DE102020005275A1 - Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs - Google Patents

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Wolfgang Stahl
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs (10), umfassend ein Antriebssteuerungsmodul (2.2) und eine Anzeigeeinheit (2.9), wobei ein Navigationsmodul (3.1) oder ein Routenplanungsprozess (1), ein Horizontmodul (3.2) und ein Erkennungsmodul (3.3) vorgesehen sind, wobei das Navigationsmodul (3.1) oder der Routenplanungsprozess (1) zur Vorgabe eines Routenverlaufs und zu dessen Übermittlung an das Horizontmodul (3.2) ausgebildet ist, wobei das Horizontmodul (3.2) zur Ermittlung von möglichen kritischen Stellen der Route ausgebildet ist, wobei das Erkennungsmodul (3.3) zur Simulation und/oder Berechnung von Belastungs- und Energiedaten, die zu Funktionseinschränkungen des Fahrzeuges (10) führen können, auf der geplanten Strecke unter Berücksichtigung aktueller Betriebsdaten (3d) ausgebildet ist, wobei dann, wenn mit einer sehr hohen Wahrscheinlichkeit eine mögliche Funktionseinschränkung mit einer ermittelten kritischen Stelle zusammenfällt, eine präventive Abregelmaßnahme im Antriebssteuerungsmodul (2.2) zur Vermeidung der Funktionseinschränkung eingeleitet und auf der Anzeigeeinheit (2.9) eine entsprechende Information ausgegeben wird, wobei für den Fall, dass mit einer präventiven Abregelmaßnahme die Funktionseinschränkung nicht vermeidbar ist, mit Hilfe der digitalen Straßenkarte auf der Anzeigeeinheit (2.9) eine Aufforderung zum Nothalt ausgegeben und/oder der Nothalt automatisch durchgeführt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs gemäß Anspruch 1. Die Vorrichtung dient der Verhinderung eines ungeplanten Fahrzeugstillstandes in kritischen Situationen bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen.
  • Ein Fahrzeug mit elektrischem Antrieb kann bei versiegender Energie der Traktionsbatterie oder bei diversen Fehler- oder Überlastfällen plötzlich liegenbleiben. Bei einem herkömmlichen Fahrzeug mit Verbrennungsmotor sind solche Ausfallszenarien wesentlich unwahrscheinlicher und von den Auswirkungen her oft weniger aufwendig zu beheben. Beispielsweise kann ein leerer Tank aus einem Reservekanister schnell wieder befüllt werden; ein Ladegerät für ein elektrisches Fahrzeug ist jedoch nicht überall beliebig verfügbar. Durch die technische Ausführung von elektrischen Antriebssystemen ist eine Abregelung, beispielsweise durch thermische Überlast von Batterien, Invertern und Elektromotoren, eher möglich als bei einem klassischen Fahrzeug mit Verbrennungsmotor. Auch ist denkbar, dass ein Teilausfall von Brennstoffzellenstacks oder Batteriemodulen zu Energieengpässen führt und rechtzeitig vorher bewältigt werden muss, um ein vorübergehendes Liegenbleiben oder einen massiven Verlust an Fahrleistung in bestimmten gefährlichen Situationen und/oder Bereichen zu verhindern.
