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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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(a) Bereich der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System und ein Verfahren für das Unterstützen eines Fahrers beim Fahren eines elektrischen Fahrzeuges in einer ökofreundlicheren Weise. Spezieller ausgedrückt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein System und ein Verfahren für das Unterstützen eines Fahrers beim Fahren eines elektrischen Fahrzeugs in einer umweltfreundlicheren Weise, basierend auf einer dreidimensionalen Straßeninformation.
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(b) Beschreibung des Standes der Technik
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In letzter Zeit, da die Ölpreise begonnen haben, aufgrund einer Verarmung der Energiequellen zu steigen, hat auch das Interesse an umweltfreundlichen Fahrgewohnheiten die Anstrengung erhöht, das Schützen der Umwelt und das Erhalten von Energiequellen zu unterstützen.
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Um diese auftretenden Anforderungen zu erfüllen, wurden elektrische Fahrzeuge und hybridelektrische Fahrzeuge entwickelt und kaufmännisch in der Automobilindustrie verwertet. Zusätzlich begannen auch verschiedene Fahrsysteme und Fahreinrichtungen, welche umweltfreundliche Fahrzustände, -gewohnheiten und -merkmale benutzen, in diesen aufstrebenden Markt einzutreten.
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Zusätzlich haben Fahrer begonnen, ihre Fahrgewohnheiten oder -aktionen zu ändern, um den Fahrwirkungsgrad zu unterstützen, beispielsweise durch Einstellen des Tempomats bzw. der Geschwindigkeitsregelanlage, Vermeiden von schnellen Starts und Stopps, etc. Jedoch können Öko-Fahrtechniken, welche den Gasausstoß minimieren und das Fahrzeug bei einem ökonomischen Kraftstoffverbrauch betreiben, nicht nur durch die Entwicklung von Fahrzeug-Hardware oder Veränderungen in den Fahrgewohnheiten beständig erreicht werden. D. h., die Fahrer können einen umweltfreundlichen Fahrstil aufgrund von unerwarteten Variablen, wie z. B. unbeabsichtigten Fahrgewohnheiten des Fahrers und Verkehrssituationen, nicht ständig aufrechterhalten, sogar wenn der Fahrer versteht, wie er einen mehr umweltfreundlichen Fahrstil erreicht.
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Deshalb ist ein System des Unterstützens eines Fahrers für das Erreichen eines optimalen Öko-Fahrens nötig, durch Bereitstellen von Information in Echtzeit für den Fahrer, welche auf Straßeninformation, Fahrzeuginformation und Fahrerinformation basiert.
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Die obige Information, welche in diesem Abschnitt des Hintergrunds veröffentlicht ist, dient nur der Verstärkung des Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung und kann deshalb Information enthalten, welche nicht den Stand der Technik bildet, welcher hierzulande einem Fachmann bereits bekannt ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung wurde in einer Anstrengung durchgeführt, ein System des Unterstützens eines Fahrers beim Fahren eines elektrischen Fahrzeugs in einer umweltfreundlicheren, effizienten Weise bereitzustellen, welche die Vorteile des Versorgens des Fahrers mit Information besitzt, welche den Fahrer beim Fahren des elektrischen Fahrzeugs in ökonomischer Weise und bei einem minimalen Energieverbrauch unterstützt, indem alle existierende Information benutzt wird, welche in Echtzeit verfügbar ist, während das elektrische Fahrzeug gefahren wird.
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Zusätzlich stellt eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Verfahren des Unterstützens eines Fahrers beim Fahren eines elektrischen Fahrzeugs in einer umwelteffizienteren Weise bereit, welche die Vorteile des Steuerns des Fahrens eines elektrischen Fahrzeugs besitzt und die Luftverschmutzung reduziert, indem Information benutzt wird, welche durch ein Unterstützungssystem für den Fahrer bereitgestellt wird.
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Technische Aufgaben, welche die vorliegende Erfindung erreichen wird, jedoch nicht auf die oben erwähnten technischen Aufgaben und andere technische Aufgaben begrenzt sind, welche in dieser Spezifikation nicht erwähnt sind, können klar durch einen Fachmann verstanden werden, basierend auf der Veröffentlichung der vorliegenden Erfindung.
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Ein System für das Unterstützen eines Fahrers beim Fahren eines elektrischen Fahrzeugs in einer umwelteffizienteren Weise entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann beinhalten: eine Informationssammel-Baugruppe, welche konfiguriert ist, Information zu sammeln, welche sich auf das Fahren des elektrischen Fahrzeugs bezieht; eine Steuerlogik-Baugruppe, welche konfiguriert ist, eine Steuerlogik und Modelle zu erzeugen, welche sich auf die Routenberechnung zu einem Ziel beziehen, und das Fahren des elektrischen Fahrzeugs, basierend auf der gesammelten Information; eine Routeneinstell-Baugruppe, welche konfiguriert ist, eine Vielzahl von Reiserouten zu berechnen, basierend auf der Steuerlogik und dem Modell, welches sich auf die Routenberechnung bezieht, und um eine optimale Reiseroute der höchsten Energieeffizienz der Vielzahl von Reiserouten einzustellen; und ein Fahrzeugfahr-Steuerglied, welches konfiguriert ist, einen Fahrzeugzustand in dem elektrischen Fahrzeug zu überwachen und das Fahren des elektrischen Fahrzeugs zu steuern, basierend auf der Steuerlogik und dem Modell, welches sich auf das Fahren des elektrischen Fahrzeugs bezieht, wenn das elektrische Fahrzeug entlang der optimalen Reiseroute fährt, welche durch die Routeneneinstell-Baugruppe eingestellt ist. Spezieller ausgedrückt, die Routeninformation, welche durch die Routeneneinstell-Baugruppe erzeugt ist, und die Fahrzeugsteuerinformation, welche durch das Fahrzeugfahr-Steuerglied erzeugt ist, werden an die Informationssteuerung-Baugruppe übertragen.
