CN118043217A - 用于内燃机被更换为具有电机的电力牵引驱动装置的机动车辆的电子转换套件、具有该转换套件的机动车辆以及该转换套件的操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆(10)的电子转换套件(24)，在该机动车辆(10)中内燃机(15)被更换为具有电机(12)的电力牵引驱动装置(11)。本发明提供的转换套件(24)包括至少一个总线模块(21)，所述至少一个总线模块被配置为一方面连接所述机动车辆(10)的至少一个现有总线系统(19)和/或现有控制装置(18)，另一方面连接电力牵引驱动装置(11)的至少一个新总线系统(17)和/或新控制装置(16)，并且至少一个总线模块为此目的提供处理器电路，所述处理器电路被配置为接收来自所述至少一个现有总线系统(19)和/或现有控制装置(18)和/或新总线系统(17)和/或新控制装置(16)的信号，借助于预定的信号转换来变换这些信号，并传递这些信号和/或借助于残余总线仿真而人为地生成内燃机(15)的至少一个组件的缺失信号。

Description

用于内燃机被更换为具有电机的电力牵引驱动装置的机动车 辆的电子转换套件、具有该转换套件的机动车辆以及该转换 套件的操作方法

技术领域

本发明涉及一种用于其内燃机被更换为具有电机的电力牵引驱动装置的机动车辆的电子转换套件。本发明还涉及具有这种转换套件的电力驱动机动车辆以及该转换套件的操作方法。

背景技术

迄今为止，汽车(乘用车)都是作为燃烧发动机汽车(汽油发动机/柴油发动机汽车)开发、制造和销售的，并且它们可以一直运行到不再经济地运行为止。车辆的使用寿命在过去几十年里已大大延长(根据Institute CAR Duisburg的研究：德国25％的车辆车龄超过15年；平均车龄为9.6年)。当今的许多车辆从技术状况来看比几年前的可行驶时间更长，持久耐用性或防锈性都有很大提高。因此，车身、底盘或附件可以无故障地进一步使用。

目前，将燃烧发动机汽车转换为电动车辆(EV)的情况几乎全部发生在车龄较长的车辆上(大约2005年之前制造)，不考虑现有电子器件，尤其是驾驶者辅助系统(ADAS-高级驾驶者辅助系统)。这里，缺点是车龄较长的车辆在常规使用后的预期剩余使用寿命较低，因此许多车辆的转换将不再有利可图。转换更现代的车辆更加有利可图，但其中包括带有用于适配于内燃机的特性的复杂电子车辆功能的控制装置的数据网络。

因此，基础车辆的电子架构的复杂性使得新驱动部件的集成在技术上昂贵，这对于在较新车辆中改装为电力牵引驱动装置来说是一个缺点。这导致转换要么必定损失许多重要的ADAS/电子模块，要么需要昂贵的控制装置和互连逻辑的后期开发。迄今为止，这些成本和时间支出阻止了此类重构。

发明内容

本发明基于将包括内燃机的机动车辆转换成纯电力驱动的机动车辆(电动车辆)的目的。

作为解决方案，本发明提供了独立权利要求的主题。这些解决方案的有利改进方案通过从属权利要求、以下描述以及附图来描述。

作为解决方案的一个方面，本发明提供了一种用于机动车辆的电子转换套件。其中，本发明设想借助于该转换套件来将机动车辆中的内燃机更换为或已经将其更换为具有电机的电力牵引驱动装置，并且机动车辆的电子功能将适配于转换后的牵引驱动装置，从而适配于具有至少一个电机的纯电力牵引驱动装置。

作为解决方案，本发明提出，转换套件包括至少一个总线模块，该总线模块被配置为一方面连接机动车辆的至少一个现有总线系统和/或现有控制装置，另一方面连接电力牵引驱动装置的至少一个新的总线系统和/或新的控制装置。通过至少一个总线模块，在此提供了一种处理器电路，该处理器电路被配置为接收来自至少一个现有总线系统和/或现有控制装置和/或新的总线系统和/或新的控制装置的信号，以借助于预定的信号转换来变换或转换这些接收到的信号并且传递相应地变换后的信号(传递到至少一个现有控制装置和/或新的控制装置和/或传递到至少一个现有总线系统和/或新的总线系统中)。特别地，来自现有部件(现有总线系统和/或现有控制装置)的信号被变换为用于新部件(新的总线系统和/或新的控制装置)的信号和/或来自新部件的信号被变换为用于现有部件的信号。另外，借助于残余总线仿真而人为地生成内燃机的至少一个缺失的或不存在的组件的信号。因此，对内燃机的至少一个组件进行仿真。换言之，对用信号通知内燃机的功能(例如，内燃机的转速测量)的组件进行仿真。这种组件也可以是控制装置，例如发动机控制装置。

