DE102020005275A1 - Device for controlling a vehicle - Google Patents
Device for controlling a vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- DE102020005275A1 DE102020005275A1 DE102020005275.4A DE102020005275A DE102020005275A1 DE 102020005275 A1 DE102020005275 A1 DE 102020005275A1 DE 102020005275 A DE102020005275 A DE 102020005275A DE 102020005275 A1 DE102020005275 A1 DE 102020005275A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- module
- vehicle
- route
- designed
- horizon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
- B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
- B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
- B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
- B60L3/04—Cutting off the power supply under fault conditions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
- B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
- B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
- B60L2240/60—Navigation input
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2250/00—Driver interactions
- B60L2250/10—Driver interactions by alarm
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2250/00—Driver interactions
- B60L2250/16—Driver interactions by display
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2260/00—Operating Modes
- B60L2260/40—Control modes
- B60L2260/50—Control modes by future state prediction
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2260/00—Operating Modes
- B60L2260/40—Control modes
- B60L2260/50—Control modes by future state prediction
- B60L2260/52—Control modes by future state prediction drive range estimation, e.g. of estimation of available travel distance
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2260/00—Operating Modes
- B60L2260/40—Control modes
- B60L2260/50—Control modes by future state prediction
- B60L2260/54—Energy consumption estimation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
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.The invention relates to a device for controlling a vehicle (10), comprising a drive control module (2.2) and a display unit (2.9), with a navigation module (3.1) or a route planning process (1), a horizon module (3.2) and a recognition module (3.3) are provided, the navigation module (3.1) or the route planning process (1) being designed to specify a route and to transmit it to the horizon module (3.2), the horizon module (3.2) being designed to determine possible critical points on the route, wherein the detection module (3.3) is designed to simulate and/or calculate load and energy data that can lead to functional restrictions of the vehicle (10) on the planned route, taking current operating data (3d) into account, and if with a very high probability of a possible functional restriction coinciding with a determined critical point, a preventive abre A corrective measure is initiated in the drive control module (2.2) to avoid the functional restriction and corresponding information is output on the display unit (2.9), whereby in the event that the functional restriction cannot be avoided with a preventive regulatory measure, the digital road map on the display unit (2.9 ) a request for an emergency stop is issued and/or the emergency stop is carried out automatically.
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.The invention relates to a device for controlling a vehicle according to
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.A vehicle with an electric drive can suddenly come to a standstill if the traction battery dries up or if there are various faults or overloads. In a conventional vehicle with a combustion engine, such failure scenarios are much less likely and the effects are often less expensive to rectify. For example, an empty tank can be quickly refilled from a reserve canister; however, a charger for an electric vehicle is not readily available everywhere. Due to the technical design of electric drive systems, curtailment, for example due to thermal overload of batteries, inverters and electric motors, is more possible than in a classic vehicle with a combustion engine. It is also conceivable that a partial failure of fuel cell stacks or battery modules leads to energy bottlenecks and must be dealt with in good time in order to prevent a temporary breakdown or a massive loss of driving performance in certain dangerous situations and/or areas.
Aus
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.The invention is based on the object of specifying an improved device for controlling an electrically driven vehicle in order to prevent an unplanned vehicle standstill in critical situations.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs gemäß Anspruch 1.The object is achieved according to the invention by a device for controlling a vehicle according to
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous configurations of the invention are the subject matter of the dependent claims.
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.A device according to the invention for controlling a vehicle with an electric drive motor, a battery and a high-voltage circuit includes an onboard system with a drive control module and a display unit. According to the invention, a navigation module or a route planning process, a horizon module and a recognition module are provided, with the navigation module or the route planning process being designed to specify a route and to transmit it to the horizon module, with the horizon module being used to determine possible critical points on the route at which a Breakdown of the vehicle is to be avoided, in combination with the respective position using the planned route and access to a digital road map and for transmitting information about the possible critical points to the detection module, the detection module for simulating and / or calculating Load and energy data that can lead to functional restrictions of the vehicle is formed on the planned route, taking into account current operating data provided by the drive control module, the load and energy data n a battery temperature, a state of charge of the battery, an inverter temperature, an axle oil temperature, bearing temperature and/or winding temperature of the electric drive motor, energy and/or power of a fuel cell and/or the battery, insulation resistance of the high-voltage circuit, and diagnostic information relating to components include possible imminent failure scenarios, with the detection module also being designed to, if there is a very high probability that a possible functional restriction coincides with a determined critical point, to initiate a preventive regulating measure in the drive control module to avoid the functional restriction and to output corresponding information on the display unit, where the detection module is also designed to, in the event that the functional restriction cannot be avoided with a preventive curtailment measure, with the aid of the digital road map, an N o stop of the vehicle in front of the determined critical Place to plan and issue a request for an emergency stop on the display unit and / or perform the emergency stop automatically.