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Die Information, welche durch die Informationssammel-Baugruppe gesammelt ist, kann beinhalten: Fahrzeuginformation, welche fahrzeugdynamische Information beinhaltet, Kraftstoffverbrauchsinformation, Batterieinformation, Fahrzeugzustandsinformation; geographische Information, welche eine dreidimensionale Landkarteninformation beinhaltet, Straßeninformation, Verkehrsinformation; und gemischte Information, z. B. andere Information als die Fahrzeuginformation und die geographische Information, und wobei die Zustandsinformation des Fahrers, welcher das elektrische Fahrzeug fährt, und Wetterinformation während des Reisens beinhaltet sind.
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Die Modelle, welche durch die Steuerlogik-Baugruppe erzeugt sind, können wenigstens eine aus einem fahrzeugdynamischen Modell, einem Kraftstoffverbrauch-Modell, einem Fahrzeug-Wärmebelastung-Modell und einem Fahrzeugheizung-Energiemodell entsprechend zu Zuständen des elektrischen Fahrzeugs und der Umgebung und einem Antriebsstrang-Steuermodell für das Fahren des elektrischen Fahrzeugs, auf welchem sich ein Energieprofil entsprechend einem lateralen Wind-Modell widerspiegelt, beinhalten.
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Das Fahrzeugfahrsteuerglied kann konfiguriert sein, um die Fahrkomponenten des elektrischen Fahrzeugs zu steuern, wobei der Drehmomentwirkungsgrad eines Motors und eines Wechselrichters des elektrischen Fahrzeugs, die Geschwindigkeitsgrenze einer Fahrstraße, und ob ein Gleitmodus aufrecht erhalten wird, berücksichtigt werden. Das Fahrzeugfahr-Steuerglied kann auch konfiguriert sein, um Steuerlogik für das Fahren des elektrischen Fahrzeugs in dem Gleitmodus von der Steuerlogik-Baugruppe zu empfangen.
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Ein Verfahren für das Unterstützen des Öko-Fahrens eines Fahrers für ein elektrisches Fahrzeug entsprechend einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann beinhalten: Berechnen einer Vielzahl von Reiserouten zu einem Ziel; Anfordern des Grades an Vertrautheit mit den Reiserouten von einem Fahrer, indem eine Vielzahl von Reiserouten-Informationen für den Fahrer bereitgestellt werden; Ergänzen von dreidimensionaler geographischer Information entsprechend zu dem Grad an Vertrautheit des Fahrers und Sammeln von Fahrzeugzustandsinformation; Berechnen eines primären Straßenprozesses bzw. -verlaufs, entsprechend dem Zustand des Fahrers und des elektrischen Fahrzeugs und einem primären Fahrzeitablauf, entsprechend zu dem primären Straßenverlauf, basierend auf der Fahrzeugzustandsinformation und der geographischen Information; Berechnen eines zweiten Straßenverlaufs und eines zweiten Fahrzeitablaufs, entsprechend zu dem zweiten Straßenverlauf, durch Reflektieren bzw. Widerspiegeln der untergeordneten Echtzeitinformation, welche die Fahrerinformation beinhaltet, der Echtzeit-Wetterinformation und einer Echtzeit-Verkehrsinformation auf dem primären Straßenverlauf; Auswählen einer optimalen Reiseroute der höchsten Energieeffizienz innerhalb der Vielzahl von Reiserouten entsprechend zu dem zweiten Fahrzeitablauf; und Überwachen eines Zustands des elektrischen Fahrzeugs, welches entlang der optimalen Reiseroute reist, entsprechend zu dem zweiten Fahrzeitablauf, und Steuern des Fahrens des elektrischen Fahrzeugs.
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Das Steuern des Fahrens des elektrischen Fahrzeugs kann beinhalten: das Steuern des Drehmomentwirkungsgrades eines Motors und eines Wechselrichters in dem elektrischen Fahrzeug, welches entlang der optimalen Reiseroute reist; Steuern einer Geschwindigkeit des elektrischen Fahrzeugs, so dass sie niedriger als eine Geschwindigkeitsgrenze ist, wenn der Drehmomentwirkungsgrad größer als oder gleich zu einem vorher festgelegten Bezugswirkungsgrad ist; und Wandeln eines Modus in einen Gleitmodus auf einer Straße, auf welcher nicht angetriebenes Fahren innerhalb der optimalen Reiseroute möglich ist, und entsprechendes Steuern des Fahrens des elektrischen Fahrzeugs.
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Eine Fahrzeuggeschwindigkeit kann aufrechterhalten werden, so dass sie innerhalb eines vorgeschriebenen Geschwindigkeitsbereiches ist, indem Puls-Antreiben und Abschalten des Antreibens und Wiederherstellen, während des Steuerns des Fahrens des elektrischen Fahrzeugs in dem Gleitmodus, wiederholt werden.
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Außerdem kann die Vielzahl der Reiserouteninformation, welche dem Fahrer bereitgestellt wird, Information über Straßensegmente sein, welche in einen vorher festgelegten Abstand unterteilt ist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Blockdiagramm eines Systems des Unterstützens des Öko-Fahrens eines Fahrers für ein elektrisches Fahrzeug, entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens des Unterstützens des Öko-Fahrens eines Fahrers für ein elektrisches Fahrzeugs entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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3 ist ein Ablaufdiagramm des Überwachens und Steuerns eines Fahrens eines elektrischen Fahrzeugs entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Bezugszeichenliste
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- Informationssammel-Baugruppe
- 20
- Informationsübertragungs-/-empfangs-Baugruppe
- 30
- Steuerlogik-Baugruppe
- 40
- Routeneinstellung-Baugruppe
- 50
- Fahrzeugfahr-Steuerglied
- 60
- Fahrzeugzustandsüberwachung-Baugruppe
- 70
- Informationsspeicher-Baugruppe
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Detail mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, so dass ein Fachmann leicht die vorliegende Erfindung durchführen kann. Die vorliegende Erfindung kann in verschiedenen Formen erreicht werden und ist nicht auf die beispielhaften Ausführungsformen, welche hier beschrieben sind, begrenzt.