  • Aus JP08214403 ist eine Fahrsteuerung für ein Elektrofahrzeug bekannt, deren Zweck es ist, die Sicherheit zu erhöhen, indem auf kurzer Distanz für Notfallmanöver eine Bewegung unter Nutzung der Restleistung einer Batterie ermöglicht wird, sogar während des Halts des elektrischen Fahrzeugs infolge niedriger Batteriespannung. Der Betrieb des Motors wird durch Steuern der dem Motor zugeführten Batterieleistung mittels eines Motorbetriebs-Steuerblocks in einem Normalbetrieb, bei dem die mittels eines Batterieüberwachungs-Blocks überwachte Batteriespannung nicht bis zu einer Schwelle oder darunter abgesenkt ist und während das Elektrofahrzeug fährt, gesteuert. Wenn die Batteriespannung unter die Schwelle abfällt wird ein Halt-Kommando vom Batterieüberwachungs-Block ausgegeben und der Betrieb des Motors angehalten, ein Notfahrt-Kommando wird zum Motorbetriebs-Steuerblock durch Schließen eines Notfall-Schalters übermittelt und Notfallmanöver und -bewegungen werden durch die geringe verbleibende Leistung ermöglicht bis die Batterie vollständig leer ist. Dementsprechend kann das Elektrofahrzeug sogar dann, wenn die Batterie aus irgendeinem Grund bis zur Halt-Spannung entladen ist und die elektrische Fortbewegung an einer gefährlichen Stelle zum Stillstand gekommen ist, im Notfall rangiert werden und sich aus eigener Kraft bis zu einem sicheren Ort bewegen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Vorrichtung zur Steuerung eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs anzugeben, um einen ungeplanten Fahrzeugstillstand in kritischen Situationen zu verhindern.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs gemäß Anspruch 1.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs mit einem elektrischen Antriebsmotor, einer Batterie und einem Hochvolt-Kreis umfasst ein Onboard-System mit einem Antriebssteuerungsmodul und einer Anzeigeeinheit. Erfindungsgemäß sind ein Navigationsmodul oder ein Routenplanungsprozess, ein Horizontmodul und ein Erkennungsmodul vorgesehen, wobei das Navigationsmodul oder der Routenplanungsprozess zur Vorgabe eines Routenverlaufs und zu dessen Übermittlung an das Horizontmodul ausgebildet ist, wobei das Horizontmodul zur Ermittlung von möglichen kritischen Stellen der Route, an denen ein Liegenbleiben des Fahrzeugs vermieden werden soll, in Kombination mit der jeweiligen Position mithilfe der geplanten Route und einem Zugriff auf eine digitale Straßenkarte sowie zur Übermittlung einer Information über die möglichen kritischen Stellen an das Erkennungsmodul ausgebildet ist, wobei das Erkennungsmodul zur Simulation und/oder Berechnung von Belastungs- und Energiedaten, die zu Funktionseinschränkungen des Fahrzeuges führen können, auf der geplanten Strecke unter Berücksichtigung vom Antriebssteuerungsmodul bereitgestellter aktueller Betriebsdaten ausgebildet ist, wobei die Belastungs- und Energiedaten eine Batterietemperatur, einen Ladezustand der Batterie, eine Invertertemperatur, eine Achsöltemperatur, Lagertemperatur und/oder Wicklungstemperatur des elektrischen Antriebsmotors, eine Energie und/oder Leistung einer Brennstoffzelle und/oder der Batterie, einen Isolationswiderstand des Hochvolt-Kreises, und Diagnoseinformationen von Komponenten bezüglich möglicher bevorstehender Ausfallszenarien umfassen, wobei das Erkennungsmodul ferner dazu ausgebildet ist, dann, wenn mit einer sehr hohen Wahrscheinlichkeit eine mögliche Funktionseinschränkung mit einer ermittelten kritischen Stelle zusammenfällt, eine präventive Abregelmaßnahme im Antriebssteuerungsmodul zur Vermeidung der Funktionseinschränkung einzuleiten und auf der Anzeigeeinheit eine entsprechende Information auszugeben, wobei das Erkennungsmodul ferner dazu ausgebildet ist, für den Fall, dass mit einer präventiven Abregelmaßnahme die Funktionseinschränkung nicht vermeidbar ist, mit Hilfe der digitalen Straßenkarte einen Nothalt des Fahrzeuges vor der ermittelten kritischen Stelle zu planen und auf der Anzeigeeinheit eine Aufforderung zum Nothalt auszugeben und/oder den Nothalt automatisch durchzuführen.
  • Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Vorrichtung erkennt mögliche Ausfall- oder Abregelszenarien durch eine Vorhersage frühzeitig und verhindert, dass das Fahrzeug in eine mögliche Gefahrensituation (beispielsweise Bahnübergang, unübersichtlicher Kurvenbereich, Engstelle) oder in eine Situation mit massiver Behinderung für den Verkehr (Tunnel, Engstelle, Kreuzungsbereich) hineinfährt. Verhindert werden kann eine solche Situation entweder durch vorausschauenden Eingriff in die Betriebsstrategie zur Energieeinsparung, Momentenabregelung, Freischaltung von Reserven (beispielsweise SOC) etc. zur gesicherten Durchfahrt oder durch einen rechtzeitigen Nothalt an geeigneter Stelle vor der entsprechenden Situation.