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.The device proposed according to the invention recognizes possible failure or curtailment scenarios at an early stage by means of a prediction and prevents the vehicle from entering a potentially dangerous situation (e.g. railroad crossing, blind curve area, bottleneck) or a situation with massive obstruction for traffic (tunnel, bottleneck, crossing area). drives in. Such a situation can be prevented either by anticipatory intervention in the operating strategy to save energy, torque reduction, activation of reserves (e.g. SOC) etc. for safe passage or by a timely emergency stop at a suitable point before the relevant situation occurs.
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.In particular, such a function can be used as support in the case of unmanned, large, heavy vehicles, autonomous trucks, but also in the case of manned vehicles.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.
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.
-
1 a schematic block diagram of an onboard system of a vehicle, and -
2 a schematic block diagram of an offboard system for a vehicle with connection to a cloud.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided with the same reference symbols in all figures.
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) Engstellen an Baustellen, beispielsweise durch Spurverengung,
- 2) Tunnels,
- 3) Große Kreuzungsbereiche,
- 4) Bahnübergänge,
- 5) Extreme Stausituationen mit langen Standzeiten, und
- 6) Enge unübersichtliche Straßenabschnitte
in Kombination mit der jeweiligen Position.By entering a route into the navigation module 3.1, a
- 1) Bottlenecks at construction sites, for example due to lane narrowing,
- 2) tunnels,
- 3) Large crossing areas,
- 4) level crossings,
- 5) Extreme traffic jams with long downtimes, and
- 6) Narrow confusing road sections
in combination with the respective 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:
- a) Batterietemperatur: Abregelung der Batterie führt zu akutem Energiemangel -> vorübergehendes Liegenbleiben,
- b) Ladezustand der Batterie (SOC): Energiemangel führt zum Liegenbleiben,
- c) Invertertemperatur: Abregelung der Antriebsleistung -> vorübergehendes Liegenbleiben,
- d) Achsöltemperatur, Lagertemperatur oder Wicklungstemperatur des elektrischen Antriebsmotors: Abregelung der Antriebsleistung -> vorübergehendes Liegenbleiben,
- e) Energie/Leistung der Brennstoffzelle und der Batterie: vorübergehender Energiemangel und Liegenbleiben,
- f) Isolationswiderstand des Hochvolt-Kreises: Ausfall des Hochvolt-Systems -> Liegenbleiben, und
- g) Diagnoseinformation von allen wesentlichen Komponenten bezüglich möglicher bevorstehender Ausfallszenarien.
- a) Battery temperature: Limiting the battery leads to acute lack of energy -> temporary breakdown,
- b) State of charge of the battery (SOC): lack of energy leads to breakdown,
- c) Inverter temperature: derating of the drive power -> temporary breakdown,
- d) Axle oil temperature, bearing temperature or winding temperature of the electric drive motor: curtailment of the drive power -> temporary breakdown,
- e) energy/performance of the fuel cell and the battery: temporary lack of energy and breakdown,
- f) Insulation resistance of the high-voltage circuit: failure of the high-voltage system -> breakdown, and
- g) Diagnostic information from all essential components regarding possible upcoming failure scenarios.
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.For this purpose, the drive control module 2.2 supplies
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.The detection module 3.3 carries out a precalculation of the relevant state variables based on the initial conditions. Classic simulation models can be used for thermal or energetic limitations while for non-thermal or energetic failure scenarios, statistical methods with probability analyses, load spectra and methods of artificial intelligence can also be used.