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Es ist davon auszugehen, dass der Term „Fahrzeug” oder „fahrzeugartig” oder ein anderer ähnlicher Term, wie er hier benutzt wird, inklusive für Motorfahrzeuge im Allgemeinen ist, wie zum Beispiel für Personenautomobile, wobei Fahrzeuge für den Sportgebrauch (SUV), Omnibusse, Lastwagen, verschiedene kommerzielle Fahrzeuge, Wasserkraftfahrzeuge beinhaltet sind, wobei eine Vielzahl von Booten und Schiffen, Flugzeuge und ähnliches und wobei Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Verbrennungs-, Einsteckhybridelektrische Fahrzeuge, Wasserstoff betriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativen Kraftstoff (z. B. Kraftstoffen, welche von Ressourcen anders als Öl abgeleitet sind) beinhaltet sind. Wie hier Bezug genommen wird, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, welches zwei oder mehr Energiequellen besitzt, zum Beispiel sowohl mit Benzin angetriebene als auch elektrisch angetriebene Fahrzeuge.
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Außerdem kann die Steuerlogik, welche durch die Steuerlogiken der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird, als nicht transitorische von einem Computer lesbare Medien auf einem von einem Computer lesbaren Medium eigebettet sein, welches ausführbare Programminstruktionen enthält, welche durch einen Prozessor, ein Steuerglied oder ähnliches ausgeführt werden. Beispiele des vom Computer lesbaren Mediums beinhalten, sind jedoch nicht begrenzt auf ROM, RAM, Kompaktplatte(CD)-ROMs, Magnetbänder, Floppy Disks, Flash-Laufwerke, Smart Cards und optische Datenspeichereinrichtungen. Das vom Computer lesbare Aufzeichnungsmedium kann auch in einem Netzwerk verteilt sein, an welches Computersysteme gekoppelt sind, so dass die vom Computer lesbaren Medien in einer verteilten Weise gespeichert und ausgeführt werden können, wie z. B. durch einen Telematik-Server oder durch ein Controller Area Network bzw. Steuerglied-Flächennetz (CAN).
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Obwohl die unten aufgeführten beispielhaften Ausführungsformen beschrieben werden, dass dabei eine Vielzahl von Einheiten benutzt wird, um den obigen Prozess durchzuführen, ist davon auszugehen, dass die unten stehenden Prozesse auch durch ein einzelnes Steuerglied oder eine Steuereinheit durchgeführt werden können.
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Bauteile, welche nicht direkt auf die vorliegende Erfindung bezogen sind, werden weggelassen, um die vorliegende Erfindung klar zu beschreiben, und die gleichen und ähnliche Bezugsziffern werden für die gleichen oder ähnlichen Aufbauelemente in der Spezifikation benutzt.
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Innerhalb dieser Spezifikation und der Ansprüche, welche folgen, wenn beschrieben wird, dass ein Element an ein anderes Element ”gekoppelt” ist, kann das Element an das andere Element ”direkt gekoppelt” sein oder über ein drittes Element an das andere Element ”elektrisch gekoppelt” sein. Zusätzlich sind, es sei denn, es wird ausdrücklich das Gegenteil beschrieben, das Wort ”aufweisen” und Variationen, wie z. B. ”weist auf” oder ”aufweisend”, so zu verstehen, dass sie den Einschluss der aufgeführten Elemente beinhalten, jedoch nicht den Ausschluss irgendwelcher anderer Elemente.
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1 ist ein Blockdiagramm eines Systems des Unterstützens eines Fahrers beim Fahren eines elektrischen Fahrzeugs in einer umwelteffizienteren Weise entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Mit Bezug auf 1 beinhaltet ein System 100 des Unterstützens eines Fahrers beim Fahren eines elektrischen Fahrzeugs in einer umwelteffizienteren Weise (hier nachfolgend wird dies als ein ”Öko-Fahrsystem” bezeichnet) entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung: eine Informationssammel-Baugruppe 10, eine Informationsübertragung-/-empfang-Baugruppe 20, eine Steuerlogik-Baugruppe 30, eine Routeneinstellung-Baugruppe 40, ein Fahrzeugfahr-Steuerglied 50 und eine Fahrzeugzustand-Überwachung-Baugruppe 60. Zusätzlich beinhaltet das Öko-Fahrsystem 100 ferner eine Informationsspeicher-Baugruppe 70, in welcher Information gespeichert ist, welche durch die Informationssammel-Baugruppe 10 gesammelt ist.
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Das Öko-Fahrsystem, welches in 1 gezeigt wird, stellt eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese begrenzt. Eine andere beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ferner Aufbauelemente beinhalten, welche verschiedene Funktionen durchführen, welche für das Unterstützen des Öko-Fahrens des Fahrers des elektrischen Fahrzeugs oder das Entfernen und Integrieren von einigen Aufbauelementen erforderlich sind.
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Die Informationssammel-Baugruppe 10 kann an einem Außenbereich des elektrischen Fahrzeugs befestigt sein oder kann eine von den Fahrzeugkomponenten in dem elektrischen Fahrzeug sein, und kann konfiguriert sein, um verschiedene Informationen für das Betreiben des elektrischen Fahrzeugs zu sammeln. Speziell ist eine beispielhafte ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein System des Sammelns von Information, welche auf das Fahrens des elektrischen Fahrzeugs und des elektrischen Fahrzeugs selbst bezogen ist, und das Bereitstellen der Information für den Fahrer, so dass der Fahrer umweltfreundliches Öko-Fahren des elektrischen Fahrzeugs effizient durchführen kann. Die Information, welche durch die Informationssammel-Baugruppe 10 gesammelt ist, kann weitgehend in Fahrzeuginformation 1, geographische Information 2 und gemischte Information 3 aufgeteilt werden.
