DE102017218903A1

DE102017218903A1 - Verfahren zum Betreiben eines Energiemanagementsystems und Energiemanagementsystem

Info

Publication number: DE102017218903A1
Application number: DE102017218903.7A
Authority: DE
Inventors: Stefan Hoffmann; Carlos MAZZETTI
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2017-10-24
Filing date: 2017-10-24
Publication date: 2019-04-25
Anticipated expiration: 2037-10-25
Also published as: DE102017218903B4; US20190118795A1; US10640105B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Energiemanagementsystems (10) für eine Traktionsbatterie (12) eines Hybrid-Elektrofahrzeugs, mit den folgenden Schritten:
Bestimmen (101), ob ein Ladezustand (SOC) der Traktionsbatterie (12) unter einem vorbestimmten Ladeniveau liegt, wobei, falls der Ladezustand (SOC) unter dem vorbestimmten Ladeniveau liegt:
Erzeugen (104) einer Ladeanforderung (400) zum Laden der Traktionsbatterie (12) auf zumindest das vorbestimmte Ladeniveau, falls:
ein Fahrerwunsch (200), ein anderes Fahrzeug zu überholen (102), durch das Energiemanagementsystem (10) basierend auf einem ersten Datensatz (14) identifiziert wird; und
ein unsicherer Überholzustand (300) durch das Energiemanagementsystem (10) basierend auf einem zweiten Datensatz (16) identifiziert wird (103). Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Energiemanagementsystem (10) .

Description

Stand der Technik
Bei einem Fahrzeugüberholmanöver ist es wünschenswert, dass die maximale Leistung des Antriebssystems an den Rädern zur Verfügung steht, insbesondere während der Fahrt auf Autobahnen. Dies gewährleistet ein zuverlässiges und sicheres Manöver.
Im Rahmen von Hybridfahrzeugen kann eine elektrische Maschine einen Verbrennungsmotor bei Überholmanövern unterstützen, indem sie dem Fahrzeugantrieb zusätzliche elektrische Leistung zur Verfügung stellt.
Die Leistung der elektrischen Maschine ist jedoch in hohem Umfang abhängig vom Ladezustand der Fahrzeugbatterie, wobei derzeit kein intelligentes Energiemanagementsystem auf dem Markt verfügbar ist, welches ermöglicht, dass die elektrische Maschine während des Überholvorgangs unter optimalen Bedingungen arbeitet.
US 9,045,131 B1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Antriebsstrangs eines Hybrid-Elektrofahrzeugs, welches von einem Verbrennungsmotor angetrieben werden kann bzw. einzeln oder zusammen mit einer elektrischen Maschine, die einen elektrischen Energiespeicher, eine Leistungselektronik und einen Motor/Generator-Einheit umfasst.
Abhängig von einer ersten oder zweiten Position einer Bedienersteuerung wird der Antriebsstrang in einer ersten Betriebsart entsprechend einer BOOST-Vorbereitungsphase oder in einer zweiten Betriebsart entsprechend einer BOOST-Phase betrieben.
In der ersten Betriebsart wird der elektrische Energiespeicher durch den Betrieb der Motor/Generator-Einheit als Generator aufgeladen und in der zweiten Betriebsart wird eine BOOST-Funktion der elektrischen Maschine durch den Betrieb der Motor/Generator-Einheit zusammen mit dem Verbrennungsmotor als Motor betrieben.
Des Weiteren umfasst die Bedienersteuerung einen Druckschalter, insbesondere einen Druckknopf, wobei die erste Betriebsart durch erstmaliges Drücken der Bedienersteuerung aufgerufen wird und die zweite Betriebsart durch erneutes Drücken der Bedienersteuerung aufgerufen wird.
Es besteht somit ein Bedarf, die bestehenden Energiemanagementstrategien gemäß dem Stand der Technik zu verbessern.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Energiemanagementsystems für eine Traktionsbatterie eines Hybrid-Elektrofahrzeugs nach Patentanspruch 1 und ein Energiemanagementsystem für eine Traktionsbatterie eines Hybrid-Elektrofahrzeugs nach Patentanspruch 11.
Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche und der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Energiemanagementsystems für eine Traktionsbatterie eines Hybrid-Elektrofahrzeugs.
Das Verfahren umfasst den Schritt eines Bestimmens, ob ein Ladezustand der Traktionsbatterie unter einem vorgegebenen Ladeniveau liegt.
Des Weiteren umfasst das Verfahren den Schritt, wobei falls der Ladezustand unter dem vorgegebenen Ladeniveau liegt, eine Ladeanforderung zum Laden der Traktionsbatterie auf zumindest das vorgegebene Ladeniveau erzeugt wird, falls durch das Energiemanagementsystem basierend auf einem ersten Datensatz ein Fahrerwunsch identifiziert wird, ein anderes Fahrzeug zu überholen, und durch das Energiemanagementsystem basierend auf einem zweiten Datensatz ein unsicherer Überholzustand identifiziert wird.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Energiemanagementsystem für eine Traktionsbatterie eines Hybrid-Elektrofahrzeugs.
Das Energiemanagementsystem ist dazu eingerichtet, zu bestimmen, ob ein Ladezustand der Traktionsbatterie unter einem vorgegebenen Ladeniveau liegt.