这里，前缀“现有”用于这样的车辆部件(例如总线系统和/或控制装置)，其在转换之前已经存在，也用于内燃机的运行。这里，前缀“新”用于这样的车辆部件(例如总线系统和/或控制装置)，其通过转换被新添加到纯电力牵引驱动装置(去除了内燃机)并且是为了运行电力牵引驱动装置而提供的。

通常，所述相应的总线模块可以被配置为用于连接到新总线系统的控制装置(ECU-电子控制单元)或者被配置为用于连接到至少一个现有总线系统和至少一个新总线系统的总线网关。相应的总线模块可包括至少一个电气总线端子和/或至少一个用于到控制装置(现有控制装置和/或新控制装置)的连接电缆的端子，以提供用于信号传输或数据传输的电连接。相应的总线模块可设置用于例如连接到CAN总线(CAN-控制器局域网)，因此它在这里也被称为E-CAN模块，其中优选地在此不理解为对CAN总线加以限制。

该转换套件包括处理器电路，其由至少一个总线模块提供。在单个总线模块的情况下，它可以是单个总线模块的集成处理器电路，或者在多个总线模块的情况下，它可以是多个总线模块中的分布式电路，所述多个总线模块共同提供这里描述的功能。处理器电路被配置为执行所述信号转换和所述残余总线仿真。通过信号转换来执行一方面机动车辆的至少一个现有总线系统和/或现有控制装置与另一方面改造后的电力牵引驱动装置的至少一个新总线系统和/或新控制装置之间的信号通信或变换，从而实现信号耦合。由于在转换后的内燃机组件被拆卸而丢失的机动车辆运行所需的信号通过残余总线仿真(例如借助于该组件的仿真)而人为地生成。

本发明的优点在于，可以确保车辆功能的进一步操作，这些功能在制造商方面针对内燃机进行了适配，因此需要内燃机的组件和/或控制装置的存在和/或操作。特别相关的情况是内燃机的发动机控制装置：现在可以确保该控制装置进一步发挥作用(如果其保留在机动车辆中)和/或其信号进一步存在于现有总线系统中(如果它是从机动车辆上拆卸下来的)。这样的控制装置例如可以是部件保护/集群的一部分，所述部件保护/集群必须在机动车辆中进一步运转并且必须在现有总线系统(例如CAN总线)中运转。为了防止故障和/或错误消息，所需的输入信号现在可以在发动机控制装置和/或另一现有控制装置处生成。

转换套件的至少一个总线模块可以基于当前驱动情形而生成预设信号，并且如果例如发动机控制装置仍然存在并且希望得到内燃机组件的信号，则将它们输入到发动机控制装置中。例如，相应的总线模块可以接收以下信息作为输入(输入信号)：行驶速度和/或加速踏板位置和/或ESP控制(ESP–)和/或ABS控制(ABS–防抱死系统)的激活信号。作为输出(输出信号)，例如可以人为地生成不再存在的内燃机的当前转速和/或转速变化。

需要指出的是，在一个实施例中，转换套件可以由一个总线模块组成，也可以由多个总线模块单独组成。在其他实施例中，一个或多个总线模块和至少一个附加部件可以是转换套件的组成部分，例如稍后提到的适配器。

这里，术语“电力牵引驱动装置”也可以被理解为还包括电能存储器(电池)。

本发明还包括产生额外优点的改进方案。

转换套件的一种改进方案包括，所述处理器电路被配置为接收来自机动车辆的加速踏板的传感器电路的传感器信号以进行信号转换，并执行由传感器信号通知的加速踏板的物理运动和取向到用于电力牵引驱动装置的电气和/或数字信号的转换。由此，可以把节气门或喷射不再借助于加速踏板来控制考虑进来。加速踏板位置和/或加速踏板运动与用于电力牵引驱动装置的信号的关联可以借助于至少一条特征线来实现。其中，通过选择相应的特征线路径，可以设定电力牵引驱动装置对加速踏板致动的“响应行为”(例如“活跃”或“不活跃”)。

一种改进方案包括，处理器电路被配置为用于信号转换，接收来自机动车辆的现有变速器(在此，其中可以存在测量电路)的挡位选择信号(该信号表示接合的倒挡)并限制倒车速度。该限制可被实现为在3km/h到20km/h的范围内的最大值。这有利地防止电机从停止起的加速能力导致非期望的快速倒车，因为电机的起动扭矩可能大于先前存在的内燃机的起动扭矩。

一种改进方案包括，处理器电路被配置用于信号转换，以将机动车辆的自动距离控制和/或自动驾驶速度控制(ACC-自适应巡航控制)的加速命令(其被发送至内燃机的发动机控制装置)转换为用于电力牵引驱动装置的调节信号。因此，可以维持自动距离控制和/或自动驾驶速度控制的驾驶辅助功能。专家可以在试驾时例如通过分析现有总线系统中的信号来确定必须转换ACC的哪些加速命令。专家可根据电机的期望或预设的驱动行为来设置合适的调节信号。驱动行为的可能变化例如由控制行为的预设时间常数和/或预设死区时间产生。