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Die Fahrzeuginformation 1 kann Information sein, welche sich auf das Fahren des elektrischen Fahrzeugs bezieht, und beinhaltet fahrzeugdynamische Information, Kraftstoffverbrauchsinformation, Batterieinformation und Fahrzeugzustandsinformation. Die Fahrzeuginformation 1 kann Information für das Anzeigen des Energieflusses des elektrischen Fahrzeugs in Echtzeit sein, wenn das elektrische Fahrzeug läuft. Die Fahrzeuginformation 1 kann über einen Antriebsstrang und ein Klimasystem in dem elektrischen Fahrzeug gesteuert und erhalten werden.
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Die fahrzeugdynamische Information kann Information sein, welche sich auf vergangene Fahraufzeichnungen des elektrischen Fahrzeugs, die Reiseentfernung, die Anzahl und den zeitlichen Ablauf des Benutzens des elektrischen Fahrzeugs, das Fahrmuster des Fahrzeugs und so weiter bezieht.
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Die Kraftstoffverbrauchsinformation kann Information sein, welche sich auf den Ladebetrag (Energie) des elektrischen Fahrzeugs und die Kraftstoffverbrauchsinformation bezieht, welche für das Lebensalter und den Fahrwirkungsgrad des elektrischen Fahrzeugs aufgezeichnet ist.
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Die Batterieinformation kann Information über ein gesamtes Batteriesystem sein, bezogen auf das Hauptaufladen und das Hilfsaufladen des elektrischen Fahrzeugs, z. B. Information, welche auf den Betrag des Ladens und die Lebensdauer einer Batterie bezogen ist.
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Die Fahrzeugzustandsinformation kann jegliche Information sein, welche den mechanischen Zustand und/oder den Hardwarezustand anzeigt, bezogen darauf, wann das elektrische Fahrzeug gekauft wurde, auf ein Fahrzeugmodell, Aufzeichnungen der Fehlfunktion und der Reparatur, den Servicezustand, das Alter von Fahrzeugkomponenten und den Verbrauchsgrad von Fahrzeugverbrauchsmitteln.
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Indessen beinhaltet die geographische Information 2 geographische Positionsinformationen, welche sich auf das Fahren des elektrischen Fahrzeugs beziehen. Die geographische Information 2 kann 2-dimensionale geographische Information sein und kann vorzugsweise 3-dimensionale geographische Information sein. D. h., 2-dimensionale geographische Information ist häufig schwierig an dem Öko-Fahrsystem anzuwenden, da es sehr schwierig ist, präzise den Wirkungsgrad der Energie und des Kraftstoffverbrauchs während des Fahrens des elektrischen Fahrzeugs zu berechnen, wenn die Gesamttopologie des Terrains nicht berücksichtigt wird. Deshalb kann die 3-dimensionale geographische Information, welche Straßenneigungen beinhaltet, z. B. einen Gradienten der Straßen, an dem Öko-Fahrsystem angewendet werden.
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Die geographische Information 2 kann weitgehend in Landkarteninformation, Straßeninformation und Verkehrsinformation eingeteilt werden. Die Landkarteninformation kann Landkartendaten repräsentieren, welche auf Positionsinformation des elektrischen Fahrzeugs bezogen sind. Die Landkarteninformation kann aus selbst produzierten Straßenkartendaten oder aus fortgeschrittenen Fahrerassistenzsystem-(ADAS-)Landkartendaten bestehen. Die Straßeninformation kann Straßeninformation sein, welche in dem elektrischen Fahrzeug gespeichert ist, und kann Zustandsinformation über Straßen beinhalten, auf welchen das elektrische Fahrzeug reist oder reisen wird, d. h., Information auf 3-dimensionaler Positionsinformation, auf der Krümmung, dem Gradienten, dem Schaden und der Reparatur der Straßen. Die Verkehrsinformation kann Information, welche auf den Verkehr auf Stadtstraßen, Landstraßen und Autobahnen, Verkehrsampeln, Geschwindigkeitszeichen, Geschwindigkeitsgrenzen, Positionen von Geschwindigkeitskameras, Positionen von Verkehrskameras, Zuständen von stockendem Verkehr aufgrund eines Rennens oder eines Verkehrsunfalls und einer Verkehrsumleitung bezogen ist, beinhalten.
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Die gemischte Information 3 kann andere Information als die Fahrzeuginformation 1 und die geographische Information 3 sein und kann Zustandsinformation beinhalten, welche sich auf den Fahrer, welcher das elektrische Fahrzeug fährt, und auf die Wetterinformation entlang der Route bezieht, etc. Die gemischte Information 3 ist nicht auf die hier beschriebene Information beschränkt und beinhaltet die gesamte Umgebungsinformation, welche auf das Fahren des elektrischen Fahrzeugs bezogen ist.
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Die Zustandsinformation des Fahrers beinhaltet das Alter, die Fahrerfahrung, die Fahrgewohnheiten und die Fahrneigung des Fahrers. Die Fahrneigung des Fahrers repräsentiert, ob der Fahrer aktive und aggressive Fahrgewohnheiten besitzt, ob der Fahrer passive und defensive Fahrgewohnheiten besitzt oder ob der Fahrer normale Fahrgewohnheiten besitzt. Die Wetterinformation beinhaltet Echtzeit-Wetterinformation oder Vorhersage-Wetterinformation.
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Die obige Information kann Information sein, welche durch eine Detektiereinrichtung oder ein Detektiergerät erhalten wird, welches in dem elektrischen Fahrzeug bereitgestellt ist, oder durch eine Detektiereinrichtung oder -gerät, welches extern an dem elektrischen Fahrzeug oder an einem entfernten Ort befestigt ist, oder kann Information sein, welche durch andere Institutionen gemessen wird. Die Information kann an das Öko-System 100 in dem elektrischen Fahrzeug über ein Draht- oder drahtloses Kommunikationsnetz übertragen werden und kann in der Informationssammel-Baugruppe 10 gesammelt sein, welche in dem elektrischen Fahrzeug bereitgestellt ist.