  • Insbesondere kann eine solche Funktion im Falle von unbemannten, großen schweren Fahrzeugen, autonomen LKW's, aber auch im Falle von bemannten Fahrzeugen als Unterstützung zum Einsatz kommen.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
  • Dabei zeigen:
    • 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Onboard-Systems eines Fahrzeugs, und
    • 2 ein schematisches Blockschaltbild eines Offboard-Systems für ein Fahrzeug mit Anbindung an eine Cloud.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 ist ein schematisches Blockschaltbild eines Onboard-Systems eines Fahrzeugs, umfassend ein Navigationsmodul 3.1, ein Horizontmodul 3.2, ein Erkennungsmodul 3.3, eine Anzeigeeinheit 2.9 und ein Antriebssteuerungsmodul 2.2 für einen Antriebsstrang.
  • Durch Eingabe einer Fahrtstrecke in das Navigationsmodul 3.1 wird ein Routenverlauf 3a ermittelt und an das Horizontmodul 3.2 weitergeleitet. Dabei kann optional noch zusätzliche Information von Clouddiensten 4 herangezogen werden, beispielsweise Verkehrsinformationen 4.1, aktuelle Baustelleninformationen 4.2, Wetterbedingungen 4.3 etc. Der vom Navigationsmodul 3.1 ermittelte Routenverlauf 3a über die geplante Strecke sowie gegebenenfalls zusätzliche Informationen über Verkehr, Baustellen und Wetter werden an das Horizontmodul 3.2 übertragen. Dort erfolgt mithilfe der geplanten Route und einem Zugriff auf eine digitale Straßenkarte eine Ermittlung von möglichen kritischen Stellen wie:
    1. 1) Engstellen an Baustellen, beispielsweise durch Spurverengung,
    2. 2) Tunnels,
    3. 3) Große Kreuzungsbereiche,
    4. 4) Bahnübergänge,
    5. 5) Extreme Stausituationen mit langen Standzeiten, und
    6. 6) Enge unübersichtliche Straßenabschnitte

    in Kombination mit der jeweiligen Position.
  • Diese Information über die möglichen kritischen Stellen 3b wird an das Erkennungsmodul 3.3 weitergeleitet. Das Erkennungsmodul 3.3 simuliert und/oder berechnet auf der geplanten Strecke alle wichtigen Belastungs- und Energiedaten, die zu Funktionseinschränkungen des Fahrzeuges führen können. Dazu gehören:
    1. a) Batterietemperatur: Abregelung der Batterie führt zu akutem Energiemangel -> vorübergehendes Liegenbleiben,
    2. b) Ladezustand der Batterie (SOC): Energiemangel führt zum Liegenbleiben,
    3. c) Invertertemperatur: Abregelung der Antriebsleistung -> vorübergehendes Liegenbleiben,
    4. d) Achsöltemperatur, Lagertemperatur oder Wicklungstemperatur des elektrischen Antriebsmotors: Abregelung der Antriebsleistung -> vorübergehendes Liegenbleiben,
    5. e) Energie/Leistung der Brennstoffzelle und der Batterie: vorübergehender Energiemangel und Liegenbleiben,
    6. f) Isolationswiderstand des Hochvolt-Kreises: Ausfall des Hochvolt-Systems -> Liegenbleiben, und
    7. g) Diagnoseinformation von allen wesentlichen Komponenten bezüglich möglicher bevorstehender Ausfallszenarien.
  • Hierzu liefert das Antriebssteuerungsmodul 2.2 aktuelle Betriebsdaten 3d aus dem Antriebsstrang, damit die oben beschriebene Berechnung der Zustandsgrößen (a bis g) des Antriebstranges mit aktuellen Werten gestartet werden kann.
