DE102016206733A1

DE102016206733A1 - Verfahren zur Ermittlung von Fahrmodi für ein Hybrid-Fahrzeug

Info

Publication number: DE102016206733A1
Application number: DE102016206733.8A
Authority: DE
Inventors: Cedric Effenberger; Nicolas Billebault; Harald Hofmeier; Sebastian Baudisch
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2016-04-21
Filing date: 2016-04-21
Publication date: 2017-10-26

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betrieb eines Hybrid-Fahrzeugs auf einer Fahrroute beschrieben. Das Verfahren umfasst das Aufteilen der Fahrroute in eine Sequenz von Segmenten, wobei die Segmente Prioritäten für die Verwendung eines elektrischen Antriebs des Hybrid-Fahrzeugs anzeigen. Des Weiteren umfasst das Verfahren das Ermitteln, auf Basis einer Mehrzahl von unterschiedlichen Betriebsstrategien, einer Sequenz von Fahrmodi für die entsprechende Sequenz von Segmenten. Das Verfahren umfasst weiter das Betreiben des Hybrid-Fahrzeugs auf der Fahrroute in Abhängigkeit von der Sequenz von Fahrmodi.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Steuereinheit zur Ermittlung von Fahrmodi für den Betrieb eines Hybrid-Fahrzeugs auf einer vorausliegenden Fahrroute.
Ein Hybrid-Fahrzeug (insbesondere ein PHEV (Plugin-Hybrid Electric Vehicle)) umfasst einen Verbrennungsmotor und eine Elektromaschine zum Antrieb des Fahrzeugs. Des Weiteren umfasst das Hybrid-Fahrzeug einen Energiespeicher (z. B. eine Li-Ionen basierte wiederaufladbare Batterie) zur Speicherung von elektrischer Energie zum Antrieb der Elektromaschine. Das Hybrid-Fahrzeug weist aufgrund der unterschiedlichen Antriebe typischerweise unterschiedliche Fahrmodi auf, mit denen das Fahrzeug betrieben werden kann. Beispielsweise kann das Fahrzeug in einem Fahrmodus rein elektrisch angetrieben werden, während das Fahrzeug in einem weiteren Fahrmodus ausschließlich mit dem Verbrennungsmotor angetrieben werden kann. Des Weiteren sind ein oder mehrere Fahrmodi denkbar, bei denen z. B. die Elektromaschine zur Unterstützung des Verbrennungsmotors eingesetzt wird oder bei denen der Verbrennungsmotor die als Generator betriebene Elektromaschine antreibt, um den Energiespeicher zu laden. Die unterschiedlichen Fahrmodi können sich somit in Bezug auf den Verbrauch an elektrischer Energie für den Antrieb des Fahrzeugs unterscheiden.
Entlang einer Fahrroute können unterschiedliche Fahrmodi verwendet werden, um das Fahrzeug anzutreiben. Zur Verbesserung der Energiebilanz des Fahrzeugs ist es dabei vorteilhaft, die Nutzung der verfügbaren elektrischen Energie für eine vorausliegende Fahrroute des Fahrzeugs in vorausschauender Weise zu planen. Eine derartige Festlegung von Fahrmodi für eine vorausliegende Fahrroute kann als vorausschauendes Energiemanagement eines Hybrid-Fahrzeugs bezeichnet werden.
Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem in recheneffizienter Weise eine Sequenz von Fahrmodi für unterschiedliche Segmente einer vorausliegenden Fahrroute ermittelt werden können, so dass die in dem Energiespeicher eines Hybrid-Fahrzeugs gespeicherte elektrische Energie möglichst optimal genutzt wird.
Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u. a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zum Betrieb eines Hybrid-Fahrzeugs auf einer vorausliegenden Fahrroute beschrieben. Die Fahrroute kann einen Anfangspunkt (z. B. eine aktuelle Position des Fahrzeugs) mit einem Endpunkt miteinander verbinden. Dabei kann der Endpunkt z. B. durch einen Fahrer des Fahrzeugs über eine Eingabe/Ausgabe-Einheit des Fahrzeugs eingegeben worden sein. Die Fahrroute kann auf Basis von digitaler Karteninformation bezüglich eines Straßennetzes durch ein Navigationssystem des Fahrzeugs ermittelt worden sein.
Das Hybrid-Fahrzeug umfasst typischerweise einen Verbrennungsmotor und eine Elektromaschine, wobei die Elektromaschine mit elektrischer Energie aus einem elektrischen Energiespeicher angetrieben werden kann. Der elektrische Energiespeicher kann z. B. an einer Ladestation aufgeladen worden sein. Das Verfahren kann darauf ausgelegt sein, in möglichst effizienter Weise die in dem elektrischen Energiespeicher gespeicherte elektrische Energie für die Fahrt entlang der Fahrroute (bis zu dem Endpunkt der Fahrroute) zu nutzen.
Das Verfahren umfasst das Aufteilen der Fahrroute in eine Sequenz von Segmenten. Die Aufteilung der Fahrroute in Segmente kann z. B. auf Basis der digitalen Karteninformation erfolgen. Insbesondere kann die digitale Karteninformation Attribute umfassen, die eine Aufteilung der Fahrroute in Segmente ermöglichen. Beispielsweise können Teilstrecken der Fahrroute, die ähnliche oder gleiche Eigenschaften aufweisen, zu Segmenten zusammengefasst werden (z. B. ein Segment für einen städtischen Bereich, ein Segment für einen ländlichen Bereich, ein Segment für eine Autobahnstrecke, etc.).
Die einzelnen Segmente weisen dabei Prioritäten aus einer Mehrzahl von Prioritäten für die Verwendung des elektrischen Antriebs (d. h. für die Verwendung der Elektromaschine) des Hybrid-Fahrzeugs an. Mit anderen Worten, jedes Segment kann eine Priorität für die Verwendung des elektrischen Antriebs in diesem Segment anzeigen. Diese Prioritäten können auch als Elektrifizierungs-Prioritäten bezeichnet werden. Die Priorität eines Segments kann auf Basis der digitalen Karteninformation bezüglich der Fahrroute ermittelt werden. Insbesondere können die Prioritäten z. B. als Attribute in der digitalen Karteninformation gespeichert sein. Beispielsweise kann die Fahrroute auf Basis der, in der digitalen Karteninformation hinterlegten Prioritäten, in Segmente aufgeteilt werden (so dass Routen-Abschnitte mit gleichen Prioritäten zu Segmenten zusammengefasst werden). Andererseits kann auf Basis der (relativ homogenen) Eigenschaften eines Segmentes eine Priorität für dieses Segment ermittelt werden.