Des Weiteren ist das Energiemanagementsystem dazu eingerichtet, eine Ladeanforderung zum Laden der Traktionsbatterie auf zumindest das vorbestimmte Ladeniveau zu erzeugen, falls basierend auf einem ersten Datensatz ein Fahrerwunsch, ein anderes Fahrzeug zu überholen, identifiziert wird und falls basierend auf einem zweiten Datensatz ein unsicherer Überholzustand identifiziert wird.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Automobil, vorzugsweise ein Hybrid-Elektrofahrzeug, mit einer Traktionsbatterie und einem Energiemanagementsystem gemäß der vorliegenden Erfindung.
Eine Idee der vorliegenden Erfindung ist es, die Energiemanagementstrategien gemäß dem Stand der Technik durch ein automatisiertes BOOST-Vorbereitungsverfahren zu verbessern. Das automatisierte BOOST-Vorbereitungsverfahren ist in der Lage, die Traktionsbatterie des Hybrid-Elektrofahrzeugs vor Überholmanövern aufzuladen, indem sie sich auf Vorhersagestrategien des Energiemanagementsystems stützt, welche sicherstellen, dass die elektrische Maschine in ihrem bestmöglichen Wirkungsgradbereich arbeitet.
Dies führt zu einer robusteren Unterstützung des Verbrennungsmotors, was die Sicherheit der Fahrzeuginsassen erhöht.
Indem die Erzeugung einer Ladeanforderung von einem Fahrerwunsch, ein anderes Fahrzeug zu überholen basierend auf einem bestimmten vordefinierten Parametersatz und zusätzlich einem unsicheren Überholzustand basierend auf einem weiteren Satz vordefinierter Parameter abhängig gemacht wird, kann eine Überholeffizienz als auch die Sicherheit der Fahrzeuginsassen erhöht werden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist der erste Datensatz Daten von in dem Fahrzeug installierten Sensoren und Daten von V2X-Kommunikation oder Daten eines Fahrzeug-GPS-Systems und einer digitalen Karte auf, und wobei der zweite Datensatz Daten von V2X-Kommunikation, oder Daten von V2X-Kommunikation und Daten eines Fahrzeug-GPS-Systems und einer digitalen Karte aufweist.
Durch die Verwendung von Daten von am Fahrzeug installierten Sensoren und Daten von V2X-Kommunikation oder Daten von einem Fahrzeug-GPS-System und einer digitalen Karte kann der Fahrerwunsch, ein anderes Fahrzeug zu überholen, durch das Energiemanagementsystem genau identifiziert werden.
Das Energiemanagementsystem kann z.B. eine Hybrid-Steuereinheit, eine Motorsteuereinheit oder ein Fahrzeugsteuergerät aufweisen, wobei die durch das Energiemanagementsystem durchgeführten Ermittlungen/Berechnungen als von einer oder mehreren der Hybrid-Steuereinheit, der Motorsteuereinheit oder des Fahrzeugsteuergeräts durchgeführt gelten.
Des Weiteren kann durch Verwendung von Daten von V2X-Kommunikation, oder Daten von V2X-Kommunikation und Daten von einem Fahrzeug-GPS-System und einer digitalen Karte durch das Energiemanagementsystem ein unsicherer Überholzustand genau identifiziert werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird der Fahrerwunsch, ein anderes Fahrzeug zu überholen, durch das Energiemanagementsystem durch Verarbeiten von Daten eines Raddrehzahlsensors identifiziert, um eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit V_REF zu ermitteln, und durch Bestimmen der Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs durch Empfangen von Daten über V2X-Kommunikation, wobei der Fahrerwunsch zu überholen bestimmt wird, falls die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit V_REF höher als die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs ist oder falls eine relative Fahrzeuggeschwindigkeit, welche aus der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und der Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs berechnet wird, größer oder gleich einem vorbestimmten Schwellwert ist.
Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass ein Fahrzeug mit einer bestimmten Geschwindigkeit vorausfährt sowie der Geschwindigkeit des vorliegenden Fahrzeugs kann ein Wunsch, das andere Fahrzeug zu überholen, genau bestimmt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung bestimmt das Energiemanagementsystem zusätzlich eine Dauer, während welcher die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit höher als die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs ist oder während welcher die relative Fahrzeuggeschwindigkeit größer oder gleich des vorbestimmten Schwellwerts ist und/oder bestimmt einen Abstand des vorliegenden Fahrzeugs zu dem vorausfahrenden Fahrzeug, wobei der Fahrerwunsch, ein anderes Fahrzeug zu überholen, durch das Energiemanagementsystem identifiziert wird, falls die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit höher als die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs ist oder die relative Fahrzeuggeschwindigkeit für zumindest eine vorbestimmte Zeitspanne größer oder gleich dem vorbestimmten Schwellwert ist, und/oder der Abstand des vorliegenden Fahrzeugs zu dem vorausfahrenden Fahrzeug geringer als ein vorbestimmter Wert ist.