Wird festgestellt, dass mit einer sehr hohen Wahrscheinlichkeit ein mögliches Ausfallszenario mit den oben ermittelten Gefahrenzonen 1) bis 6) zusammenfällt, werden zwei Handlungsoptionen geprüft:
- 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.
- 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.
- a. Critical situations that have been identified can be avoided through preventative curtailment measures, for example by reducing permitted drive torques or changing the thermoregulation. If this is the case, the driver is informed via display unit 2.9 and the measure determined is implemented. This can lead to certain performance and functional limitations, which can be set using threshold values and parameters.
- b. If preventive measures are not (or no longer) possible, an emergency stop or the vehicle must be stopped in front of the danger zone. Since such a situation is known in advance, this stop can be planned by searching for a suitable spot using a digital map. In the run-up to the planned emergency stop, the driver can use the display unit 2.9. be informed. A cascaded warning concept is possible that only intervenes if the driver of the vehicle ignores the warnings. In the case of an autonomously driving vehicle, the intended emergency stop planning can be implemented directly.
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.The
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) Engstellen an Baustellen, beispielsweise durch Spurverengung,
- 2) Tunnels,
- 3) Große Kreuzungsbereiche,
- 4) Bahnübergänge,
- 5) Extreme Stausituationen mit langen Standzeiten, und
- 6) Enge unübersichtliche Straßenabschnitte
in Kombination mit der jeweiligen Position.In particular, possible critical points such as:
- 1) Bottlenecks at construction sites, for example due to lane narrowing,
- 2) tunnels,
- 3) Large crossing areas,
- 4) level crossings,
- 5) Extreme traffic jams with long downtimes, and
- 6) Narrow confusing road sections
in combination with the respective 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:
- a) Batterietemperatur: Abregelung der Batterie führt zu akutem Energiemangel -> vorübergehendes Liegenbleiben,
- b) Ladezustand der Batterie (SOC): Energiemangel führt zum Liegenbleiben,
- c) Invertertemperatur: Abregelung der Antriebsleistung -> vorübergehendes Liegenbleiben,
- d) Achsöltemperatur, Lagertemperatur oder Wicklungstemperatur des elektrischen Antriebsmotors: Abregelung der Antriebsleistung -> vorübergehendes Liegenbleiben,
- e) Energie/Leistung der Brennstoffzelle und der Batterie: vorübergehender Energiemangel und Liegenbleiben,
- f) Isolationswiderstand des Hochvolt-Kreises: Ausfall des Hochvolt-Systems -> Liegenbleiben, und
- g) Diagnoseinformation von allen wesentlichen Komponenten bezüglich möglicher bevorstehender Ausfallszenarien.
- a) Battery temperature: Limiting the battery leads to acute lack of energy -> temporary breakdown,
- b) State of charge of the battery (SOC): lack of energy leads to breakdown,
- c) Inverter temperature: derating of the drive power -> temporary breakdown,
- d) Axle oil temperature, bearing temperature or winding temperature of the electric drive motor: curtailment of the drive power -> temporary breakdown,
- e) energy/performance of the fuel cell and the battery: temporary lack of energy and breakdown,
- f) Insulation resistance of the high-voltage circuit: failure of the high-voltage system -> breakdown, and
- g) Diagnostic information from all essential components regarding possible upcoming failure scenarios.
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.For this purpose, the drive control module 2.2 in the
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.The detection module 3.3 carries out a precalculation of the relevant state variables based on the initial conditions. Classic simulation models can be used for thermal or energetic limitations while for non-thermal or energetic failure scenarios, statistical methods with probability analyses, load spectra and methods of artificial intelligence can also be used.
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.If an intervention becomes necessary,
Vorteil der Cloudvariante gemäß
Eine Vorrichtung zur Verhinderung eines ungeplanten Fahrzeugstillstandes in kritischen Situationen bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen kann ein oder mehrere der in den
Insbesondere können thermische oder/und energetische Überlastszenarien mit Fahrfunktionsausfällen mithilfe einer Streckenplanung und eines Vorausschauhorizontes prädiziert werden.In particular, thermal and/or energetic overload scenarios with driving function failures can be predicted using route planning and a forecast horizon.