  • Das Erkennungsmodul 3.3 führt basierend auf den Anfangsbedingungen eine Vorausberechnung der relevanten Zustandsgrößen durch. Dabei können für thermische oder energetische Limitierungen klassische Simulationsmodelle eingesetzt werden, während für nicht thermische oder energetische Ausfallszenarien auch statistische Methoden mit Wahrscheinlichkeitsbetrachtungen, Lastkollektive und Verfahren der künstlichen Intelligenz zum Einsatz kommen können.
  • Wird festgestellt, dass mit einer sehr hohen Wahrscheinlichkeit ein mögliches Ausfallszenario mit den oben ermittelten Gefahrenzonen 1) bis 6) zusammenfällt, werden zwei Handlungsoptionen geprüft:
    1. a. Durch präventive Abregelmaßnahmen, beispielsweise durch Reduktion erlaubter Antriebsmomente oder Veränderung der Thermoregelung können festgestellte kritische Situationen vermieden werden. Ist dies der Fall, wird der Fahrer über die Anzeigeeinheit 2.9 informiert und die ermittelte Maßnahme umgesetzt. Dies kann zu gewissen Leistungs- und Funktionseinschränkungen führen, wobei diese über Schwellwerte und Parameter eingestellt werden können.
    2. b. Ist keine präventive Maßnahme (mehr) möglich, muss ein Nothalt oder ein Anhalten des Fahrzeuges vor der Gefahrenstelle durchgeführt werden. Da bereits im Vorfeld bekannt ist, dass es zu einer solchen Situation kommt, kann dieser Halt durch Suche nach einer geeigneten Stelle mithilfe einer digitalen Karte geplant werden. Im Vorfeld des geplanten Nothalts kann der Fahrer über die Anzeigeeinheit 2.9. informiert werden. Möglich ist ein kaskadiertes Warnkonzept, dass erst dann eingreift, wenn der Fahrer des Fahrzeugs die Warnungen ignoriert. Im Falle eines autonom fahrenden Fahrzeugs kann direkt die vorgesehene Nothaltplanung umgesetzt werden.
  • 2 ist ein schematisches Blockschaltbild eines Offboard-Systems für ein Fahrzeug 10, das ein Onboard-System 2 aufweist, das beispielsweise ähnlich wie in 1 gezeigt ausgebildet sein kann. Das Offboard-System weist ein Cloudsystem 3 auf, mit der das Onboard-System 2 des Fahrzeugs 10, eine Logistikplanungszentrale 1 und weitere Clouddienste 4 verbunden sind.
  • Die Vorgabe des Routenverlaufs 3a erfolgt hier mit einem Routenplanungsprozess 1 eines Disponenten eingebettet in ein Transport Management System (TMS) und wird mit dem Cloudsystem 3 ausgetauscht, in dem ein Horizontmodul 3.2 und ein Erkennungsmodul 3.3 vorgesehen sein können, in denen dann die bereits oben erläuterte Berechnung bezüglich der möglichen Ausfallszenarien an Gefahrenstellen erfolgen kann.
  • Insbesondere erfolgt im Horizontmodul 3.2 mithilfe der geplanten Route und einem Zugriff auf eine digitale Straßenkarte eine Ermittlung von möglichen kritischen Stellen wie:
    1. 1) Engstellen an Baustellen, beispielsweise durch Spurverengung,
    2. 2) Tunnels,
    3. 3) Große Kreuzungsbereiche,
    4. 4) Bahnübergänge,
    5. 5) Extreme Stausituationen mit langen Standzeiten, und
    6. 6) Enge unübersichtliche Straßenabschnitte

    in Kombination mit der jeweiligen Position.
