DE102012224170A1

DE102012224170A1 - Gerät und Verfahren zur Fahrsteuerung eines Fahrzeugs unter Freilaufbedingungen

Info

Publication number: DE102012224170A1
Application number: DE102012224170.1A
Authority: DE
Inventors: Jung Do Kee; Hee Gwon Kim; Jeong Woo Lee; Seung Gil Choi
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2012-08-29
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2014-03-06
Also published as: KR20140029640A; CN103661381A; US20140067225A1; KR101428184B1; JP2014050312A

Abstract

Es werden ein Gerät und ein Verfahren zum Steuern des Fahrbetriebs eines Fahrzeugs unter Freilaufbedingungen offenbart. Das Gerät kann einen Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor, einen Freilauf-Reichweiten-Operator und eine Steuerung enthalten. der Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor erfasst die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit, wenn sowohl Signale von einem Gaspedal-Positionssensor als auch einem Bremspedal-Positionssensor null (0) sind. Der Freilauf-Reichweiten-Operator bestimmt, ob der Freilaufmodus möglich ist oder nicht, indem der aktuelle Ort des Fahrzeugs, die Straßenbedingungen und Ortsinformationen und Informationen bezüglich des Abstands zwischen dem Fahrzeugen empfangen werden, wenn die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder höher ist als eine bestimmte Geschwindigkeit. Die Steuerung schaltet einen Elektromotor als Reaktion auf die Bestimmung, dass der Freilaufmodus möglich ist, ab, wenn der Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug gleich oder größer ist als der vorgegebene Abstand.

Description

HINTERGRUND
(a) Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät und ein Verfahren zum Steuern des Fahrbetriebs eines Fahrzeugs unter Freilaufbedingungen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Gerät und ein Verfahren zum Steuern des Fahrbetriebs eines Elektrofahrzeugs unter Freilaufbedingungen, mit denen die vom Elektrofahrzeug gefahrene Strecke maximiert werden kann, indem Informationen bezüglich der Straßen- und Verkehrsbedingungen während der Fahrt herangezogen werden.
(b) Hintergrundtechnik
Aufgrund der wachsenden Unzufriedenheit von Kunden wegen der Diskrepanz zwischen der zertifizierten und der tatsächlichen Kraftstoffeffizienz wird seit kurzem der tatsächlichen Kraftstoffeffizienz eines Fahrzeugs erhöhte Bedeutung zugemessen. Deshalb werden in der Fahrzeugindustrie Technologien zum Maximieren der tatsächlichen Kraftstoffeffizienz auf Basis der tatsächlichen Fahrbedingungen des Fahrers, wie aktueller Verkehrsstaus und Straßenverhältnisse, anstelle solcher, die nur auf dem Fahrzeugsystem in einer idealen Umgebung basieren, intensiver geprüft und weiterentwickelt.
Beispielsweise werden eine Technologie zum Suchen von und Leiten auf einem wirtschaftlich günstigen Fahrtweg durch die Anwendung der Informationstechnologie (IT) und Verkehrsinformationen, eine Technologie zum Leiten des effektiven kraftstoffeffizienten Fahrens durch Speichern von Informationen bezüglich Straßengefällen und früheren Fahrmustern, eine Technologie zum Steuern des Ladens/Entladens gemäß dem Ladezustand (State-of-Charge (SOC)) einer Batterie durch Schätzen und Bestimmen des Straßengefälles sowie mittels Verkehrsinformationen und eine Technologie zur selektiven Steuerung des Fahrmodus, so dass der Kraftstoffverbrauch auf Basis der Weg- und Verkehrsinformationen zu einem Ziel durch die Verwendung MAP (mobile application Part; Mobilanwenderteil)-Informationsdatenbanken minimiert werden kann, geprüft und weiterentwickelt. Allerdings stellt keines dieser Systeme oder Verfahren ein Mittel bereit, das den Kundenanspruch nach höchster Genauigkeit in dieser Hinsicht hinreichend erfüllt.
Die obigen Ausführungen dieses Hintergrund-Abschnitts dienen nur dem besseren Verständnis des Hintergrunds der Erfindung und können deshalb Informationen enthalten, die nicht Bestandteil des hierzulande dem Durchschnittsfachmann bereits bekannten Standes der Technik bilden.
ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
Die vorliegende Erfindung stellt ein Gerät und ein Verfahren zum Steuern des Fahrbetriebs eines Elektrofahrzeug unter Freilaufbedingungen bereit, die die Strecke, die das Elektrofahrzeug mit einer einzigen Aufladung fahren kann, maximieren, indem ein erreichbarer Fahrbereich im Freilauf mittels verschiedenartiger Verkehrsinformationen (z. B. Verkehrsaufkommen, Verkehrsfluss etc.), Straßeninformationen (z. B. Gefälle/Steigung der Straße, Kurvigkeit der Straße, Kreuzungen mit Stopp-Schildern oder Ampeln etc.) innerhalb einer MAP-Informationsdatenbank, der Ort des Fahrzeugs, der über ein weltweites Navigationssystem (global positioning system (GPS)) erhalten wird, und Informationen, die über einen Fahrzeug-Abstandssensor während der tatsächlichen Fahrt erhalten werden, identifiziert wird, und indem ein Elektromotor und ein regeneratives Bremssystem durch eine Steuerung (VCU) Fahrbereich im Freilauf gesteuert werden, um maximale Effizienz zu erzielen.
Bei einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Gerät zum Steuern des Fahrbetriebs eines Elektrofahrzeugs unter Freilaufbedingungen bereit, das enthält: einen Fahrzeug-Geschwindigkeitsdetektor, der zum Erfassen der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs konfiguriert ist, wenn ein oder mehrere Signale von einem Gaspedal-Positionssensor (accelaration position sensor (APS)) und einem Bremspedal-Positionssensor (brake pedal position sensor (BPS)) auf null (0) liegen; einen Freilauf-Reichweiten-Operator, der zum Bestimmen konfiguriert ist, ob ein Freilaufmodus möglich ist oder nicht, indem der aktuelle Ort des Fahrzeugs, die Straßenverhältnisse und die Ortsinformationen in der vorgesehenen Fahrtrichtung sowie Informationen über den Abstand zwischen Fahrzeugen empfangen werden, wenn die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder höher ist als eine bestimmte Geschwindigkeit; und eine Steuerung, die zum Ein- und Ausschalten eines Elektromotors konfiguriert ist, um die Antriebskraft und regeneratives Bremsen als Reaktion auf die Bestimmung, dass der Freilaufmodus möglich ist, bereitzustellen, wenn der Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug gleich oder größer ist als ein vorgegebener Abstand, der auf einer vom Freilauf-Reichweiten-Operator ausgeführten Berechnung basiert.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann das Gerät ferner enthalten: einen GPS-Empfänger, der zum Bereitstellen des aktuellen Ortes des Fahrzeugs an den Freilauf-Reichweiten-Operator konfiguriert ist; eine MAP-Informationsdatenbank, die entweder in einem Remote-Server, der mit dem Operator kommuniziert, oder auf einer internen Festplatte oder einem Speicher im Fahrzeug gespeichert ist, wobei die MAP-Informationsdatenbank Informationen bezüglich der Straßenbedingungen und Ortsinformationen einschließlich Straßengefälle, Kurven der Straße und Kreuzungsinformationen in der vorgesehen Fahrtrichtung des Fahrzeugs bereitstellt; und einen Fahrzeug-Abstandssensor, der den Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug misst und bereitstellt.