一种改进方案包括，处理器电路被配置为基于加速踏板传感器和/或制动踏板传感器的相应信号和/或液压制动回路的制动压力信号和/或自动紧急制动(AEB–自动紧急制动)和/或测距雷达来检测紧急制动情形的预定信号模式，并且在检测到紧急制动情形的情况下发送用于切换和/或停用和/或减小电力牵引驱动装置的驱动扭矩的切换信号。例如可借助于在试验场上进行的试驾来生成指示紧急制动情形的信号模式。信号模式可通过信号数据和/或隐马尔可夫模型和/或人工神经网络来存储。通过减小驱动扭矩，所产生的优点是防止了电机转子不必要的额外推力。自动紧急制动辅助装置在识别出严重事故风险(例如，与物体的距离快速减小)的情况下可通过二进制输入信号(二进制的是/否)来发出启动自动制动操作的信号。作为输出的切换信号可发出以下信号：“释放加速踏板”，从而仿真释放加速踏板。这里，电机的转子也可例如通过发电机操作(再生)或借助于制动器操作被主动制动。

一种改进方案包括，处理器电路被配置为根据电机的当前电机状态借助于残余总线仿真来生成内燃机的人为操作信号，特别是发动机转速的信号，并且将其通知机动车辆的至少一个现有控制装置和/或对至少一个缺失和/或不存在的部件——特别是汽油泵和/或喷射系统和/或催化转化器(例如拉姆达探头)和/或质量空气流量传感器——的操作进行仿真。残余总线仿真的实现方式本身从现有技术中是已知的。在转换套件的背景下，可以有利地防止现有控制装置在例如来自或位于发动机控制装置和/或拉姆达探头处的输入值缺失的情况下产生错误。可借助于至少一条特征线来生成人为操作信号，以生成对应于当前驱动状态的操作信号。可以通过以下方式确定它们：在测试车辆中，信号例如在其中存在的发动机控制装置中被滤除。也可以在实验室中进行仿真计算以确定特征线。除了特征线之外或代替特征线，数字车辆模型也可作为残余总线仿真的组成部分来操作。可以在每个要重建的车型的E-CAN模块中读取每个现有部件的车型特有的特征线，从而进行适当的配置。因此，E-CAN模块的逻辑基本上得到维持，并且可以有利地以较小的努力针对新车进行适配，而不需要根本性的新开发。

然而，需要集成一些控制装置，即使它们在没有内燃机的情况下不再如针对发动机控制装置的情况那样履行实际功能。于是，尽管进行了转换，这样的控制装置仍必须至少通过其信号保持存在。因此，一种改进方案包括，处理器电路被配置为将发动机控制装置的仿真状态信号发送至现有控制装置的防盗保护装置。因此，这样的机构可以进一步用作标准，并且机动车辆可以进一步在品牌车间中维修，而不需要例如启动防盗保护装置。作为该改进方案的替代，在一种改进方案中，处理器电路被配置为向针对防盗保护提供的装置集群的控制装置发送其在预定的正常操作中期望的输入信号。专家可以从装置的明细中获取正常操作(不存在盗窃)中预期的输入信号。因此，要么在转换时保持控制装置在机动车辆中可操作，其中对所需的输入信号进行仿真，使得控制装置在防盗保护装置集群中进一步起作用，要么对已经变得可有可无的控制装置(包括防盗保护部件)进行仿真，使得防盗保护进一步发挥作用，但可以移除控制装置。

一种改进方案包括，处理器电路包括用于接收车辆专有软件配置文件的数据接口，并且被配置为根据经由数据接口接收的机动车辆的软件配置文件来配置和操作机动车辆中的信号转换和/或残余总线仿真。因此，由于车辆自身设备而产生的车辆专有通信信号可在转换中灵活地进行后配置。特别地，软件配置文件包括所谓的通信矩阵，其具有至少一个现有总线系统的信号类型和通信参数。它可以例如从至少一个现有控制装置或在转换中拆卸的控制装置读出和/或从机动车辆的制造商取得。

一种改进方案包括，处理器电路被配置为计算当前制动效果和/或回收功率以用于速度控制并调节电力牵引驱动装置的当前施加扭矩(即正和负)从而调节驾驶速度，并且接收电力牵引驱动装置的当前扭矩和/或当前电流强度的相应实际值以及当前行驶速度和理论/预期/设定速度的相应值作为输入，并且将新扭矩和/或新转速和/或新电流强度和/或新回收制动功率的相应理论值作为输出发送到电力牵引驱动装置。因此，现有控制装置的速度控制本身不必重新配置。

