieverbrauch über eine zweite Laufzeit vergangener Fahrten basiert, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (74) den Betrieb in Abhängigkeit von der Differenz (D) und einer Fortführung der Differenz (D) für eine festgelegte Zeitdauer anpasst, oder dass das Steuergerät (74) den Betrieb in Abhängigkeit von der Differenz (D) und einer Abweichung der zweiten Energieverbrauchsrate (200) anpasst.
Elektrofahrzeug (70) nach Anspruch 8, wobei das Steuergerät (74) eine vorhergesagte Restreichweite für das Elektrofahrzeug (70) auf der Grundlage der Differenz (D) anpasst.
Elektrofahrzeug (70) nach Anspruch 8, wobei das Steuergerät (74) eine Kombination aus einer Restreichweite auf der Grundlage der ersten Energieverbrauchsrate (100) und einer Restreichweite auf der Grundlage der zweiten Energieverbrauchsrate (200) anpasst.
Elektrofahrzeug (70) nach Anspruch 8, wobei das Steuergerät (74) eine Anpassung durch Ersetzung der ersten Energieverbrauchsrate (100) mit der zweiten Energieverbrauchsrate (200) in einer Restreichweitenberechnung vornimmt.