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.The thermal and/or energetic overload scenarios with driving function failures can be compared with bottlenecks, crossing areas, tunnels, construction sites, traffic jam areas, extreme topographies and level crossings on the planned route.
Bei einer festgestellten Überlagerung können Maßnahmen geprüft und umgesetzt werden, die eine kritische Situation durch vorausschauende Abregelung der Leistung oder durch Energiesparmaßnahmen verhindert.If overlapping is detected, measures can be checked and implemented to prevent a critical situation through anticipatory power curtailment or through energy-saving measures.
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.If predictive measures are no longer possible, an emergency stop can be planned and implemented in advance in order to avoid the critical situation that has been identified. In an autonomous vehicle, the emergency stop can be performed automatically.
Bei einem manuell geführten Fahrzeug kann über eine Displayvorrichtung eine Information an den Fahrer ausgegeben und ein kaskadiertes Warnkonzept umgesetzt werden.In a manually operated vehicle, information can be output to the driver via a display device and a cascaded warning concept can be implemented.
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.A planned emergency stop in the event of a temporary lack of energy or overheating can be used to eliminate the energy gap by operating the fuel cell system or to cool the overheated component by operating thermal management and then continue driving, with the duration of the emergency stop being controlled by the device can be controlled.
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.Failure scenarios that are not thermally or energetically related can be detected predictively, for example through abnormalities in component behavior. The detection can be carried out using methods of artificial intelligence and the emergency stop can be planned and executed in good time.
Bei einer ausfallbedingten Reduktion der Leistungsabgabe der Brennstoffzelle können die kritischen Stellen mit gleichzeitigem Energiemangel erkannt und durch vorausschauende Abregelung der Antriebsleistung vermieden werden.In the event of a failure-related reduction in the power output of the fuel cell, the critical points with a simultaneous lack of energy can be identified and avoided by proactively regulating the drive power.
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. In the event of a failure-related reduction in the power output of the fuel cell, the critical points with a simultaneous lack of energy can be identified and used by a planned and controlled emergency break to charge the energy storage device (buffer battery).
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.In the event of a failure-related or overload-related reduction in the power output/consumption of the backup battery, the critical points with a simultaneous lack of energy can be identified and avoided by anticipatory curtailment of the drive power.
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.In the event of a failure-related or overload-related reduction in the power output/consumption of the backup battery, the critical points with a simultaneous lack of energy can be identified and used by a planned and controlled emergency break to charge the energy storage (backup battery) and/or to regenerate the energy storage.
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.If the insulation resistance of the high-voltage circuit is low or falling, it is possible to predict that the switch-off limit value will not be reached before critical situations occur, and an emergency stop can be used in good time beforehand.
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.The axle oil temperature, bearing temperature and/or winding temperature of the electric drive motor and/or the drive inverter temperature can be monitored with regard to being exceeded, and if there is a risk of it being exceeded and the associated curtailment in a critical situation, predictive performance re production or a planned cooling break.
