DE102015102163B4

DE102015102163B4 - Batteriespannungs-Steuerung und Verfahren zur Steuerung einer Batteriespannung

Info

Publication number: DE102015102163B4
Application number: DE102015102163.3A
Authority: DE
Inventors: Tomohiro Morita
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2014-02-18
Filing date: 2015-02-16
Publication date: 2021-01-28
Anticipated expiration: 2035-02-17
Also published as: DE102015102163A1; US20150231977A1; US9783069B2; CN104842993B; CN104842993A

Abstract

Batteriespannungs-Steuerung, die Folgendes aufweist:- ein Hochsetzmodul (1600), das die Spannung einer Batterie (1500) aufwärts wandelt und dann die Spannung an einen Antriebsmotor (1800) anlegt;- ein Hochsetzsteuerungsmodul (1400), das die Aufwärts-Umrichtung mittels des Hochsetzmoduls (1600) auf der Basis eines Fahrmodus oder eines Fahrzustands eines Fahrzeugs steuert,- ein Überwachungsmodul (1200) für das Gebiet außerhalb des Fahrzeugs, das das Gebiet außerhalb eines Fahrzeugs überwacht, um eine Umgebungsinformation des Gebiets außerhalb des Fahrzeugs zu beziehen; und- ein Fahrzustands-Vorhersagemodul (1400), das den Fahrzustand inklusive Starten oder Stoppen eines Fahrzeugs auf der Basis der Umgebungsinformationen des Gebiets außerhalb des Fahrzeugs vorhersagt, wobei das Hochsetzsteuerungsmodul (1400) die Aufwärts-Umrichtung durch das Hochsetzmodul (1600) auf der Basis des vorhergesagten Fahrzustands steuert.

Description

Hintergrund
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batteriespannungs-Steuerung und ein Batteriespannungs-Steuerungsverfahren.
Stand der Technik
Die japanische ungeprüfte Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP H08 - 308 025 A beschreibt Folgendes: Wenn während der Beschleunigung eines Fahrzeugs ein Wechselrichter-Gleichstrom niedriger als oder gleich einem vorgeschriebenen Entladungsstrom ist, dann wird ein Umrichter so angesteuert, dass er abschaltet, und wenn der Wechselrichter-Gleichstrom den definierten Entladungsstrom überschreitet, dann wird der Umrichter so angesteuert, dass er eine Spannung aufwärts umrichtet, so dass ein zweiter elektrischer Kondensator die überschreitende Menge des Stroms liefert.
Ferner offenbart die JP H08 - 308 025 A Folgendes: Wenn der Wechselrichter-Gleichstrom während des Verlangsamens niedriger als der oder gleich dem vorgeschriebenen Entladungsstrom ist, dann wird der Umrichter so angesteuert, dass er abschaltet, und wenn er den vorgeschriebenen Entladungsstrom überschreitet, dann wird der Umrichter so angesteuert, dass er die Spannung abwärts umrichtet, so dass die überschüssige Menge des Stroms zum zweiten elektrischen Kondensator fließt.
Fahrzeuge, die Elektromotoren verwenden, wie z. B. elektrische Automobile, Hybridautomobile und Brennstoffzellen-Automobile, haben außerdem in jüngster Zeit die Aufmerksamkeit als umweltfreundliche Automobile erlangt. Bei einem solchen Fahrzeug wird angenommen, dass ein Gleichstrom von einer Stromversorgung mittels eines Aufwärts-Umrichters aufwärts umgerichtet (hochgesetzt) wird, und dass die hochgesetzte Spannung in eine Wechselspannung umgewandelt wird, um einen Motor anzutreiben. Beispielsweise beschreibt das Japanische Patent JP 4 802 849 B2 , dass die Hochsetzspannung verändert wird, und zwar gemäß dem Zustand eines Eco-Schalters, der eingeschaltet oder ausgeschaltet ist.
Außerdem beschreibt die japanische ungeprüfte Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP 2009-292 383 A die Ausführung einer Hochsetzsteuerung eines Hybridautomobils oder dergleichen, wobei die Spannung, die dem Elektromotor zugeführt werden soll, im Voraus hochgesetzt wird, und zwar in Vorbereitung einer Anforderung für einen Anstieg der Antriebskraft. Außerdem beschreibt die JP 2009-292 383 A , dass bestimmt wird, ob oder ob nicht ein betreffendes Fahrzeug an einem vorausfahrenden Fahrzeug vorbeifahren wird, und zwar auf der Basis von Informationen von einem Blinker-Sensor.
Bei der Hochsetzsteuerung mittels eines Aufwärts-Umrichters tritt jedoch, nachdem mit der Aufwärts-Umrichtung begonnen worden ist, eine Verzögerung auf, bis die Spannung eine Hochsetz-Sollspannung erreicht. Bei der Technologie, die in der JP H08 - 308 025 A beschrieben ist, wird der Umrichter so gesteuert, dass er die Spannung hochsetzt, wenn der Wechselrichter-Gleichstrom den vorgeschriebenen Entladungsstrom überschreitet. Folglich ergeben sich dahingehende Probleme, dass es infolge einer solchen Ansprechverzögerung des Umrichters nicht möglich ist, augenblicklich die maximale Leistung zu erzielen, so dass ein Gefühl von verzögerter Beschleunigung auftritt und dass sich das Anfangs-Beschleunigungsvermögen verschlechtert.
Wenn der Aufwärts-Umrichter die Hochsetzsteuerung durchführt, nehmen außerdem die Verluste des Aufwärts-Umrichters zu, wenn die Hochsetzspannung höher wird. Bei der Technologie, die in der JP H08 - 308 025 A beschrieben ist, gilt Folgendes: Wenn ein Fahrzeug aus einem Fahrzustand heraus anhält, dann wird der Umrichter so eingestellt, dass er abschaltet, wenn der Wechselrichter-Gleichstrom niedriger als der oder gleich dem vorgeschriebenen Entladungsstrom ist.
Folglich ergeben sich dahingehende Probleme, dass es nicht möglich ist, den Umrichter unmittelbar zu stoppen, und dass sich die Verringerung der Verluste des Aufwärts-Umrichters zu spät einstellt. Wenn eine Hochsetzspannung festgelegt wird, indem eine Marge (ein Spielraum) zur Sollspannung hinzugefügt wird, um die erwähnte Ansprechverzögerung zu berücksichtigen, ergibt sich außerdem ein dahingehendes Problem, dass die Verluste des Aufwärts-Umrichters weiter zunehmen.
Bei der Technologie, die im Japanischen Patent JP 4 802 849 B2 offenbart ist, wird der Zustand des Eco-Schalters, der ein- oder ausgeschaltet ist, während der Aufwärts-Umrichtung berücksichtigt; eine Steuerung gemäß einem Fahrmodus, der der Ausgangskennlinie eines Antriebsmotors entspricht (z. B. einen Sportmodus, einen intelligenten Modus oder dergleichen), wird jedoch überhaupt nicht berücksichtigt.
Aus diesen Gründen wird angenommen, dass Folgendes auftritt: Dahingehende Probleme, dass es nicht möglich ist, eine Hochsetzspannung gemäß einem Fahrmodus optimal zu steuern; eine Zunahme der Verluste, die durch exzessive Aufwärts-Umrichtung verursacht werden; eine Verschlechterung des Beschleunigungsvermögens, die durch unzureichende Aufwärts-Umrichtung verursacht wird und dergleichen.
Wenn der Aufwärts-Umrichter die Hochsetzsteuerung durchführt, nehmen außerdem die Verluste des Aufwärts-Umrichters zu, wenn die Hochsetzspannung höher wird. In der Technologie, die in der JP 2009-292 383 A beschrieben ist, wird die Versorgungsspannung zum Elektromotor im Voraus hochgesetzt, und zwar in Vorbereitung der Anforderung für einen Anstieg der Antriebskraft, wenn jedoch die Aufwärts-Umrichtung der Versorgungsspannung mehr als nötig zunimmt, dann wird ein Anstieg der Verluste problematisch.
Folglich ist es bei der Technologie, die in der JP 2009-292 383 A beschrieben ist, nicht möglich, die Hochsetzsteuerung präzise durchzuführen, und es ist schwierig, die Aufwärts-Umrichtung einer Spannung optimal zu steuern, während die Verluste auf ihr Minimum verringert werden.
Des Weiteren offenbart die US 8 103 406 B2 eine Steuereinheit, die einen oberen Grenzwert für den Hochsetzsteller basierend auf einem Eco-Schalter einstellt, der eingeschaltet bzw. ausgeschaltet werden kann. Des Weiteren beschreibt die US 8 103 406 B2 ein Modul, das den Öffnungsgrad des Gaspedals bestimmt. Wenn der Öffnungsgrad des Gaspedals bei eingeschaltetem Eco-Schalter einem Wert, der gleich oder größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist, entspricht, wird der obere Grenzwert des Wandlers auf den normalen oberen Grenzwert zurückgesetzt.
Ferner offenbart die US 2013 / 0 030 634 A1 eine Steuereinheit Steuersignale für einen Wandler und zwei Umrichter, basierend auf Steuerbefehlswerten, die von einer Steuereinrichtung empfangen werden; und die US 7 911 162 B2 offenbart eine Motorantriebsvorrichtung, die unter anderem einen Aufwärtswandler und eine Steuerung umfasst, die einen Sollwert der Aufwärtsspannung des Wandlers einstellt.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der obigen Probleme konzipiert. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neue und verbesserte Batteriespannungs-Steuerung und ein neues und verbessertes Verfahren zum Steuern einer Batteriespannung anzugeben, welche das Fahrverhalten verbessern können und welche Verluste auf das Minimum verringern können, indem sie die Aufwärts-Umrichtung einer Batterie auf der Basis eines Fahrmodus oder eines Fahrzustands eines Fahrzeugs steuern.
Gemäß der Erfindung wird eine Batteriespannungs-Steuerung gemäß Patentanspruch 1 angegeben, während vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Batteriespanungs-Steuerung in den Unteransprüchen 2 bis 15 angegeben sind. Ferner wird gemäß der Erfindung ein Batteriespannungs-Steuerungsverfahren gemäß Patentanspruch 16 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Batteriespannungs-Steuerungsverfahren sind in den Unteransprüchen 17 und 18 angegeben.
Um die obigen Probleme zu lösen, wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Batteriespannungs-Steuerung angegeben, welche Folgendes aufweist: ein Hochsetzmodul, welches eine Spannung einer Batterie hochsetzt und die Spannung dann einem Antriebsmotor zuführt; ein Hochsetzsteuerungsmodul, das das Hochsetzen mittels des Hochsetzmoduls auf der Basis eines Fahrmodus oder eines Fahrzustands eines Fahrzeugs steuert, ein Überwachungsmodul für das Gebiet außerhalb des Fahrzeugs, welches das Gebiet außerhalb des Fahrzeugs überwacht, um eine Umgebungsinformation von einem Bereich außerhalb des Fahrzeugs zu erhalten; und ein Fahrzustands-Vorhersagemodul, welches den Fahrzustand inklusive Starten oder Stoppen des Fahrzeugs vorhersagt, und zwar auf der Basis der Umgebungsinformation von einem Bereich außerhalb des Fahr-zeugs. Das Hochsetzsteuerungsmodul kann das Hochsetzen mittels des Hochsetz-moduls auf der Basis des vorhersagten Fahrzustands steuern.
Ferner kann das Überwachungsmodul für das Gebiet außerhalb des Fahrzeugs ein Bildanalyse-Verarbeitungsmodul aufweisen, welches Bildinformationen des Gebiets außerhalb des Fahrzeugs erhält und analysiert, die mittels Bildgebung erhalten worden sind, und es kann die Umgebungsinformationen auf der Basis der Bildinformationen erhalten.
Ferner kann das Bildanalyse-Verarbeitungsmodul die Bildinformationen von einer Stereokamera-Anordnung erhalten.
Ferner kann das Fahrzustands-Vorhersagemodul das Starten oder Stoppen des Fahrzeugs auf der Basis der Umgebungsinformationen vorhersagen, die den Lichtsignalzustand einer Verkehrsampel vor dem Fahrzeug angeben.
Ferner kann das Fahrzustands-Vorhersagemodul das Starten oder Stoppen des Fahrzeugs auf der Basis der Umgebungsinformationen vorhersagen, welche den Lichtsignalzustand einer Bremsleuchte eines vor dem Fahrzeug vorausfahrenden Fahrzeugs angeben.
Ferner kann Folgendes vorgesehen sein: ein Fahrmodus-Bezugsmodul, welches einen Fahrzustand erhält, der sich auf die Ausgangskennlinie des Antriebsmotors bezieht; und ein Bezugsmodul für den Öffnungsgrad des Gaspedals, das den Öffnungsgrad des Gaspedals bezieht, und das Hochsetzsteuerungsmodul kann die Hochsetz-Sollspannung der Aufwärts-Umrichtung mittels des Hochsetzmoduls auf der Basis des Fahrmodus und des Öffnungsgrads des Gaspedals steuern.
Ferner kann das Hochsetzsteuerungsmodul die Hochsetz-Sollspannung so einstellen, dass sie höher ist als eine notwendige Hochsetzspannung, die zum Antreiben des Antriebsmotors nötig ist, um eine Soll-Antriebskraft auszugeben, und sie kann eine Marge (einen Spielraum) der Hochsetz-Sollspannung in Bezug auf die notwendige Hochsetzspannung gemäß dem Fahrmodus verändern.
Ferner kann das Hochsetzsteuerungsmodul Folgendes aufweisen: ein Berechnungsmodul für die zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft, welches eine zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft auf der Basis des Fahrmodus und des Öffnungsgrads des Gaspedals berechnet; und ein Berechnungsmodul für die Hochsetz-Sollspannung, dass die Hochsetz-Sollspannung auf der Basis der zukünftigen vom Fahrer angeforderten Antriebskraft berechnet.
Ferner kann das Berechnungsmodul für die zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft eine vom Fahrer angeforderte Antriebskraft berechnen, und zwar auf der Basis einer Kennlinie, mit welcher das Verhältnis zwischen dem Öffnungsgrad des Gaspedals und der benötigten Antriebskraft für jeden der Fahrmodi definiert ist, und es kann die zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft auf der Basis der vom Fahrer angeforderten Antriebskraft berechnen.
Ferner kann das Berechnungsmodul für die zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft einen Begrenzungsvorgang durchführen, welcher auf einem Schwellenwert einer Veränderungsrate der vom Fahrer angeforderten Antriebskraft basiert, und es kann die zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft auf der Basis der vom Fahrer angeforderten Antriebskraft berechnen, welche dem Begrenzungsvorgang unterzogen worden ist.
Ferner kann Folgendes vorgesehen sein: ein Bezugsmodul für die Umgebungsinformationen, welches Umgebungsinformationen vom Gebiet außerhalb des Fahrzeugs bezieht; und ein Fahrzustands-Vorhersagemodul, welches vorhersagt, ob oder ob nicht eine Beschleunigung für das Passieren durch einen Fahrspurwechsel vorgenommen werden wird, und zwar auf der Basis der Umgebungsinformationen, und das Hochsetzsteuerungsmodul kann die Aufwärts-Umrichtung mittels des Hochsetzmoduls auf der Basis einer Spannungsmarge (eines Spannungsspielraums) gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit oder einer vom Fahrer angeforderten Antriebskraft steuern, wenn vorhersagt wird, dass die Beschleunigung zum Passieren durchgeführt wird.
Ferner kann das Hochsetzsteuerungsmodul einen Wert der Spannungsmarge so einstellen, dass er höher wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger wird.
Ferner kann das Hochsetzsteuerungsmodul einen Wert der Spannungsmarge so einstellen, dass er höher wird, wenn die benötigte Antriebskraft kleiner wird.
Ferner kann das Hochsetzsteuerungsmodul die Spannungsmarge auf der Basis eines Spannungsmargen-Kennfelds einstellen, in welchem die Spannungsmarge gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit oder der benötigten Antriebskraft vorgeschrieben ist.
Ferner kann das Spannungsmargen-Kennfeld die Spannungsmarge auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit oder der benötigten Antriebskraft gemäß dem Fahrmodus vorschreiben.
Um die obigen Probleme zu lösen, wird gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Batteriespannungs-Steuerungsverfahren angegeben, welches Folgendes aufweist: Erhalten des Fahrzustands eines Fahrzeugs; Steuern der Aufwärts-Umrichtung einer Batteriespannung mittels eines Aufwärts-Umrichters auf der Basis des Fahrmodus oder des Fahrzustands des Fahrzeugs, Überwachen des Gebiets außerhalb des Fahrzeugs und Erhalten einer Umgebungsinformation des Gebiets außerhalb des Fahrzeugs; und Vorhersagen des Fahrzustands inklusive Starten oder Stoppen des Fahrzeugs auf der Basis von Umgebungsinformationen vom Gebiet außerhalb des Fahrzeugs, und beim Steuern der Aufwärts-Umrichtung kann das Hochsetzen der Batteriespannung auf der Basis des vorhersagten Fahrzustands gesteuert werden.
Ferner kann Folgendes vorgesehen sein: Erhalten eines Fahrzustands, der sich auf die Ausgangskennlinie eines Antriebsmotors bezieht; und Erhalten des Öffnungsgrads eines Gaspedals, und beim Steuern der Aufwärts-Umrichtung kann eine Hochsetz-Sollspannung des Hochsetzen einer Batteriespannung, die an den Antriebsmotor angelegt werden soll, auf der Basis des Fahrmodus und des Öffnungsgrads des Gaspedals gesteuert werden.
Ferner kann Folgendes vorgesehen sein: Erhalten einer Umgebungsinformation des Gebiets außerhalb des Fahrzeugs; Vorhersagen, ob oder ob nicht eine Beschleunigung für das Passieren durch einen Fahrspurwechsel vorgenommen werden wird, und zwar auf der Basis der Umgebungsinformation des Gebiets außerhalb des Fahrzeugs; und Berechnen einer Spannungsmarge (eines Spannungsspielraums) gemäß einer Fahrzeuggeschwindigkeit einer vom Fahrer angeforderten Antriebskraft, wenn die Beschleunigung für das Passieren vorhersagt wird, und in dem Schritt des Steuerns der Aufwärts-Umrichtung kann das Hochsetzen der Batteriespannung mittels eines Aufwärts-Umrichters auf der Basis der berechneten Spannungsmarge gesteuert werden.
Figurenliste
In den Zeichnungen zeigen:

1 ein schematisches Diagramm, das ein System gemäß einer Implementierung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
2 ein Kennliniendiagramm, das einen Zustand zeigt, in welchem sich das Verhältnis zwischen der Anzahl von Umdrehungen und dem Motormoment eines Antriebsmotors gemäß der Aufwärts-Umrichtung eines Aufwärts-Umrichters verändert.
3 ein schematisches Diagramm, das Umwandlungseffizienzen des Aufwärts-Umrichters veranschaulicht;
4 ein Ablaufdiagramm, das einen Prozess der Implementierung veranschaulicht;
5 ein Kennliniendiagramm, das die benötigten Antriebskräfte (Gaspedal-Öffnungsgrade) und eine Ansprechkennlinie des Aufwärts-Umrichters veranschaulicht;
6 ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel zeigt, in welchem ein Wechselrichter eine Hochsetz-Sollspannung zum Ansteigen veranlasst, nachdem ein Fahrer ein Gaspedal niedergedrückt hat, und zwar im Vergleich zu 5;
7 ein schematisches Diagramm, das die Anwendung zweier Motoren auf ein Hybridsystem veranschaulicht;
8 ein schematisches Diagramm, das die spezifische Konfiguration eines Bereichs zeigt, der von einer strichpunktierten Linie in der Konfiguration umgeben ist, die in 7 veranschaulicht ist;
9 ein schematisches Diagramm, das ein System gemäß einer Implementierung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
10A ein Diagramm zum Beschreiben des Verhältnisses zwischen einem Fahrmodus und der Größe einer Spannungsmarge;
10B ein Diagramm zum Beschreiben des Verhältnisses zwischen einem weiteren Fahrmodus und der Größe einer Spannungsmarge;
10C ein Diagramm zum Beschreiben des Verhältnisses zwischen noch einem weiteren Fahrmodus und der Größe einer Spannungsmarge;
11 ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration eines Berechnungsmoduls für die zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft veranschaulicht;
12 ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel eines Antriebskraft-Kennfelds veranschaulicht;
13 ein schematisches Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Berechnungsmoduls für die Hochsetz-Sollspannung veranschaulicht;
14 ein schematisches Diagramm, das eine Kennlinie veranschaulicht, die verwendet wird, wenn das Berechnungsmodul für die Hochsetz-Sollspannung Hochsetz-Sollspannungen eines Aufwärts-Umrichters berechnet;
15 ein schematisches Diagramm, das ein System gemäß einer Implementierung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
16 ein Kennliniendiagramm, das eine benötigte Antriebskraft (einen Gaspedal-Öffnungsgrad) eines Fahrers und eine Ansprechkennlinie eines Aufwärts-Umrichters veranschaulicht;
17 ein Ablaufdiagramm, das einen Prozess der Implementierung veranschaulicht;
18 ein Ablaufdiagramm, das einen Prozess der Steuerung eines Aufwärts-Umrichters veranschaulicht;
19 ein Ablaufdiagramm, das einen Prozess des Berechnens einer Spannungsmarge zeigt, die im Schritt S330 gemäß 18 verwendet wird,
20 ein schematisches Diagramm, das einen Überblick eines Spannungsmargen-Kennfelds veranschaulicht;
21 ein schematisches Diagramm, das das Spannungsmargen-Kennfeld gemäß 20 detaillierter veranschaulicht;
22 ein weiteres schematisches Diagramm, das das Spannungsmargen-Kennfeld gemäß 20 detaillierter veranschaulicht;
23 ein schematisches Diagramm, das die Steuerung veranschaulicht, die durchgeführt wird, wenn eine Hochsetzsteuerung zur Zeit eines Fahrspurwechsels nicht gemäß der Implementierung durchgeführt wird, zu Vergleichszwecken;
24 ein schematisches Diagramm, das die Hochsetzsteuerung veranschaulicht, die für einen Fahrspurwechsel durchgeführt wird, gemäß der Implementierung; und
25 ein schematisches Diagramm, das die Steuerung zeigt, welche durchgeführt wird, wenn die Veränderungsrate einer benötigten Antriebskraft nicht begrenzt ist.