Die Mehrzahl von Prioritäten kann mindestens drei unterschiedliche Prioritäten umfassen, die jeweils einen unterschiedlichen Grad der Nutzung des elektrischen Antriebs des Hybrid-Fahrzeugs anzeigen (z. B. eine geringe Nutzung, eine mittlere Nutzung und eine intensive Nutzung des elektrischen Antriebs). Dabei kann die Priorität eines Segmentes anzeigen, welcher Grad der Nutzung des elektrischen Antriebs für dieses Segment typischerweise gewünscht (z. B. aus Umweltbetrachtungen) und/oder energetisch sinnvoll ist. Die Prioritäten können z. B. im Rahmen von (Test-)Fahrten auf einem Straßennetz im Vorfeld ermittelt und mit der digitalen Karteninformation gespeichert worden sein.
Das Verfahren umfasst weiter das Ermitteln, auf Basis einer Mehrzahl von unterschiedlichen Betriebsstrategien, einer Sequenz von Fahrmodi für die entsprechende Sequenz von Segmenten. Beispielsweise kann die Mehrzahl von unterschiedlichen Betriebsstrategien 3, 5, 9 oder mehr unterschiedliche Betriebsstrategien umfassen. Jedem Segment kann auf Basis einer Betriebsstrategie ein Fahrmodus zugeordnet werden. Zu diesem Zweck umfasst eine Betriebsstrategie eine Zuordnung von jeweils einem Fahrmodus aus einer Mehrzahl von unterschiedlichen Fahrmodi zu jeweils einer Priorität aus der Mehrzahl von Prioritäten. Die unterschiedlichen Betriebsstrategien weisen dabei jeweils unterschiedliche Zuordnungen zwischen Fahrmodi und Prioritäten auf. Insbesondere können zwei unterschiedliche Betriebsstrategien aus der Mehrzahl von unterschiedlichen Betriebsstrategien zumindest einer Priorität aus der Mehrzahl von Prioritäten unterschiedliche Fahrmodi aus der Mehrzahl von Fahrmodi zuordnen.
Die Mehrzahl von unterschiedlichen Fahrmodi unterscheidet sich dabei insbesondere in Bezug auf den Verbrauch an elektrischer Energie aus dem elektrischen Energiespeicher des Fahrzeugs. Beispielsweise kann die Mehrzahl von Fahrmodi mindestens drei unterschiedliche Fahrmodi umfassen. Insbesondere kann die Mehrzahl von Fahrmodi einen Fahrmodus umfassen, bei dem der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers innerhalb eines Segmentes gehalten oder gesteigert werden soll. Ein solcher Fahrmodus kann auch als „Charge Sustain” Fahrmodus bezeichnet werden. Des Weiteren kann die Mehrzahl von Fahrmodi einen Fahrmodus umfassen, bei dem der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers innerhalb eines Segmentes reduziert werden soll. Insbesondere soll in einem solchen Fahrmodus primär und ggf. ausschließlich der elektrische Antrieb des Fahrzeugs verwendet werden, um den Verbrauch von fossilem Kraftstoff zu reduzieren und/oder um die Abgasemission des Fahrzeugs zu reduzieren. Ein solcher Fahrmodus kann auch als „Charge Depletion” Fahrmodus bezeichnet werden.
Ein Fahrmodus umfasst bzw. definiert typischerweise ein oder mehrere Kennlinien, die anzeigen, bei welcher Fahrgeschwindigkeit, bei welchem angeforderten Antriebsmoment und/oder bei welchem Ladezustand ein verbrennungsmotorischer Antrieb (d. h. der Verbrennungsmotor) des Hybrid-Fahrzeugs aktiviert wird. Durch die ein oder mehreren Kennlinien kann somit die Verteilung zwischen dem verbrennungsmotorischen Antrieb und dem elektrischen Antrieb des Fahrzeugs definiert werden. Durch eine Verlagerung der Verteilung von dem verbrennungsmotorischen Antrieb zu dem elektrischen Antrieb kann der Verbrauch an elektrischer Energie aus dem elektrischen Energiespeicher erhöht werden.
Das Ermitteln der Sequenz von Fahrmodi für die entsprechende Sequenz von Segmenten kann derart erfolgen, dass der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers des Hybrid-Fahrzeugs an dem Endpunkt der Fahrroute (sowie typischerweise an keinem Punkt der Fahrroute) einen Ladezustands-Schwellenwert nicht unterschreitet. Mit anderen Worten, es kann eine Betriebsstrategie aus der Mehrzahl von Betriebsstrategien (d. h. eine Zuordnung von Fahrmodi zu den Prioritäten der Mehrzahl von Prioritäten) ermittelt werden, so dass die o. g. Bedingung erfüllt ist. Dabei sei angemerkt, dass die Fahrroute auch einen Anfangspunkt und einen Endpunkt der Fahrroute umfasst. Insbesondere umfassen die Punkte entlang bzw. auf der Fahrroute auch den Endpunkt der Fahrroute. Durch die Ermittlung einer Sequenz von Fahrmodi unter Berücksichtigung der o. g. Bedingungen kann gewährleistet werden, dass der Endpunkt zuverlässig erreicht werden kann. Des Weiteren kann die Sequenz von Fahrmodi derart ermittelt werden, dass der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers des Hybrid-Fahrzeugs an dem Endpunkt der Fahrroute minimal ist. So kann die Ausnutzung der in dem elektrischen Energiespeicher gespeicherten elektrischen Energie auf der Fahrroute maximiert werden.
Allgemein ausgedrückt kann eine Betriebsstrategie aus der Mehrzahl von Betriebsstrategien (und somit eine Sequenz von Fahrmodi für die Sequenz von Segmenten) ermittelt werden, die ein oder mehrere Optimierungs-Bedingungen in Bezug auf den Bedarf oder den Verbrauch an elektrischer Energie des Hybrid-Fahrzeugs auf der Fahrroute erfüllt. Insbesondere können sich die ein oder mehreren Optimierungs-Bedingungen auf den Ladezustand des elektrischen Energiespeichers beziehen. Beispielhafte Optimierungs-Bedingungen sind,