Durch die zusätzliche Berücksichtigung der Dauer, während welcher die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit höher als die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs ist und/oder der Abstand des vorliegenden Fahrzeugs zu dem vorausfahrenden Fahrzeug, kann ein Fahrerwunsch, ein anderes Fahrzeug zu überholen, noch genauer bestimmt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Fahrerwunsch, ein anderes Fahrzeug zu überholen, durch das Energiemanagementsystem durch Vergleichen eines kartierten Musters einer typischen Fahrzeuggeschwindigkeit für verschiedene Straßen, die städtische Straßen, ländliche Straßen und Autobahnen umfassen, identifiziert, wobei das Muster unter freien Straßenbedingungen, in welchen kein vorausfahrendes Fahrzeug durch V2X-Kommunikation erfasst wird, mit einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit kartiert wird, wobei falls die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit geringer als das kartierte Muster der typischen Fahrzeuggeschwindigkeit um einen vordefinierten Wert geringer ist und falls durch V2X-Kommunikation ein vorausfahrendes Fahrzeug erfasst wird, der Fahrerwunsch, ein anderes Fahrzeug zu überholen, identifiziert wird.
Falls es dementsprechend durch das Energiemanagementsystem bestimmt wird, dass eine tatsächliche Geschwindigkeit des vorliegenden Fahrzeugs geringer als ein zuvor kartiertes Muster einer typischen Fahrzeuggeschwindigkeit bei unterschiedlichen Fahrbahnbedingungen ist, kann durch das Energiemanagementsystem genau bestimmt werden, dass ein Fahrerwunsch zu überholen, identifiziert werden sollte.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass ein unsicherer Überholzustand durch das Energiemanagementsystem durch Bestimmen, ob ein Fahrzeug vorausführt durch Empfang von Daten über V2X-Kommunikation und durch Analysieren eines Fahrbahn- bzw. Straßenprofils durch Empfang von Daten von dem GPS-System und der digitalen Karte, vorzugsweise ebenfalls von Daten über V2X-Kommunikation betreffend entgegenkommenden Verkehr zum Identifizieren von Orten bzw. Stellen, an welchen Überholmanöver unsicher sind, identifiziert wird.
Durch Nutzung dieser Informationen kann der Fahrer des vorliegenden Fahrzeugs, z.B. von den Fahrbahninformationen, welche über das GPS-System und die digitale Karte zur Verfügung stehen, profitieren, um einen geeigneten Überholabschnitt zu bestimmen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass ein unsicherer Überholzustand für einen Abschnitt des Fahrbahnprofils durch das Energiemanagementsystem identifiziert wird, falls der Abschnitt des Fahrbahnprofils einen Kurvenradius, welcher geringer als 500 m ist, aufweist oder falls ein Verhältnis von Kurvenradius (R) zur aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit geringer als ein vorbestimmter Wert ist.
Diese Information ist besonders in Fällen von Vorteil, in welchen keine Information über V2X-Kommunikation betreffend entgegenkommendem Verkehr zur Verfügung steht. Unabhängig von den über V2X-Kommunikation empfangenen Daten ist es jedoch möglich, einen sicheren/unsicheren Überholzustand unter Berücksichtigung eines Kurvenradius eines spezifischen Abschnitts des Fahrbahnprofils, möglicherweise auch in Kombination mit einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit, zu identifizieren.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass ein unsicherer Überholzustand durch das Energiemanagementsystem durch über V2X-Kommunikation empfangenen Daten identifiziert wird, wobei die Daten zumindest eine von Daten betreffend entgegenkommenden Verkehr, Daten betreffend einen aktuellen Verkehrsstau voraus, Wetterwarnungsdaten, Daten betreffend Verkehrsunfälle voraus, Daten betreffend Pannenfahrzeuge voraus und Daten betreffend Baustellen voraus aufweisen.
Falls demzufolge zumindest eine der oben genannten Daten über V2X-Kommunikation bereitgestellt wird, kann sicher festgestellt werden, dass ein unsicherer Überholzustand vorliegt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Energiemanagementsystem einen unsicheren Überholzustand identifiziert, falls zumindest eine der Daten betreffend entgegenkommenden Verkehr, Daten betreffend einem aktuellen Verkehrsstau voraus, Wetterwarnungsdaten, Daten betreffend Verkehrsunfälle voraus, Daten betreffend Pannenfahrzeuge voraus und Daten betreffend Baustellen voraus über V2X-Kommunikation empfangen werden.
Unter Berücksichtigung der vorstehend genannten Parameter kann eine Sicherheit der Fahrzeuginsassen durch die durch V2X-Kommunikation empfangenen Daten erheblich verbessert werden, um einen sicheren/unsicheren Überholzustand zu bestimmen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Traktionsbatterie auf zumindest das vorbestimmte Ladeniveau während des Betriebs des Hybrid-Elektrofahrzeugs durch Betreiben einer elektrischen Maschine als Generator zum Bereitstellen einer vordefinierten Leistungsabgabe der elektrischen Maschine aufgeladen wird, und wobei das vorbestimmte Ladungsniveau der Traktionsbatterie 80 % beträgt.
Dabei kann der Ladezustand der Traktionsbatterie stets auf einem optimalen Wert, d.h. über 80 %, gehalten werden, um eine maximale Leistung des Antriebssystems an den Rädern zur Verfügung zu haben, wenn ein Überholmanöver vom Fahrer gewünscht wird.