Detaillierte Beschreibung
Nachstehend werden bevorzugte Beispiele der vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es sei angemerkt, dass in dieser Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen strukturelle Elemente, die im Wesentlichen die gleiche Funktion und Struktur haben, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, und dass die wiederholte Erläuterung dieser strukturellen Elemente weggelassen wird.
Erste Implementierung
Zunächst wird eine Konfiguration eines Systems 1000 gemäß einer ersten Implementierung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. In den Zeichnungen ist 1 ein schematisches Diagramm, das das System 1000 zum Antreiben eines Fahrzeugs, wie z B. eines elektrischen Automobils gemäß der ersten Implementierung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Obwohl ein elektrisches Automobil hier als Beispiel verwendet wird, kann das System 1000 gemäß der vorliegenden Implementierung auch in breiter Weise mit anderen Arten von Fahrzeugen verwendet werden, wie z. B. einem Hybridautomobil.
Wie in 1 veranschaulicht, weist das System 1000 Folgendes auf: eine Stereokamera-Anordnung 1100, eine Steuerung 1200 für die Stereokamera-Anordnung (eine elektronische Steuerungseinheit für die Bildverarbeitung ), ein Gaspedal 1300, eine Steuerung 1400 für einen Motor (eine elektronische Steuerungseinheit für den Motor), eine Hochspannungsbatterie 1500, einen Aufwärts-Umrichter 1600, einen Wechselrichter 1700 und einen Antriebsmotor 1800.
In 1 sind die Steuerung 1200 für die Stereokamera-Anordnung und die Steuerung 1400 für den Motor beispielhaft als separate Einheiten dargestellt; beide Steuerungen können jedoch als integrierte Steuerung ausgebildet sein. Der Aufwärts-Umrichter 1600 dient als Hochsetzmodul der beigefügten Ansprüche bei der vorliegenden Implementierung, und die Steuerung 1400 für den Motor dient als Hochsetzsteuerungsmodul gemäß den beigefügten Ansprüchen bei der vorliegenden Implementierung.
Ein System, das ein Fahrzeug antreibt, wie z. B. ein Hybridautomobil oder ein elektrisches Automobil, hat einen Antriebsmotor zum Antreiben der Antriebsräder. Bei der Konfiguration, die in 1 dargestellt ist, kann der Antriebsmotor 1800 eine größere Ausgabe erzeugen, wenn die Spannung des Wechselrichters 1700 höher wird, der eine Spannung von Gleichspannung zu Wechselspannung konvertiert. Aus diesem Grund wird die Spannung der Hochspannungsbatterie 1500 von dem Aufwärts-Umrichter 1600 hochgesetzt und dann an den Wechselrichter 1700 angelegt.
Wenn andererseits die Spannung der Hochspannungsbatterie 1500 hochgesetzt wird, dann treten Verluste in dem Aufwärts-Umrichter 1600 auf, und zwar gemäß dem Anstieg der hochgesetzten Spannung. Da die Verluste zunehmen, wenn das Hochsetz-Verhältnis des Aufwärts-Umrichters 1600 höher wird, führt eine große Ausgabe zu einem Anstieg der Verluste des Aufwärts-Umrichters 1600. Um die Spannung der Hochspannungsbatterie 1500 auf die Maximalspannung des Wechselrichters 1700 hochzusetzen, wird außerdem der Zeitraum einer Verzögerung von ungefähr 200 ms benötigt, bis die eigentliche Aufwärts-Umrichtung auf die Sollspannung durchgeführt wird.
Selbst wenn die Aufwärts-Umrichtung durchgeführt wird, wenn ein Fahrzeug gestartet wird, wird die tatsächliche Aufwärts-Umrichtung aus diesem Grund verzögert, bis zu einer Zeit, nachdem sie begonnen worden ist, und folglich tritt ein Gefühl von verzögerter Beschleunigung oder Verschlechterung des Fahrverhaltens auf. Folglich ergeben sich dahingehende Anforderungen, das Fahrverhalten zu verbessern und die Verluste auf ein Minimum zu verringern, indem der Fahrzustand inklusive dem Starten oder dem Stoppen eines Fahrzeugs vorhersagt wird, und indem die Aufwärts-Umrichtung einer Batterie gesteuert wird.
Bei dem System 1000 der vorliegenden Implementierung gilt Folgendes: Wenn ein Fahrzeug gestartet wird, dann detektiert ein Bildverarbeitungssystem, das die Stereokamera-Anordnung 1100 aufweist, ein Anzeichen dafür, dass das betreffende Fahrzeug aus seinem gestoppten Zustand starten wird. Als Startanzeichen werden beispielhaft genannt: eine Veränderung der Farbe einer vor dem Fahrzeug befindlichen Ampel von Rot auf Grün; eine Veränderung der Bremsleuchten eines vorausfahrenden Fahrzeugs von eingeschaltet zu ausgeschaltet; ein vorausfahrendes Fahrzeug, das aus seinem gestoppten Zustand startet oder dergleichen.
Wenn das Bildverarbeitungssystem eine solche Situation erkennt, dann detektiert das System 1000 ein Startanzeichen. Wenn das Startanzeichen erkannt wird, dann wird der Aufwärts-Umrichter 1600 so betrieben, dass er eine Spannung aufwärts umrichtet, die dem Wechselrichter 1700 zugeführt wird, bevor der Fahrer das Gaspedal niederdrückt, und eine maximale Ausgabe kann unverzüglich ansprechend auf das Gaspedal des Fahrers erzeugt werden.
Wenn sich das Fahrzeug verlangsamt und anhält, dann detektiert das Bildverarbeitungssystem ein Vorzeichen, dass das Fahrzeug aus seinem Fahrzustand heraus stoppen wird. Nach dem Stoppanzeichen werden beispielhaft genannt: eine Veränderung der Farbe einer vor dem Fahrzeug befindlichen Ampel von Grün auf Rot; eine Abnahme des Abstands zwischen den Fahrzeugen im Verhältnis zu einem vorausfahrenden Fahrzeug, oder dergleichen.
Wenn das Bildverarbeitungssystem eine solche Situation erkennt, dann detektiert das System 1000 ein Stoppanzeichen. Sobald das Stoppanzeichen erkannt worden ist, wird der Fahrer nicht länger eine hohe Leistung benötigen, und folglich werden, indem der Aufwärts-Umrichter 1600 angehalten wird, Verluste des Aufwärts-Umrichters 1600 unterbunden.
Bei der Konfiguration, die in 1 dargestellt ist, hat die Stereokamera-Anordnung 1100 ein Paar von rechten und linken Kameras 1100a und 1100b, die jeweils einen Bildsensor, wie z B. einen CCD-Sensor oder einen CMOS-Sensor haben. Sie erfassen die externe Umgebung außerhalb des Fahrzeugs und übertragen die erfassten Bildinformationen an die Steuerung 1200. Die Stereokamera-Anordnung 1100 gemäß der vorliegenden Erfindung ist aus Farbkameras gebildet, welche Farbinformationen erfassen können.
Da die Stereokamera-Anordnung 1100 Farbinformationen erfassen kann, kann sie z. B. Folgendes als Bildinformationen erkennen: Ob die Bremsleuchten eines Fahrzeugs, das vor dem Fahrzeug fährt, eingeschaltet oder ausgeschaltet sind; die Farbe einer Ampel; ein Straßenschild oder dergleichen. Die Stereokamera-Anordnung 1100 gibt die erkannten Bildinformationen an die Steuerung 1200 aus.
Die Steuerung 1200 erzeugt und bezieht Informationen über die Distanz zu einem Objekt, und zwar aus einem Abweichungswert einer korrespondierenden Position unter Verwendung des Prinzips der Triangulation im Hinblick auf einen Satz von rechten und linken Stereobildern, die erhalten worden sind, indem ein Bild in der Richtung erfasst wird, in welchem sich das betreffende Fahrzeug vorwärts bewegt, und zwar unter Verwendung des einen Paars von rechten und linken Kameras 1100a und 1100b der Stereokamera-Anordnung 1100.
Außerdem führt die Steuerung 1200 einen wohlbekannten Gruppierungsvorgang der Abstandsinformationen durch, die unter Verwendung des Prinzips der Triangulation erzeugt worden sind. Sie vergleicht die Abstandsinformationen die dem Gruppierungsvorgang unterzogen worden sind, im Voraus mit einem 3D-Objektdatensatz und detektiert dadurch Objektdaten, Markierungslinien-Daten und dergleichen. Demgemäß kann die Steuerung 1200 ebenfalls ein Anzeichen eines temporären Stopps, eine Haltelinie, ein Gate für die elektronische Verkehrsüberwachung und dergleichen erkennen.
Unter Verwendung der Informationen über den Abstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug (Abstand L zwischen den Fahrzeugen), die unter Verwendung des Prinzips der Triangulation erzeugt worden sind, kann die Steuerung 1200 einen Veränderungswert des Abstands L zwischen den Fahrzeugen und die Relativgeschwindigkeit V in Bezug auf das vorausfahrende Fahrzeug berechnen.
Der Veränderungswert des Abstands L zwischen den Fahrzeugen kann erhalten werden, indem die Abstände L zwischen den Fahrzeugen der Frame-Bilder integriert werden, die pro Zeiteinheit detektiert werden. Außerdem kann die Relativgeschwindigkeit V erhalten werden, indem der Abstand zwischen den Fahrzeugen, der pro Zeiteinheit detektiert worden ist, durch die Zeiteinheit geteilt wird. Es sei angemerkt, dass die Steuerung 1400 auch die Berechnungen durchführen kann.
Die Steuerung 1200 dient als Bildanalyse-Verarbeitungsmodul gemäß den beigefügten Ansprüchen bei der vorliegenden Implementierung, und das Bildanalyse-Verarbeitungsmodul bezieht und analysiert Bildinformationen des Gebiets außerhalb des Fahrzeugs, welche von der Stereokamera-Anordnung 1100 erhalten werden, wie oben beschrieben; und sie überträgt die Umgebungsinformationen des Gebiets außerhalb des Fahrzeugs, die erhalten worden sind, indem die Bildinformationen analysiert werden, und zwar an die Steuerung 1400.
Die Steuerung 1200 analysiert die Bildinformationen, die von der Stereokamera-Anordnung 1100 übertragen worden sind, erkennt die Farbe einer Ampel vor dem Fahrzeug, den Lichtsignalzustand der Bremsleuchten eines vorausfahrenden Fahrzeugs, ein Straßenschild, eine Haltelinie, den Abstand L zwischen den Fahrzeugen in Bezug auf das vorausfahrende Fahrzeug oder dergleichen als Umgebungsinformationen des Gebiets außerhalb des Fahrzeugs, und sie überträgt die Informationen an die Steuerung 1400.
Außerdem dient die Steuerung 1200 auch als Überwachungsmodul für das Gebiet außerhalb des Fahrzeugs gemäß den beigefügten Ansprüchen bei der vorliegenden Implementierung, und das Überwachungsmodul für das Gebiet außerhalb des Fahrzeugs überwacht das Gebiet außerhalb des Fahrzeugs, um dessen Umgebungsinformationen zu beziehen.
Das Gaspedal 1300 weist einen Sensor auf, welcher Beschleunigungsvorgänge eines Fahrers detektiert. Solch ein Beschleunigungsvorgang des Fahrers wird der Steuerung 1400 für den Motor als eine vom Fahrer benötigte Antriebskraft übermittelt. Die Steuerung 1400 entscheidet sich für eine bestimmte Hochsetzspannung des Aufwärts-Umrichters 1600 auf der Basis von Informationen, wie z B. der Farbe einer Ampel, eines Lichtsignalzustands der Bremsleuchten oder eines Abstands zwischen den Fahrzeugen, die von der Steuerung 1200 empfangen worden sind, und der benötigten Antriebskraft des Fahrers, die von dem Gaspedal 1300 empfangen worden ist. Sie überträgt eine Hochsetzanweisung auf der Basis der bestimmten Hochsetzspannung an den Aufwärts-Umrichter 1600.
Der Aufwärts-Umrichter 1600 ist zwischen der Hochspannungsbatterie 1500 und dem Wechselrichter 1700 vorgesehen, um die Spannung der Hochspannungsbatterie 1500 hochzusetzen und die hochgesetzte Spannung dem Wechselrichter 1700 zuzuführen. Hierbei wird das Verhältnis der hochgesetzten Spannung zu der Spannung der Hochspannungsbatterie 1500 als Hochsetz-Verhältnis bezeichnet.
2 ist ein Kennliniendiagramm, das einen Zustand zeigt, in welchem sich das Verhältnis zwischen der Anzahl von Umdrehungen und dem Motormoment des Antriebsmotors 1800 gemäß der Aufwärts-Umrichtung des Aufwärts-Umrichters 1600 verändert (Motor-Ausgangskennlinie). Die horizontale Achse der 2 bezeichnet die Anzahl von Motorumdrehungen, und deren vertikale Achse bezeichnet das Motormoment.
Bei dem Motormoment auf der vertikalen Achse bezeichnen die positiven Werte das Moment des Antriebsmotors 1800 zum Antreiben der Antriebsräder, und die negativen Werte bezeichnen das Moment der Antriebsräder zum Antreiben des Antriebsmotors 1800 während der Regenration (einer Bremskraft mittels des Antriebsmotors 1800).
Wie in 2 veranschaulicht, gilt Folgendes: Wenn das Motormoment einen positiven Wert hat, dann nimmt, wenn der Wert der Aufwärts-Umrichtung mittels des Aufwärts-Umrichters 1600 zunimmt, das Motormoment in Bezug auf die gleiche Anzahl von Motorumdrehungen zu. Indem der Wert der Aufwärts-Umrichtung mittels des Aufwärts-Umrichters 1600 erhöht wird, um die Spannung zu erhöhen, die an den Wechselrichter 1700 angelegt werden soll, kann der Antriebsmotor 1800 mit größerem Motormoment angetrieben werden.
Wie in 2 gezeigt, gilt außerdem Folgendes: Wenn das Motormoment einen negativen Wert hat, nimmt dann, wenn der Wert der Aufwärts-Umrichtung mittels des Aufwärts-Umrichters 1600 zunimmt, das Motormoment zu, das auftritt, wenn die Antriebsräder den Antriebsmotor 1800 zum Rotieren veranlassen.
Da der Antriebsmotor 1800 ein Motormoment erzeugt, wie oben beschrieben, indem er veranlasst, dass ein Strom in einer Ankerwicklung fließt, kann veranlasst werden, dass ein höherer Strom fließt, indem die anzulegende Spannung erhöht wird. Im Ergebnis kann die Ausgangsleistung zunehmen.
Außerdem ist 3 ein schematisches Diagramm, das die Umwandlungseffizienzen des Aufwärts-Umrichters 1600 veranschaulicht. In 3 ist Folgendes gezeigt: Die Spannung der Hochspannungsbatterie 1500 beträgt 200 V, das Hochsetz-Verhältnis des Aufwärts-Umrichters 1600 verändert sich im Bereich von 1 bis 3250, und die Spannung der Hochspannungsbatterie 1500 wird im Bereich von 200 V bis 650 V aufwärts umgerichtet und dann an den Wechselrichter 1700 angelegt.
In Bezug auf die Primärleistung [kW], die in 3 veranschaulicht ist, bezeichnen positive Werte elektrische Energie, die aus der Hochspannungsbatterie 1500 entnommen wird, wenn der Motor angetrieben wird, und negative Werte bezeichnen elektrische Energie, mit welcher die Hochspannungsbatterie 1500 während der Regeneration geladen wird.
3 veranschaulicht Umwandlungseffizienzwerte (%) des Aufwärts-Umrichters 1600 für die jeweiligen Werte der Primärleistung. Der Aufwärts-Umrichter 1600 muss Energie einer Drosselspule zum Hochsetzen zuführen, und er muss veranlassen, dass ein größerer Strom fließt, indem er die Zuführzeit der Energie verlängert, um eine höhere Hochsetzspannung zu erreichen.
Wenn das Hochsetz-Verhältnis des Aufwärts-Umrichters 1600 zunimmt, dann wird die Umwandlungseffizienz des Aufwärts-Umrichters 1600 niedriger, wie in 3 veranschaulicht. Mit anderen Worten: Die Umwandlungseffizienz wird niedriger, wenn die hochgesetzte Spannung des Aufwärts-Umrichters 1600 zunimmt.
Folglich ist es wünschenswert, das Hochsetz-Verhältnis des Aufwärts-Umrichters 1600 so einzustellen, dass es niedrig ist, außer wenn es nötig ist. Es sei angemerkt, dass der herabgesetzte Wert der Effizienz als Wärme abgestrahlt wird, die von dem Aufwärts-Umrichter 1600 erzeugt wird. Es sei angemerkt, das die Kennlinien der 2 und 3 die gleichen sind bei den Antriebsmotoren 2800 und 3800, den Aufwärts-Umrichtern 2600 und 3600 und den Hochspannungsbatterien 2500 und 3500 der zweiten und dritten Implementierung.
Die Steuerung 1400 sagt einen künftigen Fahrzustand (Starten, Stoppen, Beschleunigung, Verlangsamung oder dergleichen) eines Fahrzeugs voraus, und zwar unter Verwendung von verschiedenen Arten von Informationen, wie etwa der Farbe einer Ampel, dem Lichtsignalzustand von Bremsleuchten, einem Straßenschild, einer Haltelinie und einem Abstand L zwischen den Fahrzeugen im Verhältnis zu einem vor dem Fahrzeug vorausfahrenden Fahrzeug, die von der Steuerung 1200 erhalten werden. Außerdem steuert die Steuerung 1400 eine Spannung und den Betrieb des Aufwärts-Umrichters 1600, und zwar auf der Basis des vorhergesagten zukünftigen Fahrzustands zusätzlich zu einer benötigten Antriebskraft, die der Fahrer benötigt.
Mit anderen Worten: Die Steuerung 1400 dient als ein Fahrzustand-Vorhersagemodul der beigefügten Ansprüche bei der vorliegenden Implementierung, und das Fahrzustand-Vorhersagemodul sagt einen Fahrzustand inklusive Starten oder Stoppen des Fahrzeugs auf der Basis der Umgebungsinformationen von außerhalb des Fahrzeugs voraus, die von der Steuerung 1200 übertragen worden sind. Außerdem dient es als das Hochsetzsteuerungsmodul, das die Aufwärts-Umrichtung durch den Aufwärts-Umrichter 1600 auf der Basis des vorhergesagten Fahrzustands steuert.
Wenn vorausgesagt wird, dass das Fahrzeug zukünftig stoppen wird, z. B. wenn sich die Farbe einer vor dem Fahrzeug vorausliegenden Ampel von „Grün“ auf „Rot“ während der Fahrt des Fahrzeugs ändert, dann können demgemäß die Verluste des Aufwärts-Umrichters 1600 auf ein Minimum verringert werden, indem das Hochsetz-Verhältnis des Aufwärts-Umrichters 1600 herabgesetzt wird.
Wenn sich die Farbe der vor dem Fahrzeug vorausliegenden Ampel von „Rot“ auf „Grün“ ändert, während das Fahrzeug hält, kann außerdem das Hochsetz-Verhältnis heraufgesetzt werden, bevor der Fahrer das Gaspedal niederdrückt. Da das Hochsetz-Verhältnis demzufolge erhöht werden kann, bevor das Fahrzeug startet, kann die verzögerte Beschleunigung zuverlässig unterbunden werden, die auftritt, wenn das Hochsetz-Verhältnis erst nach dem Niederdrücken des Gaspedals erhöht wird.
Der Aufwärts-Umrichter 1600 setzt die Spannung der Hochspannungsbatterie 1500 hoch, und zwar auf der Basis der Hochsetzanweisung von der Steuerung 1400, und er legt dann die hochgesetzte Spannung an den Wechselrichter 1700 an. Der Wechselrichter 1700 verwendet die Spannung, die mittels des Aufwärts-Umrichters 1600 hochgesetzt worden ist, um die Spannung von Gleichspannung in Wechselspannung umzuwandeln, und um dann die umgewandelte Spannung an den Antriebsmotor 1800 anzulegen. Dadurch bewirkt er, dass ein Strom in einer Motorwicklung des Antriebsmotors 1800 fließt.
Der Antriebsmotor 1800 erzeugt eine Antriebskraft zum Bewegen des Fahrzeugs, und zwar unter Verwendung der elektromagnetischen Kraft, die von dem Strom erzeugt wird, der vom Wechselrichter 1700 zum Fließen in der Motorwicklung veranlasst wird, und der magnetischen Kraft eines Magnets, der innerhalb des Antriebsmotors 1800 angebracht ist.
Gemäß dem System 1000 der vorliegenden Implementierung, das wie oben beschrieben konfiguriert ist, entscheidet sich die Steuerung 1400 für eine Hochsetzspannung des Aufwärts-Umrichters 1600, und zwar auf der Basis verschiedener Arten von Informationen, wie z B. der Farbe einer Ampel, des Lichtsignalzustands von Bremsleuchten, eines Straßenschilds, einer Haltelinie und eines Abstands L zwischen den Fahrzeugen in Bezug auf ein vorausfahrendes Fahrzeug, die von der Steuerung 1200 empfangen werden, und der benötigten Antriebskraft eines Fahrers, die vom Gaspedal 1300 empfangen wird.
Wenn vorhergesagt wird, dass das Fahrzeug starten wird, wie z. B. dann, wenn sich die Farbe der vor dem Fahrzeug vorausliegenden Ampel von „Rot“ auf „Grün“ ändert, während das Fahrzeug hält, wenn die Bremsleuchten des vorausfahrenden Fahrzeugs aufleuchten, oder wenn das Fahrzeug um einen eingestellten Abstand zwischen den Fahrzeugen oder weiter von dem vorausfahrenden Fahrzeug beabstandet ist, dann wird das Hochsetz-Verhältnis des Aufwärts-Umrichters 1600 erhöht, bevor das Fahrzeug startet. Dadurch kann das Fahrverhalten ohne verzögerte Beschleunigung beim Starten verbessert werden.
Wenn vorhergesagt wird, dass das Fahrzeug bald stoppen wird, wie z. B. wenn die vor dem Fahrzeug vorausliegende Ampel Rot ist, wenn die Bremsleuchten eines vorausfahrenden Fahrzeugs leuchten, oder wenn der Abstand zwischen den Fahrzeugen in Bezug auf das vorausfahrende Fahrzeug kürzer wird, während das Fahrzeug fährt, dann wird die Aufwärts-Umrichtung so eingestellt, dass sie nicht durchgeführt wird, indem das Hochsetz-Verhältnis durch den Aufwärts-Umrichter 1600 so eingestellt wird, dass es mit Eins multipliziert wird. Dadurch können Verluste des Aufwärts-Umrichters 1600 zuverlässig unterbunden werden.
Nachstehend wird ein Beispiel des Ablaufs eines Prozesses beschrieben, der in dem System gemäß 1 durchgeführt wird. 4 ist ein Ablaufdiagramm, das den Prozess der vorliegenden Implementierung veranschaulicht. Zunächst wird im Schritt S110 eine Beurteilung der Vorhersage gemacht, ob das betreffende Fahrzeug startet, und zwar durch kooperative Steuerung mit der Stereokamera-Anordnung 1100. Hier wird bestimmt, ob oder ob nicht die untenstehenden Bedingungen C1, C2 und C3 erfüllt sind. Wenn irgendeine der Bedingungen C1, C2 und C3 erfüllt ist, dann wird das folgende F1 ausgeführt.

C1) Die Farbe einer vor dem Fahrzeug vorausliegenden Ampel hat sich von „Rot“ zu „Grün“ verändert.
C2) Die Bremsleuchten des vorausfahrenden Fahrzeugs haben sich von „eingeschaltet“ zu „ausgeschaltet“ verändert.
C3) Der Abstand zwischen den Fahrzeugen in Bezug auf das vorausfahrende Fahrzeug hat sich vergrößert.
F1) Starten des betreffenden Fahrzeugs = Vorhersage.