• der Bedarf an elektrischer Energie ist derart, dass der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers am Endpunkt der Fahrroute einen Ladezustands-Schwellenwert nicht unterschreitet;
• der Bedarf an elektrischer Energie ist derart, dass der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers den Ladezustands-Schwellenwert an keinem Punkt auf der Fahrroute (auch nicht am Endpunkt) unterschreitet; und/oder
• der Bedarf an elektrischer Energie ist derart, dass der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers am Endpunkt der Fahrroute minimal ist.

Außerdem umfasst das Verfahren das Betreiben des Hybrid-Fahrzeugs auf der Fahrroute in Abhängigkeit von der ermittelten Sequenz von Fahrmodi.
Das Verfahren ermöglicht die recheneffiziente, flexible und substantiell optimale Ermittlung von Fahrmodi für ein Hybrid-Fahrzeug. Insbesondere wird dies durch die Bereitstellung von unterschiedlichen Betriebsstrategien, d. h. von unterschiedlichen Zuordnungen von Fahrmodi zu den möglichen Prioritäten der Segmente, ermöglicht.
Die Mehrzahl von unterschiedlichen Betriebsstrategien kann jeweils einen unterschiedlichen durchschnittlichen Verbrauch an elektrischer Energie aus dem Energiespeicher bewirken. Dabei kann die Mehrzahl von unterschiedlichen Betriebsstrategien nach steigendem oder sinkendem durchschnittlichen Verbrauch an elektrischer Energie sortiert sein. So kann das Ermitteln einer optimalen Betriebsstrategie weiter beschleunigt werden.
Das Ermitteln der Sequenz von Fahrmodi kann umfassen, das Ermitteln einer zulässigen Betriebsstrategie aus der Mehrzahl von unterschiedlichen Betriebsstrategien, für die der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers entlang der Fahrroute den Ladezustands-Schwellenwert nicht unterschreitet und am Endpunkt der Fahrroute minimal ist (im Vergleich zu den Ladezuständen, die bei Verwendung der anderen Betriebsstrategien aus der Mehrzahl von Betriebsstrategien erzielt werden, bei deren Verwendung der Ladezustands-Schwellenwert entlang der Fahrroute nicht unterschritten wird). Die Sequenz von Fahrmodi kann dann auf Basis der zulässigen Betriebsstrategie ermittelt werden.
Das Ermitteln der Sequenz von Fahrmodi kann weiter umfassen, das Ermitteln einer unzulässigen Betriebsstrategie aus der Mehrzahl von unterschiedlichen Betriebsstrategien, für die der Ladezustand des elektrischen Speichers an mindestens einem Punkt entlang der Fahrroute den Ladezustands-Schwellenwert unterschreitet und am Endpunkt der Fahrroute maximal ist (im Vergleich zu den Ladezuständen, die bei Verwendung der anderen Betriebsstrategien aus der Mehrzahl der Betriebsstrategien erzielt werden, bei deren Verwendung der Ladezustands-Schwellenwert entlang der Fahrroute an mindestens einem Punkt unterschritten wird). Die Sequenz von Fahrmodi kann dann auch auf Basis der unzulässigen Betriebsstrategie ermittelt werden. Insbesondere kann so eine Misch-Betriebsstrategie ermittelt werden (aus der zulässigen Betriebsstrategie und der unzulässigen Betriebsstrategie), durch die z. B. der Ladezustand am Endpunkt weiter reduziert werden kann (ohne dabei den Ladezustands-Schwellenwert zu unterschreiten).
Beispielsweise kann das Ermitteln der Sequenz von Fahrmodi umfassen, das Ermitteln einer zulässigen Sequenz von Fahrmodi durch Zuweisen eines Fahrmodus zu jedem Segment der Sequenz von Segmenten gemäß der zulässigen Betriebsstrategie. Des Weiteren kann eine unzulässige Sequenz von Fahrmodi durch Zuweisen eines Fahrmodus zu jedem Segment der Sequenz von Segmenten gemäß der unzulässigen Betriebsstrategie ermittelt werden. Es kann dann der Fahrmodus für ein oder mehrere Segmente aus der unzulässigen Sequenz von Fahrmodi in die zulässige Sequenz von Fahrmodi übernommen werden, so dass der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers am Endpunkt der Fahrroute reduziert wird und den Ladezustands-Schwellenwert nicht unterschreitet. Es kann somit eine Misch-Betriebsstrategie aus der (gerade noch) zulässigen und der unzulässigen Betriebsstrategie ermittelt werden.
Die Mehrzahl von unterschiedlichen Betriebsstrategien kann nach steigendem oder sinkendem durchschnittlichen Verbrauch an elektrischer Energie sortiert sein. Zum Ermitteln der zulässigen Betriebsstrategie kann dann nach und nach und angefangen mit der Betriebsstrategie mit dem niedrigsten durchschnittlichen Verbrauch an elektrischer Energie, der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers an ein oder mehreren Punkten (insbesondere an allen Punkten) entlang der Fahrroute ermittelt werden, bis eine unzulässige Betriebsstrategie erreicht wird, bei der der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers entlang der Fahrroute an mindestens einem Punkt (insbesondere am Endpunkt) den Ladezustands-Schwellenwert unterschreitet. Die zulässige Betriebsstrategie entspricht dann der letzten Betriebsstrategie vor Erreichen der unzulässigen Betriebsstrategie. In analoger Weise kann mit der Betriebsstrategie mit dem höchsten durchschnittlichen Verbrauch angefangen werden. Durch Sortieren der Betriebsstrategien kann der Rechenaufwand zur Ermittlung der Sequenz von Fahrmodi reduziert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Steuereinheit für ein Hybrid-Fahrzeug beschrieben, das einen elektrischen Antrieb und einen verbrennungsmotorischen Antrieb umfasst. Die Steuereinheit ist eingerichtet, eine vorausliegende Fahrroute für das Hybrid-Fahrzeug in eine Sequenz von Segmenten aufzuteilen, wobei ein Segment eine Priorität aus einer Mehrzahl von Prioritäten für die Verwendung des elektrischen Antriebs des Hybrid-Fahrzeugs anzeigt. Außerdem ist die Steuereinheit eingerichtet, auf Basis einer Mehrzahl von unterschiedlichen Betriebsstrategien, eine Sequenz von Fahrmodi für die entsprechende Sequenz von Segmenten zu ermitteln, insbesondere derart, dass ein oder mehrere Bedingungen in Bezug auf einen Bedarf an elektrischer Energie des Hybrid-Fahrzeugs entlang der Fahrroute erfüllt sind. Dabei ordnet eine Betriebsstrategie den Prioritäten aus der Mehrzahl von Prioritäten jeweils einen Fahrmodus aus einer Mehrzahl von unterschiedlichen Fahrmodi zu. Die Fahrmodi aus der Mehrzahl von unterschiedlichen Fahrmodi unterscheiden sich in Bezug auf einen Verbrauch an elektrischer Energie aus dem elektrischen Energiespeicher. Die Steuereinheit ist weiter eingerichtet, den elektrischen Antrieb und den verbrennungsmotorischen Antrieb des Hybrid-Fahrzeugs auf der Fahrroute in Abhängigkeit von der Sequenz von Fahrmodi zu betreiben.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Hybrid-Fahrzeug (z. B. ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen oder ein Motorrad) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Steuereinheit umfasst.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z. B. auf einem Steuergerät eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
1 beispielhafte Komponenten eines Hybrid-Fahrzeugs;
2 eine beispielhafte Aufteilung einer Fahrroute in Segmente;