Die hierin beschriebenen Merkmale des Verfahrens zum Betreiben eines Energiemanagementsystems für eine Traktionsbatterie eines Hybrid-Elektrofahrzeugs sind ebenfalls in dem Energiemanagementsystem für die Traktionsbatterie des Hybrid-Elektrofahrzeugs, dem Automobil und umgekehrt offenbart.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass, falls durch das Energiemanagementsystem ein unsicherer Überholzustand identifiziert wird, dem Fahrer in einem Fahrgastraum des Hybrid-Elektrofahrzeugs eine Nachricht bzw. Meldung angezeigt wird. Somit wird nicht nur die Batterie vorgeladen, um eine bessere Überholleistung zu ermöglichen, sondern der Fahrer wird ebenfalls über einen idealen Zeitpunkt für die Einleitung eines Überholmanövers informiert.
Figurenliste
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung und ihrer Vorteile wird nun auf die nachfolgende Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen verwiesen. Nachfolgend wird die Erfindung anhand exemplarischer Ausführungsformen näher erläutert, die in den schematischen Abbildungen der Zeichnungen angegeben sind. Es zeigen:

1 ein Flussdiagramm des Verfahrens zum Betreiben eines Energiemanagementsystems für eine Traktionsbatterie eines Hybrid-Elektrofahrzeugs entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
2 ein Flussdiagramm des Verfahrens zum Betreiben des Energiemanagementsystems für die Traktionsbatterie des Hybrid-Elektrofahrzeugs gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
3 ein Flussdiagramm des Verfahrens zum Betreiben des Energiemanagementsystems für die Traktionsbatterie des Hybrid-Elektrofahrzeugs gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
4 ein Flussdiagramm des Verfahrens zum Betreiben des Energiemanagementsystems für die Traktionsbatterie des Hybrid-Elektrofahrzeugs gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und
5 ein Flussdiagramm des Verfahrens zum Betreiben des Energiemanagementsystems für die Traktionsbatterie des Hybrid-Elektrofahrzeugs gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Sofern nicht anders angegeben, bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente der Zeichnungen.
Ausführliche Beschreibung der Ausführungsformen
1 zeigt ein Flussdiagramm des Verfahrens zum Betreiben eines Energiemanagementsystems für eine Traktionsbatterie eines Hybrid-Elektrofahrzeugs entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Bei 100 prüft das Energiemanagementsystem den Ladezustand der Traktionsbatterie des Hybrid-Elektrofahrzeugs. Um zu bestimmen, ob der Ladezustand der Traktionsbatterie bestimmte Kriterien erfüllt, d.h., ob der Ladezustand der Traktionsbatterie über einem vordefinierten Schwellwert, vorzugsweise 80 %, einer Gesamtkapazität der Traktionsbatterie liegt, vergleicht das Batteriemanagementsystem einen durch ein Batteriemanagementsystem 60 bereitgestellten Wert mit dem gespeicherten vordefinierten Schwellwert von z.B. 80 %.
Falls durch das Energiemanagementsystem 10 bestimmt wird, dass der Ladezustand der Traktionsbatterie aktuell über 80 % liegt, begibt sich das Verfahren zurück zu 100. Falls dagegen festgestellt wird, dass der Ladezustand der Traktionsbatterie aktuell unter 80 % liegt, berücksichtigt das Verfahren des Weiteren den Zustand, ob ein Fahrerwunsch 200, ein anderes Fahrzeug zu überholen, identifiziert wird 102, und einen Zustand, ob durch das Energiemanagementsystem 10 identifiziert wird 103, dass ein unsicherer Überholzustand vorliegt.
Falls durch das Energiemanagementsystem 10 bestimmt wird, dass sämtliche der obigen Bedingungen erfüllt sind, d.h., der Ladezustand der Traktionsbatterie unter 80 % ihrer maximalen Kapazität liegt, ein Fahrerwunsch 200, ein anderes Fahrzeug zu überholen, identifiziert wird und ein unsicherer Überholzustand 300 nicht identifiziert wird, erzeugt das Energiemanagementsystem sodann in Schritt 104 eine Ladeanforderung 400 zum Laden der Traktionsbatterie auf zumindest das vorbestimmte Ladeniveau von 80 % ihrer maximalen Kapazität.
2 zeigt ein Flussdiagramm des Verfahrens zum Betreiben des Energiemanagementsystems für die Traktionsbatterie des Hybrid-Elektrofahrzeugs gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Das Energiemanagementsystem 10 ist dazu eingerichtet, mehrere Eingänge zu empfangen. Diese mehreren Eingänge umfassen Daten von am Fahrzeug installierten Sensoren 18, Daten von V2X-Kommunikation 20 und Daten von einem Fahrzeug-GPS-System und einer digitalen Karte 22.
Des Weiteren ist das Energiemanagementsystem dazu eingerichtet, Daten betreffend einen Batterieladezustand SOC von dem Batteriemanagementsystem 60 zu empfangen. Überdies ist das Energiemanagementsystem dazu eingerichtet, eine Ladeanforderung 400 zum Laden der Traktionsbatterie 12 auf das vorbestimmte Ladeniveau zu erzeugen, wobei die Ladeanforderung von dem Energiemanagementsystem 10 zu einer Steuereinheit 50 eines Elektromotors gesendet wird, welche eine elektrische Maschine 38 steuert, die wiederum mit der Traktionsbatterie 12 verbunden ist.