Wenn irgendeine der oben beschriebenen Bedingungen C1, C2 und C3 erfüllt ist, dann wird das oben beschriebene F1 ausgeführt, und ein Vorhersage-Flag für das Starten des betreffenden Fahrzeugs wird gesetzt. Wie oben beschrieben, kann die Stereokamera-Anordnung 1100 Informationen über den Abstand zu einem Objekt beziehen, und zwar auf der Basis des Prinzips der Triangulation. Für das oben beschriebene C3 gilt Folgendes: Wenn die Informationen über den Abstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug auf der Basis des Prinzips der Triangulation bezogen worden sind und der Abstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug einen vorbestimmten Wert überschreitet (z. B. 10 m), dann wird bestimmt, dass der Abstand zwischen den Fahrzeugen in Bezug auf das vorausfahrende Fahrzeug zugenommen hat.
Danach wird im Schritt S112 eine Beurteilung der Vorhersage über das Stoppen des betreffenden Fahrzeugs vorgenommen, und zwar durch kooperative Steuerung mit der Stereokamera-Anordnung 1100. Hier wird bestimmt, ob oder ob nicht die untenstehenden Bedingungen C4 und C5 erfüllt sind. Wenn entweder die Bedingung C4 oder C5 erfüllt ist, wird das folgende F2 ausgeführt.

C4) Die Farbe einer vor dem Fahrzeug vorausliegenden Ampel hat sich von „Grün“ auf „Rot“ verändert.
C5) Der Abstand zwischen den Fahrzeugen in Bezug auf das vorausfahrende Fahrzeug ist relativ zur Fahrzeuggeschwindigkeit gering.
F2) Stoppen des betreffenden Fahrzeugs = Vorhersage.