  • Diese Information über die möglichen kritischen Stellen 3b wird an das Erkennungsmodul 3.3 weitergeleitet. Das Erkennungsmodul 3.3 simuliert und/oder berechnet auf der geplanten Strecke alle wichtigen Belastungs- und Energiedaten, die zu Funktionseinschränkungen des Fahrzeuges führen können. Dazu gehören:
    1. a) Batterietemperatur: Abregelung der Batterie führt zu akutem Energiemangel -> vorübergehendes Liegenbleiben,
    2. b) Ladezustand der Batterie (SOC): Energiemangel führt zum Liegenbleiben,
    3. c) Invertertemperatur: Abregelung der Antriebsleistung -> vorübergehendes Liegenbleiben,
    4. d) Achsöltemperatur, Lagertemperatur oder Wicklungstemperatur des elektrischen Antriebsmotors: Abregelung der Antriebsleistung -> vorübergehendes Liegenbleiben,
    5. e) Energie/Leistung der Brennstoffzelle und der Batterie: vorübergehender Energiemangel und Liegenbleiben,
    6. f) Isolationswiderstand des Hochvolt-Kreises: Ausfall des Hochvolt-Systems -> Liegenbleiben, und
    7. g) Diagnoseinformation von allen wesentlichen Komponenten bezüglich möglicher bevorstehender Ausfallszenarien.
  • Hierzu liefert das Antriebssteuerungsmodul 2.2 im Onboard-System 2 aktuelle Betriebsdaten aus dem Antriebsstrang, damit die oben beschriebene Berechnung der Zustandsgrößen (a bis g) des Antriebstranges mit aktuellen Werten gestartet werden kann.
  • Das Erkennungsmodul 3.3 führt basierend auf den Anfangsbedingungen eine Vorausberechnung der relevanten Zustandsgrößen durch. Dabei können für thermische oder energetische Limitierungen klassische Simulationsmodelle eingesetzt werden, während für nicht thermische oder energetische Ausfallszenarien auch statistische Methoden mit Wahrscheinlichkeitsbetrachtungen, Lastkollektive und Verfahren der künstlichen Intelligenz zum Einsatz kommen können.
  • Aktuelle Daten 2a aus dem Fahrzeug 10 über den Zustand des Antriebs werden zyklisch oder bedarfsgesteuert abgerufen und Verkehrsinformationen 4.1, Baustelleninformationen 4.2 und Wetterbedingungen 4.3 aus den Clouddiensten 4 werden berücksichtigt.
  • Falls ein Eingriff erforderlich wird, kann neben einer Ausgabe auf der Anzeigeeinheit 2.9 im Fahrzeug 10 auch eine Information 1b an den Disponenten aus der Cloud 3 übermittelt werden.
  • Vorteil der Cloudvariante gemäß 2 ist die bessere Nutzbarkeit für autonome Fahrzeuge, die umfangreicheren Informationen über das aktuelle Verkehrs- und Wettergeschehen sowie die Aktualität der Straßenkarten mit beispielsweise kurzfristigen Veränderungen wie Baustellen.
  • Eine Vorrichtung zur Verhinderung eines ungeplanten Fahrzeugstillstandes in kritischen Situationen bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen kann ein oder mehrere der in den 1 und 2 dargestellten Komponenten umfassen.
  • Insbesondere können thermische oder/und energetische Überlastszenarien mit Fahrfunktionsausfällen mithilfe einer Streckenplanung und eines Vorausschauhorizontes prädiziert werden.
  • Die thermischen oder/und energetischen Überlastszenarien mit Fahrfunktionsausfällen können mit auf der geplanten Fahrstrecke liegenden Engstellen, Kreuzungsbereichen, Tunnels, Baustellen, Staubereichen, extremen Topografien, und Bahnübergängen abgeglichen werden.
  • Bei einer festgestellten Überlagerung können Maßnahmen geprüft und umgesetzt werden, die eine kritische Situation durch vorausschauende Abregelung der Leistung oder durch Energiesparmaßnahmen verhindert.
  • Bei nicht mehr möglichen prädiktiven Maßnahmen kann ein Nothalt vorab geplant und umgesetzt werden, um die erkannte kritische Situation zu vermeiden. Bei einem autonomen Fahrzeug kann der Nothalt automatisch ausgeführt werden.
  • Bei einem manuell geführten Fahrzeug kann über eine Displayvorrichtung eine Information an den Fahrer ausgegeben und ein kaskadiertes Warnkonzept umgesetzt werden.
  • Ein geplanter Nothalt im Falle eines vorübergehenden Energiemangels oder einer Überhitzung kann dazu genutzt werden, die Energielücke durch den Betrieb des Brennstoffzellensystems zu eliminieren oder durch den Betrieb eines Thermomanagements die überhitzte Komponente zu kühlen und danach die Fahrt fortzusetzen, wobei die Dauer des Nothalts von der Vorrichtung gesteuert werden kann.