Die am Fahrzeug installierten Sensoren 18 weisen eine Raddrehzahlsensor 24 auf. Das Fahrzeug-GPS-System und die digitale Karte 22 sind dazu eingerichtet, das Energiemanagementsystem 10 mit Daten betreffend einem aktuellen Fahrzeugort und einem fahrbaren Profil zu versorgen, welches später näher beschrieben wird.
Die V2X-Kommunikation 20 kann z.B. durch ein V2X-Kommunikationssystem implementiert werden, welches in das Energiemanagementsystem 10 integriert oder alternativ als externes System bereitgestellt ist.
Die V2X-Kommunikation weist eine Fahrzeugerkennung 25, eine Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs V_VDA , eine relative Fahrzeuggeschwindigkeit V_REL , eine Dauer t, während welcher die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit V_REF höher als die Fahrzeuggeschwindigkeit V_VDA des vorausfahrenden Fahrzeugs ist oder während welcher die relative Fahrzeuggeschwindigkeit V_REL größer oder gleich dem vorbestimmten Schwellwert ist und zusätzlich einen Abstand d des vorliegenden Fahrzeugs zu dem vorausfahrenden Fahrzeug, auf.
Die V2X-Kommunikation 20 weist überdies Daten betreffend einen Gegenverkehr 26, Daten betreffend einen aktuellen Verkehrsstau voraus 28, Wetterwarnungsdaten 30, Daten betreffend Verkehrsunfälle voraus 32, Daten betreffend Pannenfahrzeuge 34 und Daten betreffend Baustellen voraus 36, auf.
3 zeigt ein Flussdiagramm des Verfahrens zum Betreiben des Energiemanagementsystems für die Traktionsbatterie des Hybrid-Elektrofahrzeugs gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Bei 40 beginnt das Verfahren zur Bestimmung, ob ein Fahrzeug dem vorliegenden Fahrzeug vorausfährt. Dies wird bei 20 durch V2X-Kommunikation bestimmt. Falls durch das Energiemanagementsystem bestimmt wird, dass kein Fahrzeug vorausfährt, werden zusätzliche Daten von dem Fahrzeug-GPS-System und der digitalen Karte 22 berücksichtigt, um zu bestimmen, ob tatsächlich ein Fahrzeug dem vorliegenden Fahrzeug vorausfährt, für den Fall, in welchem z.B. keine V2X-Kommunikation zur Verfügung steht.
In diesem Fall vergleicht das Energiemanagementsystem 10 ein kartiertes Muster MP einer typischen Fahrzeuggeschwindigkeit v_typ für unterschiedliche Straßen, die städtische Straßen, ländliche Straßen und Autobahnen umfassen, wobei das Muster unter freien Straßenbedingungen kartiert wird, bei denen kein vorausfahrendes Fahrzeug durch V2X-Kommunikation erfasst wird, mit einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit V_REF , wobei, falls die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit V_REF geringer als das kartierte Muster MP der typischen Fahrzeuggeschwindigkeit V_typ um einen vordefinierten Wert ist, kann durch das Energiemanagementsystem mittels der vorstehend genannten Daten, welche durch das GPS-System und die digitale Karte 22 akquiriert werden, ebenfalls bestimmt werden, dass dem vorliegenden Fahrzeug ein Fahrzeug vorausfährt.
Wenn dagegen durch V2X-Kommunikation bestimmt wird, dass dem vorliegenden Fahrzeug ein Fahrzeug vorausfährt, wird die Geschwindigkeit V_VDA des vorausfahrenden Fahrzeugs durch V2X-Kommunikation 20 dem Energiemanagementsystem 10 bereitgestellt.
Darüber hinaus werden dem Energiemanagementsystem 10 Fahrzeugsensorinformationen 18 mittels des Raddrehzahlsensors 24 bereitgestellt. Das Batteriemanagementsystem 10 identifiziert sodann basierend auf durch V2X-Kommunikation 20 und das Fahrzeug-GPS-System und die digitale Karte 22 bereitgestellten Daten, ob eine relative Fahrzeuggeschwindigkeit V_REL größer als null ist.
Alternativ identifiziert das Energiemanagementsystem 10 basierend auf den durch die am Fahrzeug 18 installierten Sensoren bereitgestellten Daten sowie von durch das Fahrzeug-GPS-System und die digitale Karte 22 bereitgestellten Daten, ob eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit V_REF des vorliegenden Fahrzeugs geringer als eine typische Fahrzeuggeschwindigkeit V_typ ist basierend auf dem durch das Fahrzeug-GPS-System und die digitale Karte 22 kartierten Muster.