Wenn eine der oben beschriebenen Bedingungen C4 und C5 erfüllt ist, wird das oben beschriebene F2 ausgeführt, und ein Vorhersage-Flag für das Anhalten des betreffenden Fahrzeugs wird gesetzt. Für das oben beschriebene C5 gilt Folgendes: Wenn die Informationen über den Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug auf der Basis des Prinzips der Triangulation bezogen worden ist und erwartet wird, dass der Abstand vom betreffenden Fahrzeug zum vorausfahrenden Fahrzeug kürzer ist als der vorbestimmte Wert (z. B. 10 m) oder gleich groß ist wie dieser, und zwar auf der Basis der Relativgeschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugs zum vorausfahrenden Fahrzeug, dann wird bestimmt, dass der Abstand zwischen den Fahrzeugen in Bezug auf das vorausfahrende Fahrzeug relativ zur Fahrzeuggeschwindigkeit kurz ist.
Im nächsten Schritt S114 wird bestimmt, ob oder ob nicht die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger als der vorbestimmte Wert THv [km/h] ist. Außerdem wird im Schritt S114 bestimmt, ob oder ob nicht die Beschleunigung 0 m/s² ist. Im Schritt S114 gilt ferner Folgendes: Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger ist als der vorbestimmte Wert THv [km/h] und die Beschleunigung 0 m/s² oder niedriger ist, dann wird bestimmt, dass das Fahrzeug stoppt, und der Prozess fährt mit dem Schritt S116 fort.
Im Schritt S116 wird bestimmt, ob oder ob nicht das Vorhersage-Flag für das Starten des betreffenden Fahrzeugs aus Schritt S110 gesetzt worden ist. Wenn das Vorhersage-Flag für das Starten des betreffenden Fahrzeugs gesetzt worden ist, dann fährt der Prozess mit dem Schritt S118 fort. Im Schritt S118 wird der Sollwert einer Spannung, die an den Wechselrichter 1700 angelegt werden soll (die Sollspannung des Aufwärts-Umrichters 1600), auf einen vorbestimmten Wert V1 eingestellt. Danach wird im Schritt S120 der Betrieb des Aufwärts-Umrichters 1600 gestartet.
Wenn vorhergesagt wird, dass das betreffende Fahrzeug starten wird, während das Fahrzeug stoppt, dann wird dementsprechend die Sollspannung des Aufwärts-Umrichters 1600 auf den vorbestimmten Wert V1 gesetzt, bevor das Gaspedal niedergedrückt wird, und dann wird der Betrieb des Aufwärts-Umrichters 1600 gestartet. Wenn das Hochsetzen des Aufwärts-Umrichters 1600 durchgeführt wird, bevor das Fahrzeug startet, kann folglich eine verzögerte Beschleunigung unterbunden werden, die von einer Ansprechverzögerung während des Hochsetzens verursacht wird.
Wenn andererseits das Vorhersage-Flag für das Starten des betreffenden Fahrzeugs im Schritt S116 nicht gesetzt worden ist, wird mit dem Prozess im Schritt S122 fortgefahren. Im Schritt S122 wird das Starten des betreffenden Fahrzeugs nicht vorhergesagt. Folglich wird das Hochsetz-Verhältnis des Aufwärts-Umrichters 1600 mit Eins multipliziert, und die Sollspannung des Aufwärts-Umrichters 1600 wird auf die Spannung der Hochspannungsbatterie eingestellt. Danach wird im Schritt S124 das Antreiben des Aufwärts-Umrichters 1600 gestoppt.
Mit anderen Worten: Wenn der Prozess vom Schritt S122 mit dem Schritt S124 fortfährt, dann wird die Aufwärts-Umrichtung durch den Aufwärts-Umrichter 1600 nicht durchgeführt, und die Spannung der Hochspannungsbatterie 1500 wird an den Wechselrichter 1700 ohne eine Veränderung angelegt. Der Prozess endet nach den Schritten S120 und S124.
Im Schritt S114 gilt außerdem Folgendes: Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich groß wie oder größer ist als der vorbestimmte Wert THv [km/h] und die Beschleunigung höher ist als 0 m/s², dann wird bestimmt, dass das Fahrzeug fährt, und der Prozess fährt mit dem Schritt S126 fort. Im Schritt S126 wird bestimmt, ob oder ob nicht das Vorhersage-Flag für das Anhalten des betreffenden Fahrzeugs aus Schritt S112 gesetzt worden ist. Wenn das Vorhersage-Flag für das Anhalten des betreffenden Fahrzeugs gesetzt worden ist, dann fährt der Prozess mit dem Schritt S128 fort.
Da im Schritt S128 vorhergesagt wird, dass das betreffende Fahrzeug anhalten wird, so wird angenommen, dass für den Fahrer die Antriebskraft nicht länger benötigt wird. Folglich wird das Hochsetz-Verhältnis des Aufwärts-Umrichters 1600 mit Eins multipliziert, und die Sollspannung des Aufwärts-Umrichters 1600 wird auf die Spannung der Hochspannungsbatterie 1500 eingestellt. Danach wird im Schritt S130 der Betrieb des Aufwärts-Umrichters 1600 gestoppt.
Mit anderen Worten: Wenn der Prozess von Schritt S128 zu S130 fortfährt, dann wird die Aufwärts-Umrichtung durch den Aufwärts-Umrichter 1600 nicht durchgeführt, und die Spannung der Hochspannungsbatterie 1500 wird an den Wechselrichter 1700 ohne eine Veränderung angelegt. Der Prozess endet nach dem Schritt S130. Außerdem endet der Prozess, wenn das Vorhersage-Flag für das Anhalten des betreffenden Fahrzeugs im Schritt S126 nicht gesetzt worden ist.
Wenn während der Fahrt vorhergesagt wird, dass das betreffende Fahrzeug anhalten wird, dann wird das Hochsetz-Verhältnis des Aufwärts-Umrichters 1600 mit Eins multipliziert, und die an den Wechselrichter 1700 anzulegende Spannung (die Sollspannung des Aufwärts-Umrichters 1600) wird auf die Spannung der Hochspannungsbatterie 1500 eingestellt. Da die Aufwärts-Umrichtung durch den Aufwärts-Umrichter 1600 nicht durchgeführt wird, können daher die Verluste des Aufwärts-Umrichters 1600 auf ein Minimum verringert werden.
5 ist ein Kennliniendiagramm, das die benötigten Antriebskräfte (Gaspedal-Öffnungsgrade) und eine Ansprechkennlinie des Aufwärts-Umrichters veranschaulicht; 5 veranschaulicht, dass die Hochsetz-Sollspannung von dem Aufwärts-Umrichter 1600 zunimmt, wenn das Fahrzeug startet, und die tatsächliche an den Wechselrichter 1700 anzulegende Spannung steigt gemäß der Sollspannung. Die vertikale Achse auf der linken Seite in 5 bezeichnet einen Gaspedal-Öffnungsgrad [%] und die Fahrzeuggeschwindigkeit [km/h], und die vertikale Achse auf der rechten Seite bezeichnet die Spannung [V]. Außerdem bezeichnet die horizontale Achse in 5 die Zeit.
Bei der vorliegenden Implementierung gilt Folgendes: Wenn das Vorhersage-Flag für das Starten des betreffenden Fahrzeugs gesetzt ist, dann wird die Hochsetz-Sollspannung des Aufwärts-Umrichters 1600 so erhöht, dass sie 300 V zum Zeitpunkt t0 beträgt, der früher ist als der Zeitpunkt t1, zu welchem der Gaspedal-Öffnungsgrad größer ist als 0, wenn der Fahrer einen Beschleunigungsvorgang durchführt, wie in 5 dargestellt. Unter Berücksichtigung der Verzögerung der Hochsetzspannung in Bezug auf die Sollspannung zu diesem Moment wird der Zeitpunkt t0 vor dem Zeitpunkt t1 eingestellt.
Dadurch kann die tatsächliche Hochsetzspannung, die an den Wechselrichter 1700 angelegt werden soll, die Sollspannung (300 V) erreichen, bevor der Fahrer das Gaspedal niederdrückt. Demgemäß können eine verzögerte Beschleunigung, die durch eine Verzögerung der tatsächlichen an den Wechselrichter 1700 anzulegenden Spannung in Bezug auf die Sollspannung verursacht wird, und eine Verschlechterung des Fahrverhaltens zuverlässig unterbunden werden. Nachdem das Fahrzeug gestartet ist, wird die Sollspannung des Aufwärts-Umrichters 1600 so gesteuert, dass sie ein optimaler Wert gemäß dem Gaspedal-Öffnungsgrad (der vom Fahrer benötigten Antriebskraft) ist.
6 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel zeigt, bei welchem ein Wechselrichter veranlasst, dass die Hochsetz-Sollspannung des Aufwärts-Umrichters 1600 ansteigt, nachdem der Fahrer das Gaspedal niedergedrückt hat, und zwar als ein Vergleich zu 5. In dem in 6 dargestellten Beispiel gilt Folgendes: Es wird veranlasst, dass sich die Hochsetz-Sollspannung des Aufwärts-Umrichters 1600 gemäß der vom Fahrer benötigten Antriebskraft zum Zeitpunkt t2 erhöht, der später ist als der Zeitpunkt t1, zu welchem der Gaspedal-Öffnungsgrad größer als 0 ist, wenn der Fahrer einen Beschleunigungsvorgang durchführt.
Obwohl die Sollspannung in diesem Fall so eingestellt ist, dass sie zum Zeitpunkt t2 zunimmt, wird das Ansprechverhalten der tatsächlichen Hochsetzspannung in Bezug auf die Sollspannung verzögert, und folglich treten eine verzögerte Beschleunigung und eine Verschlechterung des Fahrverhaltens auf.
Gemäß der Steuerung der vorliegenden Implementierung, die in 5 dargestellt ist, gilt daher Folgendes: Die Hochsetzspannung kann durch den Aufwärts-Umrichter 1600 erhöht werden, bevor das Gaspedal niedergedrückt wird und das Fahrzeug startet, und zwar durch die Vorhersage. Dadurch können eine verzögerte Beschleunigung und eine Verschlechterung des Fahrverhaltens zuverlässig unterbunden werden.
Außerdem veranschaulicht 5 einen Fall, in welchem die Steuerung 1200 erkennt, dass sich der Abstand zwischen den Fahrzeugen in Bezug auf das vorausfahrende Fahrzeug zum Zeitpunkt t3 ausreichend vergrößert hat, während das Fahrzeug fährt. In diesem Fall kann die Sollspannung des Aufwärts-Umrichters 1600 so gesteuert werden, dass sie stärker erhöht wird, und zwar vor dem Zeitpunkt t4, zu welchem der Fahrer den Gaspedal-Öffnungsgrad vergrößert.
In dem in 5 veranschaulichten Beispiel wird die Sollspannung zum Zeitpunkt t3 auf 400 V erhöht. Demzufolge kann die tatsächliche Hochsetzspannung zum Zeitpunkt t4, zu welchem der Fahrer das Gaspedal weiter niederdrückt, auf 400 V erhöht werden. Folglich kann eine verzögerte Beschleunigung unterbunden werden. Wie oben beschrieben, ist es möglich, den Aufwärts-Umrichter 1600 nicht nur zu steuern, indem das Starten vorhergesagt wird, sondern auch, indem eine weitere Beschleunigung vorhergesagt wird, während das Fahrzeug fährt.
Ferner veranschaulicht 5 einen Fall, in welchem erkannt wird, dass eine vor dem Fahrzeug vorausliegende Ampel zum Zeitpunkt t5 von „Grün“ auf „Rot“ wechselt. In diesem Fall wird zum Zeitpunkt t5 die Sollspannung des Aufwärts-Umrichters 1600 auf die Spannung (= 200 V) der Batterie eingestellt. Demzufolge wird der Betrieb des Aufwärts-Umrichters 1600 gestoppt. Folglich können Verluste des Aufwärts-Umrichters 1600 vermieden werden.
7 ist ein schematisches Diagramm, das die Anwendung zweier Motoren auf ein Hybridsystem veranschaulicht. Das in 7 dargestellte System weist einen Antriebsmotor 1800 zum Antreiben eines Fahrzeugs und einen Generator 1960 für die Stromerzeugung auf, und es wird in Hybridfahrzeugen verwendet, welche Elektromotoren und Verbrennungsmotoren haben.
Außerdem sind in dem in 7 dargestellten Beispiel die Funktionen der zwei Steuerungen 1200 und 1400 gemäß 1 in ein Hybrid-Steuergerät 1900 (Hybrid-ECU) integriert. Ein Bildanalyse-Verarbeitungsmodul 1902 des Hybrid-Steuergeräts 1900 entspricht der Funktion der Steuerung 1200 gemäß 1. Ein Spannungsentscheidungs-Verarbeitungsmodul 1904 entspricht der Funktion der Steuerung 1400 gemäß 1.
Folglich ist das in 7 dargestellte Konfigurationsbeispiel substantiell verschieden von demjenigen gemäß 1, und zwar in Bezug auf die Tatsache, dass ein Wechselrichter 1950, der Generator 1960 und ein Motor 1970 (ein Verbrennungsmotor) hinzugefügt worden sind, die in 7 von einer gestrichelten Linie umgeben sind. Der Generator 1960 wird von dem Motor 1970 angetrieben und erzeugt dadurch elektrische Energie. Elektrische Energie, die von dem Generator 1960 erzeugt wird, wird von dem Wechselrichter 1950 von Wechselstrom in Gleichstrom umgewandelt und dann dem Aufwärts-Umrichter 1600 zugeführt, um die Hochspannungsbatterie 1500 zu laden.
Außerdem ist 8 ein schematisches Diagramm (Schaltungsdiagramm), das eine spezifische Konfiguration der Hochspannungsbatterie 1500, des Aufwärts-Umrichters 1600, des Wechselrichters 1700, des Antriebsmotors 1800, des Wechselrichters 1950 und des Generators 1960 zeigt, die von der strichpunktierten Linie der in 7 dargestellten Konfiguration umgeben sind.
Auch in dem Zweimotor-System, wie es in den 7 und 8 veranschaulicht ist, kann das Hochsetz-Verhältnis des Aufwärts-Umrichters 1600 optimal gesteuert werden, indem ein zukünftiger Fahrzustand inklusive Starten oder Stoppen eines Fahrzeugs vorhergesagt wird, wie in dem System gemäß 1.
Wenn die Hochsetzspannung so eingestellt wird, dass sie hoch ist, bevor der Fahrer das Gaspedal niederdrückt, wenn das Starten des Fahrzeugs vorhergesagt wird, können eine verzögerte Beschleunigung und eine Verschlechterung des Fahrverhaltens zuverlässig unterbunden werden. Wenn das Hochsetz-Verhältnis herabgesetzt wird, wenn das Stoppen eines Fahrzeugs vorhergesagt wird, während das Fahrzeug fährt, können außerdem die Verluste des Aufwärts-Umrichters 1600 auf ein Minimum verringert werden.
Gemäß der oben beschriebenen ersten Implementierung werden ein zukünftiger Fahrzustand inklusive Starten oder Stoppen eines Fahrzeugs vorhergesagt, und zwar auf der Basis von Informationen, die von der Stereokamera-Anordnung 1100 erkannt werden, und das Hochsetz-Verhältnis des Aufwärts-Umrichters 1600 wird auf der Basis der Vorhersage gesteuert. Demgemäß kann das Hochsetz-Verhältnis des Aufwärts-Umrichters optimal gesteuert werden, und zwar auf der Basis des zukünftigen Fahrzustands inklusive Starten oder Stoppen des Fahrzeugs.
Folglich können eine verzögerte Beschleunigung beim Starten und eine Verschlechterung des Fahrverhaltens unterbunden werden, und Verluste des Aufwärts-Umrichters 1600 können zuverlässig verringert werden. Gemäß der vorliegenden Implementierung gilt daher Folgendes: Indem ein Fahrzustand inklusive Starten oder Stoppen eines Fahrzeugs vorhersagt wird und die Aufwärts-Umrichtung einer Batterie unterbunden wird, kann das Fahrverhalten verbessert werden, und die Verluste können auf ein Minimum verringert werden.
Zweite Implementierung
Nachstehend wird die zweite Implementierung der vorliegenden Erfindung beschrieben. Eine Konfiguration eines Systems 2000 gemäß der zweiten Implementierung der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. 9 ist ein schematisches Diagramm, das das System 2000 gemäß der zweiten Implementierung der vorliegenden Erfindung zum Antreiben eines Fahrzeugs, wie z B. eines elektrischen Automobils oder dergleichen veranschaulicht.
Wie in 9 dargestellt, weist das System 2000 Folgendes auf: einen Antriebskraft-Schalter 2100; ein Gaspedal 2200; ein Hybrid-Steuergerät 2300; eine Hochspannungsbatterie 2500; einen Aufwärts-Umrichter 2600; einen Wechselrichter 2700; und einen Antriebsmotor 2800.
Ein System, zum Antreiben eines Fahrzeugs, wie z. B. ein Hybridautomobil oder ein elektrisches Automobil, hat einen Antriebsmotor zum Antreiben der Antriebsräder. In der in 9 dargestellten Konfiguration kann der Antriebs-motor 2800 eine höhere Ausgabe erzeugen, wenn die Spannung des Wechselrichters 2700 höher wird, der einen Gleichstrom in einen Wechselstrom umwandelt. Aus diesem Grund wird die Spannung der Hochspannungsbatterie 2500 von dem Aufwärts-Umrichter 2600 hochgesetzt und an den Wechselrichter 2700 angelegt.
Wenn die Spannung der Hochspannungsbatterie 2500 hochgesetzt wird, dann treten Verluste des Aufwärts-Umrichters 2600 auf, und zwar gemäß dem Anstieg des Hochsetzwertes. Da der Wert der Verluste zunimmt, wenn das Hochsetz-Verhältnis des Aufwärts-Umrichters 2600 höher wird, führt eine höhere Ausgabe zu einem Anstieg der Verluste des Aufwärts-Umrichters 2600.
Um die Spannung der Hochspannungsbatterie 2500 auf die Maximalspannung des Wechselrichters 2700 hochzusetzen, wird außerdem der Zeitraum einer Verzögerung von ungefähr 200 ms benötigt, bis die eigentliche Aufwärts-Umrichtung auf die Sollspannung durchgeführt wird.
Selbst wenn die Aufwärts-Umrichtung durchgeführt wird, wenn ein Fahrzeug gestartet wird, so wird die tatsächliche Aufwärts-Umrichtung aus diesem Grund verzögert, bis zu einer Zeit, nachdem sie begonnen worden ist, und folglich tritt ein Gefühl von verzögerter Beschleunigung oder Verschlechterung des Fahrverhaltens auf. Insbesondere ergibt sich die Anforderung, die Verluste auf ein Minimum zu verringern, die durch die Aufwärts-Umrichtung verursacht werden, und das Fahrverhalten zu verbessern, indem die Aufwärts-Umrichtung der Spannung der Batterie gemäß einem Fahrmodus optimal gesteuert wird, der sich auf die Ausgangskennlinie des Antriebsmotors bezieht.
Der Antriebskraft-Schalter 2100 ist an einer Position angebracht, an welcher der Fahrer innerhalb des Fahrzeugs einen Schaltvorgang des Fahrmodus gemäß dem Betrieb durchführen kann. Als ein Beispiel bei der vorliegenden Implementierung können drei Modi, d. h. ein scharfer Sportmodus (#), ein Sportmodus und ein intelligenter Modus durch Schalten gewählt werden, um durch Betätigungen des Antriebskraft-Schalters 2100 eingestellt zu werden. Insbesondere wird im scharfen Sportmodus (#) das Ansprechverhalten auf einen Beschleunigungsvorgang, der von dem Fahrer durchgeführt wird, sensibler durchgeführt, so dass es einem dynamischen Fahren selbst im Bereich hoher Drehzahl entspricht.
Im Sportmodus kann ein komfortables und sportliches Fahren in einem breiten Bereich von Anwendungen mit Ausgangskennlinien genossen werden, in welchen die Beschleunigungsvorgänge vollständig widergespiegelt werden. Im intelligenten Modus werden Fahrerfreundlichkeit und exzellentes Leistungsvermögen bei tatsächlicher Kraftstoffeffizienz verwirklicht, und zwar bei Ausgangskennlinien, die sanft und ausreichend praktisch sind in tatsächlichen Umgebungen, wie z B. im Stadtverkehr. Der Antriebskraft-Schalter 2100 übermittelt einen Fahrmodus, der von dem Fahrer ausgewählt wird, an das Hybrid-Steuergerät 2300.
Das Gaspedal 2200 weist einen Sensor auf, welcher Beschleunigungsvorgänge des Fahrers detektiert. Beschleunigungsvorgänge des Fahrers werden an das Hybrid-Steuergerät 2300 als eine vom Fahrer benötigte Antriebskraft übermittelt.
Das Hybrid-Steuergerät 2300 hat ein Fahrmodus-Bezugsmodul 2302, das einen Fahrmodus gemäß der Betätigung des Antriebskraft-Schalters 2100 erhält, ein Bezugsmodul 2304 für den Gaspedal-Öffnungsgrad, das den Gaspedal-Öffnungsgrad erhält, ein Berechnungsmodul 2310 für die zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft und ein Berechnungsmodul 2350 für die Hochsetz-Sollspannung. Außerdem bilden das Berechnungsmodul 2310 für die zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft und das Berechnungsmodul 2350 für die Hochsetz-Sollspannung ein Hochsetzsteuerungsmodul 2306.
Der Aufwärts-Umrichter 2600 ist zwischen der Hochspannungsbatterie 2500 und dem Wechselrichter 2700 vorgesehen, um die Spannung der Hochspannungsbatterie 2500 hochzusetzen und die hochgesetzte Spannung dem Wechselrichter 2700 zuzuführen. Hierbei wird das Verhältnis der hochgesetzten Spannung zu der Spannung der Hochspannungsbatterie 2500 als Hochsetz-Verhältnis bezeichnet.
Der Aufwärts-Umrichter 2600 setzt die Spannung der Hochspannungsbatterie 2500 hoch, und er legt die hochgesetzte Spannung an den Wechselrichter 2700 an, und zwar auf der Basis der Hochsetzanweisung von dem Hybrid-Steuergerät 2300. Der Wechselrichter 2700 verwendet die Spannung, die mittels des Aufwärts-Umrichters 2600 hochgesetzt worden ist, um die Spannung von Gleichspannung in Wechselspannung umzuwandeln, und um dann die umgewandelte Spannung an den Antriebsmotor 2800 anzulegen. Dadurch bewirkt er, dass ein Strom in einer Motorwicklung des Antriebsmotors 2800 fließt.
Der Antriebsmotor 2800 erzeugt eine Antriebskraft zum Bewegen des Fahrzeugs, und zwar unter Verwendung der elektromagnetischen Kraft, die von einem Magnetfeld erzeugt wird, das von dem Strom erzeugt wird, der vom Wechselrichter 2700 zum Fließen in der Motorwicklung veranlasst wird, und der magnetischen Kraft eines Magnets, der innerhalb des Antriebsmotors 2800 angebracht ist.
Bei der vorliegenden Implementierung berechnet das Hybrid-Steuergerät 2300 eine zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft gemäß dem Zustand des Antriebskraft-Schalters 2100, berechnet eine optimale Hochsetz-Sollspannung gemäß der zukünftigen vom Fahrer angeforderten Antriebskraft, und steuert dadurch die Aufwärts-Umrichtung durch den Aufwärts-Umrichter 2600 auf ein notwendiges Minimum.
Hierbei ist die zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft ein Maximalwert der Antriebskraft, die der Fahrer zukünftig benötigen kann. Die zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft ist der kleinere Wert aus der maximalen Antriebskraft, die aus einem Antriebskraft-Kennfeld berechnet wird, und [der gegenwärtigen Antriebskraft + dem oberen Grenzwert einer Antriebskraft-Veränderungsrate].
10A, 10B und 10C sind Diagramme zum Beschreiben der Verhältnisse zwischen den Fahrmodi und den Größen der Spannungsmargen. Es sei angemerkt, dass die 2Hochsetz-Sollspannung2 den Sollwert einer Spannung bezeichnet, die mittels des Aufwärts-Umrichters 2600 hochgesetzt werden soll. Als ein Beispiel wird die Hochsetz-Sollspannung auf ungefähr 200 V bis 650 V eingestellt, wie oben beschrieben.
Die „notwendige Hochsetzspannung“ bezeichnet eine minimale Hochsetzspannung, die notwendig ist, um eine Soll-Antriebskraft auszugeben. Die „tatsächliche Hochsetzspannung“ bezeichnet die Spannung, welche der Aufwärts-Umrichter tatsächlich ausgibt. Wenn die tatsächliche Hochsetzspannung unter die notwendige Hochsetzspannung fällt, ist es nicht möglich, die Soll-Antriebskraft auszugeben.
Außerdem gibt es Fälle, in welchen - obwohl die tatsächliche Hochsetzspannung so gesteuert wird, dass sie im Wesentlichen den gleichen Wert hat wie die Hochsetz-Sollspannung - das Ansprechverhalten der tatsächlichen Hochsetzspannung verzögert ist, und zwar relativ zu der Hochsetz-Sollspannung. Außerdem bezeichnet die „Soll-Antriebskraft“ (= notwendige Antriebskraft) die Antriebskraft, die gemäß einem Beschleunigungsvorgang durch einen Fahrer nötig ist. Die „tatsächliche Antriebskraft“ bezeichnet die Antriebskraft, welche der Antriebsmotor 2800 tatsächlich erzeugt. Die „tatsächliche Antriebskraft“ wird ohne eine Ansprechverzögerung ausgegeben, solange die notwendige Hochsetzspannung gewährleistet ist.
Die vertikalen Achsen der 10A, 10B und 10C bezeichnen jeweils eine Hochsetzspannung (Relativwert) und eine Antriebskraft (Relativwert), und deren horizontale Achsen bezeichnen jeweils die Zeit. Außerdem gilt in den 10A, 10B und 10C jeweils Folgendes: Die gestrichelten Linien, welche die Hochsetzspannung angeben, stellen die Hochsetz-Sollspannungen Vol_tgt_A, Vol_tgt_B und Vol_tgt_C dar. Die durchgezogenen Linien stellen die tatsächlichen Hochsetzspannungen Vol_act_A, Vol_act_B und Vol_act_C dar.
Die strichpunktierten Linien stellen die notwendigen Hochsetzspannungen Vol_O_A, Vol_O_B und Vol_O_C dar. Außerdem stellen die gestrichelten Linien, die die Antriebskräfte angeben, die benötigten Antriebskräfte des nächsten Steuerungszyklus Q_tgt_A, Q_tgt_B, und Q_tgt_C dar.
Die durchgezogenen Linien stellen die momentanen benötigten Antriebskräfte (die tatsächlichen Antriebskräfte) Q_act_A, Q_act_B, und Q_act_C dar. Außerdem sind in den 10A, 10B und 10C die Spannungsmargen Vol_mar_A, Vol_mar_B und Vol_mar_C jeweils die Differenz zwischen der tatsächlichen Hochsetzspannung und der notwendigen Hochsetzspannung.
Die 10A, 10B und 10C stellen Veränderungen der Hochsetzspannungen (Relativwerte) und Antriebskräfte (Relativwerte) dar, und zwar im Fall einer Beschleunigung mit voller Drosselung des betreffenden Fahrzeugs mit einer vorbestimmten Antriebskraft jeweils im scharfen Sportmodus (#), im Sportmodus und im intelligenten Modus.
Wie in 10A dargestellt, gilt Folgendes: Um die benötigte Antriebskraft von dem Antriebsmotor 2800 gemäß einem Beschleunigungsvorgang auszugeben, der von einem Fahrer im scharfen Sportmodus (#) durchgeführt wird, ist es notwendig, die Spannung auf Eins hochzusetzen, mit welcher der obere Grenzwert der notwendigen Antriebskraft (= der Maximalwert; zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft) verwirklicht werden kann. Aus diesem Grund wird die Spannungsmarge Vol_mar_A des scharfen Sportmodus (#) so eingestellt, dass sie groß ist.
Andererseits gilt im Sportmodus Folgendes: Der obere Grenzwert der benötigten Antriebskraft (= zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft) wird so eingestellt, dass er niedriger ist als derjenige des scharfen Sportmodus (#), wie in 10B dargestellt. Da die zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft ausgegeben werden kann, die kleiner ist als diejenige im scharfen Sportmodus (#), ist dann die Spannungsmarge Vol_mar_B kleiner als die Vol_mar_B des scharfen Sportmodus (#). Demzufolge können die elektrischen Leistungsverluste des Aufwärts-Umrichters 2600 verringert werden.
Außerdem wird im intelligenten Modus die zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft durch den oberen Grenzwert der Veränderungsrate begrenzt, und zwar zusätzlich zum oberen Grenzwert der benötigten Antriebskraft, wie in 10C dargestellt. Folglich wird die Veränderungsrate der tatsächlichen Hochsetzspannung Vol_act_C ebenfalls begrenzt.
In diesem Fall gilt im Hinblick auf die zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft Folgendes: Eine Spannungsmarge, die äquivalent ist zu dem oberen oder dem unteren Grenzwert der Veränderungsrate der benötigten Antriebskraft, kann zu der momentanen vom Fahrer angeforderten Antriebskraft addiert werden, und folglich wird die Spannungsmarge Vol_mar_C so eingestellt, dass sie kleiner ist.
Daher können die elektrischen Leistungsverluste des Aufwärts-Umrichters 2600 weiter verringert werden. Insbesondere dann, wenn die Veränderungsrate einer möglichen benötigten Antriebskraft niedriger ist als die Veränderungsrate gemäß dem Ansprech-Leistungsvermögen der Aufwärts-Umrichtung des Aufwärts-Umrichters 2600, kann die Spannungsmarge Vol_mar_C Null sein.
Indem die Hochsetz-Sollspannungen gemäß der zukünftigen vom Fahrer angeforderten Antriebskräfte für jeden Fahrmodus, wie oben beschrieben, eingestellt werden, können die Spannungsmargen auf notwendige Minimalwerte eingestellt werden. Demzufolge kann eine Soll-Antriebskraft sichergestellt werden, und die Verluste können auf ein Minimum verringert werden.
Nachstehend wird ein Verfahren zum Berechnen der zukünftigen vom Fahrer angeforderten Antriebskraft beschrieben. 11 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration des Berechnungsmoduls 2310 für die zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft veranschaulicht. Wie in 11 dargestellt, weist das Berechnungsmodul für 2310 die zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft Folgendes auf: Antriebskraft-Kennfelder 2312, 2314, und 2316; ein Absolutwert-Berechnungsmodul 2318 (ABS), ein Maximalwert-Berechnungsmodul 2320; ein Verarbeitungsmodul 2322 für den Veränderungsraten-Grenzwert; ein weiteres Maximalwert-Berechnungsmodul 2324; ein Additionsmodul 2326 und ein Minimalwert-Berechnungsmodul 2328.
Jedes der Antriebskraft-Kennfelder 2312, 2314 und 2316 hat Kennlinien, die jeweils den drei Modi aus scharfem Sportmodus (#), dem Sportmodus und dem intelligenten Modus entsprechen. Jedes der Antriebskraft-Kennfelder 2312, 2314 und 2316 wählt eine Kennlinie gemäß den Eingangszustand des Antriebskraft-Schalters 2100 aus, und zwar auf der Basis des Zustands des Antriebskraft-Schalters 2100. Wenn beispielsweise am Antriebskraft-Schalter 2100 der scharfe Sportmodus (#) eingestellt ist, dann wird die Kennlinie ausgewählt, die dem scharfen Sportmodus (#) entspricht, und zwar aus den drei Kennlinien, welche das Antriebskraft-Kennfeld 2312 aufweist.
Das Antriebskraft-Kennfeld 2312 empfängt einen Gaspedal-Öffnungsgrad und eine Fahrzeuggeschwindigkeit zum momentanen Zeitpunkt. Dann gibt das Antriebskraft-Kennfeld 2312 eine Antriebskraft gemäß dem Gaspedal-Öffnungsgrad und der Fahrzeuggeschwindigkeit aus, und zwar auf der Basis der Kennlinie, die dem Zustand des Antriebskraft-Schalters 2100 entspricht.
Das Antriebskraft-Kennfeld 2314 entspricht den Kennlinien zur Zeit, wenn das Gaspedal vollständig geschlossen ist (0 %). Der Antriebskraft-Schalter 2314 wählt eine Kennlinie aus, die dem Zustand des Antriebskraft-Schalters 2100 entspricht, und zwar aus den drei Kennlinien, welche das Antriebskraft-Kennfeld 2314 aufweist. Außerdem empfängt das Antriebskraft-Kennfeld 2314 den Gaspedal-Öffnungsgrad (0 %) und die Fahrzeuggeschwindigkeit. Dann gibt das Antriebskraft-Kennfeld 2314 eine Antriebskraft gemäß 0 % des Gaspedal-Öffnungsgrads und der Fahrzeuggeschwindigkeit aus, und zwar auf der Basis der Kennlinie, die dem Zustand des Antriebskraft-Schalters 2100 entspricht.
Das Antriebskraft-Kennfeld 2316 entspricht den Kennlinien zur Zeit der vollen Öffnung (100 %) des Gaspedals. Der Antriebskraft-Schalter 2316 wählt eine Kennlinie aus, die dem Zustand des Antriebskraft-Schalters 2100 entspricht, und zwar aus den drei Kennlinien, welche das Antriebskraft-Kennfeld 2316 aufweist. Außerdem empfängt das Antriebskraft-Kennfeld 2316 den Gaspedal-Öffnungsgrad (100 %) und die Fahrzeuggeschwindigkeit. Dann gibt das Antriebskraft-Kennfeld 2316 eine Antriebskraft gemäß 100 % des Gaspedal-Öffnungsgrads und der Fahrzeuggeschwindigkeit aus, und zwar auf der Basis der Kennlinie, die dem Zustand des Antriebskraft-Schalters 2100 entspricht.
Die Antriebskraft gemäß dem Gaspedal-Öffnungsgrad und der Fahrzeuggeschwindigkeit, die von dem Antriebskraft-Kennfeld 2312 ausgegeben wird, wird in das Verarbeitungsmodul 2322 für die Veränderungsraten-Begrenzung eingegeben, und dann wird ein Begrenzungsvorgang der Veränderungsrate durchgeführt. Das Verarbeitungsmodul 2322 für die Veränderungsraten-Begrenzung empfängt den oberen Grenzwert und den unteren Grenzwert der Veränderungsrate der vom Fahrer angeforderten Antriebskraft.
Dann begrenzt das Verarbeitungsmodul 2322 für die Veränderungsraten-Begrenzung die Antriebskraft-Eingabe vom Antriebskraft-Kennfeld 2312 und gibt die Kraft als eine vom Fahrer angeforderte Antriebskraft aus, und zwar auf der Basis des oberen Grenzwerts und des unteren Grenzwerts der Veränderungsrate der vom Fahrer angeforderten Antriebskraft. Durch den Veränderungsraten-Begrenzungsvorgang wird ein Rütteln des Fahrzeugs in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung unterbunden, das von einer radikalen Veränderung der Antriebskraft herrührt.
Der Antriebsmotor 2800 wird auf der Basis der vom Fahrer angeforderten Antriebskraft gesteuert. Außerdem wird die vom Fahrer angeforderte Antriebskraft dem Additionsmodul 2326 zugeführt, um eine zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft zu berechnen. Es sei angemerkt, dass der Veränderungsraten-Begrenzungsvorgang hauptsächlich im intelligenten Modus durchgeführt werden kann.
Außerdem werden die Absolutwerte des jeweiligen oberen Grenzwerts und unteren Grenzwerts der Veränderungsrate der vom Fahrer angeforderte Antriebskraft von dem Absolutwert-Berechnungsmodul 2318 (ABS) bezogen werden und in das Maximalwert-Berechnungsmodul 2324 eingegeben werden. Das Maximalwert-Berechnungsmodul 2324 vergleicht den Absolutwert des oberen Grenzwerts der Veränderungsrate der vom Fahrer angeforderten Antriebskraft mit demjenigen des unteren Grenzwerts, und es gibt den größeren Wert daraus in das Additionsmodul 2326 ein.
Das Additionsmodul 2326 addiert die vom Fahrer angeforderte Antriebskraft, die vom Verarbeitungsmodul 2322 für die Veränderungsraten-Begrenzung eingegeben worden ist, zu dem größeren Wert zwischen dem Absolutwert des oberen Grenzwerts der Veränderungsrate und dem Absolutwert des unteren Grenzwerts, die vom Maximalwert-Berechnungsmodul 2324 eingegeben worden sind. Da eine Zunahme oder eine Abnahme der vom Fahrer angeforderten Antriebskraft durch das Verarbeitungsmodul 2322 für die Veränderungsraten-Begrenzung begrenzt wird, ist die folgende Relation erfüllt.
Zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft < momentane vom Fahrer angeforderte Antriebskraft + oberer Grenzwert der Veränderungsrate.
Der Wert, der erhalten wird, indem der Maximalwert der Veränderungsrate der vom Fahrer angeforderten Antriebskraft zur oben beschriebenen momentanten vom Fahrer angeforderten Antriebskraft addiert wird, kann als der Maximalwert angesehen werden, der als die zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft geschätzt wird. Mit anderen Worten: Der Wert der zukünftigen vom Fahrer angeforderten Antriebskraft wird so eingestellt, dass er kleiner ist als der Wert, der erhalten wird, indem der obere Grenzwert der Veränderungsrate zur momentanen vom Fahrer angeforderten Antriebskraft addiert wird.
Es sei angemerkt, dass die zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft als die maximale vom Fahrer angeforderte Antriebskraft des nächsten Steuerungszyklus in Bezug auf den momentanen Steuerungszyklus angesehen werden kann. Das Additionsmodul 2326 berechnet die rechte Seite des obigen Ausdrucks, und es gibt das berechnete Ergebnis an das Minimalwert-Berechnungsmodul 2328 aus.
Andererseits werden die jeweiligen Absolutwerte der Antriebskraft gemäß dem Gaspedal-Öffnungsgrad von 0 % und der Fahrzeuggeschwindigkeit, die von dem Antriebskraft-Kennfeld 2314 ausgegeben werden, und der Antriebskraft gemäß dem Gaspedal-Öffnungsgrad von 100 % und der Fahrzeuggeschwindigkeit, die von dem Antriebskraft-Kennfeld 2316 ausgegeben werden, von dem Absolutwert-Berechnungsmodul 2318 (ABS) berechnet. Sie werden dann in das Maximalwert-Berechnungsmodul 2320 eingegeben.
Das Maximalwert-Berechnungsmodul 2320 liefert den größeren Wert der eingegebenen Absolutwerte als einen oberen oder unteren Grenzwert der benötigten Antriebskraft. Auf diese Weise wird der obere oder der untere Grenzwert der vom Fahrer angeforderten Antriebskraft ausgewählt, und zwar unter Verwendung des Antriebskraft-Kennfelds 2314 zum Zeitpunkt des vollen Schließens des Gaspedals und des Antriebskraft-Kennfelds 2316 zum Zeitpunkt der vollen Öffnung des Gaspedals. Da der obere oder untere Grenzwert die benötigte Antriebskraft zum Zeitpunkt der vollen Öffnung oder des vollen Schließens des Gaspedals ist, wird die vom Fahrer angeforderte Antriebskraft nicht den oberen oder unteren Grenzwert überschreiten.
Aus diesem Grund wird der obere oder der untere Grenzwert der benötigten Antriebskraft in das Minimalwert-Berechnungsmodul 2328 eingegeben, und er wird mit der Ausgabe von dem Additionsmodul 2326 verglichen. Dann wird der kleinere Wert von oberem oder unterem Grenzwert der benötigten Antriebskraft und die Ausgabe aus dem Additionsmodul 2326 als die zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft ausgegeben.
Wenn die Grenzwerte der Veränderungsrate des Verarbeitungsmoduls 2322 für die Veränderungsraten-Begrenzung und der Grenzwert auf der Basis des „oberen oder unteren Grenzwerts der vom Fahrer angeforderten Antriebskraft“ zusammen kombiniert werden, kann auf diese Weise der obere Grenzwert einer Antriebskraft, die der Fahrer zukünftig benötigen wird, als die zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft ausgegeben werden.
12 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel des Antriebskraft-Kennfelds 2312 veranschaulicht. Wie in 12 veranschaulicht, sind Antriebskräfte gemäß den Öffnungsgraden des Gaspedals in jedem von scharfem Sportmodus (#) (S#-Modus), Sportmodus (S-Modus) und intelligentem Modus (I-Modus) vorgegeben. Außerdem wird die in 12 dargestellte Kennlinie für jede Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt. Folglich können die Antriebskräfte gemäß den Gaspedal-Öffnungsgraden und den Fahrzeuggeschwindigkeiten von dem Antriebskraft-Kennfeld 2312 bezogen werden.
Die Antriebskraft-Kennfelder 2314 und 2316 haben die gleiche grundlegende Konfiguration wie das Antriebskraft-Kennfeld 2312. Das Antriebskraft-Kennfeld 2314 schreibt jedoch die Antriebskräfte vor, wenn der Gaspedal-Öffnungsgrad 0 % gemäß den Fahrzeuggeschwindigkeiten beträgt, und das Antriebskraft-Kennfeld 2316 schreibt die Antriebskräfte vor, wenn der Gaspedal-Öffnungsgrad 100 % gemäß den Fahrzeuggeschwindigkeiten ist.
Folglich kann das Berechnungsmodul 2310 für die zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft des Hybrid-Steuergeräts 2300 eine zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft auf der Basis des Fahrmodus, der mittels des Antriebskraft-Schalters 2100 eingestellt ist, dem Gaspedal-Öffnungsgrad und der Fahrzeuggeschwindigkeit erhalten.
Nachstehend wird ein Prozess beschrieben, der von dem Berechnungsmodul 2350 für die Hochsetz-Sollspannung des Hybrid-Steuergeräts 2300 durchgeführt wird. 13 ist ein schematisches Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel des Berechnungsmoduls 2350 für die Hochsetz-Sollspannung veranschaulicht.
Wie in 13 dargestellt, empfängt das Berechnungsmodul 2350 für die Hochsetz-Sollspannung eine zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft und die Drehzahl des Antriebsmotors 2800. Das Berechnungsmodul 2350 für die Hochsetz-Sollspannung berechnet eine Hochsetz-Sollspannung des Aufwärts-Umrichters 2600 aus der zukünftigen vom Fahrer angeforderten Antriebskraft und der Drehzahl des Antriebsmotors 2800.
14 ist ein schematisches Diagramm, das eine Kennlinie veranschaulicht, die verwendet wird, wenn das Berechnungsmodul 2350 für die Hochsetz-Sollspannung Hochsetz-Sollspannungen des Aufwärts-Umrichters 2600 berechnet. In 14 bezeichnet die horizontale Achse die Drehzahl des Antriebsmotors 2800, und die vertikale Achse bezeichnet die Antriebskräfte (zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskräfte) des Antriebsmotors 2800. Die in 14 dargestellte Kennlinie (das Kennfeld) schreibt Hochsetz-Sollspannungen (200 V, 300 V, 400 V, 500 V, 600 V, and 650 V) gemäß den Drehzahlen des Antriebsmotors 2800 und der Antriebskräfte (der zukünftigen vom Fahrer angeforderten Antriebskräfte) des Antriebsmotors 2800 vor.
Das Berechnungsmodul 2350 für die Hochsetz-Sollspannung legt eine eingegebene zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft und die Drehzahl des Antriebsmotors 2800 an das Kennfeld der 14 an und berechnet dann die Hochsetz-Sollspannung, die der eingegebenen zukünftigen vom Fahrer angeforderten Antriebskraft und der Drehzahl des Antriebsmotors 2800 entspricht. Unter Verwendung der Hochsetz-Sollspannung, die von dem Berechnungsmodul 2350 für die Hochsetz-Sollspannung berechnet worden ist, übermittelt dann das Hochsetzsteuerungsmodul 2306 des Hybrid-Steuergeräts 2300 eine Hochsetzanweisung an den Aufwärts-Umrichter 2600.
Folglich berechnet das Berechnungsmodul 2350 für die Hochsetz-Sollspannung die Hochsetz-Sollspannung des Aufwärts-Umrichters 2600 aus der zukünftigen vom Fahrer angeforderten Antriebskraft und der Drehzahl des Antriebsmotors 2800, und es kann es dadurch dem Aufwärts-Umrichter 2600 ermöglichen, die Aufwärts-Umrichtung auf die Hochsetz-Sollspannung durchzuführen.
Wenn eine Hochsetzspannung als die Sollspannung berechnet wird, welche die zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft bewirken kann, kann die Antriebskraft ohne eine Verzögerung ausgegeben werden, und zwar ungeachtet dessen, wie der Fahrer das Gaspedal betätigt.
Wenn dies, wie oben beschrieben, durchgeführt wird, so wird ein zukünftiger Wert einer vom Fahrer angeforderten Antriebskraft (die zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft) aus dem Betätigungszustand des Antriebskraft-Schalters 2100 und dem Begrenzungsvorgang der Veränderungsrate bei der vorliegenden Implementierung geschätzt. Außerdem wird eine Spannungsmarge zu einer Spannung addiert, welche nötig ist, um die gegenwärtige Antriebskraft auszugeben (= die notwendige Hochsetzspannung), eine Spannung, bei welcher die zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft ausgegeben werden kann, wird als Hochsetz-Sollspannung eingestellt, und dadurch wird die Aufwärts-Umrichtung gesteuert.
Falls die Spannung, die aus (der notwendigen Hochsetzspannung + der Spannungsmarge) erhalten wird, verwirklicht wird, dann kann eine Antriebskraft ohne eine Verzögerung ausgegeben werden, und zwar ungeachtet dessen, wie der Fahrer das Gaspedal betätigt.
Jedes der Antriebskraft-Kennfelder 2100, 2312 und 2314, wählt außerdem eine Kennlinie gemäß dem Eingangszustand des Antriebskraft-Schalters 2316 aus, und zwar auf der Basis des Zustands des Antriebskraft-Schalters 2100. Dementsprechend kann eine zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft gemäß dem Fahrmodus berechnet werden, und die Marge der Hochsetz-Sollspannung in Bezug auf eine tatsächliche Hochsetzspannung kann gemäß dem Fahrmodus verändert werden, wie in den 10A, 10B und 10C dargestellt.
In dem System, das den Antriebskraft-Schalter 2100 aufweist, welcher die benötigte Antriebskraft gemäß dem Wert des Niederdrückens des Gaspedals ändert und es dem Fahrer ermöglicht, eine Beschleunigungs-Kennlinie des Fahrzeugs zu wählen, gilt Folgendes: Wenn ein Fahrmodus mit einer niedrigen Beschleunigungs-Kennlinie ausgewählt ist, kann das Ansprechverhalten auf eine benötigte Antriebskraft niedrig sein, und folglich können die Verluste bei der Aufwärts-Umrichtung verringert werden, indem die Marge der Hochsetzspannung so gesteuert wird, dass sie klein ist.
Wenn ein Fahrmodus mit einer hohen Beschleunigungs-Kennlinie ausgewählt ist, kann eine benötigte Antriebskraft zuverlässig augenblicklich gezeigt werden, indem die Marge der Hochsetzspannung so gesteuert wird, dass sie groß ist.
Gemäß der oben beschriebenen zweiten Implementierung gilt Folgendes: Eine Hochsetz-Sollspannung des Aufwärts-Umrichters 2600 wird so entworfen, dass sie aus einer zukünftigen vom Fahrer angeforderten Antriebskraft und der Drehzahl des Antriebsmotors gemäß einem Fahrmodus berechnet wird. Dadurch kann ein notwendiges Minimum einer Marge der Hochsetzspannung des Aufwärts-Umrichters 2600 gemäß einem Fahrmodus gewährleistet werden, Verluste bei der Aufwärts-Umrichtung können auf ein Minimum verringert werden, und auf eine Anforderung eines Fahrers kann zuverlässig reagiert werden.
Dadurch können gemäß der vorliegenden Implementierung die Verluste bei der Aufwärts-Umrichtung auf ein Minimum verringert werden, und das Fahrverhalten kann verbessert werden, indem die Aufwärts-Umrichtung einer Spannung der Batterie gemäß einem Fahrmodus optimal gesteuert wird, die sich auf eine Ausgangskennlinie des Antriebsmotors bezieht.
Dritte Implementierung
Nachfolgend wird eine Konfiguration eines Systems 3000 gemäß einer dritten Implementierung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 15 beschrieben. 15 ist ein schematisches Diagramm, das das System 3000 gemäß der dritten Implementierung der vorliegenden Erfindung zum Antreiben eines Fahrzeugs, wie z B. eines elektrischen Automobils veranschaulicht. Obwohl ein elektrisches Automobil hier als Beispiel verwendet wird, kann das System 3000 gemäß der dritten Implementierung auch in einem breiten Bereich von anderen Arten von Fahrzeugen verwendet werden, wie z. B. bei einem Hybridautomobil.
Wie in 15 gezeigt, weist das System 3000 Folgendes auf: eine Stereokamera-Anordnung 3100; eine Steuerung 3200 für die Stereokamera-Anordnung (eine elektronische Steuerungseinheit für die Bildverarbeitung (ein Bildanalyse-Verarbeitungsmodul)); einen Lenkwinkel-Sensor 3250; einen Blinker-Schalter (SW) 3260; einen Geschwindigkeitssensor 3270; einen Sperrschalter (SW) 3280; ein Gaspedal 3300; eine Steuerung 3400 für einen Motor (eine elektronische Steuerungseinheit für den Motor); eine Hochspannungsbatterie 3500; einen Aufwärts-Umrichter (ein Hochsetzmodul) 3600, einen Wechselrichter 3700; und einen Antriebsmotor 3800.
Obwohl 15 ein Beispiel veranschaulicht, in welchem die Steuerung 3200 für die Stereokamera-Anordnung und die Steuerung 3400 für den Motor als separate Einheiten ausgebildet sind, können sie auch als eine Steuerung ausgebildet sein.
Ein System zum Antreiben eines Fahrzeugs, wie z. B. ein Hybridautomobil oder ein elektrisches Automobil, besitzt einen Antriebsmotor zum Antreiben der Antriebsräder. Bei der Konfiguration, die in 15, dargestellt ist, kann der Antriebsmotor 3800 eine größere Ausgabe erzeugen, wenn die Spannung des Wechselrichters 3700 höher wird, der eine Spannung von Gleichspannung zu Wechselspannung konvertiert. Aus diesem Grund wird die Spannung der Hochspannungsbatterie 3500 von dem Aufwärts-Umrichter 3600 hochgesetzt und dann an den Wechselrichter 3700 angelegt.
Wenn andererseits die Spannung der Hochspannungsbatterie 3500 hochgesetzt wird, dann treten Verluste in dem Aufwärts-Umrichter 3600 auf, und zwar gemäß dem Anstieg der hochgesetzten Spannung. Da die Verluste zunehmen, wenn das Hochsetz-Verhältnis des Aufwärts-Umrichters 3600 höher wird, führt eine große Ausgabe zu einem Anstieg der Verluste des Aufwärts-Umrichters 3600. Um die Spannung der Hochspannungsbatterie 3500 auf die Maximalspannung des Wechselrichters 3700 hochzusetzen, wird außerdem der Zeitraum einer Verzögerung von ungefähr 200 ms benötigt, bis die eigentliche Aufwärts-Umrichtung auf die Sollspannung durchgeführt wird.
Selbst wenn die Aufwärts-Umrichtung durchgeführt wird, wenn ein Fahrzeug ein vorausfahrendes Fahrzeug passiert, wird die tatsächliche Aufwärts-Umrichtung aus diesem Grund verzögert, bis das Passieren oder Überholen beginnt, und folglich tritt ein Gefühl von verzögerter Beschleunigung oder Verschlechterung des Fahrverhaltens auf. Insbesondere dann, wenn eine Beschleunigung für das Passieren vorhergesagt wird, ist es notwendig, dass die Verluste bei der Aufwärts-Umrichtung auf ein Minimum verringert werden, indem die Spannungsmarge optimal gesteuert wird, die für die Beschleunigung zum Passieren benötigt wird, um die Aufwärts-Umrichtung auszuführen.
Als eine Situation, in welcher der Antriebsmotor 3800 eine hohe Ausgabe erzeugt, wird eine Situation beispielhaft angegeben, in welcher z. B. das Fahrzeug startet, ein vorausfahrendes Fahrzeug auf einer Autobahn überholt oder dergleichen. Wenn das Hauptaugenmerk auf eine Situation gelegt wird, in welcher das Fahrzeug ein vorausfahrendes Fahrzeug auf der Autobahn passiert, detektiert das System 3000 gemäß der vorliegenden Implementierung z. B. die Abweichung von einer Fahrspur und eine Bewegung auf eine Überholspur unter Verwendung von Bildinformationen von der Stereokamera-Anordnung 3100, und es steuert dann den Aufwärts-Umrichter 3600 so, dass das Hochsetz-Verhältnis angehoben wird.
Bei der Konfiguration, die in 15 dargestellt ist, hat die Stereokamera-Anordnung 3100 ein Paar von rechten und linken Kameras 3100a und 3100b, die jeweils einen Bildsensor, wie z B. einen CCD-Sensor oder einen CMOS-Sensor aufweisen. Sie erfassen die externe Umgebung außerhalb des Fahrzeugs und übertragen die erfassten Bildinformationen an die Steuerung 3200.
Die Stereokamera-Anordnung 3100 gemäß der vorliegenden Erfindung ist als ein Beispiel aus Farbkameras gebildet, welche Farbinformationen erfassen können. Die Stereokamera-Anordnung 3100 kann die weiße Farbe einer Fahrspur als Bildinformationen erkennen, in welcher das betreffende Fahrzeug und ein vor dem betreffenden Fahrzeug vorausfahrendes Fahrzeug fahren. Die Stereokamera-Anordnung 3100 kann als ein vor dem betreffenden Fahrzeug vorausfahrendes Fahrzeug erkennen, ein vorausfahrendes Fahrzeug in einer Fahrspur, die verschieden ist von der Fahrspur, in welcher das betreffende Fahrzeug fährt, als Bildinformationen erkennen, und zwar zusätzlich zu dem vorausfahrenden Fahrzeug in der Fahrspur, in welcher das betreffende Fahrzeug fährt.
Da die Stereokamera-Anordnung 3100 Farbinformationen beziehen kann, kann sie ferner auch z. B. einen Lichtsignalzustand der Bremsleuchten des vor dem Fahrzeug vorausfahrenden Fahrzeugs, die Farbe einer Ampel, Straßenschilder und dergleichen als Bildinformationen erkennen. Die Stereokamera-Anordnung 3100 gibt die erkannten Bildinformationen an die Steuerung 3200 aus.
Die Steuerung 3200 kann Informationen über die Distanz zu einem Objekt erzeugen und beziehen, und zwar aus einem Abweichungswert einer korrespondierenden Position unter Verwendung des Prinzips der Triangulation im Hinblick auf einen Satz von rechten und linken Stereobildern, die erhalten worden sind, indem ein Bild in der Richtung erfasst wird, in welchem sich das betreffende Fahrzeug vorwärts bewegt, und zwar unter Verwendung des einen Paars von rechten und linken Kameras 3100a und 3100b der Stereokamera-Anordnung 3100.
Außerdem führt die Steuerung 3200 einen wohlbekannten Gruppierungsvorgang der Abstandsinformationen durch, die unter Verwendung des Prinzips der Triangulation erzeugt worden sind. Sie vergleicht die Abstandsinformationen die dem Gruppierungsvorgang unterzogen worden sind, im Voraus mit einem 3D-Objektdatensatz und detektiert dadurch Objektdaten, Markierungslinien-Daten und dergleichen. Demgemäß kann die Steuerung 3200 ebenfalls ein Anzeichen eines temporären Stopps, eine Haltelinie, ein Gate für die elektronische Verkehrsüberwachung und dergleichen erkennen, und zwar zusätzlich zu einem vorausfahrenden Fahrzeug oder einer weißen Linie, welche die Fahrspur angibt.
Unter Verwendung der Informationen über den Abstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug (Abstand L zwischen den Fahrzeugen), die unter Verwendung des Prinzips der Triangulation erzeugt worden sind, kann die Steuerung 3200 einen Veränderungswert des Abstands L zwischen den Fahrzeugen und die Relativgeschwindigkeit V in Bezug auf das vorausfahrende Fahrzeug berechnen.
Der Veränderungswert des Abstands L zwischen den Fahrzeugen kann erhalten werden, indem die Abstände L zwischen den Fahrzeugen der Frame-Bilder integriert werden, die pro Zeiteinheit detektiert werden. Außerdem kann die Relativgeschwindigkeit V erhalten werden, indem der Abstand zwischen den Fahrzeugen, der pro Zeiteinheit detektiert wird, durch die Zeiteinheit geteilt wird. Es sei angemerkt, dass die Steuerung 3200 auch die Berechnungen durchführen kann.
Die Steuerung 3200 dient als Bildanalyse-Verarbeitungsmodul, welches Bildinformationen des Gebiets außerhalb des Fahrzeugs bezieht und analysiert, welche von der Stereokamera-Anordnung 3100 erhalten werden, wie oben beschrieben, und sie überträgt die Umgebungsinformationen des Gebiets außerhalb des Fahrzeugs, die erhalten worden sind, indem die Bildinformationen analysiert werden, und zwar an die Steuerung 3400.
Die Steuerung 3200 analysiert die Bildinformationen, die von der Stereokamera-Anordnung 3100 übertragen worden sind, erkennt den Abstand zu einem vor dem betreffenden Fahrzeug vorausfahrenden Fahrzeugs, eine weiße Linie auf der Straße, welche die Fahrspur angibt, und dergleichen als die Umgebungsinformationen des Gebiets außerhalb des Fahrzeugs, und sie überträgt die Informationen an die Steuerung 3400.
Die Steuerung 3200 erkennt außerdem die Farbe einer Ampel vor dem betreffenden Fahrzeug, den Lichtsignalzustand der Bremsleuchten eines vorausfahrenden Fahrzeugs, ein Straßenschild, eine Haltelinie, den Abstand L zwischen den Fahrzeugen in Bezug auf das vorausfahrende Fahrzeug oder dergleichen als die Umgebungsinformationen des Gebiets außerhalb des Fahrzeugs, und sie überträgt die Informationen an die Steuerung 3400.
Noch genauer gesagt: Die Steuerung 3200 kann Folgendes an die Steuerung 3400 als die Umgebungsinformationen übertragen: den Abstand zwischen den Fahrzeugen in Bezug auf ein vorausfahrendes Fahrzeug in der Fahrspur, in welcher das betreffende Fahrzeug fährt, den Abstand zwischen den Fahrzeugen in Bezug auf ein vorausfahrendes Fahrzeug in der Fahrspur, welche an die Fahrspur angrenzt, in welcher das betreffende Fahrzeug fährt (die linke Fahrspur oder die rechte Fahrspur), und Informationen, die angeben, ob oder ob nicht das betreffende Fahrzeug von seiner Fahrspur abgewichen ist (Abweichung nach rechts, Abweichung nach links oder keine Abweichung).
Der Lenkwinkel-Sensor 3250 detektiert den Lenkwinkel der Vorderräder gemäß einem Steuerungsvorgang durch einen Fahrer. Der von dem Lenkwinkel-Sensor 3250 detektierte Lenkwinkel wird an die Steuerung 3400 ausgegeben. Der Blinker-Schalter 3260 detektiert den Betätigungszustand eines Blinkers durch den Fahrer. Der detektierte Betätigungszustand des Blinkers wird an die Steuerung 3400 übertragen.
Das Gaspedal 3300 weist einen Sensor auf, welcher einen Beschleunigungsvorgang des Fahrers detektiert. Der Beschleunigungsvorgang des Fahrers wird der Steuerung 3400 für den Motor als eine vom Fahrer benötigte Antriebskraft übermittelt.
Die Steuerung 3400 bestimmt, ob oder ob nicht das betreffende Fahrzeug in einer Fahrspur fährt oder von der Fahrspur abgewichen ist, um das vorausfahrende Fahrzeug zu überholen, das in der gleichen Fahrspur wie das betreffende Fahrzeug fährt, und zwar auf der Basis des Abstands zum vorausfahrenden Fahrzeugs vor dem betreffenden Fahrzeug, und der Umgebungsinformationen des Gebiets außerhalb des Fahrzeugs, wie z. B. eine weiße Linie, welche die Fahrspur angibt, und welche von der Steuerung 3200 empfangen werden.
Ferner ermittelt die Steuerung 3400 eine Hochsetzspannung des Aufwärts-Umrichters 3600 auf der Basis der Bestimmung und übermittelt eine Hochsetzanweisung auf der Basis der ermittelten Hochsetzspannung an den Aufwärts-Umrichter 3600. Es sei angemerkt, dass die Steuerung 3200 und die Steuerung 3400 als eine einzige Einheit ausgebildet sein können, wie oben beschrieben, und dass die Konfiguration der Steuerung 3200 und der Steuerung 3400 nicht besonders beschränkt ist, solange sie die Funktionen zum Analysieren von Bildern und zum Veranlassen des Aufwärts-Umrichters 3600 zum Durchführen der Aufwärts-Umrichtung haben.
Der Aufwärts-Umrichter 3600 ist zwischen der Hochspannungsbatterie 3500 und dem Wechselrichter 3700 vorgesehen. Er setzt die Spannung der Hochspannungsbatterie 3500 hoch und führt dann die hochgesetzte Spannung dem Wechselrichter 3700 zu. Hierbei wird das Verhältnis der hochgesetzten Spannung zu der Spannung der Hochspannungsbatterie 3500 als Hochsetz-Verhältnis bezeichnet.
16 ist ein Kennliniendiagramm, das benötigte Antriebskräfte (Gaspedal-Öffnungsgrade) eines Fahrers und eine Ansprechkennlinie des Aufwärts-Umrichters veranschaulicht. 16 veranschaulicht, dass die Sollspannung für die Aufwärts-Umrichtung durch den Aufwärts-Umrichter 3600 (die Hochsetz-Sollspannung) zunimmt, und zwar gemäß dem Anstieg einer Ausgabe (einer benötigten Antriebskraft x einer Fahrzeuggeschwindigkeit), und die Hochsetzspannung, die tatsächlich an den Wechselrichter 3700 angelegt wird (die tatsächliche Hochsetzspannung) nimmt gemäß der Sollspannung zu.
Die vertikale Achse auf der linken Seite in 16 bezeichnet einen Gaspedal-Öffnungsgrad [%] und die Fahrzeuggeschwindigkeit [km/h], und die vertikale Achse auf der rechten Seite bezeichnet die Spannung [V]. Außerdem gibt die horizontale Achse in 16 die Zeit an.
Wie in 16 dargestellt, nimmt die Hochsetz-Sollspannung des Aufwärts-Umrichters 3600 zum Zeitpunkt t00 zu, und zwar in der Form einer Stufe gemäß dem Anstieg der Ausgabe. Außerdem nimmt die Hochsetz-Sollspannung des Aufwärts-Umrichters 3600 zum Zeitpunkt t01 ebenfalls zu, und zwar in der Form einer Stufe gemäß einem weiteren Anstieg der Ausgabe.
Andererseits zeigt die tatsächliche Hochsetzspannung, die an den Wechselrichter 3700 angelegt wird, eine Verzögerung der Zeit in Bezug auf die Hochsetz-Sollspannung. Wenn eine Beschleunigung zum Passieren durchgeführt wird, ist es folglich notwendig, das Fahrverhalten zu verbessern, welches eine verzögerte Beschleunigung vermeidet, die von der Verzögerung der Zeit der tatsächlichen Hochsetzspannung verursacht wird.
Die Steuerung 3400 sagt voraus, dass das betreffende Fahrzeug ein vorausfahrendes Fahrzeug überholen wird, und zwar unter Verwendung der Umgebungsinformationen, die von der Steuerung 3200 erhalten worden sind. Dann steuert die Steuerung 3400 eine Spannung des Aufwärts-Umrichters 3600 oder des Antriebs auf der Basis des vorhersagten Überholvorgangs, und zwar zusätzlich zu der benötigten Antriebskraft, die der Fahrer benötigt. Wenn vorausgesagt wird, dass das betreffende Fahrzeug das vorausfahrende Fahrzeug nicht überholen wird, wird das Hochsetz-Verhältnis des Aufwärts-Umrichters 3600 herabgesetzt, und dadurch können die Verluste des Aufwärts-Umrichters 3600 auf ein Minimum verringert werden.
Wenn vorausgesagt wird, dass das betreffende Fahrzeug das vorausfahrende Fahrzeug überholen wird, kann außerdem das Hochsetz-Verhältnis erhöht werden, bevor der Fahrer das Gaspedal niederdrückt. Demgemäß kann das Hochsetz-Verhältnis schon vor dem Überholen erhöht werden, und die verzögerte Beschleunigung kann folglich zuverlässig unterbunden werden, die sonst auftritt, wenn das Hochsetz-Verhältnis erst nach dem Niederdrücken des Gaspedals zum Zeitpunkt des Überholens erhöht wird.
Ein Überholvorgang kann zuverlässig während des Beschleunigungsvorgangs durch den Fahrer detektiert werden, indem das Überholen unter Verwendung der Bildinformationen der Stereokamera-Anordnung 3100 detektiert wird. Folglich kann die gewünschte Antriebskraft ausgegeben werden. Außerdem kann ein Überholvorgang zuverlässig detektiert werden, selbst wenn es keine Blinker-Betätigung gibt, indem das Überholen unter Verwendung von Bildinformationen der Stereokamera-Anordnung 3100 detektiert wird. Ferner kann ein Überholvorgang zuverlässig detektiert werden, selbst wenn ein Fahrspurwechsel während des Fahrens entlang einer Kurve durchgeführt wird, indem das Überholen unter Verwendung von Bildinformationen der Stereokamera-Anordnung 3100 detektiert wird.
Ferner wird bei der vorliegenden Implementierung eine Abweichung des betreffenden Fahrzeugs von der Fahrspur und die Vervollständigung eines Fahrspurwechsels auf eine angrenzende Fahrspur detektiert, und zwar auf der Basis der Bildinformationen der Stereokamera-Anordnung 3100. Folglich wird eine fehlerhafte Erkennung eines Überholvorgangs, wenn der Blinker irrtümlich betätigt wird oder wenn sich der Lenkwinkel gemäß einer Krümmung der Straße ändert, zuverlässig unterbunden, und die Hochsetzsteuerung des Aufwärts-Umrichters 3600, die von solch einer fehlerhaften Erkennung verursacht werden, können zuverlässig unterbunden werden.
Außerdem ermöglichen es die Bildinformationen der Stereokamera-Anordnung 3100, dass das vorausfahrende Fahrzeug in der Fahrspur, in welcher das betreffende Fahrzeug fährt, und ein vorausfahrendes Fahrzeug, das in einer angrenzenden Fahrspur fährt, detektiert werden. Wenn es ein vorausfahrendes Fahrzeug in einer angrenzenden Fahrspur gibt, kann folglich bestimmt werden, dass der Fahrer nicht überholen sollte, und folglich kann eine unnötige Aufwärts-Umrichtung zuverlässig unterbunden werden.
Um die oben beschriebene Steuerung zu verwirklichen, weist die Steuerung 3400 ein Bezugsmodul 3400a für Umgebungsinformationen, ein Fahrzustands-Vorhersagemodul 3400b und ein Spannungs-Steuerungsmodul 3400c auf. Das Spannungs-Steuerungsmodul 3400c dient als Hochsetzsteuerungsmodul gemäß den beigefügten Ansprüchen bei der vorliegenden Implementierung. Das Bezugsmodul 3400a für Umgebungsinformationen bezieht Umgebungsinformationen über das Gebiet außerhalb des Fahrzeugs, und zwar von der Steuerung 3200.
Das Fahrzustands-Vorhersagemodul 3400b sagt voraus, ob oder ob nicht das Fahrzeug die Fahrspur wechseln wird und eine Beschleunigung zum Überholen durchführen wird, und zwar auf der Basis der Umgebungsinformationen vom Gebiet außerhalb des Fahrzeugs. Das Spannungs-Steuerungsmodul 3400c steuert die Aufwärts-Umrichtung durch den Aufwärts-Umrichter 3600, wenn eine Beschleunigung zum Überholen vorhergesagt wird. Das Spannungs-Steuerungsmodul 3400c kann die Aufwärts-Umrichtung mittels des Aufwärts-Umrichters 3600 auf der Basis einer Spannungsmarge gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit oder einer notwendigen Antriebskraft des Fahrers steuern.
Außerdem kann das Bezugsmodul 3400a für die Umgebungsinformationen auch Informationen beziehen, die von dem Blinker-Schalter 3260 und dem Sperrschalter 3280 als Umgebungsinformationen erhalten worden sind. Das Bezugsmodul 3400a für Umgebungsinformationen kann auch Informationen betreffend die Fahrt eines vorausfahrenden Fahrzeugs oder Informationen über die Infrastruktur, wie z B. eine Ampel als Umgebungsinformationen beziehen, und zwar durch Kommunikation zwischen den Fahrzeugen oder durch ein intelligentes Transportsystem (ITS).
Der Aufwärts-Umrichter 3600 setzt die Spannung der Hochspannungsbatterie 3500 hoch, und zwar auf der Basis der Hochsetzanweisung von der Steuerung 3400, und er legt dann die hochgesetzte Spannung an den Wechselrichter 3700 an. Der Wechselrichter 3700 verwendet die Spannung, die mittels des Aufwärts-Umrichters 3600 hochgesetzt worden ist, um die Spannung von Gleichspannung in Wechselspannung umzuwandeln, und um dann die umgewandelte Spannung an den Antriebsmotor 3800 anzulegen.
Dadurch bewirkt er, dass ein Strom in einer Motorwicklung des Antriebsmotors 3800 fließt. Der Antriebsmotor 3800 erzeugt eine Antriebskraft zum Bewegen des Fahrzeugs, und zwar unter Verwendung der elektromagnetischen Kraft, die von dem Strom erzeugt wird, der vom Wechselrichter 3700 zum Fließen in der Motorwicklung veranlasst wird, und der magnetischen Kraft eines Magnets, der innerhalb des Antriebsmotors 3800 angebracht ist.
Gemäß dem System 3000 der vorliegenden Erfindung, das wie oben beschrieben ausgebildet ist, bestimmt die Steuerung 3400, ob oder ob nicht das betreffende Fahrzeug ein vorausfahrendes Fahrzeug überholen wird, und zwar auf der Basis der Umgebungsinformationen, die von der Steuerung 3200 erhalten werden. Es bestimmt dann die Hochsetzspannung des Aufwärts-Umrichters 3600 auf der Basis des Ergebnisses der Bestimmung.
Wenn das Überholen des vorausfahrenden Fahrzeugs vorhergesagt ist, wird folglich das Hochsetz-Verhältnis des Aufwärts-Umrichters 3600 angehoben, bevor die Beschleunigung durchgeführt wird. Dadurch kann das Fahrverhalten verbessert werden, ohne eine verzögerte Beschleunigung zu verursachen.
Wenn kein Überholen vorhergesagt wird, dann wird das Hochsetz-Verhältnis 3600 mit Eins multipliziert, so dass das Hochsetzen nicht durchgeführt wird. Folglich können Verluste des Aufwärts-Umrichters 3600 zuverlässig unterbunden werden.
Nachstehend wird ein Beispiel des Ablaufs eines Prozesses beschrieben, der in dem System gemäß 15 durchgeführt wird. 17 ist ein Ablaufdiagramm, das den Prozess der vorliegenden Implementierung veranschaulicht. Der Prozess gemäß 17 wird hauptsächlich in der Steuerung 3400 in jedem vorbestimmten Steuerungszyklus durchgeführt (z. B. ungefähr 1 ms bis 10 ms). Zunächst wird im Schritt S310 ein Bestimmungsvorgang für den Beginn des Passierens (des Überholvorganges) durchgeführt, und zwar auf der Basis von Umgebungsinformationen, die von der Steuerung 3200 durch kooperative Steuerung mit der Stereokamera-Anordnung 3100 erhalten werden.
Hierbei wird bestimmt, ob oder ob nicht die folgenden Bedingungen C1, C2 und C3 erfüllt sind. Wenn alle Bedingungen C1, C2 und C3 erfüllt sind, dann wird bestimmt, dass der Fahrer eine Beschleunigung zum Überholen für einen Fahrspurwechsel durchführt, und das unten beschriebene F1 wird ausgeführt. In anderen Fällen wird das unten beschriebene F2 ausgeführt.