一种改进方案包括，处理器电路被配置为接收前方物体的检测的相应实际值和与所识别的物体的当前距离作为自动速度适配(ACC)的输入，并将新扭矩和/或新转速和/或新电流强度和/或新回收制动功率的相应理论值作为输出发送到电力牵引驱动装置，其中该输出特别是被实现为对扭矩和/或转速和/或电流强度和/或回收功率的增量控制。这里被视为基础的实际值例如可从用于环境监测的现有控制装置接收。通过增量控制，产生围绕电力牵引驱动装置本身的内控制环的外控制环。由此，至少一个总线模块可通过逐步地或连续地跟踪内控制环的理论值来将内控制环的控制引向最终目标值。这在例如设置用于实现目标值的时间常数方面具有优势，从而在电力牵引驱动装置的响应行为方面具有优势。因此，它可以针对内燃机的响应行为进行适配，例如以避免跳跃的驱动行为。

一种改进方案包括，处理器电路被配置为将速度信号发送到至少一个用于泊车辅助(特别是自动化的2级)的声学的信号发生器(所谓的泊车蜂鸣器)，用于启动相应的信号发生器，和/或根据转向信号发出机动车辆当前自动纵向引导的信号(加速和制动)。在2级中，机动车辆可从驾驶者的角度自动转向(横向引导)，但驾驶者仍然必须加速和制动(纵向引导)。接收泊车操作的开始和停车位布置和/或停车位尺寸以及当前驾驶速度(来自至少一个现有控制装置)及方向盘的当前转向位置(来自泊车辅助的传感器电路和/或现有控制装置)和挡位选择杆的当前位置的相应信号作为输入，并且，作为已开始的泊车操作期间的输出，根据调整后的方向盘的转向位置调节电动牵引驱动装置的转矩和/或转速。因此，泊车操作是完全自动实施的。

一种改进方案包括，转换套件包括用于相应总线端子插头的至少一个适配器插头。这样可以对于不同的车辆型号快速安装/转换。优选地，在转换套件中提供用于避免因拆卸内燃机的电子部件而出现的“开路”连接的插头触点。

一种改进方案包括，处理器电路被配置为经由至少一个现有总线系统将电力牵引驱动装置的状态信号传递至机动车辆的外部基于无线电联网/通信网络的互连的连接模块(例如，移动无线电模块和/或WiFi无线电模块)。优选的状态信号可以是充电状态、健康状态、用于由于充电配置而启动充电操作的充电命令和温度。有利地，这允许将总线模块连接到连接模块/连接单元以用于传输状态并允许例如从服务器单元或从移动装置进行远程控制(充电/负载管理)的可能性。具体地，处理器电路被配置为经由连接模块将状态信号发送至互联网服务器和/或便携式移动设备(所谓的智能设备，例如智能手机或平板电脑或智能手表)的和/或远程控制服务器的软件应用程序，用于请求和响应充电行为(充电功率的功率控制)，以实现公共电网的电网稳定和/或价格优化的充电和/或放电。

一种改进方案包括，处理器电路被配置成通知充电状态和/或剩余里程和/或温度和/或用预定的更换信号替换不再相关的内燃机的状态变量，特别是油压、转速、油箱填充液位，以避免人机界面(HMI)出现错误消息。

一种改进方案包括，处理器电路被配置为，如果电力牵引驱动装置接收到充电电流和/或经由基于无线电的通信链路接收到远程控制命令，则根据驾驶者的操作输入来执行另外的加热器(代替现在缺失的内燃机的废热)的加热/通风控制，和/或控制机动车辆的预空气调节。它可以借助于已经描述的连接模块的连接功能经由服务器和/或软件应用程序(所谓的app)来实现。另外的加热器可包括例如至少一根用于电气地加热(电加热)的盘绕丝。

一种改进方案包括，处理器电路被配置为将来自至少一个新总线系统和/或用于诊断功能的新控制装置的信号经由至少一个现有总线系统传输至OBD2端口(OBD-车载诊断)。因此，转换后的机动车辆也可以在车间中以已知的方式进行诊断。

作为该解决方案的又一方面，本发明提供了一种具有纯电力牵引驱动装置——即没有内燃机的牵引驱动装置——的机动车辆。在该机动车辆中，至少两个总线系统经由根据本发明的转换套件的一个实施例连接。该总线系统特别是上述意义上的至少一个现有总线系统和至少一个新总线系统。仅举例而言，纯电力牵引驱动装置可包括同步电机和/或异步电机和/或同步磁阻电机作为相应的电机。牵引驱动装置可包括一个电机或多个电机。机动车辆优选被配置为汽车，特别是乘用车或卡车，或者被配置为客车或摩托车。

作为该解决方案的另一方面，本发明提供了一种用于操作随后被转换为电力牵引驱动装置的机动车辆的方法。至少一个总线模块一方面连接机动车辆的至少一个现有总线系统和/或现有控制装置，另一方面连接电力牵引驱动装置的至少一个新总线系统和/或新控制装置，并且这里，至少一个总线模块的处理器电路从至少一个现有总线系统和/或现有控制装置和/或新总线系统和/或新控制装置接收信号，并借助于预定信号转换来变换它们并传递变换后的信号。内燃机的至少一个(停用和/或拆卸了的)不存在的组件的信号借助于残余总线仿真来人为地生成。因此，它们是描述机动车辆中(例如在缺失的拉姆达探头处)缺失的物理过程的信号。因此，为了进行转换，至少一个电机可联接到机动车辆的动力传动系统，例如联接到现有变速器的法兰。然后，总线模块将至少一个现有总线系统和/或现有控制装置连接或联接到随后安装的至少一个新总线系统和/或新控制装置。

根据本发明的方法的改进方案，其包括已经在根据本发明的转换套件的改进方案的上下文中描述的特征，也属于本发明。为此，这里不再描述根据本发明的方法的相应改进方案。

处理器电路可包括数据处理装置或处理器装置，其被配置为执行根据本发明的方法的实施例。这里，处理器电路可以包括至少一个微处理器和/或至少一个微控制器和/或至少一个FPGA(现场可编程门阵列)和/或至少一个DSP(数字信号处理器)。此外，处理器装置可包括程序代码，该程序代码被配置为在由处理器电路执行时执行根据本发明的方法的实施例。程序代码可存储在处理器电路的数据存储器中。

本发明还包括所描述的实施例的特征的组合。因此，本发明还包括这些实现方案：如果这些实施例没有被描述为相互排斥的话，则每个实现方案都包括多个所描述的实施例的特征的组合。

附图说明

下面描述本发明的实施例。这里，单个附图示出：

附图是根据本发明的机动车辆的一个实施例的示意图，其中转换套件可以执行根据本发明的方法的实施例。

具体实施方式

下面解释的实施例是本发明的优选实施例。在实施例中，所描述的实施例的组成部分各自代表了要彼此独立地考虑的本发明的各个特征，这些特征也彼此独立地改进了本发明。因此，本公开还包括与所示实施例不同的实施例的特征的组合。此外，所描述的实施例还可以由本发明的已经描述的特征中的其他特征来补充。

在附图中，相同的附图标记均表示功能相同的元件。

附图示出了机动车辆10，其例如可以是汽车。机动车辆10可包括纯电力牵引驱动装置11，在附图中示例性地示出了纯电力牵引驱动装置11的电机12、储能装置13和功率电子器件14。牵引驱动装置11改装在机动车辆10中，即通过机动车辆10的转换，可以拆卸或移除内燃机15，并且可以将牵引驱动装置11安装在其位置处或替代地安装。内燃机15的至少一个组件(例如，交流发电机、带有催化转化器的排气管、用于加热空气的热交换器)可以与内燃机15一起被移除。为了操作牵引驱动装置11，还可以在机动车辆10中改进加装至少一个控制装置ECU，因此其被称为新控制装置16。该至少一个新控制装置16可连接到至少一个也经改装的通信总线，即连接到至少一个新总线系统17。

在转换之前，至少一个控制装置ECU可能已经安装或作为机动车辆10中的现有控制装置18存在，控制装置18可以已经连接并且仍然连接到至少一个现有总线系统19，例如CAN总线。至少一个现有总线系统19可经由相应的总线耦合器20(例如CAN连接器CAN-Conn)连接到至少一个新总线系统17。现有总线系统和新总线系统的示例分别是CAN、Flexray、以太网、LIN。

为了使现有控制装置18和新控制装置16能够相互交换信号或通信，可以在机动车辆10中设置总线模块21，其可以执行一方面现有控制装置18与另一方面新控制装置16之间的耦合或变换。附加地或替代地，现有总线系统与新总线系统之间的总线信号的变换(独立于源和/或地址)可由总线模块21提供。

总线模块21可连接到至少一个新总线系统17。此外，示出了如何能够在一方面总线模块21与另一方面至少一个现有控制装置18之间额外地提供直接连接22，例如可向其提供数据电缆，例如同轴电缆。总线模块21还可作为总线网关(未示出)将至少一个现有总线系统连接到至少一新总线系统。

此外，机动车辆可包括连接模块23，总线模块21可经由例如现有总线系统19访问该连接模块23，用于与相对于车辆而言外来的和/或在车辆外部的至少一个装置交换数据。

总线模块21可以是转换套件24的组成部分，借助于该转换套件24，允许新控制装置16与现有控制装置18和/或至少一个新总线系统17与至少一个现有总线系统19的信号通信或信号传输或耦合，从而以内燃机15还存在于机动车辆10中一样的方式在现有总线系统19和现有控制装置18中进一步实现操作，即它们不需要针对电力牵引驱动装置11进行适配。可通过转换套件24的总线模块21来执行用于内燃机15的至少一个已拆卸的现有控制装置18的信号转换和/或残余总线仿真。

另外，新控制装置16中的至少一个也可作为转换套件24的组成部分提供，以有助于或执行信号转换和/或残余总线仿真的一部分。这种新控制装置16还提供转换套件24的又一总线模块。

在机动车辆10中，由于信号转换和残余总线仿真减少了转换工作量，所以减少了额外的转换工作量。在一次性开发至少一个总线模块21之后，大大减少了每台进一步重构的车辆的转换工作量。几小时内(不到一个工作日)即可完成重构，并且基于详细说明可以相对简单地实现安装。总线模块/E-CAN模块已经提供了能够连接/插入相关总线系统(例如作为连接器20)所需的插头。在安装时，将总线系统17、19的总线插入总线模块/E-CAN模块，然后根据车辆类型将软件配置作为软件配置文件导入。转换套件针对新车型的适配也可以通过对硬件(新总线类型)和/或软件(新配置文件)的轻微调整来实现。可以创建维修和检查计划并针对监督合作伙伴车间进行预设。

至少一个总线模块提供模块化硬件和软件部件，其可以“对接”或连接到待转换的机动车辆的现有互连架构。这种转换套件的开发可能一次工作量相对较高，但随后只需针对每种进一步的车辆架构进行调整。电机12例如联接到动力传动系统，并且总线模块/E-CAN模块将现有总线系统和现有控制装置连接到至少一个新总线系统的后续安装的总线以及新控制装置。信号的变换和传递与网关类似，丢失的信号以残余总线仿真的形式生成。残余总线仿真对于防止现有控制装置在例如来自发动机控制装置的输入值或在发动机控制装置处的输入值丢失的情况下产生错误是有利的。然而，即使一些控制装置不再履行实际功能(例如拆卸的内燃机15的发动机控制装置)，它们也需要被集成，以确保防盗保护机构进一步用作标准和/或机动车辆10还可以在品牌车间进行维修。残余总线仿真例如涉及已不复存在的内燃机的发动机转速。通过信号转换进行的信号的转换例如涉及加速踏板命令/信号，在ACC(自适应巡航控制)的加速命令中需要所述加速踏板命令/信号。

总线模块/E-CAN模块通过车辆专有软件配置文件进行适配，使得它可实现功能。车辆之间的差异尤其是信号类型和可调节的通信参数(通信矩阵)的不同。

总线模块/E-CAN模块优选地包括所有所需的输入/输出，并且到相关系列总线插头的适配器插头作为所需的补充而被构建/保持可用，这允许快速安装/转换。

另外，总线模块/E-CAN模块优选地向任选地连接的连接模块23提供相关信号的通路，该连接模块23为了车辆的外部互连而存在。这里，信号可以是充电状态、健康状态、充电命令、充电位置、温度，这些信号可以经由软件app使用。另外，还提供请求和响应能力，以实现电网稳定和价格优化地充电等。

诊断和软件导入可经由来自基础车辆的常规OBD2(车载诊断)端口来进行。由此，允许经由基础车辆的OBD2端口来维持标准诊断功能。因此，基础车辆部件的维护和修理可由OEM车间(OEM-原始设备制造商)进行，诊断经由普通的车间工具和OBD2端口进行。另外，还提供远程更新能力和远程诊断能力。

因此可以有利地进一步使用基础车辆的“内燃机特有”的驾驶者辅助系统和某些电子的车辆选项。

转换套件的一个特别优选的实施例包括以下部件。

总线模块作为连接总线系统和控制装置以变换不同种类总线类型的命令的标准模块。总线模块用于生成车辆专有的残余总线仿真，以维持标准车辆功能(例如，在驾驶者辅助或防盗保护领域)。它可以是相同或不同的总线模块。优选地，在紧急制动情形(AEB)的情况下提供驱动装置的切换/停用。

诸如巡航控制、ACC(自适应巡航控制)、泊车辅助等驾驶者辅助功能的保持优选地是这样实现的，即，其中诸如传感器信号、状态信号等相关输入变量被处理并将其作为合适的输出控制信号传递到新电力驱动装置。

优选地，将总线模块连接到连接模块，用于例如从服务器单元或移动设备传输远程控制(充电/负载管理)的状态和可能性。

对于HMI，确保不会向驾驶者显示错误消息，并且实现可以在现有或将要新安装的人机界面HMI上显示适当的信息(相关的信息有：充电状态、剩余里程、温度；不再相关的油压、转速、油箱液位)。