Falls das Energiemanagementsystem 10 identifiziert, dass entweder die relative Fahrzeuggeschwindigkeit V_REF größer als null ist oder alternativ, dass die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit V_REF des vorliegenden Fahrzeugs geringer als die typische Fahrzeuggeschwindigkeit V_typ ist basierend auf dem durch das Fahrzeug-GPS-System und die digitale Karte 22 kartierten Muster, identifiziert das Energiemanagementsystem 10 den Fahrerwunsch 200, ein anderes Fahrzeug zu überholen. Falls die vorstehend genannten Bedingungen durch das Energiemanagementsystem 10 als falsch erkannt werden, wird das Verfahren bei 11 fortgesetzt, um zum Start 40 zurückzukehren.
4 zeigt ein Flussdiagramm des Verfahrens zum Betreiben des Energiemanagementsystems für die Traktionsbatterie des Hybrid-Elektrofahrzeugs gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Um einen unsicheren Überholzustand 300 zu identifizieren, berücksichtigt das Energiemanagementsystem 10 durch V2X-Kommunikation bereitgestellte Daten sowie durch das Fahrzeug-GPS-System und die digitale Karte 22 bereitgestellte Daten.
Zu diesem Zweck verarbeitet das Energiemanagementsystem 10 V2X-Kommunikation 20, welche zumindest eine der Daten einer Identifizierung eines vorausfahrenden Fahrzeugs 25, der Geschwindigkeit V_VDA des vorausfahrenden Fahrzeugs, eine relative Fahrzeuggeschwindigkeit V_REL ,eine Dauer t, während welcher die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit V_REF höher als die Geschwindigkeit V_VDA des vorausfahrenden Fahrzeugs ist und ein Abstand d des vorliegenden Fahrzeugs zu dem vorausfahrenden Fahrzeug aufweisen.
Darüber hinaus kann die V2X-Kommunikation 20 des Weiteren Daten betreffend einen Gegenverkehr 26, Daten betreffend einen Verkehrsstau 28, Wetterwarnungsdaten 30, Daten betreffend Verkehrsunfälle 32, Daten betreffend Pannenfahrzeuge voraus 34 und Daten betreffend Baustellen voraus 36 aufweisen.
Die durch das GPS-System und die digitale Karte 22 bereitgestellten Daten weisen zusätzlich Daten betreffend einen Kurvenradius eines spezifischen Abschnitts des Straßenprofils auf. Bei 46 wird bestimmt, ob der Kurvenradius R eines spezifischen Abschnitts des Fahrbahnprofils geringer als 500 m ist.
Alternativ kann bestimmt werden, ob ein Verhältnis des Kurvenradius R zu der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit V_REF geringer als ein vorbestimmter Wert ist, wodurch es möglich ist, einen unsicheren Überholzustand als Funktion sowohl der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit V_REF als auch des Kurvenradius R zu bestimmen. Falls das Energiemanagementsystem 10 bestimmt, dass eine der vorstehend genannten Bedingungen erfüllt ist, d.h., falls eine der Daten, welche durch V2X-Kommunikation 20 bereitgestellt werden oder der durch das GPS-System und die digitale Karte 22 bereitgestellt werden, einen unsicheren Überholzustand anzeigen bzw. auf diesen hindeuten, d.h., falls dem Energiemanagementsystem 10 jegliche V2X-Kommunikationsdaten zur Verfügung gestellt werden oder falls bei 46 bestimmt wird, dass der Kurvenradius des spezifischen Abschnitts des Fahrbahnprofils geringer als 500 m ist, identifiziert das Energiemanagementsystem sodann, dass ein unsicherer Überholzustand vorliegt.
5 zeigt ein Flussdiagramm des Verfahrens zum Betreiben des Energiemanagementsystems für die Traktionsbatterie des Hybrid-Elektrofahrzeugs gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
In 5 sind die vorstehend genannten Flussdiagramme der 1, 3 und 4 in einem Diagramm gezeigt. Wie ersichtlich, identifiziert das Energiemanagementsystem 10, dass ein Fahrerwunsch 200 zum Überholen eines anderen Fahrzeugs vorhanden ist, basierend auf durch die am Fahrzeug installierten Sensoren, V2X-Kommunikation oder Daten von einem Fahrzeug-GPS-System und einer digitalen Karte bereitgestellten Daten.
Das Energiemanagementsystem ist des Weiteren dazu eingerichtet, einen unsicheren Überholzustand 300 basierend auf durch V2X-Kommunikation bereitgestellten Daten sowie Daten von einem Fahrzeug-GPS-System und einer digitalen Karte bereitgestellten Daten zu identifizieren.
Falls bestimmt wird, dass der Ladezustand SOC der Traktionsbatterie unter dem vorbestimmten Ladeniveau liegt und zusätzlich das Batteriemanagementsystem 10 identifiziert, dass sowohl ein Fahrerwunsch 200, ein anderes Fahrzeug zu überholen, vorliegt und ein unsicherer Überholzustand 300 nicht existiert, erzeugt das Batteriemanagementsystem 10 sodann die Ladeanforderung 400.
Obwohl das vorstehend genannte Verfahren zum Betreiben eines Energiemanagementsystems für eine Traktionsbatterie eines Hybrid-Elektrofahrzeugs und das entsprechende Energiemanagementsystem 10 für eine Traktionsbatterie des Hybrid-Elektrofahrzeugs in Verbindung mit Automobilen beschrieben wurde, ist es einem Fachmann bekannt, dass das hier beschriebene Energiemanagementsystem natürlich auch auf andere Objekte, die eine elektrische Maschine und einen Verbrennungsmotor aufweisen, anwendbar ist.