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Speziell wird die Fahrzeuginformation 1, welche durch die Detektiereinrichtung erhalten wird, welche in dem elektrischen Fahrzeug bereitgestellt ist, über ein Kommunikationssteuersystem übertragen werden, welches in dem elektrischen Fahrzeug bereitgestellt ist. Eine Hochgeschwindigkeits-CAN-Kommunikation kann beispielsweise als das Kommunikationssteuersystem benutzt werden, welches in dem elektrischen Fahrzeug bereitgestellt ist.
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Die Information wird von der Informationssammel-Baugruppe 10 an die Informationsspeicher-Baugruppe 70 übertragen und wird in einer Datenbank der Informationsspeicher-Baugruppe 70 gespeichert und klassifiziert. Zusätzlich wird notwendige Information, welche in der Informationssammel-Baugruppe 10 erhalten wird, an die Steuerlogik-Baugruppe 30 über die Informationssende-/-empfangs-Baugruppe 20 übertragen. Zu dieser Zeit wird die notwendige Information aus der Dateninformation extrahiert, welche in der Informationsspeicher-Baugruppe 70 zuvor gespeichert ist, und wird an die Steuerlogik-Baugruppe 30 über die Informationsübertragung-/-empfang-Baugruppe 20 übertragen.
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Die Steuerlogik-Baugruppe 30 ist ein logischer Berechnungsteilbereich, welcher Steuerlogik erzeugt, welche für das Steuern des Fahrens des elektrischen Fahrzeugs in einer umweltfreundlichen und ökofreundlichen Weise erforderlich ist, indem die übertragene Information benutzt wird. Da die Information, welche an die Steuerlogik-Baugruppe 30 übertragen ist, alle Information ist, wobei die Fahrzeuginformation, die geographische Information, die Zustandsinformation des Fahrers und die Wetterinformation bezogen auf die externe Umgebung eingeschlossen sind, kann die Steuerlogik, welche auf die umweltfreundliche Reiseroute oder das Öko-Fahren des elektrischen Fahrzeugs bezogen ist, durch das Klassifizieren und Sammeln der Information berechnet werden.
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Zusätzlich kann die Steuerlogik-Baugruppe 30 ein fahrzeugdynamisches Modell, eine Kraftstoffverbrauch-Modell, ein Fahrzeug-Wärmelast-Modell und ein Fahrzeug-Wärmeenergie-Modell entsprechend zu den Zuständen des elektrischen Fahrzeugs und der Umgebung, ein Antriebsstrang-Steuer-Modell für das Fahren des elektrischen Fahrzeugs, bei welchem das Energieprofil entsprechend einem lateralen Wind-Modell widergespiegelt wird, ein Reiseroute-Auswahl-Modell und ein Fahrzeugfahr-Steuer-Modell, indem die Steuerlogik gebraucht wird, einstellen.
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Im weiteren Detail kann die Steuerlogik-Baugruppe 30 die Steuerlogik für das Auswählen einer umweltfreundlichen optimalen Route berechnen, basierend auf der geographischen Information, wie z. B. der 3-dimensionalen Landkarteninformation der Straßen, auf welchen das Fahrzeug reisen wird, und der Fahrzeuginformation, um das Drehmoment eines Motors und eines Wechselrichters des elektrischen Fahrzeugs anzupassen. Das elektrische Fahrzeug kann in Regionen oder auf Straßen reisen, welche eine hohe Energieeffizienz entsprechend der umweltfreundlichen optimalen Route aufweisen. Zusätzlich kann die Steuerlogik, bezogen auf das Fahren des elektrischen Fahrzeugs, berechnet werden, um das nicht angetriebene Fahren auf flachen Straßen und abfallenden Straßen zu vergrößern. Deshalb kann die Fahrenergie des elektrischen Fahrzeugs minimiert werden, wenn das Fahrzeug aktuell auf der ausgewählten optimalen Route reist.
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Die Routeneinstellung-Baugruppe 40 kann die optimale Route einstellen, welche für das Öko-Fahren geeignet ist, indem die Steuerlogik oder vorher festgelegte Modelle für das Öko-Fahren, welches durch die Steuerlogik-Baugruppe 30 berechnet ist, benutzt werden. Das Fahrzeugfahr-Steuerglied 50 steuert den Betrieb der Fahrkomponenten des elektrischen Fahrzeugs, um die Geschwindigkeit des elektrischen Fahrzeugs und die Wärmebelastung der Fahrkomponenten des elektrischen Fahrzeugs zu steuern, während das elektrische Fahrzeug gefahren wird. Speziell kann das Fahrzeugfahr-Steuerglied 50 den Antriebsstrang in dem elektrischen Fahrzeug aktiv steuern, indem die Steuerlogik für das Fahren des elektrischen Fahrzeugs benutzt wird, welches durch die Steuerlogik-Baugruppe 30 berechnet ist.
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Die Routeneinstellung-Baugruppe 40 kann wenigstens zwei vorläufige optimale Reiserouten erzeugen, entsprechend zu einem Ziel, welches von dem Fahrer eingestellt ist, und eine umweltfreundliche Reiseroute einstellen, welche einen optimierten Energiewirkungsgrad besitzt, indem Energieflussinformation benutzt wird, basierend auf der Fahrzeugzustandsinformation, welche erhalten wird, während das elektrische Fahrzeug gefahren wird, der Fahrwiderstandsinformation, welche basierend auf der Wetterinformation berechnet wird, und der Fahrneigungsmusterinformation. Eine derartige Reiserouteninformation 4 kann an das Fahrzeug-Fahrsteuerglied 50 übertragen werden und kann an dem Steuermodell für das Fahren des elektrischen Fahrzeugs angewendet werden.