  • Nicht thermisch oder energetisch bedingte Ausfallszenarien können prädiktiv erkannt werden, beispielsweise durch Auffälligkeiten am Komponentenverhalten. Die Erkennung kann durch Methoden der künstlichen Intelligenz erfolgen und der Nothalt kann rechtzeitig vorher eingeplant und ausgeführt werden.
  • Bei einer ausfallbedingten Reduktion der Leistungsabgabe der Brennstoffzelle können die kritischen Stellen mit gleichzeitigem Energiemangel erkannt und durch vorausschauende Abregelung der Antriebsleistung vermieden werden.
  • Bei einer ausfallbedingten Reduktion der Leistungsabgabe der Brennstoffzelle können die kritischen Stellen mit gleichzeitigem Energiemangel erkannt und durch eine geplante und gesteuerte Notpause zum Aufladen des Energiespeichers (Pufferbatterie) genutzt werden.
  • Bei einer ausfallbedingten oder überlastungsbedingten Reduktion der Leistungsabgabe/- aufnahme der Pufferbatterie können die kritischen Stellen mit gleichzeitigem Energiemangel erkannt und durch vorausschauende Abregelung der Antriebsleistung vermieden werden.
  • Bei einer ausfallbedingten oder überlastungsbedingten Reduktion der Leistungsabgabe/- aufnahme der Pufferbatterie können die kritischen Stellen mit gleichzeitigem Energiemangel erkannt und durch eine geplante und gesteuerte Notpause zum Aufladen des Energiespeichers (Pufferbatterie) und/oder zur Regeneration des Energiespeichers genutzt werden.
  • Bei niedrigem oder sinkendem Isolationswiderstand des Hochvoltkreises kann eine Prädiktion möglicher Unterschreitungen des Abschaltgrenzwertes vor kritischen Situationen durchgeführt werden und rechtzeitig vorher durch einen Nothalt reagiert werden.
  • Die Achsöltemperatur, Lagertemperatur und/oder Wicklungstemperatur des elektrischen Antriebsmotors und/oder die Antriebsinvertertemperatur können bezüglich einer Überschreitung überwacht werden und bei einer drohenden Überschreitung und damit verbundenen Abregelung in einer kritischen Situation kann durch prädiktive Leistungsreduktion oder eine geplante Abkühlpause reagiert werden.
  • Informationen über geplante oder durchgeführte Maßnahmen können dem Disponenten/Flottenbetreiber zurückgemeldet werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Routenplanungsprozess
    1b
    Information
    2
    Onboard-System
    2.2
    Antriebssteuerungsmodul
    2.9
    Anzeigeeinheit
    2a
    aktuelle Daten
    3
    Cloudsystem
    3.1
    Navigationsmodul
    3.2
    Horizontmodul
    3.3
    Erkennungsmodul
    3a
    Routenverlauf
    3b
    Information über mögliche kritische Stellen
    3d
    aktuelle Betriebsdaten
    4
    Clouddienst
    4.1
    Verkehrsinformationen
    4.2
    Baustelleninformationen
    4.3
    Wetterbedingungen
    10
    Fahrzeug
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 08214403 [0003]

Claims (6)

  1. Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs (10) mit einem elektrischen Antriebsmotor, einer Batterie und einem Hochvolt-Kreis, umfassend ein Onboard-System (2) mit einem Antriebssteuerungsmodul (2.2) und einer Anzeigeeinheit (2.9), dadurch gekennzeichnet, dass ein Navigationsmodul (3.1) oder ein Routenplanungsprozess (1), ein Horizontmodul (3.2) und ein Erkennungsmodul (3.3) vorgesehen sind, wobei das Navigationsmodul (3.1) oder der Routenplanungsprozess (1) zur Vorgabe eines Routenverlaufs und zu dessen Übermittlung an das Horizontmodul (3.2) ausgebildet ist, wobei das Horizontmodul (3.2) zur Ermittlung von möglichen kritischen Stellen der Route, an denen ein Liegenbleiben des Fahrzeugs (10) vermieden werden soll, in Kombination mit der jeweiligen Position mithilfe der geplanten Route und