Obwohl hierin spezifische Ausführungsformen illustriert und beschrieben wurden, ist es dem Fachmann verständlich, dass eine Vielzahl von alternativen und/oder äquivalenten Implementierungen existieren. Es sollte beachtet werden, dass die beispielhafte Ausführungsform oder beispielhaften Ausführungsformen nur Beispiele sind und nicht dazu dienen, den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration in irgendeiner Weise einzuschränken.
Vielmehr liefert die vorstehend genannte Zusammenfassung und ausführliche Beschreibung dem Fachmann eine bequeme Anleitung zur Implementierung zumindest einer beispielhaften Ausführungsform, wobei verständlich ist, dass verschiedene Änderungen im Funktionsumfang und der Anordnung der Elemente vorgenommen werden kann, ohne von dem Umfang der beigefügten Ansprüche und ihrer rechtlichen Äquivalente abzuweichen. Im Allgemeinen beabsichtigt diese Anmeldung, Änderungen bzw. Anpassungen oder Variationen der hierin dargelegten Ausführungsformen abzudecken.
Bezugszeichenliste

1: Automobil
10: Energiemanagementsystem
11: zurück zum Start
12: Traktionsbatterie
14: erster Datensatz
16: zweiter Datensatz
18: am Fahrzeug installierte Sensoren
20: V2X-Kommunikation
22: GPS-System und digitale Karte
24: Radsensoren
25: Fahrzeugerkennung
26: Gegenverkehr
28: Verkehrsstau voraus
30: Wetterwarnungsdaten
32: Daten betreffend Verkehrsunfälle voraus
34: Daten betreffend Pannenfahrzeuge voraus
36: Daten betreffend Baustellen voraus
38: elektrische Maschine
40: Start
42: Fahrzeug voraus erkannt
46: Kurvenradius geringer als 500 m
50: Elektromotor-Steuereinheit
60: Batteriemanagementsystem
100: Start
101: Schritt
102: Schritt
103: Schritt
104: Schritt
200: Fahrerwunsch, anderes Fahrzeug zu überholen
300: unsicherer Überholzustand
400: Ladeanforderung
d: Abstand
MP: kartiertes Muster
R: Kurvenradius
SOC: Ladezustand
t: Zeitdauer
V_REF: aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit
V_REL: relative Geschwindigkeit
V_typ: typische Fahrzeuggeschwindigkeit
V_VDA: Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs

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

US 9045131 B1 [0004]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Energiemanagementsystems (10) für eine Traktionsbatterie (12) eines Hybrid-Elektrofahrzeugs, umfassend die folgenden Schritte: Bestimmen (101), ob ein Ladezustand (SOC) der Traktionsbatterie (12) unter einem vorbestimmten Ladeniveau liegt, wobei, falls der Ladezustand (SOC) unter dem vorbestimmten Ladeniveau liegt: Erzeugen (104) einer Ladeanforderung (400) zum Laden der Traktionsbatterie (12) auf zumindest das vorbestimmte Ladeniveau, falls: ein Fahrerwunsch (200), ein anderes Fahrzeug zu überholen, durch das Energiemanagementsystem (10) basierend auf einem ersten Datensatz (14) identifiziert wird (102); und ein unsicherer Überholzustand (300) durch das Energiemanagementsystem (10) basierend auf einem zweiten Datensatz (16) identifiziert wird (103).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Datensatz (14) Daten von am Fahrzeug installierten Sensoren (18) und Daten von V2X-Kommunikation (20) oder Daten von einem Fahrzeug-GPS-System und einer digitalen Karte (22) aufweist, und wobei der zweite Datensatz (16) Daten von V2X-Kommunikation (20), oder Daten von V2X-Kommunikation (20) und Daten von einem Fahrzeug-GPS-System und einer digitalen Karte (22) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrerwunsch (200), ein anderes Fahrzeug zu überholen, durch das Energiemanagementsystem (10) durch Verarbeiten von Daten von einem Raddrehzahlsensor (24) identifiziert wird, um eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit (V_REF) zu bestimmen, und durch Bestimmen der Geschwindigkeit (V_VDA) des vorausfahrenden Fahrzeugs durch Empfangen von Daten über V2X-Kommunikation (20), wobei der Fahrerwunsch (200) zu überholen bestimmt wird, falls die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit (V_REF) höher als die Geschwindigkeit (V_VDA) des vorausfahrenden Fahrzeugs ist oder falls eine Relativgeschwindigkeit (V_REL), welche aus der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit (V_REF) und der Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs (V_VDA) berechnet wird, größer oder gleich einem vorbestimmten Schwellwert ist.