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Das Fahrzeugfahr-Steuerglied 50 steuert den Betrieb der Fahrkomponenten, um den Verbrauch elektrischer Energie in dem elektrischen Fahrzeug zu minimieren, während auf einer Route gefahren wird, basierend auf der Steuerlogik und der Modellinformation, welche von der Steuerlogik-Baugruppe 30 übertragen wird, welche die Steuerlogik und Modelle für das Öko-Fahren des elektrischen Fahrzeugs und die übertragene Reiserouteninformation 4 berechnet. Da die Fahrkomponenten entsprechend zu den Steuerwerten für die Fahrkomponenten arbeiten, welche durch das Fahrzeugfahr-Steuerglied 50 berechnet sind, kann der Verbrauch an Energie des elektrischen Fahrzeugs reduziert werden, wenn das elektrische Fahrzeug aktuell auf der umweltfreundlichen Reiseroute reist bzw. fährt.
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Indessen prüft die Fahrzeugzustandsüberwachung-Baugruppe 60, ob die Fahrkomponenten des elektrischen Fahrzeugs normal arbeiten, entsprechend der Steuerung des Fahrzeugfahr-Steuergliedes 50. Die Fahrzeugzustandsüberwachung-Baugruppe 60 kann Fahrzeugreiseinformation erhalten, z. B. Information über die Geschwindigkeit, die Wärmebelastung der Antriebskomponenten, das Antriebsdrehmoment, den Verlust oder den Abrieb der Fahrkomponenten und den Fahrleistungsverbrauch, wenn die Fahrkomponenten des elektrischen Fahrzeugs entsprechend den Steuerwerten betrieben werden. Deshalb können die Steuerwerte der Fahrkomponenten des elektrischen Fahrzeugs oder die Fahrzeugreiseinformation entsprechend dazu als die Fahrzeugsteuerinformation 5 erhalten werden, wenn das Fahrzeug tatsächlich auf der Straße fährt. Die Fahrzeugsteuerinformation 5 wird zurück zu der Informationssammel-Baugruppe 10 übertragen.
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Das System des Unterstützens des Öko-Fahrens des Fahrers für das elektrische Fahrzeug entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche in 1 gezeigt wird, kann Routeninformation erzeugen, indem ein Algorithmus für das Berechnen der minimalen Entfernung an einem herkömmlichen Navigationssystem angewendet wird. Zusätzlich kann das System entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Logik betreiben, um eine umweltfreundliche und ökofreundliche optimale Reiseroute zu dem Ziel auszuwählen, basierend auf der 3-dimensionalen geographischen Information, der Wetterinformation und der Fahrerzustandsinformation, nachdem eine Vielzahl von Routen ausgewählt ist.
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Außerdem kann das System entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Logik für das Auswählen des Fahrtyps und des Betriebstyps des elektrischen Fahrzeugs und des Fahrsteuertyps der Fahrkomponenten des elektrischen Fahrzeugs betreiben, um den Energieverbrauch eines elektrischen Fahrzeugs zu minimieren, basierend auf der Fahrzeuginformation, der 3-dimensionalen geographischen Information zum Ziel, der Fahrerzustandsinformation und der Wetterinformation, und das Fahren des elektrischen Fahrzeugs entsprechend zu der ausgeführten Logik steuern. Deshalb kann der Energiefluss in dem elektrischen Fahrzeug in Echtzeit analysiert werden, und das Fahrzeug kann entlang der optimalen Route fahren.
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Wenn das System eines Fahrers beim Fahren eines elektrischen Fahrzeugs in einer mehr umwelteffizienten Weise entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung benutzt wird, kann der Energieverbrauch minimiert werden. Deshalb kann der Energieverbrauch, wenn das Fahrzeug tatsächlich auf der Straße reist, um z. B. 4–7% verbessert werden, oder die Reiseentfernung des elektrischen Fahrzeugs kann um z. B. 4–7% erhöht werden.
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2 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens des Unterstützens der Ökonomie eines Fahrers beim Fahren eines elektrischen Fahrzeugs in einer umwelteffizienteren Weise entsprechend zu einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 3 ist ein Ablaufdiagramm des Überwachens und Steuerns des Fahrens eines elektrischen Fahrzeugs entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Die Ablaufdiagramme, welche in 2 und 3 gezeigt werden, zeigen ein Verfahren für das Unterstützen eines Fahrers beim Fahren eines elektrischen Fahrzeugs in einer umwelteffizienteren Weise, indem das System benutzt wird, welches in 1 gezeigt wird.
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Wenn der Fahrer das Fahren eines elektrischen Fahrzeugs im Schritt S1 vorbereitet, erfordert das System entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, dass der Fahrer das Ziel im Schritt S1 einstellt. Sobald der Fahrer das Ziel einstellt, berechnet die Routeneinstellung-Baugruppe des Öko-Fahrsystems die vorläufigen besten Reiserouten, indem ein Algorithmus benutzt wird, um die minimale Reiseentfernung im Schritt S3 zu berechnen, und berechnet die Reiseentfernung für jede vorläufige optimale Reiseroute im Schritt S4. Die vorläufigen optimalen Reiserouten werden in eine Vielzahl von Straßensegmenten bzw. -abschnitten aufgeteilt und werden dem Fahrer bereitgestellt. Beispielsweise können die vorläufigen optimalen Reiserouten in 10 m–20 m-Abschnitte eingeteilt werden, so dass die Straßenabschnitte entsprechend erzeugt werden.
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Sobald eine Vielzahl von Straßenabschnitten der vorläufigen optimalen Reiserouten für den Fahrer bereitgestellt wird, fordert das System an, dass der Fahrer oder die Fahrerin seinen oder ihren Grad an Vertrautheit mit dem Straßenabschnitt im Schritt S5 eingibt. D. h., das System bestimmt, ob die Straßenabschnitte vertraute Straßen für den Fahrer sind, ob die Straßenabschnitte aus einer Berufsverkehrsstraße bestehen und ob die Straßenabschnitte innerhalb einer Wohnsiedlung sind, und das System bestimmt den Grad an Vertrautheit des Fahrers mit den Straßenabschnitten basierend auf dieser Information.
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Sobald die Straßenabschnitte, welche aus der Reiseroute bestehen, dem Fahrer vertraut sind, sammelt die Informationssammel-Baugruppe 10 die Fahrzeugzustandsinformation im Schritt S7. Die Fahrzeugzustandsinformation ist Information bezüglich nicht angetriebenen Fahrens, regenerativen Bremsens und angetriebenen Fahrens des elektrischen Fahrzeugs und des Betreibens des Klimasystems, um den Fahrleistungsverbrauch des elektrischen Fahrzeugs zu erniedrigen.
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Zusätzlich, wenn die Straßenabschnitte, welche aus der Reiseroute bestehen, dem Fahrer nicht vertraut sind, sammelt die Informationssammel-Baugruppe 10 die 3-dimensionale geographische Information im Schritt S6. Die 3-dimensionale geographische Information, welche im Schritt S6 gesammelt ist, ist ergänzende Information, für das Bereitstellen von geographischer Information in der Nähe für den Fahrer, wenn die optimale Reiseroute, welche dem Fahrer nicht vertraut ist, ausgewählt wird.
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Wenn die Fahrzeugzustandsinformation und die 3-dimensionale geographische Information gesammelt sind, erzeugt die Steuerlogik-Baugruppe Routen-Einstellung-Modelle und Fahrzeugfahr-Steuer-Modelle in dem Öko-Fahrsystem basierend auf der Information. Ein erster Straßenverlauf entsprechend dem Fahrer und der Fahrzeugzustand werden basierend auf den Modellen beim Schritt S8 berechnet. Zusätzlich wird ein erster Fahrablaufplan bzw. Fahrzeitablauf für den Fahrer mit Hilfe des ersten Straßenverlaufs bereitgestellt. Der Fahrablaufplan kann Information sein, welche sich auf die Geschwindigkeit, die Position und das energiesparende Fahren des elektrischen Fahrzeugs bezieht, welche dem Fahrer des umweltfreundlichen Ökofahrens bereitgestellt werden, wenn das elektrische Fahrzeug zu dem Ziel entlang der optimalen Route reist. Nachdem der Fahrablaufplan hauptsächlich im Schritt S8 berechnet ist, wird ein zweiter Straßenverlauf, welcher der zusätzlichen Zustandsinformation entspricht, im Schritt S9 berechnet.
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Die zusätzliche Zustandsinformation kann Information sein, welche sich auf den Fahrer oder die Fahrerin selbst bezieht, wie beispielsweise Fahrgewohnheiten und die Fahrneigung des Fahrers, Echtzeit-Wetterinformation oder Echtzeit-Verkehrsinformation. Zu dieser Zeit kann die Echtzeit-Wetterinformation Daten beinhalten, welche sich auf die Echtzeit-Windrichtung und die Windgeschwindigkeit und die untergeordnete Information über die Straßen entlang der Reiseroute bezieht.
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Da die untergeordnete Echtzeit-Information bei dem zweiten Straßenverlauf widergespiegelt wird, welcher im Schritt S9 eingestellt ist, kann wenigstens ein Teilbereich des zweiten Fahrablaufplanes, welcher erhalten wird, indem der zweite Straßenverlauf benutzt wird, von dem ersten Fahrzeitablauf unterschiedlich sein.
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Das Verfahren, welches in 2 gezeigt wird, ist gerade eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Deshalb ist die vorliegende Erfindung nicht auf die beispielhafte Ausführungsform begrenzt, welche in 2 gezeigt wird. D. h., der Fahrablaufplan kann erhalten werden, indem ein integrierter Straßenverlauf in einem Schritt berechnet wird.
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Wenn der zweite Fahrablaufplan erhalten wird, kann die optimale Reiseroute, welche das umweltfreundliche Öko-Fahren unterstützt, innerhalb der vorläufigen optimalen Reiserouten im Schritt S10 ausgewählt werden. D. h., da die Information, welche sich auf das elektrische Fahrzeug und den Fahrer bezieht, die geographische Information und die untergeordnete Echtzeit-Information bei der optimalen Reiseroute, welche im Schritt S10 eingestellt ist, widergespiegelt werden, ist die optimale Reiseroute, welche im Schritt S10 eingestellt ist, die umweltfreundliche Reiseroute, welche die Energieeffizienz optimiert.
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Wenn das Fahrzeug entlang der optimalen Reiseroute reist bzw. fährt, wird ein Zustand des elektrischen Fahrzeugs überwacht, und der Betrieb des elektrischen Fahrzeugs wird in Echtzeit im Schritt S11 gesteuert. Der Schritt S11 wird im Detail mit Bezug auf 3 beschrieben.
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Mit Bezug auf 3, wenn das elektrische Fahrzeug entlang der optimalen Reiseroute fährt, wird bestimmt, ob der Drehmoment-Wirkungsgrad größer oder gleich zu 90% aus einer Drehmoment-Kennlinie eines Motors und eines Wechselrichters im Schritt S111 ist. Der 90%-Drehmoment-Wirkungsgrad wird eingestellt, um einen geeigneten Energie-Wirkungsgrad des elektrischen Fahrzeugs sicherzustellen, jedoch ist der vorher festgelegte Drehmoment-Wirkungsgrad nicht auf 90% begrenzt.
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Der Schritt S111 ist ein Beispiel des Überwachens des Energieflusses des elektrischen Fahrzeugs, jedoch ist das Überwachungsverfahren nicht auf das Verfahren des Schrittes S111 begrenzt. D. h. ein Überwachungsverfahren, bei welchem der Fahrzeugzustand überwacht wird, um den Energiefluss zu identifizieren, während das elektrische Fahrzeug betrieben wird, und bei welchem bestimmt wird, ob der Fahrzeugzustand einen vorher festgelegten geeigneten Bereich überschreitet, kann im Schritt S111 benutzt werden.
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Wenn der Drehmoment-Wirkungsgrad niedriger als 90% ist, wird die Fahrzeuggeschwindigkeit im Schritt S112 gesteuert. D. h., die Komponenten, welche sich auf die Geschwindigkeit des elektrischen Fahrzeugs beziehen, werden in einem Bestreben gesteuert, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu steuern. Speziell werden Komponenten, wie z. B. eine Maschine, der Hauptmotor und der Wechselrichter, aktiv gesteuert, und die Drehmoment-Wirkungsgrad-Information wird kontinuierlich erhalten und überwacht. Dadurch kann das elektrische Fahrzeug gesteuert werden, in einem Bereich zu fahren, bei welchem der Drehmoment-Wirkungsgrad größer oder gleich zu einem vorher festgelegten Standard (z. B. 90%) ist. In einer oder mehreren beispielhaften Ausführungsformen kann die Route, entlang der das elektrische Fahrzeug mit dem Drehmoment-Wirkungsgrad des Motors und des Wechselrichters von 90% oder höher reist, auf einem Monitor des Navigationssystems angezeigt werden, um so dem Fahrer bereitgestellt zu werden.
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Indessen, wenn der Drehmoment-Wirkungsgrad des Motors und des Wechselrichters größer als oder gleich zu dem vorher festgelegten Standard ist, kann eine Geschwindigkeitsgrenze im Voraus zu dem elektrischen Fahrzeug innerhalb eines vorher festgelegten Abstands (z. B. 1 km) im Schritt S113 eingestellt werden. Zu dieser Zeit kann der vorher festgelegte Abstand durch den Fahrer entsprechend den Fahrgewohnheiten und der Fahrneigung des Fahrers eingestellt werden.
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Wenn die Geschwindigkeits-Überwachungskamera auf der Straße befestigt ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit überwacht, ist das Antreiben und das Regenerieren abgeschaltet, um die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit zu reduzieren, so dass sie kleiner oder gleich zu der Geschwindigkeitsgrenze im Schritt S114 ist. In diesem Fall fährt das Fahrzeug in einem nicht angetriebenen Zustand und wird entsprechend verlangsamt.
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Wenn die Geschwindigkeitsgrenze nicht eingestellt ist, wird bestimmt, ob ein Fahrmodus des elektrischen Fahrzeugs auf einen Gleitmodus eingestellt ist, in welchem das elektrische Fahrzeug läuft, indem die kinetische Energie des elektrischen Fahrzeugs im Schritt S115 benutzt wird. Der Gleitmodus ist einer der Fahrmoden des elektrischen Fahrzeugs, welcher benutzt wird, um das nicht angetriebene Fahren auf flachen Straßen und Abhängen zu erhöhen.
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Wenn das elektrische Fahrzeug jedoch laufen muss, indem Energie benutzt wird, wird der Gleitmodus nicht eingestellt, und das Verfahren schreitet zum Schritt S12 in 2 fort. Deshalb können verschiedene Informationen, welche sich auf das Öko-Fahren des elektrischen Fahrzeugs beziehen, auf dem Monitor im Schritt S12 angezeigt werden.
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Wenn der Gleitmodus, bei welchem nicht angetriebenes Fahren möglich ist, eingestellt ist, läuft das elektrische Fahrzeug durch Wiederholen des Schrittes S116 des Pulsantreibens und des Schrittes S118 des Abschaltens des Antreibens und der Regeneration. D. h., es wird bestimmt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als oder gleich zu einer vorher festgelegten Geschwindigkeit im Schritt S117 ist, und das Antreiben und das Regenerieren sind abgeschaltet, um ein nicht mit Energie versorgtes Fahren zu erhöhen, während das elektrische Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit läuft. Zusätzlich, während das elektrische Fahrzeug nicht bei hohen Geschwindigkeiten betrieben wird, wird Pulsantreiben durchgeführt.
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Wenn das Antreiben und die Regeneration abgeschaltet sind und das elektrische Fahrzeug ohne Energie in dem Schritt S118 läuft, kann die Geschwindigkeit des elektrischen Fahrzeugs in großem Maße reduziert werden, aufgrund der Reibekraft zwischen dem elektrischen Fahrzeug und der Straße. Deshalb wird bestimmt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit im Schritt S119 geringer als eine vorher festgelegte Standardgeschwindigkeit ist. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit geringer als die vorher festgelegte Standardgeschwindigkeit ist, wird das Pulsantreiben wieder im Schritt S116 durchgeführt, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu erhöhen. Zusätzlich, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als oder gleich zu der vorher festgelegten Standardgeschwindigkeit ist, wird das Antreiben und die Regeneration fortwährend abgeschaltet, um das nicht energieversorgte Fahren beizubehalten.
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Da die Fahrzeuggeschwindigkeit zwischen einer oberen Geschwindigkeit und einer niedrigeren Geschwindigkeit beibehalten wird, indem der Gleitmodus wiederholt wird, kann das nicht-energieversorgte Fahren des elektrischen Fahrzeugs in großem Maße auf der optimierten Reiseroute erhöht werden, welche für das umweltfreundliche Öko-Fahren ausgewählt ist. Deshalb kann der Fahr-Energieverbrauch minimiert werden, und das elektrische Fahrzeug kann ökofreundlich gefahren werden.
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Entsprechend zu einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Fahren des elektrischen Fahrzeugs gesteuert werden, indem Variable benutzt werden, welche auftreten, während das elektrische Fahrzeug betrieben wird, die 3-dimensionale Straßeninformation, die Fahrerinformation und die Fahrzeuginformation. Deshalb kann die Kraftstoffökonomie des elektrischen Fahrzeugs effizient verbessert werden. Speziell kann, da das System den Fahrer in Echtzeit unterstützt, das Fahren des elektrischen Fahrzeugs in einer umweltfreundlichen Weise gesteuert werden. Deshalb kann die Reiseentfernung des elektrischen Fahrzeugs pro Energieeinheit in großem Maße erhöht werden.
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Während diese Erfindung in Verbindung mit dem beschrieben wurde, was gegenwärtig als praktische beispielhafte Ausführungsformen betrachtet wird, ist davon auszugehen, dass die Erfindung nicht auf die veröffentlichten Ausführungsformen begrenzt ist, sondern im Gegenteil beabsichtigt ist, verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abzudecken, welche im Geist und Umfang der angehängten Ansprüche beinhaltet sind.