einem Zugriff auf eine digitale Straßenkarte sowie zur Übermittlung einer Information über die möglichen kritischen Stellen (3b) an das Erkennungsmodul (3.3) ausgebildet ist, wobei das Erkennungsmodul (3.3) zur Simulation und/oder Berechnung von Belastungs- und Energiedaten, die zu Funktionseinschränkungen des Fahrzeuges (10) führen können, auf der geplanten Strecke unter Berücksichtigung vom Antriebssteuerungsmodul (2.2) bereitgestellter aktueller Betriebsdaten (3d) ausgebildet ist, wobei die Belastungs- und Energiedaten eine Batterietemperatur, einen Ladezustand der Batterie, eine Invertertemperatur, eine Achsöltemperatur, Lagertemperatur und/oder Wicklungstemperatur des elektrischen Antriebsmotors, eine Energie und/oder Leistung einer Brennstoffzelle und/oder der Batterie, einen Isolationswiderstand des Hochvolt-Kreises, und Diagnoseinformationen von Komponenten bezüglich möglicher bevorstehender Ausfallszenarien umfassen, wobei das Erkennungsmodul (3.3) ferner dazu ausgebildet ist, dann, wenn mit einer sehr hohen Wahrscheinlichkeit eine mögliche Funktionseinschränkung mit einer ermittelten kritischen Stelle zusammenfällt, eine präventive Abregelmaßnahme im Antriebssteuerungsmodul (2.2) zur Vermeidung der Funktionseinschränkung einzuleiten und auf der Anzeigeeinheit (2.9) eine entsprechende Information auszugeben, wobei das Erkennungsmodul (3.3) ferner dazu ausgebildet ist, für den Fall, dass mit einer präventiven Abregelmaßnahme die Funktionseinschränkung nicht vermeidbar ist, mit Hilfe der digitalen Straßenkarte einen Nothalt des Fahrzeuges (10) vor der ermittelten kritischen Stelle zu planen und auf der Anzeigeeinheit (2.9) eine Aufforderung zum Nothalt auszugeben und/oder den Nothalt automatisch durchzuführen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Navigationsmodul (3.1), das Horizontmodul (3.2) und das Erkennungsmodul (3.3) im Onboard-System (2) des Fahrzeugs (10) vorgesehen sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Routenplanungsprozess (1), das Horizontmodul (3.2) und das Erkennungsmodul (3.3) in einem Offboard-System vorgesehen sind, mit dem das Onboard-System (2) des Fahrzeugs (10) drahtlos verbunden ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Navigationsmodul (3.1) oder der Routenplanungsprozess (1) oder das Horizontmodul (3.2) dazu ausgebildet sind, Informationen von Clouddiensten (4), insbesondere Verkehrsinformationen (4.1), aktuelle Baustelleninformationen (4.2) und Wetterbedingungen (4.3), zu berücksichtigen.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erkennungsmodul (3.3) dazu ausgebildet ist, für die Simulation und/oder Berechnung für thermische oder energetische Limitierungen Simulationsmodelle zu verwenden und für nicht thermische oder energetische Ausfallszenarien statistische Methoden mit Wahrscheinlichkeitsbetrachtungen, Lastkollektive und/oder Verfahren der künstlichen Intelligenz zu verwenden.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ferner dazu ausgebildet ist, bei einem geplanten Nothalt im Falle eines vorübergehenden Energiemangels oder einer Überhitzung eine Energielücke durch den Betrieb eines Brennstoffzellensystems zu eliminieren oder durch den Betrieb eines Thermomanagements die überhitzte Komponente zu kühlen und danach die Fahrt fortzusetzen, wobei die Dauer des Nothalts von der Vorrichtung steuerbar ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH08214403A (ja) 1995-02-02 1996-08-20 Nissan Motor Co Ltd 電気自動車の駆動制御装置

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JPH08214403A (ja) 1995-02-02 1996-08-20 Nissan Motor Co Ltd 電気自動車の駆動制御装置

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