Bei einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Steuern des Fahrbetriebs eines Elektrofahrzeus unter Freilaufbedingungen bereit, das enthält: Bestimmen durch den Freilauf-Reichweiten-Operator, ob der Freilaufmodus möglich ist oder nicht, indem der aktuelle Ort des Fahrzeugs, die Straßenverhältnisse und Ortsinformationen in der vorgesehenen Fahrtrichtung des Fahrzeugs und Informationen bezüglich des Abstands zwischen den Fahrzeugen vom GPS-System empfangen werden, wenn die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder höher ist als eine bestimmte Geschwindigkeit; Bestimmen durch den Operator, dass der Freilaufmodus möglich ist, wenn der Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug gleich oder größer ist als ein bestimmten Abstand; und Abschalten durch die Steuerung in Kommunikation mit dem Operator eines Elektromotors, der die Antriebskraft und das regenerative Bremsen bereitstellt, um den Freilaufmodus auszuführen.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann das Verfahren ferner das Ausführen des regenerativen Bremsens durch den Elektromotor enthalten, indem der Elektromotor erneut eingeschaltet wird, wenn die Beschleunigung des Fahrzeugs im Freilaufmodus gleich oder größer null (0) ist.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann das Verfahren ferner die Aufhebung des Freilaufmodus enthalten, wenn der Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug im Freilaufmodus gleich oder kleiner ist als der bestimmte Abstand.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die obigen und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbeispiele, die in den beiliegenden Zeichnungen nur beispielhaft dargestellt sind, nachstehend ausführlich beschrieben und schränken somit die vorliegende Erfindung nicht ein; es zeigen:
1 ein Flussdiagramm eines Geräts und eines Verfahrens zur Fahrsteuerung eines Elektrofahrzeugs unter Freilaufbedingungen gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; und
2 eine Ansicht beispielhafter Umgebungsbedingungen, die gegeben sein sollten, damit der Operator den Freilaufmodus des Fahrzeugs starten kann.
Die in den Zeichnungen angegebenen Bezugszeichen beziehen sich auf folgende Elemente, die nachstehend erläutert werden:
Bezugszeichenliste

10: Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor
12: Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
20: Freilauf-Reichweiten-Operator
22: GPS-Empfänger
24: MAP-Informationsdatenbank
26: Fahrzeugabstandssensor
30: Fahrzeugsteuerung
32: Elektromotor

Es versteht sich, dass die beigefügten Zeichnungen nicht unbedingt maßstäblich sind, da sie eine etwas vereinfachte Darstellung der verschiedenen bevorzugten Merkmale zeigen, die für die Grundlagen der Erfindung beispielhaft sind. Die hierin offenbarten spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung die z. B. bestimmte Abmessungen, Ausrichtungen, Orte und Formen umfassen, werden zum Teil durch die besondere vorgesehene Anwendung und die Umgebungsbedingungen am Einsatzort bestimmt.
In den Figuren kennzeichnen identische Bezugszeichen gleiche oder äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung in den verschiedenen Figuren der Zeichnung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich erläutert, von denen Beispiele in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind und nachstehend beschrieben werden. Obwohl die Erfindung in Zusammenhang mit Ausführungsbeispielen beschrieben wird, versteht es sich, dass die vorliegende Beschreibung die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränken soll. Die Erfindung soll im Gegenteil nicht nur die Ausführungsbeispiele, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen abdecken, die von Geist und Gültigkeitsbereich der Erfindung, die in den beigefügten Ansprüchen definiert sind, erfasst werden.
Die hierin verwendete Terminologie hat den Zweck, nur bestimmte Ausführungsformen zu beschreiben und soll die Erfindung nicht einschränken. Wie hierin verwendet sollen die Singularformen ”einer, eine, eines” und ”der, die, das” auch die Pluralformen umfassen, sofern der Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes angibt. Außerdem versteht es sich, dass der Begriff ”aufweist” und/oder ”aufweisend” bei Verwendung in dieser Beschreibung das Vorhandensein angegebener Merkmale, ganzzahliger Größen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Bauteile angibt, aber nicht das Vorhandensein oder das Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, ganzzahliger Größen, Schritte, Operationen, Elemente, Bauteile und/oder Gruppen derselben ausschließt. Wie hierin verwendet enthält die Formulierung ”und/oder” sämtliche Kombinationen einer oder mehrerer der aufgeführten Positionen.
Es versteht sich, dass der Begriff ”Fahrzeug” oder ”fahrzeugtechnisch” oder andere ähnliche hierin verwendete Begriffe allgemein Kraftfahrzeuge betreffen, wie Personenkraftwagen, einschließlich Komfort-Geländewagen (sports utility vehicles; SUV), Busse, Lastkraftwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wassermotorfahrzeuge einschließlich verschiedene Boote und Schiffe, Luftfahrzeuge und dgl. und auch Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge (an der Steckdose aufladbar), Fahrzeuge mit Wasserstoffantrieb und andere Fahrzeuge für alternative Kraftstoffe (z. B. Kraftstoffe, die aus anderen Ressourcen als Erdöl gewonnen werden) umfasst. Wie hierin verwendet ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug mit zwei oder mehr Antriebsquellen, z. B. Fahrzeuge sowohl mit Benzin- als auch Elektroantrieb.
Obwohl die nachstehenden Ausführungsbeispiele so beschrieben werden, dass sie eine Mehrzahl Einheiten zum Ausführen der obigen Prozesse verwenden, versteht es sich, dass die obigen Prozesse auch von einer einzigen Steuerung oder Einheit ausgeführt werden können. Außerdem versteht es sich, dass der Begriff Prozessor ein Hardware-Gerät betrifft, das einen Speicher und einen Prozessor enthält. Der Speicher ist zum Speichern der Module und der Prozessor speziell zum Ausführen der Module konfiguriert, um den einen oder die mehreren nachstehend beschriebenen Prozesse auszuführen.
Ferner kann die Steuerlogik der vorliegenden Erfindung als nicht flüchtiges computerlesbares Medium auf einem computerlesbaren Medium mit ausführbaren Programmanweisungen, die vom Prozessor, der Steuerung und dgl. ausgeführt werden, verwirklicht sein. Beispiele für computerlesbare Medien sind u. a. ROMs, RAMs, Compact Disc(CD)-ROMS, Magnetbänder, Disketten, USB-Sticks, Smart Cards und optische Datenspeichergeräte. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann auch in netzgekoppelten Computersystemen verteilt sein, so dass das computerlesbare Medium auf verteilte Weise gespeichert und ausgeführt wird, z. B. von einem Telematik-Server oder einem Controller Area Network (CAN).
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben.
Wie in 1 dargestellt kann ein Gerät zum Steuern des Fahrbetriebs eines Elektrofahrzeugs unter Freilaufbedingungen gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung einen Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 10, der zum Erfassen der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf Basis eines von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 12 empfangenen Signals konfiguriert ist, und einen Freilauf-Reichweiten-Operator 20 enthalten, der bestimmt, ob der Freilaufmodus möglich ist oder nicht, wenn die Signale von einem Gaspedal-Positionssensor (APS) 13 und einem Bremspedal-Positionssensor (BPS) 14 beide null (0) sind.
Um den Freilauf-Reichweiten-Operator 20 mit Informationen bezüglich der Straßen- und Verkehrsverhältnisse zu versorgen, kann der Freilauf-Reichweiten-Operator 20 einen Empfänger 22 eines weltweiten Navigationssystems (Global Positioning System (GPS)) enthalten, der den aktuellen Ort eines Fahrzeugs bereitstellt, eine MAP-Informationsdatenbank 24 (z. B. in einem Remote-Server oder einem internen Speicher oder auf einer im Fahrzeug befindlichen Festplatte gespeichert), die Straßen- und Ortsinformationen wie Straßengefälle, Kurvigkeit der Straße und Kreuzungsinformationen in der vorgesehenen Fahrtrichtung des Fahrzeugs bereitstellt, und einen Fahrzeugabstandssensor 26, der zum Erfassen und Bereitstellen des Abstands zwischen dem Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug konfiguriert ist. Der Operator 24 kann als Steuerung ausgeführt sein, die einen Prozessor und einen Speicher enthält, die zur Ausführung einer spezifischen Logik dienen, die zur Ausführung der nachstehenden Operationen des Operators konfiguriert ist. Obwohl dieser Operator als getrennte Steuerung beschrieben wird, kann der Operator 20 auch in der Steuerung 30 integriert sein, ohne von den Aspekten der vorliegenden Erfindung insgesamt abzuweichen.
Wenn die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder höher ist als eine bestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit, kann also der Freilauf-Reichweiten-Operator 20 bestimmen, ob der Freilaufmodus möglich ist oder nicht, indem der aktuelle Ort des Fahrzeugs vom GPS-Empfänger 22, die Straßenverhältnisse und Ortsinformationen in der vorgesehenen Fahrtrichtung von der MAP-Informationsdatenbank 24, vorzugsweise einer 3D-MAP-Informationsdatenbank 24 mit dreidimensionalen MAP-Informationen, und Informationen bezüglich des Fahrzeugabstands vom Fahrzeugabstandssensor 26 empfangen werden.
Wenn der Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug gleich oder größer ist als ein bestimmter Abstand (Schwellenwert), kann aufgrund des Berechnungsergebnisses des Freilauf-Reichweiten-Operator 20 bestimmt werden, dass der Freilaufmodus möglich ist. Der Freilauf-Reichweiten-Operator 20 kann dann einen Steuerbefehl an eine Fahrzeugsteuerung 30 zum Steuern des Elektromotors 32 absetzen, die einen Elektromotor 32 abschaltet, der die Antriebskraft und das regenerative Bremsen bereitstellt. Da also die Fahrzeugsteuerung 30 den Elektromotor 32 abschaltet, um gleichzeitig den Antrieb und das regenerative Bremsen auszuführen, kann sich das Fahrzeug im Freilaufmodus nur mittels Trägheit bewegen, und gleichzeitig kann der Batterieverbrauch reduziert werden, weil der Elektromotor 32 nun abgeschaltet ist.
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Steuern des Antriebs eines Elektrofahrzeugs unter Freilaufbedingungen gemäß des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben.
Während des tatsächlichen Fahrens können ein Gaspedal-Positionssensor (APS) 13 und ein Bremspedal-Positionssensor (BPS) 14 erkennen, ob der Fahrer das Gas- oder das Bremspedal betätigt. Wenn die Signale sowohl vom Gaspedal-Positionssensor (APS) 13 als auch vom Bremspedal-Positionssensor (BPS) 14 null (0) sind, kann der Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 10 die tatsächliche Geschwindigkeit des Fahrzeugs bestimmen.
Genauer gesagt, wenn der Fahrer weder das Gas- noch das Bremspedal betätigt, werden die Signale sowohl vom Gaspedal-Positionssensor (APS) 13 als auch vom Bremspedal-Positionssensor (BPS) 14 null (0). In diesem Fall kann der Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 10 bestimmen, ob die vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 12 erfasste aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder höher ist als eine bestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit (z. B. eine Geschwindigkeit auf Basis der Fahrzeugmasse, um die richtige Geschwindigkeit zu bestimmen, die eine hinreichende kinetische Energie für den Freilauf des Fahrzeugs sicherstellt).
Wenn die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder höher ist als die bestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit, kann der Freilauf-Reichweiten-Operator 20 bestimmen, ob der Freilaufmodus möglich ist oder nicht, indem der aktuelle Ort des Fahrzeugs, die Straßenverhältnisse in der vorgesehenen Fahrtrichtung und der Fahrzeugabstand usw. empfangen werden.
Genauer gesagt, wenn die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder höher ist als die bestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit, kann der Freilauf-Reichweiten-Operator 20 bestimmen, ob der Freilaufmodus möglich ist oder nicht, indem der aktuelle Ort des Fahrzeug vom GPS-Empfänger 22, die Straßenbedingungen einschließlich Straßengefälle, Kurven der Straßen und Kreuzungsinformationen sowie Ortsinformationen in Vorwärtsrichtung von der MAP-Informationsdatenbank 24, vorzugsweise von der 3D-MAP-Informationsdatenbank 24 mit dreidimensionalen MAP-Informationen, und der Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug (falls vorhanden) vom Fahrzeugabstandssensor 26 empfangen werden.
Wenn der Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug (falls vorhanden) gleich oder größer ist als ein vorgegebener Abstand (wird nachstehend beschrieben), kann aus dem Berechnungsergebnis des Freilauf-Reichweiten-Operators 20 bestimmt werden, dass Fahren im Freilauf möglich ist, und ein Befehlssignal zur Ausführung des Freilaufmodus kann an die Fahrzeugsteuerung 30 gesendet werden.
Dieser bestimmte Abstand betrifft den Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug und wird auf Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit, des Straßengefälles bzw. der Steigung usw. bestimmt. Der Abstand zwischen den Fahrzeugen kann ein Abstand X sein (z. B. in Metern (m)/Y (z. B. in Kilometern pro Stunde (km/h)). Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit z. B. Y km/h ist, sollte der Abstand des Fahrzeugs vom vorausfahrenden Fahrzeug mindestens c × m betragen. Der Wert 'c' ist eine Konstante, die von Fahrzeug zu Fahrzeug verschieden ist. Auf einer ansteigenden Straße wird je nach Steigung ein Wert kleiner als c × m angewendet, während bei einer Gefällestraße je nach Gefälle ein Wert größer als c × m angewendet wird.
Da die Fahrzeugsteuerung 30 den Elektromotor 32 abschaltet, um gleichzeitig Fahren und regeneratives Bremsen auszuführen, kann das Fahrzeug durch die Schwerkraft/kinetische Energie im Freilaufmodus fahren, und gleichzeitig der Batterieverbrauch gesenkt werden, da der Elektromotor 32 abgeschaltet ist und keine Energie verbraucht.
Die Fahrzeugsteuerung 30 kann einen Befehl 'regeneratives Bremsen AUS' an den Elektromotor 32 senden, so dass der Elektromotor 32 das erforderliche regenerative Bremsen nicht ausführt. In diesem Fall kann die Fahrzeugsteuerung 30 die Beschleunigung des Fahrzeugs auf Basis des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 12 berechnen. Wenn die Beschleunigung größer als null ist (z. B. bei einer Abwärtsfahrt), kann der Elektromotor 32 erneut eingeschaltet werden, so dass der Elektromotor 32 regeneratives Bremsen ausführt. Das Fahrzeug kann also so gesteuert werden, dass es unter Fahrbedingungen wie eine Abwärtsfahrt nicht unerwartet beschleunigt. Wenn das Fahrzeug im Freilaufmodus fährt und der vom Fahrzeugsabstandssensor 26 erfasste Abstand zwischen den Fahrzeugen kürzer wird als der vorgegebene Abstand, kann die Fahrzeugsteuerung 30 den Freilaufmodus entsprechend aufheben.
Im Folgenden wird ein Beispiel für die Fahrsteuerung unter Freilaufbedingungen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben. Wenn wie in 2 dargestellt eine Kreuzung (bei 1 dargestellt) vorhanden ist, ein anderes Fahrzeug langsam fährt (wie bei 2 dargestellt), oder die Straßenbedingungen eine Abwärtsfahrt des Fahrzeugs bewirken (3), kann der Fahrer das Gaspedal freigeben, ohne gleichzeitig das Bremspedal zu betätigen. Wenn in diesem Fall Werte von APS = 0 und BPS = 0 vom Gaspedal-Positionssensor (APS) 13 und vom Bremspedal-Positionssensor (BPS) 14 erfasst werden und die vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 12 gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder höher ist als eine bestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit, kann der Freilauf-Reichweiten-Operator 20 von einem GPS den aktuellen Ort des Fahrzeugs (Ort (a)) und Informationen bezüglich des Gefälles, der Kurvigkeit der Straße und Kreuzungsortsinformationen in der vorgesehenen Fahrtrichtung relativ zum aktuellen Ort empfangen.
Wenn dann auf Basis des Berechnungsergebnisses des Freilauf-Reichweiten-Operators 20 der Abstand zwischen dem Fahrzeug (in (a)) und einem vorausfahrenden Fahrzeug, der vom Fahrzeugabstandssensor 26 gemeldet wird, gleich oder größer ist als der zuvor gespeicherte vorgegebene Abstand, kann der Freilauf-Reichweiten-Operator 20 bestimmen, ob das Fahrzeug unter Bedingungen betrieben wird, die den Freilaufmodus ermöglichen oder nicht und ein Befehlssignal an die Fahrzeugsteuerung 30 senden, um diese zu informieren, dass der Freilaufmodus möglich ist.
Die obigen Berechnungsergebnisse dienen nicht zur Berechnung des erreichbaren Fahrbereichs im Freilauf, sondern zur Bestimmung, ob der Freilaufmodus möglich ist oder nicht, indem Informationen über den aktuellen Ort des Fahrzeugs, die Straßenverhältnisse in der vorgesehenen Fahrtrichtung, Fahrzeuggeschwindigkeits-Beschränkungen, Gefälle/Steigung der Straße, Kurvigkeit der Straße usw. empfangen werden. In dem Fall, in dem sich z. B. eine Kreuzung innerhalb von 100 m vom Fahrzeug entfernt befindet und das Fahrzeug wegen einer roten Ampel gemäß den Ortsinformationen von der MAP-Informationsdatenbank 24, vorzugsweise von der 3D-MAP-Informationsdatenbank 24 mit dreidimensionalen MAP-Informationen, anhalten muss, wird dies als Zone bestimmt, in der Fahren im Freilauf nicht möglich ist, obwohl der Abstand zwischen den Fahrzeugen innerhalb eines Fahrbereichs im Freilauf liegt.
Wenn der Freilaufmodus von der Fahrzeugsteuerung 30a in einem erreichbaren Fahrbereich im Freilauf eingeschaltet wird, kann die Beschleunigung auf Basis des vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 12 empfangenen Geschwindigkeitswertes berechnet werden. Wenn die Beschleunigung in diesem Fall gleich oder geringer als null ist, kann die Fahrzeugsteuerung 30 zulassen, dass das Fahrzeug über die kinetische Energie des Fahrzeugs ohne regeneratives Bremsen oder eine erzeugte Antriebskraft durch Abschalten des Elektromotors 32 angetrieben wird. Wenn dagegen entweder die Beschleunigung größer als null ist oder der Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug vom Fahrzeugabstandssensor 26 als gleich oder kleiner als der vorgegebene Abstand (Ort (b)) gemessen wird, kann der Elektromotor 32 erneut eingeschaltet werden, um das regenerative Bremsen automatisch auszuführen.
Gemäß des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung können die Kraftstoffeffizienz und Reichweite (Distance to Empty (DTE)) eines Elektrofahrzeugs auf vorteilhafte Weise verbessert werden, indem die kinetische Energie (Moment) des Fahrzeugs weitestgehend genutzt und der Energieverbrauch der Batterie durch leistungsfreies Fahren ohne unnötiges regeneratives Bremsen minimiert wird, wenn der Fahrer das Gas-/Bremspedal nicht zu betätigen braucht. Da außerdem das Kraftübertragungssystem eines Elektrofahrzeugs ohne Eingriff seitens des Fahrers mittels verschiedenartiger IT-Informationen (z. B. Gefälle/Steigung der Straße, Kurvigkeit der Straße und Verkehrsfluss), GPS-Informationen und Informationen über den Abstand zwischen den Fahrzeugen, können der Fahrkomfort und die Stabilität des Betriebs eines Elektrofahrzeugs insgesamt erhöht werden.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen ausführlich beschrieben worden. Der Fachmann wird jedoch erkennen, dass Änderungen dieser Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne von den Prinzipien und dem Geist der Erfindung abzuweichen, deren Gültigkeitsbereich in den angefügten Ansprüchen und ihren Äquivalenten definiert ist.

Claims

Gerät zur Fahrsteuerung eines Fahrzeugs unter Freilaufbedingungen, mit: einem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor, der zum Erfassen der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit konfiguriert ist, wenn Signale sowohl von einem Gaspedal-Positionssensor (APS) als auch einem Bremspedal-Positionssensor (BPS) gleich null (0) sind; einem Freilauf-Reichweiten-Operator, der auf Basis des empfangenen aktuellen Ortes des Fahrzeugs, der Straßenverhältnisse und Ortsinformationen in der vorgesehenen Fahrtrichtung und Informationen bezüglich des Abstands zwischen den Fahrzeugen, wenn die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder höher ist als eine bestimmte Geschwindigkeit, zum Bestimmen konfiguriert ist, ob der Freilaufmodus möglich ist oder nicht; und einer Steuerung, die zum Ein- und Ausschalten eines Elektromotors konfiguriert ist, um die Antriebskraft und regeneratives Bremsen als Reaktion auf die Bestimmung, dass der Freilaufmodus möglich ist, bereitzustellen, wenn der Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug gleich oder größer ist als ein vorgegebener Abstand.
Gerät nach Anspruch 1, ferner aufweisend: einen GPS-(global positioning system; weltweites Navigationssystem)Empfänger, der zum Bereitstellen des aktuellen Ortes des Fahrzeug an den Freilauf-Reichweiten-Operator konfiguriert ist; eine MAP-Informationsdatenbank, die zum Bereitstellen von Informationen bezüglich der Straßenbedingungen und Ortsinformationen, von Informationen einschließlich des Gefälles/der Steigung der Straße, der Kurvigkeit der Straße und Kreuzungen in der vorgesehenen Fahrtrichtung des Fahrzeugs konfiguriert ist; und einen Fahrzeugabstandssensor, der zum Erfassen und Bereitstellen des Abstands zwischen dem Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug konfiguriert ist.
Verfahren zur Fahrsteuerung eines Fahrzeugs unter Freilaufbedingungen, aufweisend: Bestimmen durch eine Steuerung, ob der Freilaufmodus des Fahrzeugs möglich ist oder nicht, auf Basis des empfangenen aktuellen Ortes des Fahrzeugs, der Straßenbedingungen und der Ortsinformationen in der vorgesehene Fahrtrichtung des Fahrzeugs und von Informationen bezüglich des Abstands zwischen den Fahrzeugen, wenn die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder höher ist als eine bestimmte Geschwindigkeit; Bestimmen durch die Steuerung, dass der Freilaufmodus möglich ist, wenn der Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug gleich oder größer ist als ein vorgegebener Abstand; und Abschalten des Elektromotors, der die Antriebskraft und regeneratives Bremsen bereitstellt, durch die Steuerung, um den Freilaufmodus auszuführen.
Verfahren nach Anspruch 3, ferner die Reaktivierung des regenerativen Bremsens durch den Elektromotor durch erneutes Einschalten des Elektromotors durch die Steuerung aufweisend, wenn die Beschleunigung des Fahrzeugs im Freilaufmodus gleich oder höher ist als null (0).
Verfahren nach Anspruch 3, ferner die Aufhebung des Freilaufmodus durch die Steuerung aufweisend, wenn der Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug gleich oder kleiner ist als der vorgegebene Abstand, während sich das Fahrzeug im Freilaufmodus befindet.
Nicht flüchtiges computerlesbares Medium mit Programmanweisungen, die von einer Steuerung mit einem Prozessor und einem Speicher ausgeführt werden, wobei das computerlesbare Medium aufweist: Programmanweisungen, die bestimmen, ob der Freilaufmodus des Fahrzeug möglich ist oder nicht, auf Basis des empfangenen aktuelle Ortes des Fahrzeugs, der Straßenverhältnisse und Ortsinformationen in der vorgesehenen Fahrtrichtung und Informationen bezüglich des Abstands zwischen den Fahrzeugen, wenn die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder höher ist als eine bestimmte Geschwindigkeit; Programmanweisungen, die bestimmen, dass der Freilaufmodus möglich ist, wenn der Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug gleich oder größer ist als ein vorgegebener Abstand; und Programmanweisungen, die einen Elektromotor, der die Antriebskraft und regeneratives Bremsen bereitstellt, abschalten, um den Freilaufmodus auszuführen.
Nicht flüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 6, mit Programmanweisungen, die das regenerative Bremsen durch den Elektromotor reaktivieren, indem der Elektromotor durch die Steuerung erneut eingeschaltet wird, wenn die Beschleunigung des Fahrzeugs im Freilaufmodus gleich oder höher null (0) ist.
Nicht flüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 6, ferner mit Programmanweisungen, die Freilaufmodus aufheben, wenn der Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug gleich oder kleiner ist als ein vorgegebener Abstand, während sich das Fahrzeug im Freilaufmodus befindet.