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Diese Erfindung bezieht sich auf elektrisch betreibbare Fahrzeuge und insbesondere, aber nicht ausschließlich, auf ein Fahrzeugsystem und Verfahren, das Benutzersteuerung eines Batteriemodusbetriebs während jeder Etappe einer vorgeplanten Fahrstrecke bereitstellt.
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Hybrid-Elektrofahrzeuge (HEVs, Hybrid Electric Vehicles), Plug-in Hybrid-Elektrofahrzeuge (PHEVs), batterieelektrische Fahrzeuge (BEVs), Brennstoffzellenfahrzeuge und andere bekannte elektrisch betreibbare Fahrzeuge unterscheiden sich von konventionellen Kraftfahrzeugen darin, dass sie mit einer oder mehreren Elektromaschinen (d. h. Elektromotoren und/oder Generatoren) angetrieben werden, anstatt mit oder zusätzlich zu einer Verbrennungskraftmaschine. Starkstrom wird typischerweise von einer oder mehreren Batterien zugeführt, die elektrische Leistung zum Speisen der Elektromaschine(n) speichern.
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In den letzten Jahren haben sich elektrisch betreibbare Fahrzeuge aufgrund ihres Potentials für reduzierte Emissionen und verbesserte Kraftstoffeffizienz steigender Beliebtheit erfreut. Mit ansteigender Beliebtheit wurden auch immer konkretere Benutzervorzüge angegeben und Anforderungen gestellt. Beispielsweise haben viele Kunden mit elektrisch betreibbaren Fahrzeugen den Wunsch nach größerer Kontrolle darüber geäußert, wann das Fahrzeug in einem Nurelektrikmodus (d.h. nur durch die Antriebskraft einer elektrischen Maschine angetrieben) und einem Batteriesparmodus (d.h. mithilfe einer herkömmlichen Verbrennungskraftmaschine angetrieben) läuft. Es kann für einen Kunden wünschenswert sein, zu bestimmen, wann das elektrisch betreibbare Fahrzeug während des Betriebs zwischen Batteriemodi übergeht.
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Ein Verfahren gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst unter anderem Vorausplanung einer Fahrstrecke eines Fahrzeugs auf einer Computereinrichtung, die sich separat vom Fahrzeug befindet, umfassend Auswählen eines Batteriemodus zum Betreiben des Fahrzeugs während jeder Etappe der Fahrstrecke und Anzeigen eines Batterieladezustands für jede Etappe der Fahrstrecke.
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Das Fahrzeug wird auf der Basis von Fahrstreckeninformationen gesteuert, die mit der vorausgeplanten Fahrstrecke verbunden sind.
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Bei einer weiteren nichteinschränkenden Ausführungsform des oben erwähnten Verfahrens umfasst der Schritt der Vorausplanung Zugreifen auf eine Softwareanwendung oder eine Webseite auf der Computereinrichtung.
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Bei einer weiteren nichteinschränkenden Ausführungsform eines der beiden oben erwähnten Verfahren umfasst der Schritt Auswählen des Batteriemodus Auswählen eines Nurelektrik-EV-Modus für eine erste Etappe der Fahrstrecke, Auswählen eines Batteriespar-BS-Modus für eine zweite Etappe der Fahrstrecke und Auswählen eines Batteriewechselmodus für eine dritte Etappe der Fahrstrecke.
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Bei einer weiteren nichteinschränkenden Ausführungsform eines der oben erwähnten Verfahren umfasst der Schritt Anzeigen des Batterieladezustands Erzeugen eines Graphen, der den Batterieladezustand gegenüber der Distanz aufzeigt.
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Bei einer weiteren nichteinschränkenden Ausführungsform eines der oben erwähnten Verfahren umfasst der Schritt Anzeigen des Batterieladezustands Anzeigen eines Balkens, der über jeder Etappe der Fahrstrecke liegt, wobei der Balken den Batterieladezustand numerisch angibt.
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Bei einer weiteren nichteinschränkenden Ausführungsform eines der oben erwähnten Verfahren umfasst der Schritt der Vorausplanung der Fahrstrecke Anzeigen einer Karte und Auswählen eines Startpunkts und eines Zielorts auf der Karte zum Erzeugen der vorausgeplanten Fahrstrecke.
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Bei einer weiteren nichteinschränkenden Ausführungsform eines der oben erwähnten Verfahren umfasst das Verfahren Eingeben eines anfänglichen Batterieladezustands und Kraftstoffpegels des Fahrzeugs vor dem Schritt Auswählen des Batteriemodus.
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Bei einer weiteren nichteinschränkenden Ausführungsform eines der oben erwähnten Verfahren umfasst das Verfahren den Schritt automatisches Erzeugen einer Rückfahrstrecke auf der Basis der vorausgeplanten Fahrstrecke, die während des Schritts der Vorausplanung erzeugt wurde.
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Bei einer weiteren nichteinschränkenden Ausführungsform eines der oben erwähnten Verfahren umfasst das Verfahren den Schritt Einstellen des Batteriemodus, der zu jeder Etappe der Fahrstrecke gehört, in Reaktion auf den Schritt Anzeigen des Batterieladezustands, der ungenügende Ladung zur Vollendung der Fahrstrecke angibt.
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Bei einer weiteren nichteinschränkenden Ausführungsform eines der oben erwähnten Verfahren handelt es sich bei dem Fahrzeug um ein autonom angetriebenes elektrisch betreibbares Fahrzeug.
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Ein Verfahren gemäß einem weiteren beispielhaften Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst unter anderem Vorausplanung einer Fahrstrecke eines Fahrzeugs, Auswählen von Batteriemodusübergangspunkten entlang jeder Etappe der Fahrstrecke, automatisches Erzeugen einer Rückfahrstrecke des Fahrzeugs nach den Schritten Vorausplanung und Auswählen, und Steuern des Fahrzeugs während der Fahrstrecke und der Rückfahrstrecke auf der Basis von Fahrstreckeninformationen, die die Batteriemodusübergangspunkte umfassen.
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Bei einer weiteren nichteinschränkenden Ausführungsform des oben erwähnten Verfahrens umfasst das Verfahren Eingeben eines anfänglichen Batterieladezustands und Kraftstoffpegels des Fahrzeugs vor dem Schritt Auswählen.
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Bei einer weiteren nichteinschränkenden Ausführungsform eines der beiden oben erwähnten Verfahren umfasst der Schritt Auswählen Wählen zwischen einem Nurelektrik-EV-Modus, einem Batteriespar-BS-Modus und einem benutzerdefinierten Modus für jede Etappe der Fahrstrecke.
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Bei einer weiteren nichteinschränkenden Ausführungsform eines der oben erwähnten Verfahren umfasst das Verfahren den Schritt Anzeigen eines Batterieladezustands für jede Etappe der Fahrstrecke und der Rückfahrstrecke.
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Bei einer weiteren nichteinschränkenden Ausführungsform eines der oben erwähnten Verfahren umfasst das Verfahren den Schritt Herunterladen der Fahrstreckeninformationen auf das Fahrzeug vor dem Schritt Steuern.
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Ein Fahrzeugsystem gemäß einem weiteren beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst unter anderem eine Computereinrichtung, die sich separat von einem Fahrzeug befindet und ausgelegt ist, Batteriemodusübergangspunkte auszuwählen und einen Batterieladezustand für jede Etappe einer Fahrstrecke anzuzeigen. An Bord des Fahrzeugs befindet sich ein Fahrzeugkommunikationssystem, das ausgelegt ist, von der Computereinrichtung Fahrstreckeninformationen herunterzuladen, die die Batteriemodusübergangspunkte umfassen. Ein Fahrzeug-Controller ist ausgelegt, das Fahrzeug auf der Basis der Fahrstreckeninformationen zu betreiben.
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Bei einer weiteren nichteinschränkenden Ausführungsform des oben erwähnten Systems handelt es sich bei der Computereinrichtung um eine Smart-Einrichtung oder einen Personal-Computer.
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Bei einer weiteren nichteinschränkenden Ausführungsform eines der beiden oben erwähnten Systeme umfasst das Fahrzeugkommunikationssystem einen Sendeempfänger zur Kommunikation mit der Computereinrichtung.
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Bei einer weiteren nichteinschränkenden Ausführungsform eines der oben erwähnten Systeme steht ein Navigationssystem mit dem Fahrzeugkommunikationssystem in Kommunikation.
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Bei einer weiteren nichteinschränkenden Ausführungsform eines der oben erwähnten Systeme ist das Fahrzeugsystem Teil eines autonom angetriebenen elektrisch betreibbaren Fahrzeugs.
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Die Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen in den vorangehenden Absätzen, den Ansprüchen oder der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen, einschließlich beliebiger ihrer verschiedenen Aspekte oder entsprechender einzelner Merkmale, können unabhängig oder in einer beliebigen Kombination aufgenommen werden.
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Merkmale, die in Verbindung mit einer Ausführungsform beschrieben werden, sind auf alle Ausführungsformen anwendbar, es sei denn, derartige Merkmale sind nicht kompatibel.
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Die verschiedenen Merkmale und Vorteile dieser Offenbarung werden sich für Fachleute aus der folgenden ausführlichen Beschreibung ergeben. Die Zeichnungen, die zur ausführlichen Beschreibung gehören, können kurz wie folgt beschrieben werden.
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1 zeigt schematisch einen Antriebsstrang eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs.
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2 zeigt eine hochschematische Darstellung eines zu einem elektrisch betreibbaren Fahrzeug gehörenden Fahrzeugsystems.
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3, 4, 5, 6, 7, 8 und 9 zeigen schematisch ein Verfahren zum Betreiben eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs mittels des Fahrzeugsystems von 2.
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Fahrzeugsystem und Verfahren für Fahrstreckenplanung von zu Hause und Steuerung eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs auf der Basis der vorausgeplanten Fahrstrecke. Das vorgeschlagene System und Verfahren ist ausgelegt, es einem Kunden zu gestatten, einen Batteriemodus des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs während jeder Etappe einer vorausgeplanten Fahrstrecke zu planen, zu analysieren, auszuwählen und zu steuern. Dem Fahrer kann für jede Etappe der Fahrstrecke eine Anzeige eines Batterieladezustands angezeigt werden. Diese Anzeige kann daraufhin verwendet werden, zu bestimmen, ob ausreichend Batterieleistung zur Verfügung steht, um die ausgewählten Batteriemodi entlang der Fahrstrecke zu verwenden, oder ob der Batteriemodus oder die Fahrstrecke selbst geändert werden muss. Diese und andere Merkmale werden vorliegend ausführlicher erörtert.
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1 veranschaulicht schematisch einen Antriebsstrang 10 für ein elektrisch betreibbares Fahrzeug 12, wie zum Beispiel einem HEV. Obwohl für ein HEV aufgezeigt, sollte verstanden werden, dass die hier beschriebenen Konzepte nicht auf HEVs beschränkt sind und sich auf andere elektrisch betreibbare Fahrzeuge erstrecken könnten, einschließlich, aber nicht darauf beschränkt, auf PHEVs, BEVs und Brennstoffzellenfahrzeuge. Das elektrisch betreibbare Fahrzeug 12 kann von einem Benutzer betrieben werden oder könnte ein autonom angetriebenes elektrisch betreibbares Fahrzeug sein.
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Bei einer Ausführungsform ist der Antriebsstrang 10 ein Powersplit-System, das Folgendes einsetzt: ein erstes Antriebssystem, das eine Kombination aus einer Kraftmaschine 14 und einem Generator 16 (d. h. eine erste Elektromaschine) umfasst, und ein zweites Antriebssystem, das wenigstens einen Motor 36 (d. h. eine zweite Elektromaschine), den Generator 16 und eine Batterie 50 umfasst. Zum Beispiel können der Motor 36, der Generator 16 und die Batterie 50 ein Elektroantriebssystem 25 des Antriebsstrangs 10 bilden. Das erste und zweite Antriebssystem erzeugen Drehmoment, um einen oder mehrere Sätze von Fahrzeugantriebsrädern 30 des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 12 anzutreiben, wie unten ausführlicher erörtert wird.
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Die Kraftmaschine 14, wie zum Beispiel eine Verbrennungskraftmaschine, und der Generator 16 können durch ein Verteilergetriebe 18 verbunden sein. Bei einer nichteinschränkenden Ausführungsform ist das Verteilergetriebe 18 ein Planetengetriebesatz. Selbstverständlich können andere Arten von Verteilergetrieben, einschließlich anderer Zahnradsätze und Getriebe, verwendet werden, um die Kraftmaschine 14 mit dem Generator 16 zu verbinden. Das Verteilergetriebe 18 kann einen Zahnkranz 20, ein Sonnenrad 22 und eine Trägerbaugruppe 24 umfassen. Der Generator 16 wird vom Verteilergetriebe 18 angetrieben, wenn er als ein Generator fungiert, um kinetische Energie in elektrische Energie umzuwandeln. Der Generator 16 kann alternativ als ein Motor funktionieren, um elektrische Energie in kinetische Energie umzuwandeln, wodurch er Drehmoment an eine Welle 26 abgibt, die mit der Trägerbaugruppe 24 des Verteilergetriebes 18 verbunden ist. Weil der Generator 16 betriebsfähig mit der Kraftmaschine 14 verbunden ist, kann die Drehzahl der Kraftmaschine 14 vom Generator 16 gesteuert werden.
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Der Zahnkranz 20 des Verteilergetriebes 18 kann mit einer Welle 28 verbunden sein, die mit den Fahrzeugantriebsrädern 30 durch ein zweites Verteilergetriebe 32 verbunden ist. Das zweite Verteilergetriebe 32 kann einen Zahnradsatz umfassen, der mehrere Zahnräder 34A, 34B, 34C, 34D, 34E und 34F aufweist. Andere Verteilergetriebe können ebenfalls geeignet sein. Die Zahnräder 34A–34F übertragen Drehmoment von der Kraftmaschine 14 zu einem Differentialgetriebe 38, um Traktion für die Fahrzeugantriebsräder 30 bereitzustellen. Das Differentialgetriebe 38 kann mehrere Zahnräder umfassen, die die Übertragung von Drehmoment an die Fahrzeugantriebsräder 30 ermöglichen. Das zweite Verteilergetriebe 32 ist durch das Differentialgetriebe 38 mechanisch mit einer Achse 40 gekoppelt, um Drehmoment an die Fahrzeugantriebsräder 30 zu verteilen.
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Der Motor 36 kann auch eingesetzt werden, um die Fahrzeugantriebsräder 30 durch Drehmomentabgabe an eine Welle 46 anzutreiben, die ebenfalls mit dem zweiten Verteilergetriebe 32 verbunden ist. Bei einer Ausführungsform sind der Motor 36 und der Generator 16 Teil eines Bremsenergierückgewinnungssystems, in dem sowohl der Motor 36 als auch der Generator 16 als Motoren eingesetzt werden können, um Drehmoment abzugeben. Zum Beispiel können sowohl der Motor 36 als auch der Generator 16 elektrische Leistung an einen Hochspannungsbus 48 und an die Batterie 50 abgeben. Die Batterie 50 kann eine Hochspannungsbatterie sein, die in der Lage ist, elektrische Leistung zum Betreiben des Motors 36 und des Generators 16 abzugeben. Andere Arten von Energiespeichereinrichtungen und/oder Energieabgabeeinrichtungen können zur Verwendung im elektrisch betreibbaren Fahrzeug 12 ebenfalls eingebaut werden.
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Der Motor 36, der Generator 16, das Verteilergetriebe 18 und das Verteilergetriebe 32 können im Allgemeinen als eine Transaxle 42 oder Getriebe des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 12 bezeichnet werden. Wenn demzufolge ein Fahrer eine spezielle Schaltstellung auswählt, wird die Transaxle 42 geeignet gesteuert, um das entsprechende Getriebe zum Voranbringen des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 12 bereitzustellen, indem den Fahrzeugantriebsrädern 30 Traktion bereitgestellt wird.
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Der Antriebsstrang 10 kann zusätzlich ein Steuerungssystem 44 umfassen, um verschiedene Aspekte des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 12 zu überwachen und/oder zu steuern. Zum Beispiel kann das Steuerungssystem 44 mit dem Elektroantriebssystem 25, den Verteilergetrieben 18 bzw. 32 oder anderen Komponenten kommunizieren, um das elektrisch betreibbare Fahrzeug 12 zu überwachen und/oder zu steuern. Das Steuerungssystem 44 enthält Elektronik und/oder Software, um die notwendigen Steuerfunktionen zum Betreiben des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 12 auszuführen. Bei einer Ausführungsform ist das Steuerungssystem 44 eine Kombination aus Fahrzeugsystemsteuerung und Antriebsstrangsteuerungsmodul (VSC/PCM, Vehicle System Controller/Powertrain Control Module). Obwohl es als eine einzelne Hardware-Einrichtung gezeigt wird, kann das Steuerungssystem 44 mehrere Steuerungen in Form von mehreren Hardware-Einrichtungen oder mehreren Software-Steuerungen innerhalb eines oder mehrerer Hardware-Einrichtungen umfassen.
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Ein Controller Area Network (CAN) 52 gestattet es dem Steuerungssystem 44, mit der Transaxle 42 zu kommunizieren. Zum Beispiel kann das Steuerungssystem 44 Signale von der Transaxle 42 empfangen, die angeben, ob ein Übergang zwischen Schaltstellungen auftritt. Das Steuerungssystem 44 kann ebenfalls mit einem Batteriesteuerungsmodul der Batterie 50 oder anderen Steuerungseinrichtungen kommunizieren.
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Zusätzlich enthält das Elektroantriebssystem 25 möglicherweise eine oder mehrere Controller 54, wie zum Beispiel eine Wechselrichtersystemsteuerung (ISC, Inverter System Controller). Der Controller 54 ist dazu ausgelegt, spezifische Komponenten innerhalb der Transaxle 42 zu steuern, wie zum Beispiel den Generator 16 und/oder den Motor 36, wie zum Beispiel zur Unterstützung von bidirektionalem Leistungsfluss. Bei einer Ausführungsform ist der Controller 54 eine Wechselrichtersystemsteuerung, die mit einem einstellbaren Spannungswandler kombiniert ist (ISC/VVC, Inverter System Controller/Variable Voltage Converter). 2 zeigt ein hochschematisches Blockdiagramm eines Fahrzeugsystems 60, das zur Programmierung und/oder Steuerung eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs, wie dem elektrisch betreibbaren Fahrzeug 12 von 1, verwendet werden kann. Das Fahrzeugsystem 60 umfasst ein Fahrzeugkommunikationssystem 64, das Informationen an andere/von anderen Komponenten, wie einer Computereinrichtung 62, die von einem Benutzer bedient werden kann (d.h. dem Besitzer/Bediener des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs), senden/empfangen kann. Bei einer Ausführungsform befindet sich die Computereinrichtung 62 separat vom elektrisch betreibbaren Fahrzeug 12, und das Fahrzeugkommunikationssystem 64 ist Teil des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 12 oder befindet sich an Bord.
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Die Computereinrichtung 62 kann in Form eines Personal-Computers, eines Tablets, eines Smartphones oder einer beliebigen anderen tragbaren Computereinrichtung vorliegen. Die Computereinrichtung 62 kann mit einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) 66 ausgerüstet sein, die eine in den Programmspeicher 70 geladene Softwareanwendung (APP) 68 ausführen kann. Eine Datenbank 72 speichert Benutzerdaten lokal auf der Computereinrichtung 62. Der Benutzer kann unter Benutzung der APP 68 oder durch Zugriff auf eine Webseite oder eine Reihe von Webseiten mittels eines Webbrowsers Informationen an der Computereinrichtung 62 eingeben. Die Computereinrichtung 62 kann zusätzlich eine Anzeige 69 zur Anzeige von Informationen für den Benutzer umfassen.
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Die an der Computereinrichtung 62 eingegebenen Benutzerdaten können über die Cloud 74 (d.h. das Internet) an einen Server 76 übertragen werden. Diese Daten können von der Computereinrichtung 62 über ein verdrahtetes, drahtloses oder ein zelluläres Netz kommuniziert werden. Der Server 76 identifiziert, sammelt und speichert die Benutzerdaten von der Computereinrichtung 62 für spätere Validierungszwecke. Bei einer authorisierten Anfrage können die Daten daraufhin über einen Zellmast 78 oder eine andere bekannte Kommunikationstechnik an das Fahrzeugkommunikationssystem 64 übertragen werden.
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Bei einer weiteren Ausführungsform könnten die an der Computereinrichtung 62 eingegebenen Daten auf das elektrisch betreibbare Fahrzeug 12 mittels einer Speichereinrichtung, wie zum Beispiel einem USB-Massenspeicher (USB-Flash-Drive), heruntergeladen werden. Es versteht sich, dass die Benutzerdaten auf beliebige Weise auf das elektrisch betreibbare Fahrzeug 12 heruntergeladen werden können.
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Wie im Folgenden ausführlicher beschrieben wird, können die an das Fahrzeugkommunikationssystem 64 übertragenen Daten zur Steuerung des Betriebs des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 12 auf eine gewisse Weise verwendet werden. Bei einer nichteinschränkenden Ausführungsform kann ein Benutzer die Computereinrichtung 62 zur Vorausplanung einer Fahrstrecke des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 12 verwenden. Wie im Folgenden ausführlicher erörtert wird, kann der Benutzer eine Fahrstrecke auswählen und einen Batteriemodus zum Betreiben des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 12 während jeder Etappe der ausgewählten Fahrstrecke auswählen. Beispielsweise kann das elektrisch betreibbare Fahrzeug 12 durch einen Übergang zwischen spezifischen Batteriemodi (zum Beispiel Nurelektrik-EV-Modus oder Batteriespar-BS-Modus) während jeder Etappe der vorausgeplanten Fahrstrecke betrieben werden, wie vom Benutzer an der Computereinrichtung 62 definiert.
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Bei einer Ausführungsform umfasst das Fahrzeugkommunikationssystem 64 das von THE FORD MOTOR COMPANY hergestellte SYNC-System. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf dieses beispielhafte System beschränkt. Das Fahrzeugkommunikationssystem 64 kann einen Sendeempfänger 80 für bidirektionale Kommunikation mit dem Zellmast 78 oder einer anderen Einrichtung umfassen. Zum Beispiel kann der Sendeempfänger 80 über den Zellmast 78 Daten vom Server 76 empfangen oder Daten zurück zum Server 76 kommunizieren. Obwohl dies in der vorliegenden hochschematischen Ausführungsform nicht unbedingt gezeigt oder beschrieben ist, könnte das Fahrzeugkommunikationssystem 64 zahlreiche andere Komponenten innerhalb des Umfangsbereichs der vorliegenden Offenbarung umfassen.
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Die vom Sendeempfänger 80 empfangenen (ursprünglich an der Computereinrichtung 62 eingegebenen) Daten können an einem Fahrzeug-Controller 82 kommuniziert werden. Bei einer Ausführungsform ist der Fahrzeug-Controller 82 mit der notwendigen Hardware und Software zur Steuerung verschiedener Systeme des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 12 programmiert. Beispielsweise können Informationen, die die vorausgeplante Fahrstrecke betreffen, die vom Benutzer auf der Computereinrichtung 62 vorbereitet wurde, an ein Navigationssystem 84 kommuniziert und von ihm angezeigt werden. Das Navigationssystem 84 könnte eine Schnittstelle 86 umfassen, die sich innerhalb des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 12 befindet, zur Anzeige der vorausgeplanten Fahrstrecke und anderer Informationen. Ein Benutzer kann mit der Schnittstelle 86 über einen Berührungsbildschirm, Knöpfe, hörbare Sprache, Sprachsynthese usw. interagieren.
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Die vom Fahrzeug-Controller 82 empfangenen Daten können zusätzlich zur Steuerung eines Motorsteuermoduls (ECM) 88, eines Getriebesteuermoduls (TCM) 90 und/oder eines Batterieenergiesteuerungsmoduls (BECM) 92 der Batterie 50 (s. 1) verwendet werden. Bei einer nichteinschränkenden Ausführungsform werden in Kombination mit dem Navigationssystem 84 die vom Fahrzeug-Controller 82 empfangenen Benutzerdaten zur Steuerung eines Batteriemodus der Batterie 50 während des Betriebs des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 12 für jede Etappe der vorausgeplanten Fahrstrecke verwendet. Zum Beispiel würden die Benutzerdaten dem Fahrzeug-Controller 82 angeben, welche Etappen der vorausgeplanten Fahrstrecke im Nurelektrik-EV-Modus laufen sollten und welche Etappen der vorausgeplanten Fahrstrecke im Batteriespar-BS-Modus (Motor-an) laufen sollten. Das ECM 88, TCM 90 und/oder das BECM 92 sind während der Fahrstrecke als Reaktion auf ein Signal von dem Navigationssystem 84, das angibt, dass das elektrisch betreibbare Fahrzeug 12 einen Ort auf der Fahrstrecke erreicht hat, an dem ein Batteriemodusübergang stattfinden soll, eines solchen Betriebs befähigt.
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Bei einer weiteren nichteinschränkenden Ausführungsform kann der Fahrzeug-Controller 82 ein autonomes Fahrzeug auf der Basis eines vom Benutzer nach der oben beschriebenen Weise ausgewählten Batteriemodus steuern. Zum Beispiel kann der Benutzer auswählen, wann das autonome Fahrzeug entlang einer geplanten Fahrstrecke zur Verbesserung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit, zum leisen Fahren und zur Eliminierung unerwarteter Überreaktionen des autonomen Fahrzeugs (zum Beispiel Hindern des autonomen Hybridfahrzeugs daran, die Kraftmaschine unerwartet zu starten, wenn es sich nur eine kurze Distanz von zu Hause befindet) im EV-Modus laufen soll und wann es im BS-Modus laufen soll.
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3–9 zeigen schematisch ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs mittels des Fahrzeugsystems 60, wie oben in 2 beschrieben. Es versteht sich, dass das beispielhafte Verfahren weniger Schritte als die oder zusätzliche Schritte zu den unten aufgezählten umfassen könnte. Zusätzlich ist das erfinderische Verfahren der vorliegenden Offenbarung nicht auf die genaue Reihenfolge und/oder Sequenz, die in den vorliegend behandelten Ausführungsformen beschrieben wird, beschränkt.
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Mit Bezug auf 3 kann ein Benutzer (d.h. Besitzer/Bediener des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 12) auf eine Karte 94 zugreifen, die mittels einer APP, einer Webseite usw. auf der Computereinrichtung 62 angezeigt wird. Dies geschieht in der Regel an einem Ort, der sich separat vom elektrisch betreibbaren Fahrzeug 12 befindet, und vor dessen Betrieb. Bei einer nichteinschränkenden Ausführungsform kann der Benutzer zu Hause, vor dem Betrieb des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 12, auf die Karte 94 zugreifen. Auf die Karte 94 kann jedoch von einem beliebigen Ort zugegriffen werden, an dem die Computereinrichtung 62 auf die APP, die Webseite usw. zugreifen kann.
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Der Benutzer kann auf der Karte 94 einen Startpunkt P und einen Zielort D auswählen. Der Startpunkt P und der Zielort D werden dazu verwendet, eine vorausgeplante Fahrstrecke 96 zu erstellen, über die der Benutzer das elektrisch betreibbare Fahrzeug 12 betreiben möchte. Dem Benutzer können zahlreiche Möglichkeiten zur Auswahl der Fahrstrecke 96 bereitgestellt werden, darunter unter anderem die schnellste Fahrstrecke, kürzeste Fahrstrecke, Fahrstrecke mit der besten Kraftstoffwirtschaftlichkeit und/oder eine Verlaufsfahrstrecke. Bei einer nichteinschränkenden Ausführungsform basiert die Verlaufsfahrstrecke auf vom Benutzer zuvor geplanten/abgefahrenen Fahrstrecken. Derartige Verlaufsfahrstrecken können auf der Computereinrichtung 62, der APP, der Webseite usw. gespeichert werden. Die zuvor erwähnten Fahrstrecken sind lediglich als nichteinschränkende Beispiele bereitgestellt. Nachdem eine Fahrstreckenoption ausgewählt wurde, wird die Fahrstrecke 96 automatisch auf der Karte 94 angezeigt.
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Als nächstes kann der Benutzer, wie in 4 gezeigt, einen geschätzten Ladezustand (SOC – State Of Charge) der Batterie 50 sowie einen geschätzten Kraftstoffpegel des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 12 eingeben. Der SOC und der Kraftstoffpegel können in Datenfeldern 98 eingetragen werden, die sich nahe der Karte 94 auf der Anzeige 69 der Computereinrichtung 62 befinden. Bei einer nichteinschränkenden Ausführungsform sind die Datenfelder 98 Dropdown-Auswahlmenüs, in denen der Benutzer einen geschätzten SOC und Kraftstoffpegel, wie zum Beispiel 100 %, 75 %, 50 % oder 25 % oder beliebige andere Werte, auswählen kann. Bei einer weiteren Ausführungsform kann der Benutzer den SOC und die Kraftstoffpegel von Hand in die Datenfelder 98 eingeben. Andere Arten von Datenfeldern können dem Benutzer ebenso dargestellt werden. Der SOC und der Kraftstoffpegel können standardmäßig 100 % oder voll anzeigen, falls vom Benutzer nichts speziell eingetragen wird.
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Nach der Eingabe des SOCs und der Kraftstoffpegel kann der Benutzer einen Batteriemodus zum Betreiben des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 12 während jeder Etappe S1 bis Sn der Fahrstrecke 96 auswählen. Dies ist in 5 gezeigt. Die Etappen S1 bis Sn entsprechen den verschiedenen Fahrstrecken, Straßen oder Schnellstraßen, die während der Fahrstrecke 96 abgefahren werden. Bei einer nichteinschränkenden Ausführungsform kann der Benutzer entweder einen Nurelektrik-EV-Modus (durch gestrichelte Linien angegeben) oder einen Batteriespar-BS-Modus (durch durchgezogene Linien angegeben) zum Betreiben des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 12 während jeder Etappe S1 bis Sn auswählen.
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Auch können innerhalb des Umfangsbereichs der vorliegenden Offenbarung andere Modi verwendet werden. Beispielsweise könnte der Benutzer zusätzlich die Wahl erhalten, einen Batterielademodus auszuwählen, bei dem die Batterie zur Maximierung der Distanz, die für den EV-Modusbetrieb zur Verfügung steht, geladen wird. Somit könnte der Benutzer eine gewünschte Reichweite erreichen, selbst wenn er/sie vergessen hat, das elektrisch betreibbare Fahrzeug 12 voll aufzuladen.
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Die Batteriemodusauswahl kann auf verschiedene Weise ausgeführt werden, darunter unter anderem Rechtsklicken (oder, falls die Anzeige 69 der Computereinrichtung 62 eine Berührungsbildschirmanzeige ist, Berühren) eines Teils der Fahrstrecke 96 zur Auswahl entweder von EV oder BS. Ein Auswahlfeld 100 kann angezeigt werden, um es dem Benutzer zu gestatten, die Übergangspunkte zwischen Batteriemodi an einer beliebigen Etappe S1 bis Sn der Fahrstrecke 96 auszuwählen. Andere Optionen können dem Benutzer ebenso dargestellt werden (durch „CUSTOM“ im Auswahlfeld 100 angegeben), darunter unter anderem „immer EV, wenn Geschwindigkeitsbegrenzung unter 25 Meilen/h“, „immer BS auf Schnellstraßen“ und/oder „zum Standardbatteriebetrieb zurückkehren“. Eine weitere mögliche Option für den Benutzer ist, „nur BS, wenn EV leer“ auszuwählen. In Hinsicht auf diese nichteinschränkenden Beispiele hat der Benutzer völlige Kontrolle darüber, wann und wo die Übergangspunkte zwischen EV und BS auf der Fahrstrecke 96 stattfinden.
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Die resultierende Auswirkung auf den SOC während jeder Etappe S1 bis Sn kann dem Benutzer auf der Computereinrichtung 62 nach Auswahl der Batteriemodusübergangspunkte auf verschiedene Arten dargestellt werden. Bei einer ersten Ausführungsform, die in 6 dargestellt ist, wird der SOC-Pegel in einem Graph 102 nahe der Karte 94 dargestellt, der den SOC (als Prozentzahl %) gegenüber Distanz (in Meilen) anzeigt. Jede Etappe S1 bis Sn kann auch auf der horizontalen Achse gezeigt werden, um dem Benutzer die mit jeder Etappe S1 bis Sn verbundenen Distanzen anzuzeigen. Zum Beispiel geht bei der vorliegenden Ausführungsform die erste Etappe S1 bei ungefähr der zweiten Meile der Fahrstrecke 96 in die zweite Etappe S2 über.
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Durch Anzeige der SOC-Informationen auf diese Art kann der Benutzer bestimmen, ob seine gewünschten Batteriemodi in der zuvor ausgewählten Weise entlang der Fahrstrecke 96 machbar oder praktisch sind. Zum Beispiel kann der Graph 102 vom Benutzer studiert werden, um zu bestimmen, ob zur Verwendung der ausgewählten Batteriemodi entlang der Fahrstrecke 96 ausreichend Batterieleistung zur Verfügung steht, oder ob der Batteriemodus oder die Fahrstrecke 96 selbst geändert werden muss. Der Benutzer kann dann die Batteriemodusübergangspunkte, die mit jeder Etappe S1 bis Sn der Fahrstrecke 96 verbunden sind, auf die oben mit Bezug auf 5 erwähnte Weise ändern.
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Eine zweite Ausführungsform zur Anzeige des SOCs während jeder Etappe S1 bis Sn ist in 7 dargestellt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der SOC als ein Balken 104 dargestellt, der über jeden Übergangspunkt TP zwischen den Etappen S1 bis Sn der Fahrstrecke 96 liegt. Die Höhe und Farbe der Balken 104 können proportional zum erwarteten SOC an diesem speziellen Punkt der Fahrstrecke 96 liegen. Auf diese Weise ist der Balken 104, der mit der ersten Etappe S1 verbunden ist, größer und erscheint in anderer Farbe (zum Beispiel in Grün) als der mit dem Übergangspunkt TP zwischen der sechsten Etappe S6 und der letzten Etappe Sn verbundene Balken 104, der wesentlich kleiner und (beispielsweise) in Rot angezeigt werden könnte, um dem Benutzer einen geringeren SOC anzugeben. Zusätzlich könnte der Benutzer einen beliebigen Punkt einer beliebigen Etappe S1 bis Sn anklicken, um einen Balken 104 zu erzeugen, der den SOC angibt.
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Zusätzliche nichteinschränkende Ausführungsformen der Art, nach der dem Benutzer der SOC dargestellt werden kann, umfasst Darstellung einer numerischen Anzeige des SOCs entlang der Fahrstrecke 96, Darstellung einer relativ dickeren Linie für höhere SOCs und einer relativ dünneren Linie für niedrigere SOCs oder Darstellung verschiedenfarbiger Linien zur Angabe hoher bzw. niedriger SOCs.
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Mit Bezug auf 8 kann automatisch eine Rückfahrstreckenkarte 106 erzeugt und unter oder anderweitig neben der Karte 94 angezeigt werden, nachdem die Fahrstrecke 96 auf die oben ausgeführte Weise geplant wurde. Die Informationen zum vorhergesagten SOC und Kraftstoffpegel von der Fahrstrecke 96 können zur Planung einer Rückfahrstrecke 108 verwendet werden. Alternativ kann der Benutzer verschiedene Startpunkte und Zielpunkte spezifizieren, um die Rückfahrstrecke 108 zu planen. Die Rückfahrstrecke 108 kann Fälle mit oder ohne Batterieladung an dem ursprünglichen Zielort D der Fahrstrecke 96 einbeziehen. Obwohl dies in 8 nicht gezeigt ist, kann eine Anzeige des SOCs während der Rückfahrstrecke 108 auch dem Benutzer dargestellt werden.
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Schließlich können, wie in 9 gezeigt, an der Computereinrichtung 62 eingegebene Fahrstreckeninformationen 110 auf das elektrisch betreibbare Fahrzeug 12 heruntergeladen werden. Die Fahrstreckeninformationen können auf eine ähnliche Art wie die in 2 beschriebene auf das elektrisch betreibbare Fahrzeug 12 heruntergeladen werden. Zum Beispiel empfängt das Fahrzeugkommunikationssystem 64 die Fahrstreckeninformationen 110, darunter Batteriemodusübergangspunkte, und kommuniziert diese Informationen an das Navigationssystem 84. Das Navigationssystem 84 kommuniziert mit der ECM 88, dem TCM 90 und/oder dem BECM 92 über den Fahrzeug-Controller 82, wenn sich das elektrisch betreibbare Fahrzeug 12 am Ort befindet, der in der vorausgeplanten Fahrstrecke spezifiziert wurde, um einen Batteriemodusübergang zu befehlen. Mit anderen Worten wird, wie schematisch bei 112 gezeigt, der Betrieb des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 12 auf der Basis der Fahrstreckeninformationen 110 entlang der vorausgeplanten Fahrstrecke und gemäß den ausgewählten Batteriemodi durch das beispielhafte Fahrzeugsystem 60 gesteuert.
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Das elektrisch betreibbare Fahrzeug 12 kann auf Wunsch während des Betriebs entlang der Fahrstrecke 96 verfolgt werden. Beispielsweise kann das Fahrzeugsystem 60 verfolgen, wohin sich das elektrisch betreibbare Fahrzeug 12 begibt, sowie SOC- und Kraftstoffpegelinformationen ausfindig machen. Diese Informationen können über die Cloud 74 hochgeladen werden und auf sie kann vom Benutzer auf der Computereinrichtung 62 zur Verwendung bei der Planung folgender Fahrstrecken zugegriffen werden.
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Obwohl die unterschiedlichen nicht einschränkenden Ausführungsformen so veranschaulicht werden, dass sie spezifische Komponenten oder Schritte aufweisen, sind die Ausführungsformen dieser Offenbarung nicht auf diese besonderen Kombinationen beschränkt. Es ist möglich, einige der Komponenten oder Merkmale aus einer der nichteinschränkenden Ausführungsformen in Kombination mit Merkmalen oder Komponenten aus einer der anderen nichteinschränkenden Ausführungsformen zu verwenden.
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Es versteht sich, dass in den verschiedenen Zeichnungen gleiche Bezugsziffern durchweg entsprechende oder ähnliche Elemente kennzeichnen. Obwohl eine besondere Komponentenanordnung offenbart und in diesen Ausführungsbeispielen veranschaulicht wird, versteht es sich, dass auch andere Anordnungen von den Lehren dieser Offenbarung profitieren könnten.
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Die vorgenannte Beschreibung soll als veranschaulichend und nicht als in irgendeinem einschränkenden Sinne interpretiert werden. Ein Durchschnittsfachmann wird verstehen, dass gewisse Modifikationen in den Schutzbereich dieser Offenbarung gelangen könnten. Aus diesem Grund sollten die folgenden Ansprüche studiert werden, um den wahren Schutzbereich und Gehalt dieser Offenbarung zu bestimmen.