C1) Die Steuerung 3200 hat eine Abweichung des betreffenden Fahrzeugs von der Fahrspur detektiert. Es sei angemerkt, dass detektiert werden kann, ob oder ob nicht das betreffende Fahrzeug von der Fahrspur abgewichen ist, und zwar unter Verwendung der Tatsache, dass das betreffende Fahrzeug eine weiße Linie seiner Fahrspur kreuzt, oder dass der Abstand zwischen dem betreffenden Fahrzeug und einer weißen Linie der Fahrspur kürzer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, und zwar auf der Basis der Umgebungsinformationen, die aus dem Ergebnis einer Bildanalyse erhalten worden sind.

Es sei angemerkt, dass detektiert werden kann, ob oder ob nicht das betreffende Fahrzeug von der Fahrspur abgewichen ist, und zwar unter Verwendung der Tatsache, dass der Blinker-Schalter 3260 eingeschaltet wird (EIN), und dass der Lenkwinkel > ±α [°] erfüllt ist, ohne die Bildinformationen zu verwenden. Hierbei ist α auf einen vorbestimmten Wert eingestellt.

C2) Kein vorausfahrendes Fahrzeug befindet sich in der angrenzenden Fahrspur, welche das Ziel der Abweichung ist, oder das vorausfahrende Fahrzeug in der angrenzenden Fahrspur, die das Ziel der Abweichung ist, ist um einen vorbestimmten Abstand oder weiter beabstandet.

Der Abstand zwischen den Fahrzeugen in Bezug auf das vorausfahrende Fahrzeug in der Fahrspur, in welcher das betreffende Fahrzeug fährt, ist kleiner als ein vorbestimmter Wert.

F1) Passierstart-Anforderungsflag = gesetzt
F2) Passierstart-Anforderungsflag = nicht gesetzt

Wenn alle oben beschriebenen Bedingungen C1, C2 und C3 erfüllt sind, dann wird das oben beschriebene F1 ausgeführt, und das Passierstart- Anforderungsflag wird gesetzt.
Im nächsten Schritt S312 wird ein Bestimmungsvorgang für den Abschluss des Passierens durchgeführt, und zwar auf der Basis der Umgebungsinformationen, die von der Steuerung 3200 bezogen werden, der Fahrzeuggeschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugs und dergleichen, durch kooperative Steuerung mit der Stereokamera-Anordnung 3100.
Hier wird bestimmt, ob oder ob nicht die folgenden Bedingungen C4 bis C8 erfüllt sind. Wenn die Bedingung C4 erfüllt ist und irgendeine der Bedingungen C5 bis C8 erfüllt ist, dann wird dies so aufgefasst, dass der Fahrer die Beschleunigung zum Passieren abgeschlossen hat, und dann wird F3 ausgeführt. F4 wird in anderen Fällen ausgeführt.

C4) Die Steuerung 3200 hat detektiert, dass das betreffende Fahrzeug in seiner Fahrspur fährt (hat detektiert, dass das betreffende Fahrzeug nicht von der Fahrspur abgewichen ist, in welcher es gefahren ist).
C5) Der Abstand zwischen den Fahrzeugen in Bezug auf das vorausfahrende Fahrzeug ist gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Wert.
C6) Die Fahrzeuggeschwindigkeit ist kleiner als ein vorbestimmter Wert.
C7) Der Sperrschalter (ein Schalter, der die Schaltposition des Automatikgetriebes detektiert) ist in einem Bereich positioniert, der verschieden ist von dem D-Bereich (z. B. dem P-(Park-) Bereich, dem N-(Neutral-) Bereich oder dergleichen).
C8) Der Status, in welchem die benötigte Antriebskraft nicht zunimmt und das Passier-Abschlussflag nicht gesetzt ist, ist für einen vorbestimmten Zeitraum fortgesetzt worden.
F3) Passier-Abschlussflag = Gesetzt
F4) Passier-Abschlussflag = Nicht gesetzt

Im nächsten Schritt S314 wird bestimmt, ob oder ob nicht das Passierstart-Anforderungsflag = gesetzt ist oder das Passier-Abschlussflag = nicht gesetzt ist. Wenn eine der Bedingungen von „Passierstart-Anforderungsflag = Gesetzt“ und „Passier-Abschlussflag = Nicht gesetzt“ erfüllt ist, fährt der Prozess mit dem Schritt S316 fort. Im Schritt S316 wird ein Berechnungsprozess einer Spannungsmarge durchgeführt.
Wenn wiederum keine Bedingung von „Passierstart-Anforderungsflag = Gesetzt“ und „Passier-Abschlussflag = Nicht gesetzt“ im Schritt S314 erfüllt ist, fährt der Prozess mit dem Schritt S318 fort. Im Schritt S318 wird die Spannungsmarge auf 0 V eingestellt.
Nach den Schritten S316 und S318 fährt der Prozess mit dem Schritt S320 fort. Im Schritt S320 wird der Aufwärts-Umrichter 3600 auf der Basis der Spannungsmarge gesteuert, die im Schritt S316 oder S318 berechnet oder eingestellt worden ist.
Wie oben beschrieben, gilt gemäß dem Prozess der 17 Folgendes: Wenn eine der Bedingungen von „Passierstart-Anforderungsflag = Gesetzt“ und „Passier-Abschlussflag = Nicht gesetzt“ erfüllt ist, dann wird vorhergesagt, dass das Passieren des vorausfahrenden Fahrzeugs durchgeführt werden wird oder noch nicht abgeschlossen ist. Folglich wird die Spannungsmarge berechnet, und der Aufwärts-Umrichter 3600 wird gemäß der Spannungsmarge gesteuert. Dadurch kann eine Aufwärts-Umrichtung durch den Aufwärts-Umrichter 3600 durchgeführt werden, und zwar vor der Beschleunigung für das Passieren, und eine verzögerte Beschleunigung zum Zeitpunkt des Passierens kann zuverlässig unterbunden werden.
Wenn keine der Bedingungen von „Passierstart-Anforderungsflag = Gesetzt“ und „Passier-Abschlussflag = Nicht gesetzt“ erfüllt ist, dann wird vorhergesagt, dass das Überholen des vorausfahrenden Fahrzeugs nicht durchgeführt werden wird oder abgeschlossen ist. Folglich wird die Spannungsmarge auf 0 V gesetzt. Daher können Verluste des Aufwärts-Umrichters 3600 zuverlässig unterbunden werden.
Es sei angemerkt, dass bei der obigen Beschreibung vorhergesagt wird, ob oder ob nicht die Beschleunigung zum Passieren durchgeführt werden wird, und zwar auf der Basis von Umgebungsinformationen, die erhalten werden, indem die Bildinformationen von der Stereokamera-Anordnung 3100 analysiert werden. Es können jedoch auch Informationen betreffend die Fahrt eines vorausfahrenden Fahrzeugs oder Informationen über die Infrastruktur, wie z B. eine Ampel bezogen werden, und zwar durch eine Kommunikation zwischen den Fahrzeugen oder ein intelligentes Transportsystem (ITS), und es kann vorhergesagt werden, ob oder ob nicht eine Beschleunigung für das Passieren durchgeführt werden wird, und zwar auf der Basis der erhaltenen Informationen.
Nachfolgend wird der Prozess der Steuerung des Aufwärts-Umrichters 3600 im Schritt S320 der 17 auf der Basis von 18 beschrieben. Zunächst wird im Schritt S330 ein Prozess der Berechnung einer Hochsetz-Sollspannung durchgeführt. Es sei angemerkt, dass sich die „Hochsetz-Sollspannung“ auf einen Sollwert des Aufwärts-Umrichters 3600 bezieht, um die Spannung der Hochspannungsbatterie 3500 hochzusetzen. Als ein Beispiel wird die Hochsetz-Sollspannung auf ungefähr 200 V bis 650 V eingestellt, wie in 3 dargestellt. Die „notwendige Hochsetzspannung“ bezeichnet eine minimale Hochsetzspannung, die nötig ist, um eine Antriebskraft auszugeben, die von einem Fahrer benötigt wird. Die „tatsächliche Hochsetzspannung“ bezeichnet die Spannung, welche der Aufwärts-Umrichter 3600 tatsächlich ausgibt.
Außerdem bezeichnet die „maximale Hochsetzspannung“ eine Spannung, welche der Aufwärts-Umrichter 3600 auf ein Maximum hochsetzen kann, und die maximale Hochsetzspannung in dem Beispiel gemäß 3 beträgt 650 V. Bei der vorliegenden Implementierung ist die Hochsetz-Sollspannung auf einen Wert eingestellt, der erhalten wird, indem eine Spannungsmarge zur notwendigen Hochsetzspannung addiert wird, und der aus der folgenden Formel berechnet wird. $\begin{array}{l} Hochsetz - Sollspannung \\ = notwendige Hochsetzspannung + Spannungsmarge . \end{array}$
Die Spannungsmarge wird normalerweise auf „0“ eingestellt, und wenn eine Beschleunigung für das Passieren durchgeführt wird, wird sie auf der Basis eines Spannungsmargen-Kennfelds eingestellt, das später noch beschrieben wird. Die Hochsetz-Sollspannung wird normalerweise nicht auf einen Wert gesetzt, der größer ist als die maximale Hochsetzspannung.
Wenn die tatsächliche Hochsetzspannung unter die notwendige Hochsetzspannung fällt, ist es nicht möglich, die Soll-Antriebskraft auszugeben. Außerdem wird die tatsächliche Hochsetzspannung so gesteuert, dass sie im Wesentlichen den gleichen Wert wie die Hochsetz-Sollspannung hat; wenn jedoch die notwendige Hochsetzspannung nicht gewährleistet ist, dann gibt es Fälle, in welchen die tatsächliche Hochsetzspannung eine Ansprechverzögerung in Bezug auf die Hochsetz-Sollspannung zeigt.
Bei der vorliegenden Implementierung gilt Folgendes: Wenn die Hochsetz-Sollspannung eingestellt wird, indem eine Spannungsmarge zur minimalen notwendigen Hochsetzspannung addiert wird, um eine vom Fahrer benötigte Antriebskraft auszugeben, dann kann sich das maximale Beschleunigungsvermögen ergeben, wenn das Fahrzeug die Spur wechselt und eine Beschleunigung zum Passieren durchführt. Das Berechnungsverfahren für die Spannungsmarge wird später noch detailliert beschrieben.
Im Schritt S332 wird bestimmt, ob oder ob nicht die im Schritt S330 berechnete Hochsetz-Sollspannung die maximale Hochsetzspannung überschreitet. Wenn die Hochsetz-Sollspannung die maximale Hochsetzspannung überschreitet, dann fährt der Prozess mit dem Schritt S334 fort. Im Schritt S334 wird die Hochsetz-Sollspannung als die maximale Hochsetzspannung eingestellt. Nach Schritt S334 fährt der Prozess mit dem Schritt S336 fort. Wenn wiederum die Hochsetz-Sollspannung die maximale Hochsetzspannung im Schritt S332 nicht überschreitet, dann fährt der Prozess von Schritt S332 mit dem Schritt S336 fort.
Im Schritt S336 wird bestimmt, ob oder ob nicht die Hochsetz-Sollspannung die Spannung der Hochspannungsbatterie 3500 überschreitet. Wenn die Hochsetz-Sollspannung die Spannung der Hochspannungsbatterie 3500 überschreitet, dann fährt der Prozess mit dem Schritt S338 fort. Im Schritt S338 beginnt der Betrieb des Aufwärts-Umrichters 3600, um die Spannung der Hochspannungsbatterie 3500 hochzusetzen. Demgemäß wird die tatsächliche Hochsetzspannung des Aufwärts-Umrichters 3600 so gesteuert, dass sie die Hochsetz-Sollspannung wird.
Wenn wiederum die Hochsetz-Sollspannung die Spannung der Hochspannungsbatterie 3500 im Schritt S336 nicht überschreitet, dann fährt der Prozess mit dem Schritt S340 fort. Im Schritt S340 stoppt der Betrieb des Aufwärts-Umrichters 3600.
Demzufolge wird eine Aufwärts-Umrichtung durch den Aufwärts-Umrichter 3600 nicht durchgeführt (Hochsetz-Verhältnis = 1), und die Spannung der Hochspannungsbatterie 3500 wird an den Wechselrichter 3700 angelegt.
Wie oben beschrieben, gilt bei der vorliegenden Implementierung Folgendes: Die Hochsetz-Sollspannung wird eingestellt, indem die Spannungsmarge zum der minimalen notwendigen Hochsetzspannung addiert wird, um eine von dem Fahrer benötigte Antriebskraft auszugeben. Wenn die tatsächliche Hochsetzspannung des Aufwärts-Umrichters 3600 so gesteuert wird, dass sie die Hochsetz-Sollspannung wird, kann ein maximales Beschleunigungsvermögen erzielt werden, wenn das Fahrzeug die Spur wechselt und eine Beschleunigung zum Passieren durchführt.
19 ist ein Ablaufdiagramm, das den Prozess des Berechnens der Spannungsmarge zeigt, die im Schritt S330 gemäß 18. verwendet wird. Bei der vorliegenden Implementierung wird die Spannungsmarge so gesteuert, dass sie gemäß den Fahrmodi variiert. Hier werden als die Fahrmodi ein Sportmodus und ein Eco-Modus beispielhaft genannt. Der Sportmodus ist ein Modus, welcher das Beschleunigungsvermögen betont, wobei es keine Begrenzung der Veränderungsrate der benötigten Antriebskraft gibt, wenn ein Fahrer das Gaspedal 3300 niederdrückt.
Der Eco-Modus ist wiederum ein Modus, der die Kraftstoffeffizienz betont, wobei das Beschleunigungsvermögen unterbunden wird und die Kraftstoffeffizienz verbessert wird, indem die Veränderungsrate einer benötigten Antriebskraft eingestellt wird, wenn ein Fahrer das Gaspedal 3300 auf einen vorbestimmten Wert oder weniger niederdrückt.
Zunächst wird im Schritt S350 bestimmt, ob oder ob nicht der Sportmodus eingestellt worden ist. Wenn der Sportmodus eingestellt worden ist, fährt der Prozess mit dem Schritt S352 fort. Im Schritt S352 wird auf ein Spannungsmargen-Kennfeld des Sportmodus Bezug genommen, um die Spannungsmarge einzustellen.
Wenn wiederum bestimmt wird, dass der Sportmodus im Schritt S350 nicht gesetzt worden ist, dann fährt der Prozess mit dem Schritt S354 fort. Im Schritt S354 wird bestimmt, ob oder ob nicht der Eco-Modus eingestellt worden ist, und im Falle des Eco-Modus fährt der Prozess mit dem Schritt S356 fort. Im Schritt S356 wird auf ein Spannungsmargen-Kennfeld des Eco-Modus Bezug genommen, um die Spannungsmarge einzustellen. Der Prozess endet nach den Schritten S352 und S356. Wenn bestimmt wird, dass der Eco-Modus im Schritt S354 nicht gesetzt worden ist, dann fährt der Prozess mit dem Schritt S350 fort.
20 ist ein schematisches Diagramm, das einen Überblick eines Spannungsmargen-Kennfelds veranschaulicht. Wie in 20 dargestellt, ist eine Spannungsmarge Vm so eingestellt, dass sie kleiner ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vspd höher wird. Außerdem wird die Spannungsmarge Vm so eingestellt, dass sie kleiner ist, wenn der Absolutwert der benötigten Antriebskraft F größer wird.
Das in 20 dargestellte Spannungsmargen-Kennfeld wird für jeden Fahrmodus, wie z B. den Sportmodus und den Eco-Modus eingestellt. Im Kennfeld gemäß 20 gilt Folgendes: Wenn die benötigte Antriebskraft ein negativer Wert ist, dann bezieht sich das Kennfeld auf ein Regenerations-Kennfeld.
21 und 22 sind schematische Diagramme, die das Spannungsmargen-Kennfeld gemäß 20 detaillierter veranschaulichen. In den 21 und 22 ist das Spannungsmargen-Kennfeld gemäß 20 in ein Kennfeld gemäß den Fahrzeuggeschwindigkeiten Vspd und ein Kennfeld gemäß der benötigten Antriebskräfte F aufgeteilt. Außerdem zeigen die 21 und 22 Kennfelder im Sportmodus und im Eco-Modus.
21 ist ein schematisches Diagramm, das das Kennfeld der Spannungsmargen Vm gemäß den Fahrzeuggeschwindigkeiten Vspd veranschaulicht. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vspd niedriger wird, dann wird erwartet, dass die Differenz zwischen der Geschwindigkeit nach der Beschleunigung und der Geschwindigkeit vor der Beschleunigung größer ist, und folglich wird angenommen, dass der Anstiegswert der Geschwindigkeit zum Zeitpunkt der Beschleunigung groß ist.
Wie in 21 dargestellt, gilt Folgendes: Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vspd niedriger wird, dann wird die Spannungsmarge so eingestellt, dass sie in Erwartung der maximalen Beschleunigung größer ist. Im Eco-Modus gibt es außerdem eine Begrenzung des Beschleunigungsvermögens, um den Energieverbrauch niedrig zu halten; im Sportmodus wird jedoch das Beschleunigungsvermögen auf einen minimalen Pegel begrenzt.
Aus diesem Grund wird die Spannungsmarge Vm so eingestellt, dass sie im Sportmodus größer ist als im Eco-Modus, wie in 21 dargestellt. Wenn eine Beschleunigung zum Passieren gemäß einem Fahrspurwechsel vorhergesagt wird, wird auf diese Weise eine Spannung eingestellt, wobei die maximale Veränderungsrate der notwendigen Antriebskraft berücksichtigt wird.
22 ist ein schematisches Diagramm, das das Kennfeld der Spannungsmargen Vm gemäß den benötigten Antriebskräften F veranschaulicht. Da die benötigte Antriebskraft F vor der Beschleunigung kleiner ist, wird angenommen, dass die Differenz zwischen der benötigten Antriebskraft vor der Beschleunigung und die benötigte Antriebskraft F nach der Beschleunigung größer sind. Folglich wird angenommen, dass die Veränderungsrate der benötigten Antriebskraft zur Zeit der Beschleunigung hoch ist. Um auf eine größere Veränderung der benötigten Antriebskraft vorbereitet zu sein, wird folglich die Spannungsmarge so eingestellt, dass sie ansteigt, da die benötigte Antriebskraft F vor der Beschleunigung kleiner ist, wie in 22 dargestellt.
Im Eco-Modus gibt es außerdem eine Begrenzung der Veränderungsrate der benötigten Antriebskraft F zur Zeit der Beschleunigung, um den Energieverbrauch klein zu halten; im Sportmodus ist jedoch die Veränderungsrate der benötigten Antriebskraft zur Zeit der Beschleunigung auf einen minimalen Pegel begrenzt. Aus diesem Grund wird die Spannungsmarge Vm so eingestellt, dass sie im Sportmodus größer ist als im Eco-Modus, wie in 22 dargestellt.
Folglich werden in den Schritten S352 und S356 der 19 die Spannungsmargen unter Bezugnahme auf das Spannungsmargen-Kennfeld der 20 (21 und 22) eingestellt.
Nachstehend wird die Hochsetzsteuerung zur Zeit eines Fahrspurwechsels gemäß der vorliegenden Implementierung nach Art einer zeitlichen Abfolge auf der Basis der 23 bis 25 beschrieben. Die „Soll-Antriebskraft“ ist ein Wert, der einer von einem Fahrer benötigten Antriebskraft entspricht, und die benötigte Antriebskraft ist eine Antriebskraft, die von einem Fahrer durch einen Beschleunigungsvorgang benötigt wird, und sie wird auf der Basis eines Betätigungswerts des Gaspedals 3300 bestimmt.
Wenn eine Tempomatsteuerung durchgeführt wird, kann die „Soll-Antriebskraft“ ein Wert sein, der durch die Tempomatsteuerung bestimmt wird. Die „tatsächliche Antriebskraft“ bezeichnet eine Antriebskraft, die der Antriebsmotor 3800 tatsächlich erzeugt. Die „tatsächliche Antriebskraft“ wird ohne eine Ansprechverzögerung ausgegeben, solange eine notwendige Hochsetzspannung gewährleistet ist.
Zunächst ist 23 ein schematisches Diagramm, das die Steuerung veranschaulicht, die durchgeführt wird, wenn eine Hochsetzsteuerung zur Zeit eines Fahrspurwechsels nicht gemäß der vorliegenden Implementierung durchgeführt wird, zu Vergleichszwecken. In 23 stellt der obere Graph die Kennlinie von Veränderungen der Antriebskräfte dar (notwendige Antriebskraft und tatsächliche Antriebskraft), und der untere Graph stellt die Kennlinie von Veränderungen der Hochsetzspannungen (der Hochsetz-Sollspannung, der notwendigen Hochsetzspannung und der tatsächlichen Hochsetzspannung) dar. In 23 ist die Hochsetz-Sollspannung gleich der notwendigen Hochsetzspannung, da eine Spannungsmarge nicht eingestellt ist.
Wie in 23 dargestellt, startet die Beschleunigung zum Zeitpunkt t0, zu welchem der Fahrer das Gaspedal niederdrückt, um die Spur zu wechseln, und folglich nimmt die notwendige Antriebskraft (gestrichelte Linie) zu. Da die notwendige Hochsetzspannung (gestrichelte Linie) ein Wert gemäß der benötigten Antriebskraft ist, nimmt die notwendige Hochsetzspannung ebenfalls zu, und zwar gemäß dem Anstieg der benötigten Antriebskraft vom Zeitpunkt t0.
Obwohl die notwendige Hochsetzspannung vom Zeitpunkt t0 hochgesetzt wird, nimmt die tatsächliche Hochsetzspannung (durchgezogene Linie) langsamer zu als die notwendige Hochsetzspannung. Aus diesem Grund ist die tatsächliche Hochsetzspannung niedriger als die notwendige Hochsetzspannung, und die tatsächliche Antriebskraft (durchgezogene Linie), die der tatsächlichen Hochsetzspannung entspricht, ist kleiner als die notwendige Antriebskraft.
Folglich ist es nicht möglich, die tatsächliche Antriebskraft gemäß der benötigten Antriebskraft auszugeben. Die tatsächliche Hochsetzspannung erreicht die notwendige Hochsetzspannung zum Zeitpunkt t1 oder später, und folglich kann die tatsächliche Antriebskraft, die der benötigten Antriebskraft entspricht, ausgegeben werden; da jedoch die tatsächliche Antriebskraft kleiner ist als die benötigte Antriebskraft zwischen den Zeitpunkten t0 bis t1, ist es nicht möglich, die benötigte Antriebskraft dem Fahrer zur Verfügung zu stellen, und es tritt eine verzögerte Beschleunigung auf.
24 ist ein schematisches Diagramm, das die Hochsetzsteuerung veranschaulicht, die für einen Fahrspurwechsel durchgeführt wird, gemäß der vorliegenden Implementierung. 24 veranschaulicht eine Situation, in welcher die Veränderungsrate der benötigten Antriebskraft begrenzt ist, wie z. B. im Eco-Modus. In 24 stellt der obere Graph die Kennline von Zuständen des Passierstart-Anforderungsflags und des Passier-Abschlussflags dar.
Außerdem stellt der mittlere Graph die Kennlinie von Veränderungen der Antriebskräfte dar (notwendige Antriebskraft und tatsächliche Antriebskraft), und der untere Graph stellt die Kennlinie von Veränderungen der Hochsetzspannungen (der Hochsetz-Sollspannung, der notwendigen Hochsetzspannung und der tatsächlichen Hochsetzspannung) dar. Wie oben beschrieben, ist die Hochsetz-Sollspannung ein Wert, der erhalten wird, indem eine Spannungsmarge einer notwendigen Hochsetzspannung hinzugefügt wird.
Wenn das Passierstart-Anforderungsflag zum Zeitpunkt t10 von „Nicht gesetzt“ zu „Gesetzt“ wechselt, wird zunächst der Start eines Fahrspurwechsels detektiert. Folglich wird eine Spannungsmarge berechnet (Schritt S316 gemäß 17), und der Aufwärts-Umrichter 3600 wird gesteuert (Schritt S320 gemäß 17). Dementsprechend wird die Spannungsmarge zu der Hochsetz-Sollspannung addiert (strichpunktierte Linie), und die Hochsetz-Sollspannung erhöht sich von V0 auf V1.
Wenn sich die Hochsetz-Sollspannung auf V1 zum Zeitpunkt t10 erhöht, dann fängt die tatsächliche Hochsetzspannung (durchgezogene Linie) an, ausgehend von V0 zuzunehmen. Hier ist der Bereich von V1 bis V0 die Spannungsmarge. Die Spannungsmarge wird aus dem Kennfeld der 20 (21 und 22) berechnet. Da 24 den Fall zeigt, in welchem es eine Begrenzung der Veränderungsrate der benötigten Antriebskraft gibt, wird die Spannungsmarge aus dem Kennfeld des Eco-Modus berechnet.
Die tatsächliche Hochsetzspannung erreicht V1 zum Zeitpunkt t11, wobei sie gleich der Hochsetz-Sollspannung ist. Wenn der Fahrer dann das Gaspedal zum Zeitpunkt t12 niederdrückt, dann nimmt die benötigte Antriebskraft (gestrichelte Linie) zu. Da es eine Begrenzung der Veränderungsrate der benötigten Antriebskraft gibt, nimmt zu diesem Zeitpunkt die benötigte Antriebskraft vom Zeitpunkt t12 zu, und zwar mit der Steigung im Zeitverlauf, die im mittleren Graphen gemäß 24 dargestellt ist.
Dann nimmt die notwendige Hochsetzspannung (gestrichelte Linie) gemäß dem Anstieg der benötigten Antriebskraft zu. Zu diesem Zeitpunkt hat die tatsächliche Hochsetzspannung des Aufwärts-Umrichters 3600 auf V1 zugenommen, und die tatsächliche Hochsetzspannung überschreitet die notwendige Hochsetzspannung (actual step-up voltage ≥ necessary step-up voltage) zum Zeitpunkt t12.
Folglich kann die tatsächliche Antriebskraft (durchgezogene Linie) ausgegeben werden, und zwar ohne eine Verzögerung der benötigten Antriebskraft. Wie im mittleren Graph gemäß 24 dargestellt, wird daher die tatsächliche Antriebskraft ohne eine Verzögerung für die benötigte Antriebskraft ausgegeben, und dementsprechend tritt keine verzögerte Beschleunigung auf.
Wenn die benötigte Antriebskraft zum Zeitpunkt t12 anfängt, zuzunehmen, dann nimmt außerdem die Hochsetz-Sollspannung gemäß dem Anstieg der benötigten Antriebskraft zu, und die Hochsetz-Sollspannung erreicht die maximale Hochsetzspannung V3 (z. B. 650 V) zum Zeitpunkt t13. Wenn die Hochsetz-Sollspannung ausgehend vom Zeitpunkt t12 zunimmt, dann beginnt die tatsächliche Hochsetzspannung, die V1 zum Zeitpunkt t12 war, ebenfalls zuzunehmen und erreicht die maximale Hochsetzspannung V3 zum Zeitpunkt t14.
Auf diese Weise nimmt die notwendige Hochsetzspannung gemäß dem Anstieg der benötigten Antriebskraft ausgehend vom Zeitpunkt t12 ebenfalls zu; die tatsächliche Hochsetzspannung hat jedoch im Voraus zugenommen, und folglich ist die tatsächliche Hochsetzspannung normalerweise höher als die notwendige Hochsetzspannung. Sogar dann, wenn die notwendige Hochsetzspannung ausgehend vom Zeitpunkt t12 zunimmt, kann folglich die tatsächliche Antriebskraft gemäß der notwendigen Antriebskraft ausgegeben werden, ohne eine Verzögerung für die notwendige Antriebskraft zu verursachen.
Wenn die benötigte Antriebskraft F1 zum Zeitpunkt t14 erreicht und auf F1 ausgehend vom Zeitpunkt t14 gehalten wird, dann wird auch die notwendige Hochsetzspannung auf V4 gehalten, was der Wert gemäß der benötigten Antriebskraft ist.
Außerdem ändert sich das Passier-Abschlussflag von „Gesetzt“ zu „Nicht gesetzt“ zum Zeitpunkt t15, und das Passierstart-Anforderungsflag ändert sich von „Gesetzt“ zu „Nicht gesetzt“ zum Zeitpunkt t16. Dann ändert sich das Passier-Abschlussflag von „Nicht gesetzt“ zu „Gesetzt“ zum Zeitpunkt t17.
Wenn sich das Passier-Abschlussflag von „Nicht gesetzt“ zu „Gesetzt“ zum Zeitpunkt t17 ändert, dann wird der Abschluss des Passierens detektiert. Folglich wird die Spannungsmarge auf „0“ gesetzt (Schritt S318 gemäß 17). Folglich ist die Hochsetz-Sollspannung gleich der notwendigen Hochsetzspannung, und die Hochsetz-Sollspannung wird auf V4 gesenkt, was den Wert gemäß der notwendigen Antriebskraft darstellt.
Demgemäß nimmt auch die tatsächliche Hochsetzspannung auf V4 ab. Wenn die benötigte Antriebskraft zum Zeitpunkt t18 abnimmt, dann nimmt auch die Hochsetz-Sollspannung (die notwendige Hochsetzspannung) gemäß der Abnahme der benötigten Antriebskraft ab. Dementsprechend nimmt die tatsächliche Hochsetzspannung ab, und dadurch können die Verluste des Aufwärts-Umrichters 3600 auf ein Minimum verringert werden.
Wenn die Hochsetzsteuerung für einen Fahrspurwechsel gemäß der vorliegenden Implementierung durchgeführt wird, kann - wie oben beschrieben - die Hochsetz-Sollspannung von der Spannungsmarge von der notwendigen Hochsetzspannung zum Zeitpunkt t10 erhöht werden, der vor dem Zeitpunkt liegt, zu dem die benötigte Antriebskraft für einen Fahrspurwechsel ansteigt. Da die tatsächliche Hochsetzspannung auf die Hochsetz-Sollspannung erhöht werden kann, bevor die benötigte Antriebskraft zunimmt, kann außerdem die tatsächliche Antriebskraft gemäß der benötigten Antriebskraft ausgegeben werden. Dementsprechend kann eine verzögerte Beschleunigung zum Zeitpunkt eines Fahrspurwechsels zuverlässig unterbunden werden.
Indem die Hochsetz-Sollspannung gemäß der benötigten Antriebskraft erhöht wird, während die benötigte Antriebskraft zunimmt, kann die Spannungsmarge der Hochsetz-Sollspannung für die notwendige Hochsetzspannung gewährleistet werden, die gemäß dem Anstieg der benötigten Antriebskraft zunimmt. Sogar dann, wenn die benötigte Antriebskraft zunimmt, kann demzufolge die tatsächliche Antriebskraft gemäß der benötigten Antriebskraft ohne eine Verzögerung ausgegeben werden.
23 veranschaulicht den Zeitpunkt t14, zu welchem die tatsächliche Antriebskraft gemäß 24 den Wert F1 erreicht, zum Vergleich mit 24. Wie in 23 dargestellt, liegt der Zeitpunkt t1, zu welchem die tatsächliche Antriebskraft F1 erreicht, wenn es keine Fahrspurwechsel-Hochsetzsteuerung gibt, später als der Zeitpunkt t14, und zwar um die Zeitspanne T. Folglich kann gemäß der in 24 dargestellten Fahrspurwechsel-Hochsetzsteuerung die Einleitung einer Antriebskraft zum Zeitpunkt eines Fahrspurwechsels stark verbessert werden.
25 ist ein schematisches Diagramm, das die Steuerung zeigt, welche durchgeführt wird, wenn die Veränderungsrate einer benötigten Antriebskraft nicht begrenzt ist (Veränderungsrate = ∞). Der Fall, in welchem die Veränderungsrate der benötigten Antriebskraft nicht begrenzt ist, entspricht dem Sportmodus, der das Beschleunigungsvermögen betont. In 24 stellt der obere Graph die Kennline von Zuständen des Passierstart-Anforderungsflags und des Passier-Abschlussflags dar.
Außerdem stellt der mittlere Graph die Kennlinie von Veränderungen der Antriebskräfte dar, und der untere Graph stellt die Kennlinie von Veränderungen der Hochsetzspannungen (der Hochsetz-Sollspannung, der notwendigen Hochsetzspannung und der tatsächlichen Hochsetzspannung) dar.
Wenn das Passierstart-Anforderungsflag zum Zeitpunkt t20 von „Nicht gesetzt“ zu „Gesetzt“ wechselt, wird zunächst der Start eines Fahrspurwechsels detektiert. Folglich wird eine Spannungsmarge berechnet (Schritt S316 gemäß 17), und dann wird der Aufwärts-Umrichter 3600 gesteuert (Schritt S320 gemäß 17). Dementsprechend wird die Spannungsmarge zu der Hochsetz-Sollspannung addiert (strichpunktierte Linie), und die Hochsetz-Sollspannung erhöht sich von V0 auf V3.
Wenn die Hochsetz-Sollspannung auf die maximale Hochsetzspannung V3 zum Zeitpunkt t20 zunimmt, dann beginnt die tatsächliche Hochsetzspannung (durchgezogene Linie), ausgehend von V0 zuzunehmen. Hier ist der Bereich von V3 bis V0 die Spannungsmarge. Die Spannungsmarge wird aus dem Kennfeld der 20 (21 und 22) berechnet. Da keine Begrenzung der Veränderungsrate der benötigten Antriebskraft in 25 eingestellt ist, wird die Spannungsmarge aus dem Kennfeld des Sport-Modus berechnet.
Zum Zeitpunkt t21 erreicht die tatsächliche Hochsetzspannung die maximale Hochsetzspannung V3, die gleich der Hochsetz-Sollspannung ist. Wenn der Fahrer dann das Gaspedal zum Zeitpunkt t21 niederdrückt, dann nimmt die benötigte Antriebskraft (gestrichelte Linie) zu. Da in diesem Fall keine Begrenzung der Veränderungsrate der benötigten Antriebskraft eingestellt ist, nimmt die benötigte Antriebskraft auf F3 zum Zeitpunkt t21 in der Form einer Stufe zu.
Außerdem nimmt die notwendige Hochsetzspannung (gestrichelte Linie) gemäß dem Anstieg der benötigten Antriebskraft zu. Die notwendige Hochsetzspannung nimmt von V0 auf V4 zum Zeitpunkt t21 in der Form einer Stufe gemäß dem stufenartigen Anstieg der benötigten Antriebskraft zu.
Zu diesem Zeitpunkt hat die tatsächliche Hochsetzspannung des Aufwärts-Umrichters 3600 auf die maximale Hochsetzspannung V3 zugenommen, und sie überschreitet die notwendige Hochsetzspannung (actual step-up voltage ≥ necessary step-up voltage) zum Zeitpunkt t21. Obwohl die benötigte Antriebskraft augenblicklich auf F3 zum Zeitpunkt t21 zunimmt, kann folglich die tatsächliche Antriebskraft (durchgezogene Linie) ausgegeben werden, und zwar ohne eine Verzögerung der benötigten Antriebskraft.
Wie im mittleren Graph gemäß 25 dargestellt, wird daher die tatsächliche Antriebskraft ohne eine Verzögerung für die benötigte Antriebskraft ausgegeben, und dementsprechend tritt keine verzögerte Beschleunigung auf.
Wenn die benötigte Antriebskraft F3 zum Zeitpunkt t21 erreicht und auf F3 ausgehend vom Zeitpunkt t21 gehalten wird, dann wird auch die notwendige Hochsetzspannung auf V4 gehalten, was der Wert gemäß der benötigten Antriebskraft ist. Die danach durchgeführten Prozesse sind die gleichen wie in 24.
Bei der vorliegenden Implementierung ist die Spannungsmarge gemäß der Veränderungsrate der benötigten Antriebskraft eingestellt. Wenn der Sportmodus eingestellt ist, dann wird das Beschleunigungsvermögen als wichtig betrachtet, und folglich wird die Veränderungsrate der benötigen Antriebskraft so eingestellt, dass sie höher ist als im Eco-Modus. Aus diesem Grund wird die Spannungsmarge so eingestellt, dass sie im Sportmodus höher ist als im Eco-Modus, um das Beschleunigungsvermögen zu zeigen.
Wenn der Sportmodus eingestellt ist, wird dementsprechend sichergestellt, dass die Spannungsmarge (= V3 bis V0) maximal ist, und dass die Hochsetz-Sollspannung auf die maximale Hochsetzspannung V3 erhöht wird, wie in 25 dargestellt. Folglich kann sogar dann, wenn die benötigte Antriebskraft stark ansteigt, die tatsächliche Antriebskraft ohne eine Verzögerung der benötigten Antriebskraft ansteigen. Daher kann die gewünschte Beschleunigung im Sportmodus verwirklicht werden, in welchem das Beschleunigungsvermögen als wichtig erachtet wird, ohne zu bewirken, dass sich das Beschleunigungsvermögen verschlechtert.
Gemäß der oben beschriebenen dritten Implementierung gilt Folgendes: Wenn eine Beschleunigung für das Passieren vorhergesagt ist, dann setzt der Aufwärts-Umrichter 3600 eine Spannung um eine Spannungsmarge hoch, die gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit oder einer benötigten Antriebskraft eingestellt ist. Wenn eine Beschleunigung für das Passieren durchgeführt wird, kann folglich eine verzögerte Beschleunigung zuverlässig unterbunden werden. Außerdem kann die Spannung um eine notwendige Spannungsmarge hochgesetzt werden, um die Aufwärts-Umrichtung für eine Spannungsmarge durchzuführen, die gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit oder der benötigten Antriebskraft eingestellt ist.
Demzufolge kann die Aufwärts-Umrichtung optimal gesteuert werden, und Verluste, die bei der Aufwärts-Umrichtung auftreten, können auf ein Minimum verringert werden. Daher gilt gemäß der vorliegenden Implementierung Folgendes: Wenn eine Beschleunigung zum Passieren vorhergesagt wird, dann können die Verluste für die Aufwärts-Umrichtung auf ein Minimum verringert werden, indem die Aufwärts-Umrichtung durchgeführt wird, während die Spannungsmarge optimal gesteuert wird, die für die Beschleunigung notwendig ist.
Obwohl die Konfigurationen der Stereokamera-Anordnung 3100 und der Steuerung (der elektronischen Steuerungseinheit für die Bildverarbeitung) 3200 beispielsweise bei den oben beschriebenen Implementierungen als Überwachungsmodule für das Gebiet außerhalb des Fahrzeugs beschrieben worden sind, ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt. Eine Abweichung von der Fahrspur kann unter Verwendung einer Einlinsen-Kamera anstelle einer Stereokamera-Anordnung bestimmt werden. Außerdem können Informationen über den Abstand zwischen den Fahrzeugen in Bezug auf das vorausfahrende Fahrzeug oder dergleichen bezogen werden, und zwar unter Verwendung eines Radars oder dergleichen, anstelle der Bildinformationen.
Außerdem können die Informationen über den Abstand zwischen den Fahrzeugen in Bezug auf das vorausfahrende Fahrzeug oder dergleichen bezogen werden, und zwar unter Verwendung einer Konfiguration, in welcher eine Kamera und ein Radar kombiniert werden.
Obwohl bevorzugte Beispiele der vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben worden sind, ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt. Es ist offensichtlich für den Fachmann, dass verschiedenartige Modifikationen oder Variationen insofern möglich sind und dass sie innerhalb des technischen Umfangs der beigefügten Ansprüche oder deren Äquivalente liegen. Es versteht sich, dass solche Modifikationen oder Variationen auch innerhalb des technischen Umfangs der vorliegenden Erfindung liegen.
Außerdem kann die vorliegende Technologie auch so konfiguriert sein, wie es untenstehend spezifiziert ist.