3 beispielhafte Verläufe des Ladezustands eines Energiespeichers für unterschiedliche Betriebsstrategien; und
4 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Ermittlung von Fahrmodi für den Betrieb eines Hybrid-Fahrzeugs.
Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit dem energieeffizienten Betrieb eines Hybrid-Fahrzeugs. In diesem Zusammenhang zeigt 1 beispielhafte Komponenten eines Hybrid-Fahrzeugs 100 (z. B. eines Personenkraftwagens, eines Lastkraftwagens oder eines Motorrads). Das Fahrzeug 100 umfasst eine Fahrerposition 106, die von einem Fahrer des Fahrzeugs 100 eingenommen werden kann, um das Fahrzeug 100 zu steuern. Von der Fahrerposition 106 aus kann beispielsweise ein Bremspedal 103 und/oder Fahrpedal 113 (auch als Gaspedal bezeichnet) betätigt werden, um das Fahrzeug 100 zu verzögern und/oder zu beschleunigen. Die Betätigung des Bremspedals 103 führt typischerweise zu einer Betätigung von Radbremsen (auch als Reibbremsen bezeichnet) 110, die eine Reibung an den Rädern 109 des Fahrzeugs 100 verursachen, und dadurch eine Verzögerung des Fahrzeugs 100 bewirken.
Des Weiteren umfasst das Fahrzeug 100 einen Verbrennungsmotor 102, der über ein Getriebe 101 eine Radachse 107 des Fahrzeugs 100 und damit Räder 109 des Fahrzeugs 100 antreiben kann. Außerdem umfasst das Fahrzeug 100 eine Elektromaschine 108. In dem dargestellten Beispiel ist die Elektromaschine 108 eingerichtet, die Radachse 107 des Fahrzeugs 100 anzutreiben. Beispielsweise kann bei Betätigung des Gaspedals 113 die Elektromaschine 108 als Elektromotor betrieben werden, um die Radachse 107 anzutreiben. Andererseits kann bei Betätigung des Bremspedals 103 die Elektromaschine 108 als Generator betrieben werden, um kinetische Energie des Fahrzeugs 100 in elektrische Energie umzuwandeln (Rekuperation). Die gewonnene elektrische Energie wird typischerweise in einem Energiespeicher 111 (z. B. in einer Hochvolt-Batterie bei ca. 300 V oder mehr) gespeichert. Durch den Betrieb der Elektromaschine 108 als Generator wird ein Rekuperationsmoment auf der Radachse 107 bewirkt, durch das das Fahrzeug 100 verzögert wird.
Wie in 1 dargestellt, kann die Elektromaschine 108 ggf. durch eine Kupplung 112 von der Radachse 107 getrennt oder mit der Radachse 107 gekoppelt werden. Durch die Kupplung 112 kann je nach Bedarf das Rekuperationsmoment der Elektromaschine 108 abgeschaltet werden (z. B. um eine Belastung des Verbrennungsmotors 102 bei verbrennungsmotorischem Betrieb des Fahrzeugs 100 zu reduzieren).
Das Fahrzeug 100 umfasst eine Steuereinheit 105 (z. B. als Teil eines Motorsteuergeräts). Die Steuereinheit 105 ist eingerichtet, ein oder mehrere Steuersignale, z. B. in Bezug auf Steuereingaben durch den Fahrer, zu empfangen. Die ein oder mehreren Steuersignale umfassen z. B. die Betätigung des Bremspedals 103 und/oder die Betätigung des Gaspedals 113. Des Weiteren ist die Steuereinheit 105 eingerichtet, den Verbrennungsmotor 102, das Getriebe 101, die Kupplung 112 und/oder die Elektromaschine 108 in Abhängigkeit von den ein oder mehreren Steuersignalen zu steuern. Insbesondere kann bei Betätigung des Gaspedals 113 die Drehzahl des Verbrennungsmotors 102 und/oder der Elektromaschine 108 erhöht werden, um das Fahrzeug 100 zu beschleunigen. Andererseits kann bei Betätigung des Bremspedals 103 ein Rekuperationsbetrieb der Elektromaschine 108 und/oder eine Betätigung der Reibbremsen 110 veranlasst werden.
Das Fahrzeug 100 umfasst außerdem einen Positionssensor 104, der eingerichtet ist, Positionsdaten in Bezug auf eine Position des Fahrzeugs 100 (z. B. aktuelle GPS-Koordinaten) zu ermitteln. Des Weiteren kann das Fahrzeug 100 ein oder mehrere Umfeldsensoren 114 umfassen, die eingerichtet sind, Umfelddaten zu erfassen, die Information bezüglich eines Umfelds des Fahrzeugs 100 anzeigen. Die ein oder mehreren Umfeldsensoren 114 können z. B. ein oder mehrere Kameras, ein oder mehrere Radarsensoren, ein oder mehrere LIDAR Sensoren, ein oder mehrere Ultraschallsensoren, etc. umfassen. Die Steuereinheit 105 kann eingerichtet sein, den Verbrennungsmotor 102, das Getriebe 101, die Kupplung 112 und/oder die Elektromaschine 108 in Abhängigkeit von den Positionsdaten und/oder den Umfelddaten anzusteuern.
Des Weiteren kann das Fahrzeug 100 eine Eingabe/Ausgabe-Einheit 115 umfassen. Ein Nutzer des Fahrzeugs kann über Eingabemittel der Eingabe/Ausgabe-Einheit 115 (z. B. über einen berührungsempfindlichen Bildschirm) eine Einstellung und/oder eine Anweisung für das Fahrzeug 100 generieren. Außerdem kann ein Nutzer des Fahrzeugs über Ausgabemittel (z. B. über einen Bildschirm) der Eingabe/Ausgabe-Einheit 115 Information und/oder Anweisungen in Bezug auf den Betrieb des Fahrzeugs 100 erhalten.
Ein Nutzer des Fahrzeugs 100 kann z. B. über die Eingabe/Ausgabe-Einheit 115 einen gewünschten Endpunkt 202 einer Fahrroute 200 eingeben (siehe 2). Die Steuereinheit 105 des Fahrzeugs 100 kann dann (z. B. mittels einer Navigations-Anwendung, die auf digitale Karteninformationen zurückgreift) eine Fahrroute 200 von einem (aktuellen) Anfangspunkt 201 zu dem Endpunkt 202 ermitteln.
Die Steuereinheit 105 kann weiter eingerichtet sein, die Fahrroute 200 in eine Mehrzahl von unterschiedlichen Segmenten 210 (mit jeweiligen Segment-Anfangspunkten 211 und Segment-Endpunkten 212) zu unterteilen. Im Zusammenhang mit der Karteninformation können ein oder mehrere Eigenschaften gespeichert sein (z. B. als Attribute), die unterschiedliche Abschnitte der Fahrroute 200 beschreiben. Beispielsweise kann die Karteninformation anzeigen, ob ein Abschnitt der Fahrroute 200 in einer Stadt, auf einer Landstraße oder auf einer Autobahn liegt. Des Weiteren können Steigungen, Geschwindigkeitsbegrenzungen und/oder Gefälle entlang der Fahrroute 200 angezeigt werden. Auf Basis derartiger Informationen kann die Fahrroute 200 in unterschiedliche Segmente 210 aufgeteilt werden, wobei die Segmente 210 jeweils homogene Eigenschaften aufweisen (im Vergleich zu den Eigenschaften von direkt aneinander angrenzenden Segmenten 210). Aufgrund der relativ homogenen Eigenschaften eines Segments 210 kann es sinnvoll sein, das Fahrzeug 100 innerhalb eines Segments 210 in einem bestimmten Fahrmodus zu betreiben. Andererseits kann es aufgrund der unterschiedlichen Eigenschaften von direkt aneinander angrenzenden Segmenten 210 sinnvoll sein, in den unterschiedlichen Segmenten 210 unterschiedliche Fahrmodi zu verwenden. Beispielsweise kann es sinnvoll sein, das Fahrzeug 100 in der Stadt in einem (ggf. rein) elektrischen Fahrmodus zu betreiben. Andererseits kann es sinnvoll sein, das Fahrzeug 100 auf der Autobahn in einem (ggf. rein) verbrennungsmotorischen Fahrmodus zu betreiben.
In Abhängigkeit von den Eigenschaften der jeweiligen Segmente 210 können den Segmenten 210 einer Fahrroute 200 Prioritäten zugewiesen werden, die eine Eignung und/oder eine Präferenz für einen rein elektrischen Betrieb des Fahrzeugs 100 in dem jeweiligen Segment 210 anzeigen. Beispielhafte Prioritäten sind