Informationen über geplante oder durchgeführte Maßnahmen können dem Disponenten/Flottenbetreiber zurückgemeldet werden.Information about planned or implemented measures can be reported back to the dispatcher/fleet operator.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Routenplanungsprozessroute planning process
- 1b1b
- Informationinformation
- 22
- Onboard-Systemonboard system
- 2.22.2
- Antriebssteuerungsmoduldrive control module
- 2.92.9
- Anzeigeeinheitdisplay unit
- 2a2a
- aktuelle Datencurrent data
- 33
- Cloudsystemcloud system
- 3.13.1
- Navigationsmodulnavigation module
- 3.23.2
- Horizontmodulhorizon module
- 3.33.3
- Erkennungsmoduldetection engine
- 3a3a
- Routenverlaufitinerary
- 3b3b
- Information über mögliche kritische StellenInformation about possible critical points
- 3d3d
- aktuelle Betriebsdatencurrent operating data
- 44
- Clouddienstcloud service
- 4.14.1
- Verkehrsinformationentraffic information
- 4.24.2
- Baustelleninformationensite information
- 4.34.3
- Wetterbedingungenweather conditions
- 1010
- Fahrzeugvehicle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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.This list of the documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- JP 08214403 [0003]JP 08214403 [0003]
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102020005275.4A DE102020005275A1 (en) | 2020-08-28 | 2020-08-28 | Device for controlling a vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102020005275.4A DE102020005275A1 (en) | 2020-08-28 | 2020-08-28 | Device for controlling a vehicle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102020005275A1 true DE102020005275A1 (en) | 2022-03-03 |
Family
ID=80221668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102020005275.4A Withdrawn DE102020005275A1 (en) | 2020-08-28 | 2020-08-28 | Device for controlling a vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102020005275A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102023108588A1 (en) * | 2023-04-04 | 2024-10-10 | Audi Aktiengesellschaft | Vehicle with proactively optimized operational safety |
| CN118977614A (en) * | 2024-10-22 | 2024-11-19 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | Vehicle operation method, device, system, computer equipment and vehicle |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08214403A (en) | 1995-02-02 | 1996-08-20 | Nissan Motor Co Ltd | Drive control device for electric vehicle |
-
2020
- 2020-08-28 DE DE102020005275.4A patent/DE102020005275A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08214403A (en) | 1995-02-02 | 1996-08-20 | Nissan Motor Co Ltd | Drive control device for electric vehicle |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102023108588A1 (en) * | 2023-04-04 | 2024-10-10 | Audi Aktiengesellschaft | Vehicle with proactively optimized operational safety |
| CN118977614A (en) * | 2024-10-22 | 2024-11-19 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | Vehicle operation method, device, system, computer equipment and vehicle |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3519242B1 (en) | Operating method for power network of a vehicle | |
| WO2013139506A1 (en) | Method and apparatus for operating a battery arrangement of a motor vehicle | |
| WO2019057871A1 (en) | METHOD FOR MONITORING AT LEAST ONE COMPONENT OF A MOTOR VEHICLE | |
| DE102020215251A1 (en) | METHOD OF CONTROLLING A GENERATOR FOR A VEHICLE | |
| DE102019106448A1 (en) | Electric vehicle auxiliary power system | |
| DE102011089962A1 (en) | Method for controlling the temperature of at least one battery element, battery and motor vehicle with such a battery | |
| DE102019118744A1 (en) | ELECTRIC VEHICLE SYSTEM WITH DISCONNECT | |
| EP3532339B1 (en) | Method for operating a control device of a motor vehicle for an adaptive energy saving mode and control device and motor vehicle | |
| DE102019008376A1 (en) | Method for conditioning a battery of an electrically powered vehicle | |
| WO2021185563A1 (en) | Method for operating a motor vehicle, and motor vehicle | |
| DE102020005275A1 (en) | Device for controlling a vehicle | |
| DE102021116039A1 (en) | VEHICLE LOAD DROPPING | |
| DE102023112951A1 (en) | TESTING VEHICLE BATTERIES | |
| WO2024104970A1 (en) | Method for predicting expected charge profiles for controlling the charging power of a battery | |
| DE102016218567A1 (en) | Method for operating an energy on-board network | |
| DE102011006395B4 (en) | Method for operating the on-board network in hybrid or electric vehicles in the event of a failure of one or more elements of a traction battery monitoring system | |
| WO2018041466A1 (en) | Method for operating a support system for preventing a motor vehicle from being left stranded, and motor vehicle | |
| DE102017216801A1 (en) | Method for monitoring at least one component of a motor vehicle | |
| WO2016156041A1 (en) | Energy management method for a motor vehicle | |
| DE102009023535B4 (en) | Vehicle with an electric drive and method for operating a vehicle | |
| EP3770009A1 (en) | Early foaming operation of recharged infrastructure for electric vehicles | |
| EP4077039A1 (en) | Predictive battery charging for battery-operated rail vehicles | |
| DE102021117052A1 (en) | ELECTRICAL VEHICLE PERFORMANCE SYSTEM | |
| EP2612394A1 (en) | System for storing electrical energy | |
| DE102010025335A1 (en) | Method for controlling a hybrid vehicle |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: DAIMLER TRUCK AG, DE Free format text: FORMER OWNER: DAIMLER AG, STUTTGART, DE |
|
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |