DE102012000795A1

DE102012000795A1 - Fahrzeuganzeigeinstrument zum Anzeigen eines Elektromoduszustandes und Verfahren, um dies durchzuführen

Info

Publication number: DE102012000795A1
Application number: DE102012000795A
Authority: DE
Inventors: Ian L. Hanna; Jonathan R. Schwarz; Neal A. Chaperon
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-01-20
Filing date: 2012-01-17
Publication date: 2012-07-26
Also published as: CN102602293B; US20120188068A1; US8653960B2; CN102602293A

Abstract

Ein Fahrzeuganzeigeinstrument und ein Verfahren zum Anzeigen eines Elektromoduszustandes eines Fahrzeugs, das sowohl in einem Elektromodus als auch einem oder mehreren alternativen Modi arbeiten kann. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform wertet das Verfahren eine Anzahl von Drosselklappen- und Nicht-Drosselklappen-Bedingungen aus und ordnet Abschnitte des Gesamtbereichs des Fahrzeuganzeigeinstruments diesen Bedingungen zu. Auf der Basis dieser Zuordnungen bestimmt das Verfahren eine gesamte Fahrzeuganzeigeinstrumentenposition, die den Elektromoduszustand des Fahrzeugs darstellt, und liefert diese zum Fahrzeuganzeigeinstrument, so dass der Elektromoduszustand für den Fahrer angezeigt werden kann.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Fahrzeuganzeigeinstrumente und insbesondere auf Fahrzeuganzeigeinstrumente, die bei Fahrzeugen wie Hybrid-Elektrofahrzeugen (HEVs) verwendet werden können, die in einem Elektromodus arbeiten können.
HINTERGRUND
Wenn ein Hybrid-Elektrofahrzeug (HEV) oder dergleichen gefahren wird, könnte ein Fahrer herausfinden wollen, wie weit er ein Fahrpedal niederdrücken kann, bevor das Fahrzeug von einem Elektromodus in irgendeinen alternativen Modus übergeht. Der Fahrer kann beispielsweise auf der Basis der aktuellen Betriebsbedingungen wissen wollen, wie nahe sich das Fahrzeug an einem Kraftmaschinenstartereignis befindet, das verursacht, dass das Fahrzeug von einem Elektromodus in einen Kraftmaschinenmodus übergeht. Indem er dies weiß, kann der Fahrer in der Lage sein, das Fahrzeug für eine längere Zeitdauer in einem Elektromodus zu halten und dadurch die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs erhöhen. Andere Gründe zum Anzeigen oder Darstellen dieser Informationen für einen Fahrer kann es ebenfalls geben.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß einer Ausführungsform wird ein Verfahren zum Anzeigen eines Elektromoduszustandes eines Fahrzeugs geschaffen. Das Verfahren kann die Schritte umfassen: (a) Empfangen eines Nicht-Drosselklappensensor-Messwerts von einem Nicht-Drosselklappensensor und Verwenden des Nicht-Drosselklappensensor-Messwerts, um eine erste Anzeigeinstrumentenzuordnung für ein Fahrzeuganzeigeinstrument zu bestimmen; (b) Empfangen eines Drosselklappensensor-Messwerts von einem Drosselklappensensor und Verwenden des Drosselklappensensor-Messwerts, um eine zweite Anzeigeinstrumentenzuordnung für das Fahrzeuganzeigeinstrument zu bestimmen; (c) Verwenden der ersten und der zweiten Anzeigeinstrumentenzuordnung, um den Elektromoduszustand des Fahrzeugs zu bestimmen; und (d) Anzeigen des Elektromoduszustandes des Fahrzeugs mit dem Fahrzeuganzeigeinstrument, wobei das Fahrzeug in einem Elektromodus und mindestens einem alternativen Betriebsmodus arbeiten kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren zum Anzeigen eines Elektromoduszustandes eines Fahrzeugs geschaffen. Das Verfahren kann die Schritte umfassen: (a) Empfangen eines Batteriesensormesswerts von einem Batteriesensor, der mit einer Hochspannungsbatterie gekoppelt ist, die für den Fahrzeugantrieb verwendet wird, und Verwenden des Batteriesensormesswerts, um eine erste Anzeigeinstrumentenzuordnung für das Fahrzeuganzeigeinstrument zu bestimmen, wobei die erste Anzeigeinstrumentenzuordnung durch die Menge an Ladung in der Hochspannungsbatterie beeinflusst wird; (b) Empfangen eines Drosselklappensensor-Messwerts von einem Drosselklappensensor, der mit einem Fahrpedal gekoppelt ist, und Verwenden des Drosselklappensensor-Messwerts, um eine zweite Anzeigeinstrumentenzuordnung für das Fahrzeuganzeigeinstrument zu bestimmen, wobei die zweite Anzeigeinstrumentenzuordnung durch die Menge an Drehmoment, die vom Fahrer angefordert wird, beeinflusst wird; (c) Zusammenaddieren der ersten und der zweiten Anzeigeinstrumentenzuordnung, um eine Gesamtanzeigeinstrumentenzuordnung zu bestimmen, wobei die Gesamtanzeigeinstrumentenzuordnung im Allgemeinen angibt, wie nahe sich das Fahrzeug am Übergang von einem Elektromodus in einen Kraftmaschinenmodus befindet; und (d) Steuern des Fahrzeuganzeigeinstruments mit einem Befehlssignal, das unter Verwendung der Gesamtanzeigeinstrumentenzuordnung erzeugt wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein Fahrzeuganzeigeinstrument zum Anzeigen eines Elektromoduszustandes eines Fahrzeugs geschaffen. Das Fahrzeuganzeigeinstrument kann umfassen: ein erstes Ende, das den Beginn eines Elektromodusbereichs darstellt; ein zweites Ende, das das Ende des Elektromodusbereichs und den Beginn eines alternativen Betriebsmodus darstellt; einen Gesamtbereich, der sich vom ersten Ende zum zweiten Ende erstreckt; und einen Indikator, der sich zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende entlang des Gesamtbereichs bewegt, wobei die Position des Indikators den Elektromoduszustand des Fahrzeugs angibt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Bevorzugte beispielhafte Ausführungsformen werden nachstehend in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezeichnungen gleiche Elemente bezeichnen und in denen:
1 eine schematische Ansicht eines beispielhaften Hybrid-Elektrofahrzeugs (HEV) ist, das in einem Elektromodus und einem alternativen Modus arbeiten kann;
2 ein Ablaufplan ist, der ein beispielhaftes Verfahren zum Anzeigen eines Elektromoduszustandes eines Fahrzeugs wie z. B. des Hybrid-Elektrofahrzeugs (HEV) von 1 darstellt;
3 ein Graph ist, der eine beispielhafte Beziehung zwischen der Anzeigeinstrumentenzuordnung und der Fahrzeuggeschwindigkeit darstellt und in Verbindung mit dem in 2 gezeigten Verfahren verwendet werden kann;
4 ein Graph ist, der eine beispielhafte Beziehung zwischen der Anzeigeinstrumentenzuordnung und dem Ladungszustand (SOC) der Batterie darstellt und in Verbindung mit dem in 2 gezeigten Verfahren verwendet werden kann; und
5–7 graphische Darstellungen von mehreren beispielhaften Fahrzeuganzeigeinstrumenten sind, die verwendet werden können, um einen Elektromoduszustand eines Fahrzeugs wie Z. B. des Hybrid-Elektrofahrzeugs (HEV) von 1 anzuzeigen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Das Fahrzeuganzeigeinstrument und das entsprechende Verfahren, die nachstehend beschrieben werden, können verwendet werden, um einen Elektromoduszustand eines Fahrzeugs anzuzeigen, das sowohl in einem Elektromodus als auch einem oder mehreren alternativen Modi arbeiten kann. Beispiele solcher Fahrzeuge können ein Hybrid-Elektrofahrzeug (HEV), ein Einsteck-Hybrid-Elektrofahrzeug (PHEV), ein Elektrofahrzeug mit erweiterter Reichweite (EREV) oder ein beliebiges anderes Fahrzeug umfassen, das zwischen einem Elektromodus und einem oder mehreren alternativen Betriebsmodi übergehen kann. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform wertet das Verfahren sowohl Drosselklappen- als auch Nicht-Drosselklappen-Bedingungen aus und weist dementsprechend bestimmte Anzeigeinstrumentenzuordnungen zu. Auf der Basis dieser Zuordnungen bestimmt das Verfahren dann eine Gesamtanzeigeinstrumentenposition, die den Elektromoduszustand des Fahrzeugs darstellt, und liefert diese zum Fahrzeuganzeigeinstrument, so dass der Elektromoduszustand für den Fahrer angezeigt werden kann. In einigen Weisen sind das Fahrzeuganzeigeinstrument und der Elektromoduszustand, den es darstellt, ähnlich zu einem Kraftstoffanzeigeinstrument und einem entsprechenden Kraftstoffpegel. Anstatt den Fahrer zu informieren, wenn dem Fahrzeug wahrscheinlich der Kraftstoff ausgeht, informiert es jedoch den Fahrer, wenn das. Fahrzeug wahrscheinlich von einem Elektromodus in einen alternativen Modus (z. B. über ein nicht vom Kunden ausgelöstes Kraftmaschinenstartereignis) übergeht.
Mit Bezug auf 1 sind Abschnitte eines beispielhaften Fahrzeugs 10 gezeigt, das in mehreren verschiedenen Betriebsmodi laufen kann, einschließlich eines Elektromodus, in dem das Fahrzeug unter Verwendung von elektrischer Energie angetrieben wird, die in einer Batterie gespeichert ist, und eines alternativen Modus, in dem das Fahrzeug eine Brennkraftmaschine verwendet. Es sollte erkannt werden, dass 1 nur eine schematische Darstellung von bestimmten Abschnitten eines Fahrzeugs ist und dass das Fahrzeuganzeigeinstrument und das Verfahren, die hier beschrieben werden, bei einer beliebigen Anzahl von verschiedenen Fahrzeugen verwendet werden könnten und nicht auf das hier gezeigte beispielhafte begrenzt sind. Wie vorstehend erwähnt, kann das vorliegende Verfahren bei einem Hybrid-Elektrofahrzeug (HEV), einem Einsteck-Hybrid-Elektrofahrzeug (PHEV), einem Elektrofahrzeug mit erweiterter Reichweite (EREV) oder irgendeinem anderen Fahrzeug verwendet werden, das zwischen verschiedenen Betriebsmodi übergehen kann. Gemäß dieser speziellen Ausführungsform umfasst das Fahrzeug 10 im Allgemeinen eine Batterie 20, eine Kraftmaschine 22, Geschwindigkeitssensoren 24–30, einen Drosselklappensensor 32, eine Sensoreinheit 34, ein Steuermodul 40 und ein Fahrzeuganzeigeinstrument 42.
Die Fahrzeugbatterie 20 liefert elektrische Energie für den Fahrzeugantrieb und kann in Abhängigkeit von der speziellen Ausführungsform die primäre Fahrzeugleistungsquelle sein oder kann in Verbindung mit einer anderen Leistungsquelle verwendet werden. Die Fahrzeugbatterie 20 kann einen Hochspannungsbatteriesatz 50 sowie eine Vielfalt von Batteriesensoren 52 umfassen. Der Batteriesatz 50 umfasst eine Sammlung von individuellen Batteriezellen, die in Reihe, parallel oder einer Kombination beider geschaltet sind, um eine gewünschte Spannung, Stromstärke, Kapazität, Leistungsdichte und/oder andere Leistungseigenschaften zu liefern. Im Allgemeinen ist es erwünscht, dass der Batteriesatz 50 hohe Leistungs- und Energiedichten liefert, was zur Entwicklung und Verwendung von vielen Typen von Batterien geführt hat, einschließlich chemischer, nicht chemischer und anderer. Einige Beispiele von geeigneten Batterietypen, die vom Batteriesatz 50 verwendet werden können, umfassen: alle Typen von Lithiumionen (z. B. Lithiumeisenphosphat, Lithiumnickelmangankobalt, Lithiumeisensulfid, Lithiumpolymer usw.), Bleisäure, weiterentwickelte Bleisäure, Nickelmetallhydrid (NiMH), Nickelcadmium (NiCd), Zinkbromid, Natriumnickelchlorid (NaNiCl), Zink-Luft, Vanadium-Redox und andere. Der Batteriesatz 50 kann ungefähr 40–600 V in Abhängigkeit von seiner speziellen Auslegung und Anwendung liefern. Ein schwerer Lastwagen unter Verwendung eines Hybridsystems mit zwei Modi kann beispielsweise einen Hochspannungsbatteriesatz erfordern, der in der Lage ist, etwa 350 V zu liefern, während ein leichteres Fahrzeug nur etwa 200 V benötigen kann. In einer anderen Ausführungsform kann die Batterie 20 ein Teil eines Systems eines riemengetriebenen Starter-Generators (BAS) oder Systems vom Bas-Plus-Typ sein und folglich nur einen Batteriesatz erfordern, der etwa 40–110 V liefert. In jedem Fall sollte der Batteriesatz 50 so ausgelegt sein, dass er wiederholten Aufladungs- und Entladungszyklen standhält. Der Fachmann erkennt, dass das Fahrzeuganzeigeinstrument und das Verfahren, die hier beschrieben werden, nicht auf irgendeinen speziellen Typ von Batterie oder Batterieanordnung begrenzt sind, da eine Anzahl von verschiedenen Batterieausführungsformen verwendet werden könnte.
Die Batteriesensoren 52 können eine beliebige Kombination von Hardware- und/oder Softwarekomponenten umfassen, die in der Lage sind, Batteriezustände wie z. B. Temperatur, Spannung, Strom, Ladungszustand (SOC), Funktionszustand (SOH) usw. zu überwachen, zu erfassen oder anderweitig zu bestimmen. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform umfassen die Batteriesensoren 52 einen Batterietemperatursensor, einen Batteriespannungssensor, einen Batteriestromsensor und/oder einen Batterie-SOC-Sensor. Die Batteriesensoren 52 können in den Batteriesatz 50 integriert sein (z. B. eine intelligente oder kluge Batterie), sie können externe Sensoren sein, die außerhalb des Batteriesatzes angeordnet sind (wie schematisch in 1 gezeigt), oder sie können gemäß irgendeiner anderen Anordnung vorgesehen sein. Die Batteriesensoren 52 können Batteriezustände für eine oder mehrere individuelle Zellen, für eine Sammlung oder einen Block von Zellen innerhalb des Batteriesatzes 50 (d. h. eine Teilmenge der gesamten Sammlung von Zellen), für den gesamten Batteriesatz oder gemäß irgendeinem anderen auf dem Fachgebiet bekannten Verfahren überwachen, erfassen oder anderweitig bestimmen. Gemäß einer Ausführungsform liefern die Batteriesensoren 52 Batteriemesswerte für den Batteriesatz 50 auf einer Gesamt- oder Satzbasis (z. B. eine gesamte Batterietemperatur, eine gesamte Batteriespannung, einen gesamten Batteriestrom, einen gesamten Batterie-SOC für den gesamten Batteriesatz). Dies ist natürlich nur eine Möglichkeit, da die Batteriemesswerte gemäß anderen Techniken ebenso bereitgestellt werden können. Die Batteriesensoren 52 können einen beliebigen Typ von geeigneter Technik oder geeignetem Verfahren zur Messung, Abschätzung, Auswertung, Mittelwertbildung usw. verwenden; dies umfasst sowohl die direkte als auch indirekte Bestimmung von Batteriezuständen. Die Ausgabe aus den Batteriesensoren 52 kann zum Steuermodul 40 oder zu irgendeiner anderen geeigneten Vorrichtung in Form von Batteriemesswerten über eine geeignete Fahrzeugkommunikationsverbindung (z. B. einen CAN-Bus, eine SPI-Verbindung usw.) geliefert werden.
Die Kraftmaschine 22 kann das Fahrzeug unter Verwendung von herkömmlichen Verbrennungstechniken antreiben und/oder einen Generator antreiben und kann einen beliebigen geeigneten Typ von Kraftmaschine, die auf dem Fachgebiet bekannt ist, umfassen. Einige Beispiele von geeigneten Kraftmaschinen umfassen Benzin-, Diesel-, Ethanol-, Flex-Fuel-, Erdgas-, Flüssigpropangas-(LPG), Wasserstoff-, Saug-Kraftmaschinen, Kraftmaschinen mit Turbolader, mit Lader, Rotationskolben-, Otto-, Atkins-Zyklus- und Miller-Zyklus-Kraftmaschinen sowie andere. Gemäß einer Ausführungsform ist die Kraftmaschine 22 eine kleine kraftstoffeffiziente Kraftmaschine (z. B. eine Vierzylinder-Kraftmaschine mit kleinem Hubraum und mit Turbolader), die Kraftstoff von einem Kraftstofftank empfangt und die mechanische Ausgangsleistung der Kraftmaschine verwendet, um einen Generator zu drehen, der mit der Batterie 20 gekoppelt ist. Der Fachmann erkennt, dass die Kraftmaschine 22 gemäß irgendeiner Anzahl von verschiedenen Ausführungsformen vorgesehen sein kann, in irgendeiner Anzahl von verschiedenen Konfigurationen verbunden sein kann (z. B. könnte die Kraftmaschine ein Teil eines parallelen Hybridsystems, wobei die Kraftmaschine mit den Fahrzeugrädern mechanisch gekoppelt ist, oder ein Teil eines seriellen Hybridsystem, wobei die Kraftmaschine mit einem elektrischen Generator mechanisch gekoppelt ist, der die Batterie 20 mit Ladung versorgt, sein), und eine beliebige Anzahl von verschiedenen Komponenten und Vorrichtungen umfassen kann. Da das vorliegende Verfahren nicht an irgendeinen speziellen Typ von Kraftmaschine gebunden ist, und aufgrund des weitverbreiteten Wissens auf dem Fachgebiet hinsichtlich solcher Kraftmaschinen wird auf eine weitere Erläuterung der beispielhaften Kraftmaschine 22 verzichtet. Es ist auch möglich, dass das Fahrzeug einen Brennstoffzellenstapel oder irgendeine andere Quelle für die Erzeugung elektrischer Energie aufweist, die anstelle von oder zusätzlich zu einer Brennkraftmaschine und/oder einem Batteriesatz für die Zwecke des Fahrzeugantriebs verwendet wird.
Die Geschwindigkeitssensoren 24–30 liefern Geschwindigkeitssensormesswerte, die im Allgemeinen die Geschwindigkeit oder Schnelligkeit des Fahrzeugs darstellen. Eine Vielfalt von verschiedenen Geschwindigkeitssensoren und Erfassungstechniken kann verwendet werden, einschließlich jener, die eine Raddrehzahl, eine Bodengeschwindigkeit, eine Fahrpedalposition, eine Kupplungspedalposition, eine Gangschalthebelauswahl, eine Fahrzeugbeschleunigung, eine Kraftmaschinendrehzahl, ein Kraftmaschinendrehmoment und eine Drosselventilposition verwenden, um einige zu nennen. In einer Ausführungsform sind individuelle Raddrehzahlsensoren 24–30 mit jedem der vier Räder des Fahrzeugs gekoppelt und melden separat die Drehgeschwindigkeit der vier Räder. Der Fachmann erkennt, dass diese Sensoren gemäß optischen, elektromagnetischen oder anderen Technologien arbeiten können und dass die Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren 24–30 nicht auf irgendeinen speziellen Geschwindigkeitssensortyp begrenzt sind. In einer anderen Ausführungsform könnten die Geschwindigkeitssensoren mit bestimmten Teilen des Fahrzeugs gekoppelt sein, wie z. B. einer Ausgangswelle des Getriebes oder hinter dem Tachometer und Geschwindigkeitssensormesswerte aus diesen Messungen erzeugen. Es ist auch möglich, Geschwindigkeitssensormesswerte aus Beschleunigungsmesswerten wie z. B. den hier erwähnten abzuleiten oder zu berechnen (der Fachmann erkennt die Beziehung zwischen den Geschwindigkeits- und Beschleunigungsmesswerten). In einer anderen Ausführungsform könnten ein oder mehrere Geschwindigkeitssensoren die Fahrzeuggeschwindigkeit relativ zum Boden durch Richten von Radar-, Laser- oder anderen Signalen auf den Boden und Analysieren der reflektierten Signale oder durch Verwendung einer Rückmeldung von einem globalen Positionsbestimmungssystem (GPS) bestimmen. Es ist auch möglich, dass die Geschwindigkeitssensoren 24–30 die Geschwindigkeitssensormesswerte indirekt über irgendeine andere Vorrichtung, irgendein anderes Modul, irgendein anderes Untersystem, irgendein anderes System usw., wie ein Kraftmaschinensteuermodul (ECM), liefern, anstatt die Geschwindigkeitssensormesswerte direkt zu liefern.
Der Drosselklappensensor 32 liefert einen Drosselklappensensor-Messwert, der im Allgemeinen die Menge an Drehmoment darstellt, die vom Fahrer oder von irgendeiner Komponente, irgendeiner Vorrichtung, irgendeinem Modul, irgendeinem System usw. im Fahrzeug angefordert wird. Zahlreiche Typen von Drosselklappensensoren und Erfassungsanordnungen sind auf dem Fachgebiet bekannt und könnten im Fahrzeug 10 verwendet werden. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist der Drosselklappensensor 32 mit einem Fahrpedal gekoppelt und liefert einen Drosselklappensensor-Messwert, der im Allgemeinen die Position, Bewegung und/oder den Zustand des Fahrpedals darstellt. Der Fachmann erkennt, dass eine Anzahl von verschiedenen Typen von Drosselklappensensoren verwendet werden könnten, um ein Fahrpedal abzutasten; diese umfassen Sensoren vom kontaktlosen Typ (z. B. optische Sensoren, elektromagnetische Sensoren usw.) sowie Sensoren vom Kontakttyp (z. B. Potentiometer, Kontaktschalter usw.). In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst der Drosselklappensensor 32 einen. Sensor vom kontaktlosen Typ mit einem Hall-Effekt-Element, das elektromagnetisch mit dem Fahrpedal gekoppelt ist, so dass es die aktuelle Position, Bewegung und/oder den aktuellen Zustand des Fahrpedals bestimmen kann.
Es ist nicht erforderlich, dass der Drosselklappensensor 32 mit einem Fahrpedal gekoppelt ist, solange der Drosselklappensensor gewisse Informationen hinsichtlich der Menge an Drehmoment, die vom Fahrer oder irgendeiner Komponente, irgendeiner Vorrichtung, irgendeinem Modul, irgendeinem System usw. im Fahrzeug angefordert wird, liefert. Es ist beispielsweise möglich, dass der Drosselklappensensor 32 Informationen hinsichtlich des angeforderten Drehmoments von einem oder mehreren Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren, Beschleunigungssensoren (z. B. longitudinal, lateral usw.) und Gierratensensoren, um einige zu nennen, erhält. Es ist auch möglich, dass der Drosselklappensensor 32 Informationen hinsichtlich des angeforderten Drehmoments von einem oder mehreren Sensoren erhält, die mit Eingangs- und/oder Ausgangswellen im Fahrzeugantriebsstrang, mit einem tatsächlichen Drosselventil oder mit irgendeiner anderen Komponente oder Vorrichtung im Fahrzeug gekoppelt sind.
Die Sensoreinheit 34 liefert einen oder mehrere Sensormesswerte wie z. B. Temperatursensormesswerte, die verschiedene Zustände rund um das Fahrzeug darstellen können. Die Sensoreinheit 34 kann beispielsweise einen Kraftmaschinentemperatursensor (z. B. einen, der die Kühlmittel-, Öl- oder irgendeine andere auf die Kraftmaschine bezogene Temperatur misst), einen Getriebetemperatursensor (z. B. einen, der die Getriebefluid- oder irgendeine andere auf das Getriebe bezogene Temperatur misst) und/oder einen Vorrichtungstemperatursensor (z. B. einen, der die Temperatur bestimmter Komponenten und Vorrichtungen wie von Elektromotoren, die für den Fahrzeugantrieb verwendet werden, oder Invertern, die in einem Hybrid-Fahrzeugantriebsstrang verwendet werden, um einige zu nennen, misst) umfassen. Der Fachmann erkennt, dass die Sensoreinheit 34 nicht ausschließlich auf Temperatursensoren begrenzt ist und andere Sensoren ebenso umfassen kann. Irgendein Sensor, der eine Nicht-Drosselklappen-Bedingung erfasst oder misst, die sich auf den Elektromoduszustand des Fahrzeugs auswirken kann, kann innerhalb der Sensoreinheit 34 enthalten sein. Ferner ist es nicht erforderlich, dass die Sensoreinheit 34 eine separate eigenständige Einheit ist (wie schematisch in 1 gezeigt), da die Bestandteilssensoren in irgendeine andere Komponente, irgendeine andere Vorrichtung, irgendein anderes Modul, irgendein anderes System usw. im Fahrzeug integriert oder daran angebracht sein können. Ein Kraftmaschinentemperatursensor, der ein Teil der Sensoreinheit 34 ist, wäre beispielsweise wahrscheinlich an der Kraftmaschine angebracht und nicht an einem entfernten Ort angeordnet, wie schematisch in 1 dargestellt. Die Ausgabe aus der Sensoreinheit 34 kann zum Steuermodul 40 oder zu irgendeiner anderen Vorrichtung in Form von Messwerten über eine geeignete Kommunikationsverbindung (z. B. einen CAN-Bus, eine SPI-Verbindung usw.) geliefert werden. Das hier beschriebene Verfahren kann Geschwindigkeitssensormesswerte von den Geschwindigkeitssensoren 24–30, Drosselklappensensor-Messwerte vom Drosselklappensensor 32 und/oder Temperatursensormesswerte von der Sensoreinheit 34 verwenden, um einen Elektromoduszustand des Fahrzeugs 10 zu bestimmen, wie erläutert wird. Kein spezieller Typ von Sensor oder Sensoranordnung, keine spezifische Technik zum Erfassen oder Verarbeiten von Sensormesswerten oder kein spezielles Verfahren zum Liefern von Sensormesswerten ist für das vorliegende Verfahren erforderlich, da die vorangehenden Ausführungsformen einfach beispielhaft sein sollen.
Das Steuermodul 40 kann eine beliebige Vielfalt von elektronischen Verarbeitungsvorrichtungen, Speichervorrichtungen, Eingabe/Ausgabe-Vorrichtungen (I/O-Vorrichtungen) und/oder anderen bekannten Komponenten umfassen und kann verschiedene auf die Steuerung und/oder Kommunikation bezogene Funktionen durchführen. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst das Steuermodul 40 eine elektronische Speichervorrichtung 70, die verschiedene Sensormesswerte (z. B. Batterie-, Geschwindigkeits-, Drosselklappen- und/oder Temperatursensormesswerte), Nachschlagetabellen oder andere Datenstrukturen, Algorithmen usw. speichert. Die Speichervorrichtung 70 kann auch sachdienliche Eigenschaften und Hintergrundinformationen speichern, die Batterieladungszustandsgrenzen (Batterie-SOC-Grenzen), Batteriespannungsgrenzen, Batteriestromgrenzen, Batterietemperaturgrenzen, Temperaturprofile usw. betreffen. In der in 1 gezeigten beispielhaften Ausführungsform umfasst das Steuermodul 40 auch eine elektronische Verarbeitungsvorrichtung 72 (z. B. einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), usw.), die Befehle für Software, Firmware, Programme, Algorithmen, Skripts usw. ausführt, die in der Speichervorrichtung 70 gespeichert sind, und die hier beschriebenen Prozesse und Verfahren steuern kann. Das Steuermodul 40 kann mit anderen Fahrzeugvorrichtungen und -modulen über eine geeignete Fahrzeugkommunikationsverbindung elektronisch verbunden sein und kann mit ihnen zusammenarbeiten, wenn es erforderlich ist. Diese sind natürlich nur einige der möglichen Anordnungen, Funktionen und Fähigkeiten des Steuermoduls 40, da andere Ausführungsformen auch verwendet werden könnten.
In Abhängigkeit von der speziellen Ausführungsform kann das Steuermodul 40 ein eigenständiges elektronisches Fahrzeugmodul (z. B. ein integriertes Fahrzeugsteuermodul (VCIM), ein Traktionskraft-Invertermodul (TPIM), ein Batterieleistungs-Invertermodul (BPIM), ein Teil einer Instrumentengruppierung selbst, ein Hybridsteuermodul, ein Kraftmaschinensteuermodul (ECM) usw.) sein, es kann in ein anderes elektronisches Fahrzeugmodul (z. B. ein Kraftmaschinen/Antriebsstrang-Steuermodul oder ein Hybridsteuermodul) eingebaut oder darin enthalten sein oder es kann ein Teil eines größeren Netzes oder Systems (z. B. eines Batteriemanagementsystems (BMS), eines Fahrzeugenergie-Managementsystems, eines Hybridsteuersystems usw.) sein, um einige Möglichkeiten zu nennen. Das Steuermodul 40 kann auch ein Teil eines Systems sein oder mit diesem zusammenwirken, das einen gewünschten Hybrid-Betriebsmodus (z. B. Beschleunigen, Bremsen, Leerlauf, Stoppen usw.) bestimmt, und kann dementsprechend Managementhandlungen für die elektrische Leistung implementieren.
Das Fahrzeuganzeigeinstrument 42 zeigt einen Elektromoduszustand für den Fahrer des Fahrzeugs 10 an oder demonstriert diesen anderweitig. Eine beliebige Anzahl von verschiedenen Anzeigeinstrumenten oder anderen Teilen einer Instrumentenausrüstung kann verwendet werden, einschließlich verschiedener Typen von analogen und digitalen Anzeigeinstrumenten, die auf dem Fachgebiet bekannt sind. Der Typ von verwendetem Anzeigeinstrument kann in Abhängigkeit von der speziellen Fahrzeuganwendung variieren; beispielsweise können sich Größeneinschränkungen, Beleuchtungsanforderungen, die Leistungsversorgung, die Fahrumgebung (Autobahn, Stadt, kaltes Wetter, warmes Wetter usw.) und/oder kosmetische Erwägungen alle auf die Auslegung des Fahrzeuganzeigeinstruments auswirken. Es ist auch möglich, dass das Fahrzeuganzeigeinstrument 42 ein Teil einer größeren Benutzerschnittstelle ist, wie z. B. jene, die in einem Instrumentenbrett oder Infotainmentcenter verwendet werden und Merkmale wie Berührungsbildschirmanzeigen, Drucktasten oder andere Fahrzeugbedienelemente, Tastaturen, Mikrophone (z. B. wenn eine Eingabe verbal zugeführt wird und durch eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) interpretiert wird) umfassen, um einige Beispiele zu nennen. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst das Anzeigeinstrument 42 einen Abschnitt oder ein Segment, das für die Anzeige des Elektromoduszustandes zweckgebunden ist, und einen anderen Abschnitt oder ein anderes Segment, das für die Anzeige des Kraftmaschinenmoduszustandes zweckgebunden ist, wie ein herkömmlicher Tachometer. Das hier beschriebene Verfahren kann mit einem beliebigen geeigneten Anzeigeinstrument und/oder einer beliebigen geeigneten Benutzerschnittstelle verwendet werden und ist nicht auf das in der Zeichnung gezeigte und nachstehend beschriebene beispielhafte begrenzt.
Wenn man sich nun 2 zuwendet, ist eine beispielhafte Ausführungsform eines Verfahrens 100 zum Anzeigen eines Elektromoduszustandes eines Fahrzeugs, das sowohl in einem Elektromodus als auch einem alternativen Modus arbeiten kann, wie z. B. des Fahrzeugs 10 gezeigt. Beginnend mit Schritt 110 stellt das Verfahren zuerst fest, ob die Kraftmaschine 22 läuft oder anderweitig betrieben wird. Wenn die Kraftmaschine bereits lauft, dann befindet sich das Fahrzeug wahrscheinlich nicht in einem Elektromodus und das Verfahren 100 kann die restlichen Schritte umgehen, die dazu ausgelegt sind, einen Elektromoduszustand für einen Fahrer anzuzeigen. In einer Ausführungsform stellt das Steuermodul 40 durch Empfangen eines Kraftmaschinenzustandssignals von einem Kraftmaschinensteuermodul oder einer anderen Vorrichtung, die den Betriebszustand der Kraftmaschine kennt, fest, ob die Kraftmaschine 22 läuft. Das Kraftmaschinenzustandssignal kann durch das Kraftmaschinensteuermodul beim Start, in Ansprechen auf eine Anforderung vom Steuermodul 40, periodisch gemäß irgendeiner vorbestimmten Frequenz oder gemäß irgendeiner anderen Anordnung gesendet werden. Der Fachmann erkennt, dass andere Komponenten, Vorrichtungen, Module, Systeme usw. als das Kraftmaschinensteuermodul ein Kraftmaschinenzustandssignal zum Steuermodul 40 senden können.
Wenn die Kraftmaschine läuft (d. h. das Fahrzeug sich bereits in einem Kraftmaschinenmodus befindet), dann geht das Verfahren 100 zu Schritt 112 weiter, in dem die Drehzahl der Kraftmaschine (z. B. in min^–1) bestimmt wird, so dass sie für den Fahrer angezeigt werden kann. In einem Beispiel wird die Drehzahl der Kraftmaschine über das Fahrzeuganzeigeinstrument 42 an den Fahrer übermittelt, das sowohl einen Elektromoduszustand als auch einen Kraftmaschinenmoduszustand anzeigen kann (z. B. in Form eines modifizierten Tachometers). Dies wird anschließend genauer erläutert. Irgendeine Anzahl von bekannten Techniken zum Bestimmen der Kraftmaschinendrehzahl kann in diesem Schritt verwendet werden, der optional ist. Wenn die Kraftmaschine nicht läuft (was folglich darauf hindeutet, dass sich das Fahrzeug in einem Elektromodus oder irgendeinem anderen alternativen Modus befindet), dann geht das Verfahren zu Schritt 120 weiter.
Vor dem Beschreiben von Schritt 120 kann es hilfreich sein, eine gewisse Erläuterung hinsichtlich des Elektromoduszustandes des Fahrzeugs vorzusehen. Es gibt eine Anzahl von verschiedenen Anforderungen an das Fahrzeug, die sich auf den Elektromoduszustand des Fahrzeugs auswirken können; siehe das beispielhafte Fahrzeuganzeigeinstrument 42 in 5 für eine Erläuterung dieses Konzepts. Der gesamte Winkelbereich 202 des Fahrzeuganzeigeinstruments stellt den gesamten Elektromoduszustand des Fahrzeugs dar. Wenn sich der Indikator 204 an oder nahe einem ersten Ende 210 des Bereichs befindet, dann arbeitet das Fahrzeug deutlich innerhalb des Elektromodus und es liegt nicht nahe dem Übergang in einen alternativen Modus wie z. B. einen Kraftmaschinenmodus. Wenn sich der Indikator 204 an oder nahe einem zweiten Ende 212 des Bereichs befindet, dann arbeitet das Fahrzeug an einem Punkt, der viel näher am Übergang von einem Elektromodus in einen alternativen Modus liegt. Im Fall eines Fahrzeugs, das sowohl im Elektro- als auch Kraftmaschinenmodus arbeiten kann, existiert beispielsweise die Übergangsschwelle zwischen den Modi am zweiten Ende 212, das das Ende des Elektromodus und den Beginn eines alternativen Modus markiert (diese Übergangsschwelle könnte einen nicht vom Kunden ausgelösten Kraftmaschinenstart beinhalten).
Der Fachmann auf dem Gebiet erkennt, dass sich eine Anzahl von verschiedenen Fahrzeuganforderungen und -bedingungen (z. B. Nicht-Drosselklappen- und Drosselklappenbedingungen) auf den Elektromoduszustand des Fahrzeugs auswirken können. Wenn sich die Batterie 20 beispielsweise bereits in einem relativ erschöpften Zustand befindet (z. B. sie einen niedrigen Ladungszustand (SOC) aufweist), dann würde dies das Fahrzeuganzeigeinstrument 42 in Richtung des zweiten Endes 212 treiben, da das Fahrzeug bald in einen Kraftmaschinenmodus übergehen müssen kann, um die Batterie wieder aufzuladen. Wenn andererseits das Fahrzeug mit niedriger Geschwindigkeit einen Hügel hinab ausrollt und der Fahrer das Fahrpedal nicht einrückt (d. h. der Fahrer kein Drehmoment anfordert), dann würde dies typischerweise das Fahrzeuganzeigeinstrument 42 in Richtung des ersten Endes 210 treiben, da die auf die Beschleunigung bezogenen Anforderungen an das Fahrzeug einigermaßen niedrig sind. Die vorangehenden Beispiele sind nur einige der potentiellen Anforderungen oder Bedingungen, die sich auf den Elektromoduszustand des Fahrzeugs auswirken können, da viele andere auch existieren. In gewisser Hinsicht zeigt das Fahrzeuganzeigeinstrument 42 den Elektromoduszustand des Fahrzeugs an, so dass der Fahrer wissen kann, wie nahe sich das Fahrzeug am Verlassen eines Elektromodus zugunsten eines Kraftmaschinenmodus befindet. Es sollte erkannt werden, dass das Fahrzeuganzeigeinstrument 42 lediglich beispielhaft ist und dass andere Fahrzeuganzeigeinstrumente mit anderen Auslegungen und Konfigurationen stattdessen verwendet werden können.
Wenn man sich nun Schritt 120 zuwendet, empfängt das Verfahren einen Nicht-Drosselklappensensor-Messwert von einem Nicht-Drosselklappensensor und verwendet den Nicht-Drosselklappensensor-Messwert zum Bestimmen einer ersten Anzeigeinstrumentenzuordnung für das Fahrzeuganzeigeinstrument 42. Der Begriff ”Nicht-Drosselklappensensor-Messwert”, wie hier verwendet, umfasst breit irgendeinen Sensormesswert im Fahrzeug, der durch einen Nicht-Drosselklappensensor bereitgestellt wird und sich auf den Elektromoduszustand des Fahrzeugs auswirken kann. Irgendeiner der Sensormesswerte von den Geschwindigkeitssensoren 24–30, der Sensoreinheit 34 oder den Batteriesensoren 52 kann beispielsweise einen Nicht-Drosselklappensensor-Messwert bilden, ebenso wie Sensormesswerte von anderen Vorrichtungen, Modulen, Untersystemen und Systemen im Fahrzeug wie von einem Kraftmaschinensteuermodul oder einem Hybridsteuermodul. Die Sensormesswerte, die erfasst und in diesem Schritt verwendet werden, stellen Bedingungen innerhalb des Fahrzeugs oder Anforderungen an das Fahrzeug dar, die sich auf den Elektromoduszustand auswirken können. Folglich wertet der Schritt 120 diese Nicht-Drosselklappensensor-Messwerte aus und bestimmt, wie viel des gesamten Elektromodusbereichs ihnen zugeordnet werden sollte. Wie vorstehend angegeben, kann Schritt 120 einen oder mehrere Nicht-Drosselklappensensor-Messwerte erfassen und verwenden, einschließlich Geschwindigkeitssensormesswerten, Batteriesensormesswerten und/oder Temperatursensormesswerten, um einige Möglichkeiten zu zitieren.
Es soll das Beispiel betrachtet werden, in dem Schritt 120 Nicht-Drosselklappensensor-Messwerte in Form von Geschwindigkeitssensormesswerten empfangt; das heißt Messwerte, die die Geschwindigkeit oder Schnelligkeit des Fahrzeugs darstellen. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform liefert einer oder mehrere der Geschwindigkeitssensoren 24–30 Geschwindigkeitssensormesswerte zum Steuermodul 40. Selbst wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit sicher durch den Zustand der Drosselklappe beeinflusst werden kann, werden die Geschwindigkeitssensormesswerte im vorliegenden Fall als Nicht-Drosselklappensensor-Messwerte betrachtet. Wenn das Fahrzeug mit einer hohen Geschwindigkeit fährt, wenn es sich im Elektromodus befindet, kann dies das Fahrzeug näher zu einem Kraftmaschinenmodus treiben oder schieben. Wenn man sich dem Graphen in 3 zuwendet, ist eine beispielhafte Beziehung zwischen der Anzeigeinstrumentenzuordnung und der Fahrzeuggeschwindigkeit gezeigt, wobei im Allgemeinen gilt, je schneller das Fahrzeug fährt, desto mehr Anzeigeinstrumentenzuordnung ist erforderlich. In 3 ist die Anzeigeinstrumentenzuordnung (%) auf der y-Achse dargestellt und die Fahrzeuggeschwindigkeit (mph) ist auf der x-Achse dargestellt. Einige Hybrid-Elektrofahrzeuge (HEVs) können einen minimalen Geschwindigkeitsschwellenwert 300 (z. B. 14 mph bzw. 22,5 km/h) aufweisen, unter dem eine sehr geringe Anforderung an das Fahrzeug besteht, die sich auf den Elektromodus auswirkt (d. h. 0% Anzeigeinstrumentenzuordnung, da die Fahrzeuggeschwindigkeit so niedrig ist). Ebenso können diese Fahrzeuge einen maximalen Geschwindigkeitsschwellenwert 320 (z. B. 30 mph bzw. 48 km/h) aufweisen, über dem eine signifikante Anforderung an das Fahrzeug besteht, die sich auf den Elektromodus auswirkt (d. h. 100% Anzeigeinstrumentenzuordnung, da die Fahrzeuggeschwindigkeit so hoch ist). Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit den maximalen Geschwindigkeitsschwellenwert 320 erreicht oder überschreitet, schaltet folglich die Kraftmaschine automatisch ein und das Fahrzeug geht ungeachtet der anderen Fahrzeugbedingungen in einen Kraftmaschinenmodus über.
Zur Erläuterung soll angenommen werden, dass die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit 35 km/h (22 mph) ist. Unter Verwendung des Graphen in 3 korreliert eine Fahrzeuggeschwindigkeit von 22 mph mit einer Anzeigeinstrumentenzuordnung von 30%, was in 5 durch den Pfeil 220 demonstriert ist. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit höher wäre als 35 km/h (22 mph), dann würde sich der Indikator 204 in einer Position befinden, die in der Richtung im Uhrzeigersinn größer ist als der Pfeil 220; wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger wäre als 35 km/h (22 mph), dann würde sich der Indikator in einer Position befinden, die in der Richtung im Uhrzeigersinn geringer ist als der Pfeil 220; und wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer wäre als der maximale Geschwindigkeitsschwellenwert 320, dann würde sich der Indikator die ganze Strecke zum zweiten Ende 212 bewegen. Es sollte erkannt werden, dass der Graph in 3 nicht diese exakte Form sein muss, da er linear, exponentiell oder irgendeine andere Form sein könnte. Überdies können die in 3 dargestellten Beziehungen mit Nachschlagetabellen, mathematischen Gleichungen, Formeln usw. oder durch irgendein anderes Mittel bestimmt werden. Diese Beziehungen können statisch oder dynamisch sein und können durch Forschung und Testen entwickelt werden, um einige Möglichkeiten zu zitieren.
Nun soll das Beispiel betrachtet werden, in dem der Schritt 120 die Nicht-Drosselklappensensor-Messwerte in Form von Batteriesensormesswerten empfangt; das heißt Messwerte, die einen oder mehrere Batteriezustände wie Spannung, Strom, Ladungszustand (SOC), Funktionszustand (SOH), Temperatur usw. darstellen. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform liefern ein oder mehrere Batteriesensoren 52 die Batteriesensormesswerte zum Steuermodul 40. Wenn der Batterie-SOC auf einem niedrigen Zustand liegt, wenn sich das Fahrzeug in einem Elektromodus befindet, dann kann dies den Elektromoduszustand näher an eine Kraftmaschine treiben oder schieben, wobei die Batterie aufgefüllt werden kann. Wenn man sich dem Graphen in 4 zuwendet, ist eine beispielhafte Beziehung zwischen der Anzeigeinstrumentenzuordnung und dem Batterie-SOC gezeigt, wobei im Allgemeinen gilt, je niedriger der Batterie-SOC ist, desto mehr Anzeigeinstrumentenzuordnung ist erforderlich. In 4 ist die Anzeigeinstrumentenzuordnung (%) auf der y-Achse dargestellt und die Fahrzeuggeschwindigkeit (mph) ist auf der x-Achse dargestellt. Wie der Fahrzeuggeschwindigkeitsgraph in 3 weist der Batterie-SOC-Graph auch ein Minimum und Maxima auf. Wenn der Batterie-SOC unter einem minimalen SOC-Schwellenwert 400 (z. B. 42% SOC) liegt, dann ist so wenig Ladung in der Batterie vorhanden, dass dies bewirkt, dass das Fahrzeug automatisch von einem Elektromodus in einen Kraftmaschinenmodus übergeht (d. h. 100% Anzeigeinstrumentenzuordnung, da der Batterie-SOC so niedrig ist). Wenn der Batterie-SOC auf oder unter dem minimalen SOC-Schwellenwert 400 liegt, schaltet die Kraftmaschine automatisch ein und das Fahrzeug geht ungeachtet der anderen Fahrzeugbedingungen in einen Kraftmaschinenmodus über. Wenn der Batterie-SOC über dem maximalen SOC-Schwellenwert 420 (z. B. 49% SOC) liegt, dann ist reichlich Ladung in der Batterie vorhanden und keine Anzeigeinstrumentenzuordnung ist für diese Bedingung erforderlich.
In dem beispielhaften Fall ist der Batterie-SOC 48%, was einer Anzeigeinstrumentenzuordnung von 10% entspricht, und ist durch den Pfeil 222 in 5 dargestellt. Wenn der Batterie-SOC höher wäre, dann würde sich der Indikator 204 in einer Position befinden, die in der Richtung im Uhrzeigersinn niedriger ist als der Pfeil 222; wenn der Batterie-SOC niedriger wäre, dann würde sich der Indikator in einer Position befinden, die in der Richtung im Uhrzeigersinn mehr ist als der Pfeil 222. Der Fachmann erkennt, dass es erwünscht sein kann, die Batterie 20 in einem bestimmten SOC-Bereich zu halten, um die Lebensdauer zu bewahren oder die Leistung der Batterie zu verbessern, und dass die Werte und die Form des in 4 gezeigten beispielhaften Graphen für verschiedene Batterien und Batterietypen variieren können. Die in 4 dargestellten Beziehungen können überdies mit Nachschlagetabellen, mathematischen Gleichungen, Formeln usw. oder durch irgendein anderes Mittel bestimmt werden. Diese Beziehungen können statisch oder dynamisch sein und können durch Forschung und Testen entwickelt werden, um einige Möglichkeiten zu zitieren. Es ist nicht erforderlich, dass die Batteriesensormesswerte in Form des Ladungszustandes (SOC) vorliegen, da sie auch in Form der Spannung, des Stroms, des Funktionszustandes (SOH), der Batterietemperatur usw. dargestellt werden könnten.
Andere Beispiele von Nicht-Drosselklappensensor-Messwerten können die Batterietemperatur, die Hilfspumpentemperatur, die Elektromotortemperatur, die Kraftmaschinentemperatur, die Getriebetemperatur, die Invertertemperatur, beliebige andere Nicht-Drosselklappensensor-Messwerte, die sich auf den Elektromoduszustand des Fahrzeugs auswirken können, oder irgendeine Kombination davon umfassen. Jeder von diesen Nicht-Drosselklappensensor-Messwerten kann seine eigenen Nachschlagetabellen aufweisen, die wie die in 3 und 4 dargestellten Graphen diesen speziellen Nicht-Drosselklappensensor-Messwert mit einer Anzeigeinstrumentenzuordnung korrelieren. Es ist auch möglich, dass zwei oder mehr Nicht-Drosselklappensensor-Messwerte miteinander kombiniert oder integriert werden, und dass den kombinierten Messwerten dann eine Anzeigeinstrumentenzuordnung zugewiesen wird. Sobald alle betreffenden Nicht-Drosselklappensensor-Messwerte empfangen, erfasst oder anderweitig erhalten wurden und ihre entsprechenden Anzeigeinstrumentenzuordnungen bestimmt wurden, kann Schritt 120 diese Anzeigeinstrumentenzuordnungen zusammen addieren oder summieren, um eine gesamte Nicht-Drosselklappen-Anzeigeinstrumentenzuordnung für das Fahrzeug zu bestimmen. Mit Bezug auf das in 5 gezeigte beispielhafte Fahrzeuganzeigeinstrument 42 bestimmt Schritt 120, dass die gesamte Nicht-Drosselklappen-Anzeigeinstrumentenzuordnung 40% (30% von der Fahrzeuggeschwindigkeit plus 10% vom Batterie-SOC) ist. Wenn irgendwelche anderen Nicht-Drosselklappensensor-Messwerte vorhanden wären, denen eine Anzeigeinstrumentenzuordnung zugewiesen werden würde (z. B. verschiedene Temperaturmesswerte), dann würden sie ebenso zu dieser Gesamtsumme addiert werden. Da verschiedene Fahrzeugbedingungen sich auf den Elektromoduszustand in verschiedenen Graden auswirken können, kann eine Gewichtung für jeden von diesen Nicht-Drosselklappensensor-Messwerten über die individuellen Nachschlagetabellen oder gemäß irgendeiner anderen Technik berücksichtigt werden.
Schritt 130 empfangt einen Drosselklappensensor-Messwert von einem Drosselklappensensor und verwendet den Drosselklappensensor-Messwert, um eine zweite Anzeigeinstrumentenzuordnung für das Fahrzeuganzeigeinstrument 42 zu bestimmen. Der Begriff ”Drosselklappensensor-Messwert”, wie hier verwendet, umfasst breit irgendeinen Sensormesswert im Fahrzeug, der von einem Sensor – entweder direkt oder indirekt über irgendeine andere Komponente, irgendeine andere Vorrichtung, irgendein anderes Modul, irgendein anderes System usw. – geliefert wird und eine Drehmomentanforderung darstellt. Die Drehmomentanforderung kann vom Fahrer (z. B. über das Fahrpedal) oder in einigen Fällen von einer Komponente, einer Vorrichtung, einem Modul, einem System usw. im Fahrzeug (z. B. über irgendeinen automatisierten Fahrzeugstabilitätskontrollprozess) stammen. In beiden Fällen stellt der Drosselklappensensor-Messwert im Allgemeinen eine Drehmomentanforderung dar. Der Drosselklappensensor 32 kann beispielsweise Sensormesswerte zum Steuermodul 40 liefern, die Drosselklappensensor-Messwerte darstellen. Die Sensormesswerte, die in diesem Schritt erfasst und verwendet werden, stellen Drehmomentanforderungsansprüche an das Fahrzeug dar, die sich auf den Elektromoduszustand auswirken können. Folglich bewertet Schritt 130 diese Drosselklappensensor-Messwerte und bestimmt, wie viel des gesamten Elektromodusbereichs ihnen zugeordnet werden sollte. Gemäß der in 2 gezeigten beispielhaften Ausführungsform kann Schritt 130 drei separate Unterschritte 132–138 umfassen.
Schritt 132 bestimmt ein maximales erhältliches Drehmoment (MTA), das im Allgemeinen die maximale Menge an Drehmoment darstellt, die das Fahrzeug 10 zu diesem Zeitpunkt im Elektromodus erzeugen kann. Das MTA kann durch eine Anzahl von verschiedenen Faktoren geprägt oder beeinflusst werden und kann während der Fahrzeugkonstruktion. und -herstellung, während des Fahrzeugbetriebs unter Verwendung von verschiedenen Betriebsparametern (z. B. Parameter, die die Batterie-, Motor- und/oder Kraftmaschinenfähigkeiten beinhalten) bestimmt werden oder in irgendeiner anderen Weise bestimmt werden. Folglich kann das MTA ein statischer Wert, der sich nicht ändert, oder ein dynamischer, der sich mit dem aktuellen Betrieb des Fahrzeugs ändert, sein. In einer Ausführungsform stellt das MTA ein momentanes maximales erhältliches Drehmoment dar und ist in der elektronischen Speichervorrichtung 70 gespeichert.
Als nächstes bestimmt Schritt 134 eine aktuelle Drehmomentanforderung (CTR), die im Allgemeinen die Menge an Drehmoment darstellt, die zu diesem Zeitpunkt vom Fahrzeug angefordert wird. In einer Ausführungsform sendet, wenn ein Fahrer das Fahrpedal einrückt, der Drosselklappensensor 32 einen Drosselklappensensor-Messwert zum Steuermodul 40, der verwendet werden kann, um den CTR-Wert zu bestimmen. In einer anderen Ausführungsform kann ein Kraftmaschinensteuermodul (ECM) oder dergleichen einen Drosselklappensensor-Messwert zum Steuermodul 40 senden, der verwendet werden kann, um den CTR-Wert zu bestimmen. Schritt 134 ist nicht auf die vorangehenden Beispiele begrenzt, da die CTR in einer beliebigen Anzahl von verschiedenen Weisen erfasst werden kann.
Schritt 136 bestimmt dann einen Drehmomentanforderungsprozentsatz (TRP) durch Dividieren der aktuellen Drehmomentanforderung (CTR) durch das maximale erhältliche Drehmoment (MTA). Wenn beispielsweise der Fahrer das Fahrpedal 25% herabtritt (d. h. das Fahrpedal wird in eine Drehposition geschoben, die sich in der Position eines Viertels seines gesamten Pedalhubs befindet) und das MTA der Fahrpedalposition von 50% entspricht, dann würde dies im Allgemeinen einen Drehmomentanforderungsprozentsatz (TRP) von etwa 50% ergeben. Anders ausgedrückt, der Fahrer fordert ungefähr 50% des gesamten Drehmoments des elektrischen Antriebs an, das erhältlich ist. Der Fachmann erkennt, dass sich andere Faktoren auf diese Berechnung auswirken können, da der TRP einfach durch Auswerten der Pedalposition berechnet werden kann oder nicht. Da nun ein Drehmomentanforderungsprozentsatz (TRP) bestimmt wurde, kann das Verfahren diesen verwenden, um zu einer zweiten Anzeigeinstrumentenzuordnung für das Fahrzeuganzeigeinstrument 42 zu gelangen.
Schritt 138 verwendet den Drehmomentanforderungsprozentsatz (TRP), um die zweite Anzeigeinstrumentenzuordnung für das Fahrzeuganzeigeinstrument 42 zu bestimmen. Dies kann in einer beliebigen Anzahl von verschiedenen Weisen durchgeführt werden, einschließlich der folgenden beispielhaften Ausführungsform, bei der die zweite Anzeigeinstrumentenzuordnung folgendermaßen bestimmt wird: Zweite Anzeigeinstrumentenzuordnung = [(100% – erste Anzeigeinstrumentenzuordnung)·Drehmomentanforderungsprozentsatz (TRP)]
Folglich kann die zweite Anzeigeinstrumentenzuordnung durch die erste Anzeigeinstrumentenzuordnung, die vorher in Schritt 120 bestimmt wurde, beeinflusst werden. Mit Fortsetzung mit dem vorherigen Beispiel soll angenommen werden, dass die erste Anzeigeinstrumentenzuordnung für die Nicht-Drosselklappen-Bedingungen 40% wäre (30% für die Fahrzeuggeschwindigkeit und 10% für den SOC); dies belässt 60% des gesamten Winkelbereichs 202, der nun für Drosselklappenbedingungen oder Drehmomentanforderungen verfügbar ist. Da der Fahrer in diesem Beispiel 50% des verfügbaren Drehmoments (d. h. einen TRP von 50%) anfordert und nur 60% des Elektromodusbereichs übrig sind, bestimmt dann Schritt 138, dass die zweite Anzeigeinstrumentenzuordnung 30% ist (((100% – 40%)·50%) = 30%). Wenn Schritt 120 festgestellt hätte, dass die erste Anzeigeinstrumentenzuordnung 0% wäre (d. h. keine Nicht-Drosselklappen-Bedingungen vorliegen würden, die sich auf den Elektromodus auswirken würden) und der TRP immer noch 50% ist, dann wäre die zweite Anzeigeinstrumentenzuordnung 50% (((100% – 0%)·50%) = 50%). Es sollte erkannt werden, dass irgendeine Kombination der Schritte 120–138 kombiniert oder gemäß irgendeiner anderen Reihenfolge angeordnet werden kann, da 2 einfach eine beispielhafte Möglichkeit darstellen soll.
Da nun die erste und die zweite Anzeigeinstrumentenzuordnung bestimmt wurden, kann Schritt 140 sie zusammenaddieren, um eine gesamte Anzeigeinstrumentenzuordnung zu bestimmen. Mit Bezug auf 5 stellt die Kombination der Pfeile 220 und 222 die erste Anzeigeinstrumentenzuordnung (40% im vorherigen Beispiel) dar und der Pfeil 224 stellt die zweite Anzeigeinstrumentenzuordnung (30% im vorherigen Beispiel) dar. Folglich kann Schritt 140 die Pfeile 220, 222 und 224 zusammenaddieren, um zu einer gesamten Anzeigeinstrumentenzuordnung von 70% zu gelangen, die durch den Indikator 204 angegeben ist. Der Fachmann erkennt, dass durch Ausdrücken der gesamten Anzeigeinstrumentenzuordnung hinsichtlich eines Prozentsatzes, Bruchteils oder Anteils im Gegensatz zu einer absoluten Position die gesamte Anzeigeinstrumentenzuordnung auf eine beliebige Anzahl von verschiedenen Anzeigeinstrumenten und Anzeigeinstrumententypen angewendet werden kann.
Schritt 150 verwendet die gesamte Anzeigeinstrumentenzuordnung, um eine Anzeigeinstrumentenposition für das betreffende spezifische Fahrzeuganzeigeinstrument zu bestimmen. Selbst wenn die gesamte Anzeigeinstrumentenzuordnung für zwei verschiedene Anzeigeinstrumente gleich ist, kann die Anzeigeinstrumentenposition in Abhängigkeit von der speziellen Auslegung und Anordnung des Anzeigeinstruments variieren. Das Fahrzeuganzeigeinstrument 42 in 5 weist beispielsweise eine bogenförmige Reichweite mit einem Gesamtwinkelbereich 202 von etwa 90° auf, aber die gesamte Anzeigeinstrumentenzuordnung kann auf Fahrzeuganzeigeinstrumente mit einem Winkelbereich von beispielsweise 180° oder 360° angewendet werden. Schritt 150 passt oder wendet die gesamte Anzeigeinstrumentenzuordnung an das betreffende spezielle Anzeigeinstrument an und gemäß dem in 5 dargestellten Beispiel multipliziert er eine gesamte Anzeigeinstrumentenzuordnung von 70% mit dem gesamten Winkelbereich 202 von 90°, um zur Position des Indikators 204 zu gelangen, die darin dargestellt ist. Es ist auch möglich, die gesamte Anzeigeinstrumentenzuordnung auf andere Anzeigeinstrumente wie z. B. lineare Anzeigeinstrumente oder dergleichen, einschließlich welchen, die überhaupt keinen Winkelbereich aufweisen, anzuwenden. Einige Beispiele von solchen Anzeigeinstrumenten sind in 6-7 gezeigt und sollen andere potentielle Fahrzeuganzeigeinstrumente mit einem Elektromoduszustand von etwa 70% darstellen. Andere Ausführungsformen sind natürlich möglich, beispielsweise kann das Fahrzeuganzeigeinstrument einen digitalen Wert anstelle eines Indikators vom Zeigertyp anzeigen. In einer anderen Ausführungsform werden ein Zeiger und eine digitale Anzeige beide verwendet, um den aktuellen Elektromoduszustand des Fahrzeugs anzuzeigen.
Schritt 160 zeigt dann den Elektromoduszustand des Fahrzeugs für den Fahrer über das Fahrzeuganzeigeinstrument 42 an. Dieser Schritt kann eine beliebige Kombination von bekannten Signalverarbeitungstechniken, einschließlich Filtern, verwenden, bevor ein Befehlssignal vom Steuermodul 40 zum Fahrzeuganzeigeinstrument 42 gesendet wird. Beispielsweise kann Schritt 160 die Anzeigeinstrumentenpositionsdaten filtern, um sprunghafte Änderungen der Position des Indikators 204 zu vermeiden (z. B. Anwenden eines gleitenden Mittelwerts auf die Anzeigeinstrumentenpositionsdaten). In einer Ausführungsform kann eine kleine Zeitverzögerung verwendet werden, um die Bewegung eines Anzeigezeigers zu beruhigen. Wenn der Fahrer das Fahrpedal einrückt, ändert der Indikator 204 die Position, um die Änderungen seiner Drehmomentanforderungen widerzuspiegeln. Dies kann ermöglichen, dass der Fahrer seine Beschleunigung steuert oder modifiziert, so dass das Fahrzeug 10 für eine größere Menge an Zeit in einem Elektromodus bleibt, wodurch die gesamte Kraftstoffsparsamkeit des Fahrzeugs erhöht wird.
Wenn man sich nun 7 zuwendet, ist ein beispielhaftes Fahrzeuganzeigeinstrument 500 gezeigt, das einen Elektromodusabschnitt 510 und einen Kraftmaschinenmodusabschnitt 512 umfasst. Der Elektromodusabschnitt 510 kann wie vorstehend beschrieben arbeiten, so dass er den Elektromoduszustand für den Fahrer anzeigt. Sobald jedoch das Fahrzeug in einen Kraftmaschinenmodus übergeht (z. B. durch einen nicht vom Kunden aktivierten Kraftmaschinenstart), kann dann der Kraftmaschinenmodusabschnitt 512 gemäß einem Standardtachometer arbeiten, der die Kraftmaschinendrehzahl für den Fahrer anzeigt. Andere Merkmale, Auslegungen, Konfiguration usw. sind möglich, da das Fahrzeuganzeigeinstrument 500 nur eine mögliche Anordnung zum Anzeigen sowohl des Elektromodus- als auch des Kraftmaschinenmoduszustandes für einen Fahrer darstellt.
Selbstverständlich ist die vorangehende Beschreibung keine Definition der Erfindung, sondern eine Beschreibung von einer oder mehreren bevorzugten beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung. Die Erfindung ist nicht auf die hier offenbarte(n) spezielle(n) Ausführungsformen) begrenzt, sondern ist vielmehr nur durch die nachstehenden Ansprüche definiert. Ferner beziehen sich die in der vorangehenden Beschreibung enthaltenen Aussagen auf spezielle Ausführungsformen und sollen nicht als Begrenzungen des Schutzbereichs der Erfindung oder der Definition der in den Ansprüchen verwendeten Begriffe aufgefasst werden, außer wenn oben ein solcher Begriff oder Ausdruck ausdrücklich definiert ist. Verschiedene andere Ausführungsformen und verschiedene Änderungen und Modifikationen an der (den) offenbarten Ausführungsformen) werden für den Fachmann auf dem Gebiet ersichtlich. Die spezifische Kombination und Reihenfolge von Schritten ist beispielsweise nur eine Möglichkeit, da das vorliegende Verfahren eine Kombination von Schritten umfassen kann, die weniger, mehr oder andere Schritte aufweist als die hier gezeigte. Alle solchen anderen Ausführungsformen, Änderungen und Modifikationen sollen in den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche fallen.
Wie in dieser Patentbeschreibung und in den Ansprüchen verwendet, sollen die Begriffe ”beispielsweise”, ”z. B.”, ”zum Beispiel”, ”wie z. B.” und ”wie” und die Verben ”umfassen”, ”aufweisen”, ”einschließen” und ihre anderen Verbformen, wenn sie in Verbindung mit einer Auflistung von einer oder mehreren Komponenten oder anderen Elementen verwendet werden, jeweils als offen aufgefasst werden, was bedeutet, dass die Auflistung nicht als andere, zusätzliche Komponenten oder Elemente ausschließend betrachtet werden soll. Andere Begriffe sollen unter Verwendung ihrer breitesten angemessenen Bedeutung aufgefasst werden, wenn sie nicht in einem Zusammenhang verwendet werden, der eine andere Interpretation erfordert.

Claims

Verfahren zum Anzeigen eines Elektromoduszustandes eines Fahrzeugs mit den Schritten: (a) Empfangen eines Nicht-Drosselklappensensor-Messwerts von einem Nicht-Drosselklappensensor und Verwenden des Nicht-Drosselklappensensor-Messwerts, um eine erste Anzeigeinstrumentenzuordnung für ein Fahrzeuganzeigeinstrument zu bestimmen; (b) Empfangen eines Drosselklappensensor-Messwerts von einem Drosselklappensensor und Verwenden des Drosselklappensensor-Messwerts, um eine zweite Anzeigeinstrumentenzuordnung für das Fahrzeuganzeigeinstrument zu bestimmen; (c) Verwenden der ersten und der zweiten Anzeigeinstrumentenzuordnung, um den Elektromoduszustand des Fahrzeugs zu bestimmen; und (d) Anzeigen des Elektromoduszustandes des Fahrzeugs mit dem Fahrzeuganzeigeinstrument, wobei das Fahrzeug in einem Elektromodus und mindestens einem alternativen Betriebsmodus arbeiten kann.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner den Schritt umfasst: Empfangen eines Kraftmaschinenzustandssignals von einem Kraftmaschinensteuermodul und Verwenden des Kraftmaschinenzustandssignals, um festzustellen, ob eine Kraftmaschine läuft, und nur Weitergehen zu den Schritten (a)–(d), wenn die Kraftmaschine nicht läuft.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (a) ferner das Empfangen eines Geschwindigkeitssensormesswerts von einem Geschwindigkeitssensor und das Verwenden des Geschwindigkeitssensormesswerts, um eine erste Anzeigeinstrumentenzuordnung für das Fahrzeuganzeigeinstrument zu bestimmen, umfasst, wobei der Geschwindigkeitssensormesswert ein Nicht-Drosselklappensensor-Messwert ist und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs darstellt.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei Schritt (a) ferner das Verwenden einer Nachschlagetabelle umfasst, um den Geschwindigkeitssensormesswert mit der ersten Anzeigeinstrumentenzuordnung zu korrelieren, wobei die Nachschlagetabelle einen minimalen Geschwindigkeitsschwellenwert, der etwa 0% Anzeigeinstrumentenzuordnung entspricht, und einen maximalen Geschwindigkeitsschwellenwert, der etwa 100% Anzeigeinstrumentenzuordnung entspricht, umfasst, an welchem Punkt das Fahrzeug automatisch von einem Elektromodus in einen alternativen Modus übergeht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (a) ferner das Empfangen eines Batteriesensormesswerts von einem Batteriesensor und das Verwenden des Batteriesensormesswerts, um eine erste Anzeigeinstrumentenzuordnung für das Fahrzeuganzeigeinstrument zu bestimmen, umfasst, wobei der Batteriesensormesswert ein Nicht-Drosselklappensensor-Messwert ist und einen oder mehrere Batteriezustände darstellt.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei Schritt (a) ferner das Verwenden einer Nachschlagetabelle umfasst, um den Batteriesensormesswert mit der ersten Anzeigeinstrumentenzuordnung zu korrelieren, wobei die Nachschlagetabelle einen minimalen Ladungszustandsschwellenwert (SOC-Schwellenwert), der etwa 100% Anzeigeinstrumentenzuordnung entspricht, an welchem Punkt das Fahrzeug automatisch von einem Elektromodus in einen alternativen Modus übergeht, und einen maximalen Ladungszustandsschwellenwert (SOC-Schwellenwert), der etwa 0% Anzeigeinstrumentenzuordnung entspricht, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (a) ferner das Empfangen von mehreren Nicht-Drosselklappensensor-Messwerten von mehreren Nicht-Drosselklappensensoren und das Verwenden der mehreren Nicht-Drosselklappensensor-Messwerte, um mehrere Anzeigeinstrumentenzuordnungen zu bestimmen, umfasst, wobei die mehreren Anzeigeinstrumentenzuordnungen zusammenaddiert werden, um die erste Anzeigeinstrumentenzuordnung zu bestimmen, die die gesamte Nicht-Drosselklappen-Anzeigeinstrumentenzuordnung für das Fahrzeug darstellt.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die mehreren Nicht-Drosselklappensensor-Messwerte mindestens einen Sensormesswert umfassen, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: einem Geschwindigkeitssensormesswert, der die Fahrzeuggeschwindigkeit darstellt, einem Batteriesensormesswert, der einen Batteriezustand darstellt, und einem Temperatursensormesswert, der eine Fahrzeugkomponententemperatur darstellt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (b) ferner das Bestimmen eines maximalen erhältlichen Drehmoments (MTA) und einer aktuellen Drehmomentanforderung (CTR) und das Dividieren der CTR durch das MTA umfasst, um einen Drehmomentanforderungsprozentsatz (TRP) zu bestimmen, wobei der TRP verwendet wird, um die zweite Anzeigeinstrumentenzuordnung für das Fahrzeuganzeigeinstrument zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (c) ferner das Zusammenaddieren der ersten und der zweiten Anzeigeinstrumentenzuordnung umfasst, um eine gesamte Anzeigeinstrumentenzuordnung zu bestimmen, die den Elektromoduszustand des Fahrzeugs darstellt.