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Energiemanagementsystem (10) zusätzlich eine Dauer (t) bestimmt, während welcher die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit (V_REF) höher als die Geschwindigkeit (V_VDA) des vorausfahrenden Fahrzeugs ist oder während welcher die Relativgeschwindigkeit (V_REL) größer oder gleich dem vorbestimmten Schwellwert ist, bestimmt, und/oder einen Abstand (d) des vorliegenden Fahrzeugs zu dem vorausfahrenden Fahrzeug bestimmt, wobei der Fahrerwunsch (200), ein anderes Fahrzeug zu überholen, durch das Energiemanagementsystem (10) identifiziert wird, falls die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit (V_REF) höher als die Geschwindigkeit (V_VDA) des vorausfahrenden Fahrzeugs ist oder die Relativgeschwindigkeit (V_REL) für zumindest eine vorbestimmte Zeitdauer größer oder gleich dem vorbestimmten Schwellwert ist, und/oder der Abstand des vorliegenden Fahrzeugs zu dem vorausfahrenden Fahrzeug geringer als ein vorbestimmter Wert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrerwunsch (200), ein anderes Fahrzeug zu überholen, durch das Energiemanagementsystem (10) durch Vergleichen eines kartierten Musters (MP) einer typischen Fahrzeuggeschwindigkeit (V_typ) für unterschiedliche Straßen aufweisend städtische Straßen, ländliche Straßen und Autobahnen identifiziert wird, wobei das Muster unter freien Straßenbedingungen kartiert wird, in welchen kein vorausfahrendes Fahrzeug durch V2X-Kommunikation (20) erfasst wird, bei einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit (V_REF), wobei falls die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit (V_REF) um einen vorbestimmten Wert geringer als das kartierte Muster (MP) der typischen Fahrzeuggeschwindigkeit (V_typ) ist und falls ein vorausfahrendes Fahrzeug durch V2X-Kommunikation (20) erfasst wird, der Fahrerwunsch (200), ein anderes Fahrzeug zu überholen, identifiziert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Energiemanagementsystem (10) ein unsicherer Überholzustand (300) durch Bestimmen durch über V2X-Kommunikation (20) empfangenen Daten, ob ein Fahrzeug vorausfährt, und durch Analysieren eines Fahrbahnprofils durch Empfangen von Daten von dem GPS-System und der digitalen Karte (22), vorzugsweise auch Daten über V2X-Kommunikation (20) betreffend einen Gegenverkehr, zum Identifizieren von Stellen, an welchen Überholmanöver unsicher sind, identifiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Energiemanagementsystem (10) ein unsicherer Überholzustand (300) für einen Abschnitt des Fahrbahnprofils identifiziert wird, falls der Abschnitt des Fahrbahnprofils einen Kurvenradius (R) von weniger als 500 m aufweist oder falls ein Verhältnis des Kurvenradius (R) zu der aktuellen Fahrgeschwindigkeit geringer als ein vorbestimmter Wert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Energiemanagementsystem (10) ein unsicherer Überholzustand (300) durch Verarbeiten von über V2X-Kommunikation (20) empfangenen Daten identifiziert wird, wobei diese Daten zumindest eine von Daten betreffend einen Gegenverkehr (26), Daten betreffend einen aktuellen Verkehrsstau voraus (28), Wetterwarnungsdaten (30), Daten betreffend Verkehrsunfälle voraus (32), Daten betreffend Pannenfahrzeuge voraus (34) und Daten betreffend Baustellen voraus (36) aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Energiemanagementsystem (10) einen unsicheren Überholzustand (300) identifiziert, falls zumindest eine von Daten betreffend den Gegenverkehr (26), Daten betreffend einen aktuellen Verkehrsstau voraus (28), Wetterwarnungsdaten (30), Daten betreffend Verkehrsunfälle voraus (32), Daten betreffend Pannenfahrzeuge voraus (34) und Daten betreffend Baustellen voraus (36) über V2X-Kommunikation (20) empfangen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Traktionsbatterie (12) während eines Betriebs des Hybrid-Elektrofahrzeugs durch Betrieb einer elektrischen Maschine (38) als Generator zum Bereitstellen einer vordefinierten Leistungsabgabe der elektrischen Maschine 38 auf zumindest das vorgegebene Ladeniveau geladen wird, und wobei das vorgegebene Ladeniveau der Traktionsbatterie (12) 80 % beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass, falls durch das Energiemanagementsystem (10) ein unsicherer Überholzustand (300) identifiziert wird, dem Fahrer in einem Fahrgastraum des Hybrid-Elektrofahrzeugs eine Meldung angezeigt wird.
Energiemanagementsystem (10) für eine Traktionsbatterie (12) eines Hybrid-Elektrofahrzeugs, wobei das Energiemanagementsystem (10) dazu eingerichtet ist, zu bestimmen, ob ein Ladezustand (SOC) der Traktionsbatterie (12) unter einem vorbestimmten Ladeniveau liegt, wobei das Energiemanagementsystem (10) dazu eingerichtet ist, eine Ladeanforderung (400) zum Laden der Traktionsbatterie (12) auf zumindest das vorbestimmte Ladeniveau zu erzeugen, falls ein Fahrerwunsch (200), ein anderes Fahrzeug zu überholen, basierend auf einem ersten Datensatz (14) identifiziert wird und falls ein unsicherer Überholzustand (300) basierend auf einem zweiten Datensatz (16) identifiziert wird.
Automobil (1), vorzugsweise Hybrid-Elektrofahrzeug, mit einer Traktionsbatterie (12) und einem Energiemanagementsystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12.