更多优选的方面是：

确保另外的加热器(代替发动机的废热)的加热/通风控制和驾驶者的可操作性。

车辆预空气调节，如果车辆与连接功能(服务器/app)相关地处于充电电流中。

提供插头触点以避免由于电子的内燃机部件被拆卸而出现的“开路”连接。

通过至少一个总线模块21，可以实现以下信号转换和残余总线仿真中的至少一者：

·加速踏板：

·将物理运动和取向/角度转换为电信号或数字信号

·转换成均匀的线性感觉的电机扭矩变化，

·倒车速度的限制，特别是在使用原来的变速器时

·巡航控制/ACC：

·调整当前施加的扭矩(正/负)以调节驾驶速度(涉及制动效果和回收)(输入：当前扭矩/电流强度、当前速度、理论速度，输出：新扭矩/转速/电流强度、新制动功率)

·自动速度适配/ACC：如前，基于与前车的距离(输入：是/否识别到物体以及如果识别到物体时的当前距离，当前扭矩/制动功率；输出：增量控制扭矩/电流强度/制动功率)

·自动紧急制动辅助

·在识别出严重事故风险(与物体的距离快速减小)的情况下启动自动制动操作(输入信号：二进制的是/否，输出：用信号通知的加速踏板位置信号、减速度、降低速度)

·泊车辅助：(2级)

·泊车蜂鸣器：对于激活所需要的速度信号

·车辆自动转向，有时驾驶者仍需要加速和制动，有时车辆会这样做

·手动：输入：泊车操作起动信号；停车位布置/尺寸、当前速度、当前转向位置、当前挡位选择杆位置；输出：泊车操作期间持续匹配的转向位置

·确保车辆功能

·发动机控制装置：必须确保发动机控制ECU进一步发挥作用。部分部件保护/集成部分；因此，它必须进一步位于车辆内并且可以在CAN总线上运行。为了防止故障和错误消息，发动机控制ECU必须接收或提供所需的输入信号；E-CAN模块必须基于行驶情况生成合适的信号并将其输入到发动机控制装置。输入：速度、加速踏板位置、ESP/ABS控制(ESP–ABS–防抱死系统)；输出：当前转速和/或转速变化

·对缺失的其他部件进行残余总线仿真：对严格要求的燃油泵/喷射系统、催化转化器、质量空气流量传感器、油箱填充液位进行仿真。可以通过与现有内燃机共写来实现，信号进出发动机控制装置，然后逐渐滤除。

总的来说，这些示例显示了如何将机动车辆在信号方面转换为电力牵引驱动。

Claims (16)

1.一种用于机动车辆(10)的电子转换套件(24)，在所述机动车辆中，内燃机(15)被更换为具有电机(12)的电力牵引驱动装置(11)，

其特征在于，

所述转换套件(24)包括至少一个总线模块(21)，所述至少一个总线模块被配置为一方面连接所述机动车辆(10)的至少一个现有总线系统(19)和/或现有控制装置(18)，另一方面连接所述电力牵引驱动装置(11)的至少一个新总线系统(17)和/或新控制装置(16)，所述至少一个总线模块在此提供处理器电路，所述处理器电路被配置为接收来自所述至少一个现有总线系统(19)和/或现有控制装置(18)和/或新总线系统(17)和/或新控制装置(16)的信号，借助于预定的信号转换来变换这些信号并传递变换后的信号和/或借助于残余总线仿真而人为地生成内燃机(15)的至少一个组件的信号。

2.根据权利要求1所述的转换套件(24)，其中，所述处理器电路被配置为：为进行所述信号转换，

接收来自所述机动车辆(10)的加速踏板的传感器电路的传感器信号，并将由所述传感器信号所指示的加速踏板的物理运动和/或取向转换为用于所述电力牵引驱动装置(11)的电信号和/或数字信号，和/或

接收来自所述机动车辆(10)的现有变速器的表明倒挡接合的挡位选择信号并限制倒车速度，和/或

将所述机动车辆(10)的、发送到所述内燃机(15)的发动机控制装置的自动距离控制和/或自动驾驶速度控制的加速指令转换成用于所述电力牵引驱动装置(11)的调节信号。

3.根据前述权利要求中任一项所述的转换套件(24)，其中，所述处理器电路被配置为，基于加速踏板传感器和/或制动踏板传感器的相应信号和/或液压制动回路的制动压力信号和/或自动紧急制动和/或测距雷达，来检测紧急制动情形的预定信号模式，并在检测到紧急制动情形的情况下发送用于切换和/或停用和/或减小电力牵引驱动装置(11)的驱动扭矩的切换信号。

4.根据前述权利要求中任一项所述的转换套件(24)，其中，所述处理器电路被配置为，根据所述电机(12)的当前电机状态借助于残余总线仿真生成内燃机(15)的人为操作信号，特别是发动机转速的信号，并将其通知所述机动车辆(10)的至少一个现有控制装置(18)和/或对所述机动车辆中至少一个特别是缺失的部件、特别是燃料泵和/或喷射系统和/或催化转化器和/或质量空气流量传感器的操作进行仿真。