• Priorität 1: nach Möglichkeit rein elektrisch fahren;
• Priorität 2: eine Mischung von elektrischem und verbrennungsmotorischem Antrieb möglich; und
• Priorität 3: ein elektrischer Antrieb ist nicht unbedingt erforderlich.

210

Für das Fahrzeug 100 können unterschiedliche Fahrmodi mit einem unterschiedlichen Grad an Nutzung von elektrischer Energie für den Antrieb des Fahrzeugs 100 festgelegt werden. Beispielhafte Fahrmodi sind

• ein erster Fahrmodus, bei dem der Ladezustand des Energiespeichers 111 zumindest gehalten wird, und bei dem mit der als Generator betriebenen Elektromaschine 108 eine maximal mögliche Lastpunktanhebung erfolgt, um möglichst viel elektrische Energie zu erzeugen (die im elektrischen Energiespeicher 111 gespeichert werden kann);
• ein zweiter Fahrmodus, bei dem der Ladezustand des Energiespeichers 111 zumindest gehalten wird, und bei dem mit der als Generator betriebenen Elektromaschine 108 eine möglichst energieeffiziente Lastpunktanhebung erfolgt, um in möglichst energieeffizienter Weise elektrische Energie zu erzeugen;
• ein dritter Fahrmodus, bei dem der Ladezustand des Energiespeichers 111 zumindest gehalten wird, und bei dem keine Lastpunktanhebung durch die Elektromaschine 108 erfolgt;
• ein vierter Fahrmodus, bei dem der Ladezustand des Energiespeichers 111 reduziert wird, um die Elektromaschine 108 für den Antrieb des Fahrzeugs 100 zu nutzen; und/oder
• ein fünfter Fahrmodus, bei dem der Ladezustand des Energiespeichers 111 durch den Betrieb der Elektromaschine 108 reduziert wird, und bei dem die Elektromaschine 108 zur Unterstützung des Verbrennungsmotors 102 verwendet wird (z. B. um ein zusätzliches Antriebsmoment bereitzustellen oder um fossilen Kraftstoff zu sparen). Dieser Fahrmodus kann auch als „Assist” Fahrmodus bezeichnet werden, bei dem die Elektromaschine 108 zur Unterstützung des Verbrennungsmotors 102 verwendet wird.

Die unterschiedlichen Fahrmodi weisen unterschiedliche Kennlinien auf, wobei eine Kennlinie anzeigen kann, bis zu welchem Antriebsmoment das Fahrzeug 100 rein elektrisch angetrieben wird (z. B. als Funktion der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 100). Beispielsweise kann für den ersten Fahrmodus eine Kennlinie definiert sein, die bewirkt, dass bereits bei relativ geringen Antriebsmomenten und/oder bei relativ geringen Fahrgeschwindigkeiten ein Zuschalten des Verbrennungsmotors 102 erfolgt. Andererseits kann für den vierten Fahrmodus eine Kennlinie definiert sein, die bewirkt, dass erste bei relativ hohen Antriebsmomenten und/oder bei relativ hohen Fahrgeschwindigkeiten ein Zuschalten des Verbrennungsmotors 102 erfolgt. Die Kennlinien für die unterschiedlichen Fahrmodi können dabei von dem Ladezustand des Energiespeichers 111 abhängig sein, wobei typischerweise die Wahrscheinlichkeit eines Zustarts des Verbrennungsmotors 102 mit sinkendem Ladezustand (d. h. mit sinkendem State of Charge, SOC) steigt.
Für das Fahrzeug 100 können unterschiedliche Betriebsstrategien definiert und in einer Speichereinheit des Fahrzeugs 100 gespeichert sein. Dabei kann eine Betriebsstrategie den unterschiedlichen Elektrifizierungs-Prioritäten unterschiedliche Fahrmodi des Fahrzeugs 100 zuweisen. Tabelle 1 zeigt beispielhafte Betriebsstrategien (BSG-Nr. 1 bis 9). Dabei sind die Betriebsstrategien derart sortiert, dass der Verbrauch an elektrischer Energie mit steigender BSG-Nr., d. h. mit steigender Nummer der Betriebsstrategie, steigt.

BSG-Nr. 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Priorität 1 3 4 4 4 4 4 4 4 4

Priorität 2 1 1 2 3 4 4 4 4 4

Priorität 3 1 1 1 1 1 2 3 4 5

Tabelle 1
Die Betriebsstrategie Nr. 1 weist z. B. der Priorität 1 den dritten Fahrmodus, der Priorität 2 den ersten Fahrmodus und der Priorität 3 den ersten Fahrmodus zu. Andererseits weist die Betriebsstrategie Nr. 9 der Priorität 1 den vierten Fahrmodus, der Priorität 2 den vierten Fahrmodus und der Priorität 3 den fünften Fahrmodus zu.
Die Steuereinheit 105 kann eingerichtet sein, für eine Betriebsstrategie den Ladezustand des Energiespeichers 111 am Fahrrouten-Endpunkt 202 sowie an einem beliebigen Punkt entlang der Fahrroute 200 zu prädizieren. Zu diesem Zweck werden den Segmenten 210 der Fahrroute 200 die Fahrmodi zugewiesen, die sich aus der Betriebsstrategie für die Elektrifizierungs-Priorität des jeweiligen Segments 210 ergeben. Des Weiteren wird auf Basis der jeweiligen Fahrmodi der Ladezustand des Energiespeichers 111 an den Segment-Endpunkten 212 prädiziert, woraus sich dann der prädizierte Ladezustand des Energiespeichers 111 am Fahrrouten-Endpunkt 202 ergibt.
3 zeigt beispielhafte Verläufe der Ladezustände 301 entlang der Strecke 302 einer Fahrroute 200 für unterschiedliche Betriebsstrategien 311, 312, 313, 314 (z. B. für die Betriebsstrategien mit den BSG-Nrn. 1 bis 4). Es kann aus den Verläufen gesehen werden, dass mit steigender BSG-Nr., d. h. dass mit der Auswahl von Betriebsstrategien mit einem steigenden Verbrauch an elektrischer Energie, der Ladezustand 301 am Fahrrouten-Endpunkt 202 sinkt. Bei der Betriebsstrategie 314 liegt der Ladezustand am Fahrrouten-Endpunkt 202 unterhalb eines vordefinierten Ladezustands-Schwellenwertes 303 (von z. B. 10%, 5% oder weniger der Gesamtkapazität des Energiespeichers 111). Folglich ist der elektrische Energieverbrauch der Betriebsstrategie 314 zu hoch für die vorausliegende Fahrroute 200. Die Betriebsstrategie 314 kann als unzulässige Betriebsstrategie bezeichnet werden. Es kann dann die Betriebsstrategie 313 mit dem nächst niedrigeren elektrischen Energieverbrauch für den Betrieb des Fahrzeugs 100 entlang der Fahrroute 200 als zulässige Betriebsstrategie ausgewählt werden. So kann in recheneffizienter Weise eine Sequenz von Fahrmodi für die entsprechende Sequenz von Segmenten 210 einer vorausliegenden Fahrroute 200 ermittelt werden, die die im elektrischen Energiespeicher 111 zur Verfügung stehende elektrische Energie möglichst optimal und/oder möglichst umfassend ausnutzt.
In einem weiteren Schritt kann die der ausgewählten, zulässigen Betriebsstrategie 313 entsprechende Sequenz von Fahrmodi angepasst werden, um die Ausnutzung der im elektrischen Energiespeicher 111 zur Verfügung stehenden elektrischen Energie weiter zu verbessern. Die der ausgewählten Betriebsstrategie 313 entsprechende Sequenz von Fahrmodi kann als eine vorläufige (zulässige) Sequenz von Fahrmodi bezeichnet werden. Des Weiteren kann für die gerade nicht mehr zulässige Betriebsstrategie 314 eine unzulässige Sequenz von Fahrmodi für die Sequenz von Segmenten 210 ermittelt werden. Auf Basis der vorläufigen Sequenz von Fahrmodi und auf Basis der unzulässigen Sequenz von Fahrmodi kann dann eine optimierte Sequenz von Fahrmodi für die entsprechende Sequenz von Segmenten 210 ermittelt werden. Insbesondere kann für ein bestimmtes Segment 210 ermittelt werden, ob die unzulässige Sequenz von Fahrmodi einen Fahrmodus für das bestimmte Segment 210 aufweist, die für das bestimmte Segment 210 zu einem höheren elektrischen Energieverbrauch führt als der Fahrmodus für das bestimmte Segment 210 aus der vorläufigen Sequenz von Fahrmodi. Wenn dies der Fall ist, so kann für das bestimmte Segment 210 der Fahrmodus aus der unzulässige Sequenz von Fahrmodi ausgewählt werden, wenn weiterhin gewährleistet ist, dass durch diesen Austausch der Ladezustand 301 am Fahrrouten-Endpunkt 202 (sowie an irgendeinem Punkt entlang der Fahrroute 200) den Ladezustands-Schwellenwert 303 nicht unterschreitet. Dieser Vergleich kann nach und nach für die einzelnen Segmente 210 der Fahrroute 200 durchgeführt werden. Des Weiteren können so lange Fahrmodi für die einzelnen Segmente 210 ausgetauscht werden, bis ein Austausch dazu führen würde, dass der Ladezustand 301 am Fahrrouten-Endpunkt 202 bzw. an mindestens einem Punkt entlang der Fahrroute 200 den Ladezustands-Schwellenwert 303 unterschreitet. Durch die Übernahme von Fahrmodi für ein oder mehrere Segmente 210 aus der unzulässigen Sequenz von Fahrmodi kann eine optimierte Sequenz von Fahrmodi generiert werden, durch die der kumulierte elektrische Energieverbrauch für die Fahrroute 200 weiter erhöht wird.
Die Steuereinheit 105 kann das Fahrzeug 100 entlang der Fahrroute 200 gemäß der vorläufigen oder gemäß der optimierten Sequenz von Fahrmodi betreiben. Zu diesem Zweck kann auf Basis der Positionsdaten ermittelt werden, in welchem Segment 210 der Sequenz von Segmenten 210 sich das Fahrzeug 100 jeweils befindet. Des Weiteren kann aus der vorläufigen oder optimierten Sequenz von Fahrmodi der Fahrmodus für dieses Segment 210 bestimmt werden. Die ein oder mehreren Kennlinien für diesen Fahrmodus können dann für die Ansteuerung des Verbrennungsmotors 102 und der Elektromaschine 108 verwendet werden.
Es wird somit ein Verfahren zur Ermittlung einer optimalen, strecken- bzw. Fahrroutenspezifischen Betriebsstrategie für ein Hybrid-Fahrzeug 100 beschrieben. Alle zulässigen Fahrmodi (d. h. Kombinationen aus Ausprägungen des elektrischen Fahrens, des Ladens und des Assists) können in einer Liste abgelegt und indiziert werden. Dabei kann ein steigender (bzw. fallender) Index einen steigenden Bedarf an elektrischer Energie anzeigen. Die vorausliegende Strecke des Fahrzeugs 100 kann in Segmente 210 eingeteilt werden, wobei die Segmente 210 unterschiedliche Prioritäten in Bezug auf das elektrische Fahren aufweisen können. Insbesondere können direkt aneinander angrenzende Segmente 210 unterschiedliche Prioritäten aufweisen.
Des Weiteren kann eine Liste von möglichen Betriebsstrategien mit aufsteigendem (bzw. absteigendem) Bedarf an elektrischer Energie erstellt werden. Dabei zeigt eine Betriebsstrategie eine Zuordnung der Fahrmodi zu den unterschiedlichen Prioritäten in Bezug auf das elektrische Fahren an. Auf Basis einer Energieprognose für die vorausliegende Strecke, d. h. für die Fahrroute 200, kann die Betriebsstrategie ermittelt werden, die die bestmögliche, auf der Fahrroute 200 realisierbare Ausnutzung der im Energiespeicher 111 zur Verfügung stehenden elektrischen Energie aufweist. Wenn sich auf Basis der Energieprognose eine Restenergie im Energiespeicher 111 ergibt, so kann diese durch Austausch der Fahrmodi einzelner Streckenabschnitte mit den Fahrmodi aus der nächsthöheren Betriebsstrategie verplant werden.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 400 zum Betrieb eines Hybrid-Fahrzeugs 100 auf einer (vorausliegenden) Fahrroute 200. Das Verfahren 400 kann durch eine Steuereinheit 105 des Fahrzeugs 100 ausgeführt werden. Das Verfahren 400 umfasst das Aufteilen 401 der Fahrroute 200 in eine Sequenz von Segmenten 210. Die Aufteilung der Fahrroute 200 in Segmente 210 kann auf Basis von digitaler Karteninformation erfolgen. Dabei können Teile der Fahrroute 200 mit ähnlichen Eigenschaften zu Segmenten 210 zusammengefasst werden.
Das Verfahren 400 kann weiter umfassen das Ermitteln 402 von Prioritäten für die Verwendung des elektrischen Antriebs 108 des Hybrid-Fahrzeugs 100 in den jeweiligen Segmenten 210 der Sequenz von Segmenten 210. Insbesondere kann eine Mehrzahl von Prioritäten definiert sein (z. B. zwei, drei oder mehr Prioritäten), die einen unterschiedlichen Grad an Nutzung des elektrischen Antriebs 108 (d. h. der Elektromaschine) anzeigen. Mit anderen Worten, die Priorität eines Segmentes 210 kann anzeigen, inwieweit die Nutzung des elektrischen Antriebs 108 in diesem Segment 210 erforderlich, wünschenswert, energetisch vorteilhaft und/oder empfehlenswert ist. Ggf. können die Prioritäten für die einzelnen Segmente 210 direkt (als Kartenattribute) aus der digitalen Karteninformation entnommen werden. Insbesondere in einem solchen Fall kann das Aufteilen 401 der Fahrroute 200 in Abhängigkeit von den als Kartenattribute hinterlegten Prioritäten erfolgen. Beispielsweise können Fahrrouten-Abschnitte mit gleichen Prioritäten zu Segmenten zusammengefasst werden.
Außerdem umfasst das Verfahren 400 das Ermitteln 403, auf Basis einer Mehrzahl von unterschiedlichen Betriebsstrategien 311, 312, 313, 314, einer (ggf. optimalen) Sequenz von Fahrmodi für die entsprechende Sequenz von Segmenten 210. Die Sequenz von Fahrmodi kann dabei derart ermittelt werden, dass der (prädizierte) Ladezustand 301 des elektrischen Energiespeichers 111 des Hybrid-Fahrzeugs 100 an dem Endpunkt 202 der Fahrroute 200 einen Ladezustands-Schwellenwert 303 nicht unterschreitet und insbesondere an keinem Punkt entlang der Fahrroute 200 den Ladezustands-Schwellenwert 303 unterschreitet. Des Weiteren kann die Sequenz von Fahrmodi derart ermittelt werden, dass der (prädizierte) Ladezustand 301 des elektrischen Energiespeichers 111 des Hybrid-Fahrzeugs 100 an dem Endpunkt 202 der Fahrroute 200 möglichst minimal ist, d. h. möglichst nah an dem Ladezustands-Schwellenwert 303 liegt.
Eine Betriebsstrategie 311, 312, 313, 314 ordnet dabei den Prioritäten aus der Mehrzahl von Prioritäten jeweils einen Fahrmodus aus einer Mehrzahl von unterschiedlichen Fahrmodi zu. Dabei unterscheiden sich die Betriebsstrategien 311, 312, 313, 314 in Bezug auf die Zuordnung zwischen Prioritäten und Fahrmodi. Die unterschiedlichen Fahrmodi unterscheiden sich jeweils in Bezug auf den (durchschnittlichen) Verbrauch an elektrischer Energie aus dem elektrischen Energiespeicher 111. Folglich unterscheiden sich auch die unterschiedlichen Betriebsstrategien 311, 312, 313, 314 in Bezug auf den (durchschnittlichen) Verbrauch an elektrischer Energie aus dem elektrischen Energiespeicher 111. Somit können über unterschiedliche Betriebsstrategien 311, 312, 313, 314 in effizienter Weise ein unterschiedliches Verbrauchsverhalten des Hybrid-Fahrzeugs 100 beschrieben, und die daraus folgenden Auswirkungen auf den Ladezustand 301 des elektrischen Energiespeichers 111 entlang einer Fahrroute 200 prädiziert werden.
Außerdem umfasst das Verfahren 400 das Betreiben 404 des Hybrid-Fahrzeugs 100 auf der Fahrroute 200 in Abhängigkeit von der Sequenz von Fahrmodi.
Das in diesem Dokument beschriebene Verfahren 400 ermöglicht eine optimale Ausnutzung der elektrischen Energie aus dem Energiespeicher 111 eines Hybrid-Fahrzeugs 100 auf einer definierten Route 200. Des Weiteren weist das Verfahren 400 eine hohe Flexibilität bezüglich möglicher Änderungen auf (z. B. bei Definieren eines neuen Fahrmodus oder bei Änderung der Prioritäten der Strecken-Segmente in der digitalen Karteninformation). Außerdem ermöglicht das beschriebene Verfahren 400 aufgrund des relativ geringen Rechenbedarfs ein vorausschauendes Energiemanagement während des Betriebs eines Fahrzeugs 100.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.

Claims

Verfahren (400) zum Betrieb eines Hybrid-Fahrzeugs (100) auf einer vorausliegenden Fahrroute (200); wobei das Verfahren (400) umfasst, – Aufteilen (401, 402) der Fahrroute (200) in eine Sequenz von Segmenten (210), wobei die Segmente (210) der Sequenz von Segmenten (210) jeweils eine Priorität aus einer Mehrzahl von Prioritäten für die Verwendung eines elektrischen Antriebs (108) des Hybrid-Fahrzeugs (100) aufweisen; – Ermitteln (403), auf Basis einer Mehrzahl von unterschiedlichen Betriebsstrategien (311, 312, 313, 314), einer Sequenz von Fahrmodi für die entsprechende Sequenz von Segmenten (210) derart, dass ein oder mehrere Bedingungen bezüglich eines Bedarfs an elektrischer Energie des Hybrid-Fahrzeugs (100) an ein oder mehreren Punkten auf der Fahrroute (200) erfüllt sind; wobei eine Betriebsstrategie (311, 312, 313, 314) den Prioritäten aus der Mehrzahl von Prioritäten jeweils einen Fahrmodus aus einer Mehrzahl von unterschiedlichen Fahrmodi zuordnet; wobei sich die Mehrzahl von unterschiedlichen Fahrmodi in Bezug auf einen Verbrauch an elektrischer Energie aus dem elektrischen Energiespeicher (111) unterscheiden; und – Betreiben (404) des Hybrid-Fahrzeugs (100) auf der Fahrroute (200) in Abhängigkeit von der Sequenz von Fahrmodi.
Verfahren (400) gemäß Anspruch 1, wobei zwei unterschiedliche Betriebsstrategien (311, 312, 313, 314) aus der Mehrzahl von unterschiedlichen Betriebsstrategien (311, 312, 313, 314) zumindest einer Priorität aus der Mehrzahl von Prioritäten unterschiedliche Fahrmodi zuordnen.
Verfahren (400) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ein oder mehreren Bedingungen bezüglich des Bedarfs an elektrischer Energie des Hybrid-Fahrzeugs (100) umfassen, – der Bedarf an elektrischer Energie ist derart, dass ein Ladezustand (301) eines elektrischen Energiespeichers (111) des Hybrid-Fahrzeugs (100) an einem Endpunkt (202) der Fahrroute (200) einen Ladezustands-Schwellenwert (303) nicht unterschreitet; – der Bedarf an elektrischer Energie ist derart, dass der Ladezustand (301) des elektrischen Energiespeichers (111) an keinem Punkt auf der Fahrroute (200) den Ladezustands-Schwellenwert (303) unterschreitet; und/oder – der Bedarf an elektrischer Energie ist derart, dass der Ladezustand (301) des elektrischen Energiespeichers (111) am Endpunkt (202) der Fahrroute (200) minimal ist.
Verfahren (400) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – die Mehrzahl von unterschiedlichen Betriebsstrategien (311, 312, 313, 314) jeweils einen unterschiedlichen durchschnittlichen Verbrauch an elektrischer Energie aus dem Energiespeicher (111) bewirken; und – die Mehrzahl von unterschiedlichen Betriebsstrategien (311, 312, 313, 314) insbesondere 3, 5, 9 oder mehr unterschiedliche Betriebsstrategien (311, 312, 313, 314) umfasst.
Verfahren (400) gemäß Anspruch 4, wobei das Ermitteln (403) der Sequenz von Fahrmodi umfasst, – Ermitteln einer zulässigen Betriebsstrategie (313) aus der Mehrzahl von unterschiedlichen Betriebsstrategien (311, 312, 313, 314), für die ein Ladezustand (301) eines elektrischen Energiespeichers (111) des Hybrid-Fahrzeugs (100) auf der Fahrroute (200) einen Ladezustands-Schwellenwert (303) nicht unterschreitet und an einem Endpunkt (202) der Fahrroute (200) minimal ist; und – Ermitteln der Sequenz von Fahrmodi auf Basis der zulässigen Betriebsstrategie (313).
Verfahren (400) gemäß Anspruch 5, wobei das Ermitteln (403) der Sequenz von Fahrmodi umfasst, – Ermitteln einer unzulässigen Betriebsstrategie (314) aus der Mehrzahl von unterschiedlichen Betriebsstrategien (311, 312, 313, 314), für die der Ladezustand (301) des elektrischen Energiespeichers (111) auf der Fahrroute (200) an mindestens einem Punkt den Ladezustands-Schwellenwert (303) unterschreitet und am Endpunkt (202) der Fahrroute (200) maximal ist; und – Ermitteln der Sequenz von Fahrmodi auch auf Basis der unzulässigen Betriebsstrategie (314).
Verfahren (400) gemäß Anspruch 6, wobei das Ermitteln (403) der Sequenz von Fahrmodi umfasst, – Ermitteln einer zulässigen Sequenz von Fahrmodi durch Zuweisen eines Fahrmodus zu jedem Segment (210) der Sequenz von Segmenten (210) gemäß der zulässigen Betriebsstrategie (313); – Ermitteln einer unzulässigen Sequenz von Fahrmodi durch Zuweisen eines Fahrmodus zu jedem Segment (210) der Sequenz von Segmenten (210) gemäß der unzulässigen Betriebsstrategie (314); und – Übernehmen des Fahrmodus für ein oder mehrere Segmente (210) aus der unzulässigen Sequenz von Fahrmodi in die zulässige Sequenz von Fahrmodi, so dass der Ladezustand (301) des elektrischen Energiespeichers (111) am Endpunkt (202) der Fahrroute (200) reduziert wird und der Ladezustands-Schwellenwert (303) entlang der Fahrroute (200) nicht unterschritten wird.
Verfahren (400) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei – die Mehrzahl von unterschiedlichen Betriebsstrategien (311, 312, 313, 314) nach steigendem oder sinkendem durchschnittlichen Verbrauch an elektrischer Energie sortiert ist; – zum Ermitteln der zulässigen Betriebsstrategie (313) nach und nach und angefangen mit der Betriebsstrategie (311) mit dem niedrigsten durchschnittlichen Verbrauch an elektrischer Energie, der Ladezustand (301) des elektrischen Energiespeichers (111) entlang der Fahrroute (200) ermittelt wird, bis eine unzulässige Betriebsstrategie (314) erreicht wird, bei der der Ladezustand (301) des elektrischen Energiespeichers (111) an mindestens einem Punkt entlang der Fahrroute (200) den Ladezustands-Schwellenwert (303) unterschreitet; und – die zulässige Betriebsstrategie (313) der letzten Betriebsstrategie vor Erreichen der unzulässigen Betriebsstrategie (314) entspricht.
Verfahren (400) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – die Mehrzahl von Prioritäten mindestens drei unterschiedliche Prioritäten umfasst, die jeweils einen unterschiedlichen Grad der Nutzung des elektrischen Antriebs (108) des Hybrid-Fahrzeugs (100) anzeigen; und – die Priorität eines Segments (210) insbesondere auf Basis von digitaler Karteninformation bezüglich der Fahrroute (200) ermittelt wird.
Verfahren (400) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – die Mehrzahl von Fahrmodi mindestens drei unterschiedliche Fahrmodi umfasst; und – die Mehrzahl von Fahrmodi insbesondere umfasst: einen Fahrmodus, bei dem der Ladezustand (301) des elektrischen Energiespeichers (111) innerhalb eines Segmentes (210) gehalten oder gesteigert werden soll, und einen Fahrmodus, bei dem der Ladezustand (301) des elektrischen Energiespeichers (111) innerhalb eines Segmentes (210) reduziert werden soll; und – ein Fahrmodus insbesondere eine Kennlinie umfasst, die anzeigt bei welcher Fahrgeschwindigkeit, bei welchem angeforderten Antriebsmoment und/oder bei welchem Ladezustand (301) ein verbrennungsmotorischer Antrieb (102) des Hybrid-Fahrzeugs (100) aktiviert wird.
Steuereinheit (105) für ein Hybrid-Fahrzeug (100), das einen elektrischen Antrieb (108) und einen verbrennungsmotorischen Antrieb (102) umfasst; wobei die Steuereinheit (105) eingerichtet ist, – eine vorausliegende Fahrroute (200) für das Hybrid-Fahrzeug (100) in eine Sequenz von Segmenten (210) aufzuteilen, wobei die Segmente (210) der Sequenz von Segmenten (210) jeweils eine Priorität aus einer Mehrzahl von Prioritäten für die Verwendung eines elektrischen Antriebs (108) des Hybrid-Fahrzeugs (100) aufweisen; – auf Basis einer Mehrzahl von unterschiedlichen Betriebsstrategien (311, 312, 313, 314), eine Sequenz von Fahrmodi für die entsprechende Sequenz von Segmenten (210) zu ermitteln, derart dass ein oder mehrere Bedingungen bezüglich eines Bedarfs an elektrischer Energie des Hybrid-Fahrzeugs (100) an ein oder mehreren Punkten auf der Fahrroute (200) erfüllt sind; wobei eine Betriebsstrategie (311, 312, 313, 314) den Prioritäten aus der Mehrzahl von Prioritäten jeweils einen Fahrmodus aus einer Mehrzahl von unterschiedlichen Fahrmodi zuordnet; wobei sich die Mehrzahl von unterschiedlichen Fahrmodi in Bezug auf einen Verbrauch an elektrischer Energie aus dem elektrischen Energiespeicher (111) unterscheiden; und – den elektrischen Antrieb (108) und den verbrennungsmotorischen Antrieb (102) des Hybrid-Fahrzeugs (100) auf der Fahrroute (200) in Abhängigkeit von der Sequenz von Fahrmodi zu betreiben.