5.根据前述权利要求中任一项所述的转换套件(24)，其中，所述处理器电路被配置为，将发动机控制装置的仿真状态信号发送到现有控制装置(18)的防盗保护装置，或将为防盗保护提供的装置集群的控制装置在预定的正常操作中希望得到的输入信号发送到所述为防盗保护提供的装置集群的控制装置。

6.根据前述权利要求中任一项所述的转换套件(24)，其中，所述处理器电路包括用于接收车辆专有软件配置文件的数据接口，并且被配置为根据经由所述机动车辆(10)中的数据接口接收到的所述机动车辆(10)的软件配置文件来配置和/或操作信号转换和/或所述残余总线仿真，其中所述软件配置文件特别是包括通信矩阵，该通信矩阵具有所述至少一个现有总线系统(19)的信号类型和/或通信参数和/或现有部件的特征线。

7.根据前述权利要求中任一项所述的转换套件(24)，其中，所述处理器电路被配置为计算制动效果和/或回收功率以用于速度控制并调节所述电力牵引驱动装置(11)的当前施加的扭矩，从而调节驾驶速度，并且在此作为输入接收所述电力牵引驱动装置(11)的当前扭矩和/或当前电流强度的相应实际值以及当前驾驶速度和理论速度的相应值，并且

将新扭矩和/或新转速和/或新电流强度和/或新回收制动功率的相应理论值作为输出发送到所述电力牵引驱动装置(11)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的转换套件(24)，其中，所述处理器电路被配置为接收前方物体的检测的相应实际值和与所识别的物体的当前距离作为用于自动速度适配的输入，并且将新扭矩和/或新转速和/或新电流强度和/或新回收制动功率的相应理论值作为输出发送到所述电力牵引驱动装置(11)，其中所述输出特别地被实现为对扭矩和/或转速和/或电流强度和/或回收功率的增量控制。

9.根据前述权利要求中任一项所述的转换套件(24)，其中，所述处理器电路被配置为：为进行泊车辅助，

-将速度信号发送到至少一个声学的信号发生器以启动相应的信号发生器，和/或

接收泊车操作开始和停车位布置和/或停车位尺寸以及当前行驶速度、方向盘的当前转向位置以及挡位选择杆的当前位置的相应信号作为输入，并根据调整后的方向盘的转向位置在已开始的泊车操作期间作为输出调节所述电力牵引驱动装置(11)的扭矩和/或旋转速度。

10.根据前述权利要求中任一项所述的转换套件(24)，其中，所述转换套件(24)包括用于相应总线端子插头的至少一个适配器插头。

11.根据前述权利要求中任一项所述的转换套件(24)，其中，所述处理器电路被配置为，经由所述至少一个现有总线系统(19)将所述电力牵引驱动装置(11)的状态信号传递到所述机动车辆(10)的外部基于通信网络的连接模块(23)，其中所述处理器电路特别地被配置为经由所述连接模块(23)将所述状态信号发送到互联网服务器和/或便携式移动设备的和/或远程控制服务器的软件应用程序，用于请求和响应充电行为，以实现电网稳定和/或价格优化的充电/放电。

12.根据前述权利要求中任一项所述的转换套件(24)，其中，所述处理器电路被配置为通知充电状态和/或剩余里程和/或温度和/或用预定的替换信号替换特别是在转换之后不再相关的内燃机(15)的状态变量，特别是油压、转速、油箱填充液位，以避免在人机界面HMI处的错误消息。

13.根据前述权利要求中任一项所述的转换套件(24)，其中，所述处理器电路被配置为，如果所述电力牵引驱动装置(11)接收到特别是来自充电站的充电电流和/或经由基于无线电的通信链路接收到远程控制命令，则根据驾驶者的操作输入来执行另外的加热器的加热/通风控制，和/或控制所述机动车辆(10)的预空气调节。

14.根据前述权利要求中任一项所述的转换套件(24)，其中，所述处理器电路被配置为经由所述至少一个现有总线系统(19)将来自所述至少一个新总线系统(17)和/或新控制装置(16)的信号传输到用于诊断功能的OBD2端口。

15.一种具有纯电力牵引驱动装置(11)的机动车辆(10)，其特征在于，至少两个总线系统经由在所述机动车辆(10)中的根据前述权利要求中任一项所述的转换套件(24)连接。

16.一种用于操作被改装为电力牵引驱动装置(11)的机动车辆(10)的方法，其特征在于，

至少一个总线模块(21)总体上一方面连接所述机动车辆(10)的至少一个现有总线系统(19)和/或现有控制装置(18)，另一方面连接所述电力牵引驱动装置(11)的至少一个新总线系统(17)和/或新控制装置(16)，所述至少一个总线模块(21)的处理器电路接收来自所述至少一个现有总线系统(19)和/或现有控制装置(18)和/或新总线系统(17)和/或新控制装置(16)的信号，借助于预定的信号变换来变换这些信号并传递它们和/或借助于残余总线仿真而人为地生成内燃机(15)的至少一个组件的缺失信号。