(1) Batteriespannungs-Steuerung, die Folgendes aufweist:
- ein Hochsetzmodul, das die Spannung einer Batterie aufwärts wandelt und dann die Spannung an einen Antriebsmotor anlegt;
- ein Überwachungsmodul für das Gebiet außerhalb des Fahrzeugs, das das Gebiet außerhalb eines Fahrzeugs überwacht, um eine Umgebungsinformation des Gebiets außerhalb des Fahrzeugs zu erhalten;
- ein Fahrzustands-Vorhersagemodul, das den Fahrzustand inklusive Starten oder Stoppen eines Fahrzeugs auf der Basis der Umgebungsinformationen des Gebiets außerhalb des Fahrzeugs vorhersagt; und
- ein Spannungs-Spannungs-Steuerungsmodul, das die Aufwärts-Umrichtung mittels des Hochsetzmoduls auf der Basis des vorhergesagten Fahrzustands steuert.
(2) Batteriespannungs-Steuerung gemäß (1), wobei das Überwachungsmodul für das Gebiet außerhalb des Fahrzeugs ein Bildanalyse-Verarbeitungsmodul aufweist, welches eine Bildinformation des Gebiets außerhalb des Fahrzeugs erhält und analysiert, die mittels Bildgebung erhalten worden ist, und das die Umgebungsinformation auf der Basis der Bildinformationen bezieht.
(3) Batteriespannungs-Steuerung gemäß (2), wobei das Bildanalyse-Verarbeitungsmodul die Bildinformationen von einer Stereokamera-Anordnung bezieht.
(4) Batteriespannungs-Steuerung gemäß (1), wobei das Fahrzustands-Vorhersagemodul das Starten oder Stoppen des Fahrzeugs auf der Basis der Umgebungsinformationen vorhersagt, die den Lichtsignalzustand einer Verkehrsampel vor dem Fahrzeug angeben.
(5) Batteriespannungs-Steuerung gemäß (1), wobei das Fahrzustands-Vorhersagemodul das Starten oder Stoppen des Fahrzeugs auf der Basis der Umgebungsinformationen vorhersagt, welche den Lichtsignalzustand einer Bremsleuchte eines vor dem Fahrzeug vorausfahrenden Fahrzeugs angeben.
(6) Batteriespannungs-Steuerung gemäß (1), wobei das Fahrzustands-Vorhersagemodul das Starten oder Stoppen des Fahrzeugs auf der Basis der Umgebungsinformationen vorhersagt, welche den Abstand zwischen den Fahrzeugen in Bezug auf ein vor dem Fahrzeug vorausfahrendes Fahrzeug angeben.
(7) Batteriespannungs-Steuerung gemäß (1), wobei das Spannungs-Steuerungsmodul das Hochsetzmodul dazu veranlasst, eine Aufwärts-Umrichtung vor dem Start eines Fahrzeugs auszuführen, wenn das Fahrzustands-Vorhersagemodul das Starten des Fahrzeugs vorhersagt, während das Fahrzeugt stoppt.
(8) Batteriespannungs-Steuerung gemäß (1), wobei das Spannungs-Steuerungsmodul das Hochsetzmodul nicht dazu veranlasst, eine Aufwärts-Umrichtung auszuführen, wenn das Fahrzustands-Vorhersagemodul das Stoppen des Fahrzeugs vorhersagt, während das Fahrzeugt fährt.
(9) Batteriespannungs-Steuerungsverfahren, das Folgendes aufweist:
- Überwachen des Gebiets außerhalb des Fahrzeugs und Erhalten einer Umgebungsinformation des Gebiets außerhalb des Fahrzeugs;
- Vorhersagen eines Fahrzustands inklusive Starten oder Stoppen eines Fahrzeugs auf der Basis der Umgebungsinformationen des Gebiets außerhalb des Fahrzeugs; und
- Steuern der Aufwärts-Umrichtung der Batteriespannung durch den Aufwärts-Umrichter auf der Basis des vorhergesagten Fahrzustands.
(10) Batteriespannungs-Steuerungseinrichtung, die Folgendes aufweist:
- ein Hochsetzmodul, das die Spannung einer Batterie aufwärts wandelt und dann die Spannung an einen Antriebsmotor anlegt;
- ein Fahrmodus-Bezugsmodul, das einen Fahrmodus bezieht, der sich auf eine Ausgangskennlinie des Antriebsmotors bezieht;
- ein Bezugsmodul für den Öffnungsgrad des Gaspedals, das den Öffnungsgrad des Gaspedals bezieht; und
- ein Hochsetzsteuerungsmodul, das eine Hochsetz-Sollspannung der Aufwärts-Umrichtung durch das Hochsetzmodul auf der Basis des Fahrmodus und des Gaspedal-Öffnungsgrads steuert.
(11) Batteriespannungs-Steuerungseinrichtung gemäß (10), wobei das Hochsetzsteuerungsmodul die Hochsetz-Sollspannung so einstellt, dass sie höher ist als eine notwendige Hochsetzspannung, die zum Antreiben des Antriebsmotors nötig ist, um eine Soll-Antriebskraft auszugeben, und eine Marge der Hochsetz-Sollspannung in Bezug auf die notwendige Hochsetzspannung gemäß dem Fahrmodus verändert.
(12) Batteriespannungs-Steuerungseinrichtung gemäß (10), wobei kann das Hochsetzsteuerungsmodul Folgendes aufweist: eine Berechnungsmodul für die zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft, welches eine zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft auf der Basis des Fahrmodus und des Öffnungsgrads des Gaspedals berechnet; und ein Berechnungsmodul für die Hochsetz-Sollspannung, dass die Hochsetz-Sollspannung auf der Basis der zukünftigen vom Fahrer angeforderten Antriebskraft berechnet.
(13) Batteriespannungs-Steuerungseinrichtung gemäß (12), wobei das Berechnungsmodul für die zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft eine vom Fahrer angeforderte Antriebskraft berechnet, und zwar auf der Basis einer Kennlinie, mit welcher das Verhältnis zwischen dem Öffnungsgrad des Gaspedals und der benötigten Antriebskraft für jeden der Fahrmodi definiert ist, und die zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft auf der Basis der vom Fahrer angeforderten Antriebskraft berechnet.
(14) Batteriespannungs-Steuerungseinrichtung gemäß (13), wobei das Berechnungsmodul für die zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft einen Begrenzungsvorgang durchführt, welcher auf einem Schwellenwert einer Veränderungsrate der vom Fahrer angeforderten Antriebskraft basiert, und die zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft auf der Basis der vom Fahrer angeforderten Antriebskraft berechnet, welche dem Begrenzungsvorgang unterzogen worden ist.
(15) Batteriespannungs-Steuerungseinrichtung gemäß (12), wobei das Berechnungsmodul für die zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft die zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft berechnet, indem sie einen oberen Grenzwert einer Veränderungsrate der zukünftigen vom Fahrer angeforderten Antriebskraft zu der zukünftigen vom Fahrer angeforderten Antriebskraft addiert.
(16) Batteriespannungs-Steuerungseinrichtung gemäß (15), wobei das Berechnungsmodul für die zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft die zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft berechnet, indem es eine Schwellenwert-Verarbeitung um den oberen und unteren Grenzwert einer benötigten Antriebskraft zu der Zeit durchführt, wenn der Gaspedal-Öffnungsgrad 0 % oder 100 % in Bezug auf den Wert ist, der erhalten wird, indem der obere Grenzwert der Veränderungsrate der vom Fahrer angeforderten Antriebskraft addiert wird.
(17) Batteriespannungs-Steuerungseinrichtung gemäß (12), wobei das Berechnungsmodul für die Hochsetz-Sollspannung die Hochsetz-Sollspannung auf der Basis eines Kennfeldes berechnet, in welchem die Hochsetz-Sollspannung gemäß der zukünftigen vom Fahrer angeforderten Antriebskraft und der Drehzahl des Antriebsmotors vorgeschrieben ist.
(18) Batteriespannungs-Steuerungsverfahren, das Folgendes aufweist:
- Erhalten eines Fahrmodus, der sich auf eine Ausgangskennlinie eines Antriebsmotors bezieht;
- Erhalten des Öffnungsgrads eines Gaspedals; und
- Steuern einer Hochsetz-Sollspannung der Aufwärts-Umrichtung einer Batteriespannung, die an den Antriebsmotor angelegt werden soll, auf der Basis des Fahrmodus und des Gaspedal-Öffnungsgrads.
(19) Batteriespannungs-Steuerungseinrichtung, das Folgendes aufweist:
- ein Hochsetzmodul, das die Spannung einer Batterie aufwärts wandelt und dann die Spannung an einen Antriebsmotor anlegt;
- ein Bezugsmodul für Umgebungsinformationen, das eine Umgebungsinformation über das Gebiet außerhalb des Fahrzeugs erhält;
- ein Fahrzustands-Vorhersagemodul, das vorhersagt, ob oder ob nicht eine Beschleunigung für das Passieren durch einen Fahrspurwechsel ausgeführt werden wird, und zwar auf der Basis der Umgebungsinformation; und
- ein Spannungs-Steuerungsmodul, das die Aufwärts-Umrichtung durch das Hochsetzmodul auf der Basis einer Spannungsmarge gemäß einer Fahrzeuggeschwindigkeit oder einer vom Fahrer angeforderten Antriebskraft steuert, wenn vorhergesagt wird, dass die Beschleunigung für das Passieren durchgeführt werden wird.
(20) Batteriespannungs-Steuerungseinrichtung gemäß (19), wobei das Spannungs-Steuerungsmodul den Wert der Spannungsmarge so einstellt, dass er höher wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger wird.
(21) Batteriespannungs-Steuerungseinrichtung gemäß (19), wobei das Spannungs-Steuerungsmodul den Wert der Spannungsmarge so einstellt, dass er höher wird, wenn die benötigte Antriebskraft kleiner wird.
(22) Batteriespannungs-Steuerungseinrichtung gemäß (19), wobei das Spannungs-Steuerungsmodul die Spannungsmarge auf der Basis eines Spannungsmargen-Kennfelds einstellt, in welchem die Spannungsmarge gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit oder der vom Fahrer angeforderten Antriebskraft vorgeschrieben ist.
(23) Batteriespannungs-Steuerungseinrichtung gemäß (22), wobei das Spannungsmargen-Kennfeld die Spannungsmarge auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit oder der benötigten Antriebskraft gemäß einem Fahrzustand vorschreibt.
(24) Batteriespannungs-Steuerungseinrichtung gemäß (23), wobei der Fahrmodus einen Sportmodus und einen Eco-Modus aufweist.
(25) Batteriespannungs-Steuerungseinrichtung gemäß (24), wobei das Spannungsmargen-Kennfeld die Spannungsmarge vorschreibt, so dass die Spannungsmarge im Sportmodus höher ist als im Eco-Modus.
(26) Batteriespannungs-Steuerungseinrichtung gemäß (19), die ferner Folgendes aufweist:
- ein Bildanalyse-Verarbeitungsmodul, das eine Bildinformation von einem Gebiet außerhalb des Fahrzeugs bezieht und analysiert, die durch Bildgebung erhalten worden ist,
wobei das Bezugsmodul für die Bildinformationen die Bildinformation aus einem Ergebnis erhält, das erhalten wird, indem die Bildinformation analysiert wird.
(27) Batteriespannungs-Steuerungseinrichtung gemäß (26), wobei das Bildanalyse-Verarbeitungsmodul die Bildinformation aus einer Stereokamera-Anordnung bezieht.
(28) Batteriespannungs-Steuerungseinrichtung gemäß (26), wobei das Bezugsmodul für die Umgebungsinformationen die Umgebungsinformation bezieht, welche angibt, ob oder ob nicht ein betreffendes Fahrzeug von der Fahrspur abgewichen ist, und zwar aus dem Ergebnis, welches das Bildanalyse-Verarbeitungsmodul erhält, indem es die Bildinformation analysiert.
(29) Batteriespannungs-Steuerungseinrichtung gemäß (26), wobei die Bildinformation eine Positionsrelation zwischen einem betreffenden Fahrzeug und einer Begrenzungslinie einer Fahrspur aufweist, in welcher das betreffende Fahrzeug fährt.
(30) Batteriespannungs-Steuerungseinrichtung gemäß (26), wobei die Bildinformation den Abstand zwischen einem betreffenden Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug aufweist.
(31) Batteriespannungs-Steuerungseinrichtung gemäß (26), wobei das Bezugsmodul für die Umgebungsinformationen die Umgebungsinformation bezieht, welche angibt, ob oder ob nicht das betreffende Fahrzeug von der Fahrspur abgewichen ist, und zwar auf der Basis des Betätigungszustands eines Blinkers und des Lenkwinkels.
(32) Batteriespannungs-Steuerungseinrichtung gemäß (28), wobei das Bezugsmodul für die Umgebungsinformationen ferner die Umgebungsinformation bezieht, die sich auf ein vorausfahrendes Fahrzeug in einer angrenzenden Fahrspur bezieht, welche ein Abweichungsziel ist, zu welchem das betreffende Fahrzeug aus der Fahrspur abweicht, und zwar aus dem Ergebnis, welches das Bildanalyse-Verarbeitungsmodul erhält, indem es die Bildinformation analysiert, und wobei das Fahrzustands-Vorhersagemodul vorhersagt, dass eine Beschleunigung für das Passieren durchgeführt werden wird, und zwar auf der Basis der Umgebungsinformation, wenn das betreffende Fahrzeug von der Fahrspur abweicht und es kein vorausfahrendes Fahrzeug in der angrenzenden Fahrspur gibt.
(33) Batteriespannungs-Steuerungseinrichtung gemäß (32), wobei der Fall, in welchem es kein vorausfahrendes Fahrzeug in der angrenzenden Fahrspur gibt, einen Fall beinhaltet, in welchem der Abstand zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug in der angrenzenden Fahrspur und dem betreffenden Fahrzeug gleich groß wie oder größer ist als ein vorbestimmter Wert.
(34) Batteriespannungs-Steuerungseinrichtung gemäß (32), wobei das Bezugsmodul für die Umgebungsinformationen ferner eine Umgebungsinformation bezieht, welche angibt, dass der Abstand zwischen dem betreffenden Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug, das in derselben Spur fährt, kleiner ist als ein vorbestimmter Wert, und zwar aus dem Ergebnis, welches das Bildanalyse-Verarbeitungsmodul erhält, indem es die Bildinformation analysiert, und wobei das Fahrzustands-Vorhersagemodul vorhersagt, dass die Beschleunigung für das Passieren auf der Basis der Umgebungsinformation durchgeführt werden wird, wenn das betreffende Fahrzeug von der Fahrspur abweicht, wenn sich kein Fahrzeug in der angrenzenden Fahrspur befindet, und wenn der Abstand zwischen dem betreffenden Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug, das in derselben Fahrspur fährt, kürzer ist als der vorbestimmte Wert.
(35) Batteriespannungs-Steuerungsverfahren, das Folgendes aufweist:
- Erhalten einer Umgebungsinformation vom Gebiet außerhalb des Fahrzeugs;
- Vorhersagen, ob oder ob nicht eine Beschleunigung für das Passieren durch einen Fahrspurwechsel ausgeführt werden wird, und zwar auf der Basis der Umgebungsinformation vom Gebiet außerhalb des Fahrzeugs;
- Berechnen einer Spannungsmarge gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit einer vom Fahrer angeforderten Antriebskraft, wenn die Beschleunigung für das Passieren vorhergesagt wird; und
- Steuern der Aufwärts-Umrichtung einer Batteriespannung mittels eines Aufwärts-Umrichters auf der Basis der berechneten Spannungsmarge.

Bezugszeichenliste

1000: Steuerungssystem
1100: Stereokamera-Anordnung
1100a: rechte Kamera
1100b: linke Kamera
1200: Steuerung
1300: Gaspedal
1400: Steuerung (elektronische Steuerungseinheit für den Motor)
1500: Hochspannungsbatterie
1600: Aufwärts-Umrichter
1700: Wechselrichter
1800: Antriebsmotor
1900: Hybrid-Steuergerät
1902: Bildanalyse-Verarbeitungsmodul
1904: Spannungsentscheidungs-Verarbeitungsmodul
1950: Wechselrichter
1960: Generator
1970: Verbrennungsmotor
2000: Steuerungssystem
2100: Antriebskraft-Schalter
2200: Gaspedal
2300: Hybrid-Steuergerät
2302: Fahrmodus-Bezugsmodul
2304: Bezugsmodul für den Gaspedal-Öffnungsgrad
2306: Hochsetzsteuerungsmodul
2310: Antriebskraft-Berechnungsmodul
2312: Antriebskraft-Kennfeld
2314: Antriebskraft-Kennfeld
2316: Antriebskraft-Kennfeld
2318: Absolutwert-Berechnungsmodul (ABS)
2320: Maximalwert-Berechnungsmodul
2322: Verarbeitungsmodul für die Veränderungsraten-Begrenzung
2324: Maximalwert-Berechnungsmodul
2326: Additionsmodul
2328: Minimalwert-Berechnungsmodul
2350: Berechnungsmodul für die Hochsetz-Sollspannung
2500: Hochspannungsbatterie
2600: Aufwärts-Umrichter
2700: Wechselrichter
2800: Antriebsmotor
3000: Steuerungssystem
3100: Stereokamera-Anordnung
3100a: rechte Kamera
3100b: linke Kamera
3200: Steuerung für die Stereokamera-Anordnung (Bildanalyse-Verarbeitungsmodul)
3250: Lenkwinkel-Sensor
3260: Blinker-Schalter
3270: Geschwindigkeitssensor
3280: Sperrschalter
3300: Gaspedal
3400: Steuerung (elektronische Steuerungseinheit für den Motor)
3400a: Bezugsmodul für Umgebungsinformationen
3400b: Fahrzustands-Vorhersagemodul
3400c: Spannungs-Steuerungsmodul
3500: Hochspannungsbatterie
3600: Aufwärts-Umrichter (Hochsetzmodul)
3700: Wechselrichter
3800: Antriebsmotor
L: Abstand zwischen den Fahrzeugen
V: Relativgeschwindigkeit

Claims

Batteriespannungs-Steuerung, die Folgendes aufweist: - ein Hochsetzmodul (1600), das die Spannung einer Batterie (1500) aufwärts wandelt und dann die Spannung an einen Antriebsmotor (1800) anlegt; - ein Hochsetzsteuerungsmodul (1400), das die Aufwärts-Umrichtung mittels des Hochsetzmoduls (1600) auf der Basis eines Fahrmodus oder eines Fahrzustands eines Fahrzeugs steuert, - ein Überwachungsmodul (1200) für das Gebiet außerhalb des Fahrzeugs, das das Gebiet außerhalb eines Fahrzeugs überwacht, um eine Umgebungsinformation des Gebiets außerhalb des Fahrzeugs zu beziehen; und - ein Fahrzustands-Vorhersagemodul (1400), das den Fahrzustand inklusive Starten oder Stoppen eines Fahrzeugs auf der Basis der Umgebungsinformationen des Gebiets außerhalb des Fahrzeugs vorhersagt, wobei das Hochsetzsteuerungsmodul (1400) die Aufwärts-Umrichtung durch das Hochsetzmodul (1600) auf der Basis des vorhergesagten Fahrzustands steuert.
Batteriespannungs-Steuerung gemäß Anspruch 1, wobei das Überwachungsmodul (1200) für das Gebiet außerhalb des Fahrzeugs ein Bildanalyse-Verarbeitungsmodul aufweist, welches eine Bildinformation des Gebiets außerhalb des Fahrzeugs erhält und analysiert, die mittels Bildgebung erhalten worden ist, und das die Umgebungsinformation auf der Basis der Bildinformationen bezieht.
Batteriespannungs-Steuerung gemäß Anspruch 2, wobei das Bildanalyse-Verarbeitungsmodul (1200) die Bildinformationen von einer Stereokamera-Anordnung (1100) bezieht.
Batteriespannungs-Steuerung gemäß Anspruch 1, wobei das Fahrzustands-Vorhersagemodul (1400) das Starten oder Stoppen des Fahrzeugs auf der Basis der Umgebungsinformation vorhersagt, die den Lichtsignalzustand einer Verkehrsampel vor dem Fahrzeug angibt.
Batteriespannungs-Steuerung gemäß Anspruch 1, wobei das Fahrzustands-Vorhersagemodul (1400) das Starten oder Stoppen des Fahrzeugs auf der Basis der Umgebungsinformation vorhersagt, welche den Lichtsignalzustand einer Bremsleuchte eines vor dem Fahrzeug vorausfahrenden Fahrzeugs angibt.
Batteriespannungs-Steuerung gemäß Anspruch 1, das ferner Folgendes aufweist: - ein Fahrmodus-Bezugsmodul (2302), das einen Fahrmodus bezieht, der sich auf eine Ausgangskennlinie des Antriebsmotors (2800) bezieht; und - ein Bezugsmodul (2304) für den Öffnungsgrad des Gaspedals, das den Öffnungsgrad des Gaspedals bezieht, wobei das Hochsetzsteuerungsmodul (2306) eine Hochsetz-Sollspannung der Aufwärts-Umrichtung durch das Hochsetzmodul (2600) auf der Basis des Fahrmodus und des Gaspedal-Öffnungsgrads steuert.
Batteriespannungs-Steuerung gemäß Anspruch 6, wobei das Hochsetzsteuerungsmodul (2306) die Hochsetz-Sollspannung so einstellt, dass sie höher ist als eine notwendige Hochsetzspannung, die zum Antreiben des Antriebsmotors (2800) nötig ist, um eine Soll-Antriebskraft auszugeben, und eine Marge der Hochsetz-Sollspannung in Bezug auf die notwendige Hochsetzspannung gemäß dem Fahrmodus verändert.
Batteriespannungs-Steuerung gemäß Anspruch 6, wobei das Hochsetzsteuerungsmodul (2306) Folgendes aufweist: ein Berechnungsmodul (2310) für die zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft, welches eine zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft auf der Basis des Fahrmodus und des Öffnungsgrads des Gaspedals berechnet, und ein Berechnungsmodul (2350) für die Hochsetz-Sollspannung, dass die Hochsetz-Sollspannung auf der Basis der zukünftigen vom Fahrer angeforderten Antriebskraft berechnet.
Batteriespannungs-Steuerung gemäß Anspruch 8, wobei das Berechnungsmodul (2350) für die zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft eine vom Fahrer angeforderte Antriebskraft berechnet, und zwar auf der Basis einer Kennlinie, mit welcher das Verhältnis zwischen dem Öffnungsgrad des Gaspedals und der benötigten Antriebskraft für jeden der Fahrmodi definiert ist, und die zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft auf der Basis der vom Fahrer angeforderten Antriebskraft berechnet.
Batteriespannungs-Steuerung gemäß Anspruch 9, wobei das Berechnungsmodul (2350) für die zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft einen Begrenzungsvorgang durchführt, welcher auf einem Schwellenwert einer Veränderungsrate der vom Fahrer angeforderten Antriebskraft basiert, und die zukünftige vom Fahrer angeforderte Antriebskraft auf der Basis der vom Fahrer angeforderten Antriebskraft berechnet, welche dem Begrenzungsvorgang unterzogen worden ist.
Batteriespannungs-Steuerung gemäß Anspruch 1, das ferner Folgendes aufweist: - ein Bezugsmodul (3400a) für Umgebungsinformationen, das eine Umgebungsinformation über das Gebiet außerhalb des Fahrzeugs bezieht; und - ein Fahrzustands-Vorhersagemodul (3400b), das vorhersagt, ob oder ob nicht eine Beschleunigung für das Passieren durch einen Fahrspurwechsel ausgeführt werden wird, und zwar auf der Basis der Umgebungsinformation, wobei das Spannungs-Steuerungsmodul (3400c) die Aufwärts-Umrichtung durch das Hochsetzmodul auf der Basis einer Spannungsmarge gemäß einer Fahrzeuggeschwindigkeit oder einer vom Fahrer angeforderten Antriebskraft steuert, wenn vorhergesagt wird, dass die Beschleunigung für das Passieren durchzuführen ist.
Batteriespannungs-Steuerung gemäß Anspruch 11, wobei das Spannungs-Steuerungsmodul (3400c) den Wert der Spannungsmarge so einstellt, dass er höher wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger wird.
Batteriespannungs-Steuerung gemäß Anspruch 11, wobei das Spannungs-Steuerungsmodul (3400c) den Wert der Spannungsmarge so einstellt, dass er höher wird, wenn die benötigte Antriebskraft kleiner wird.
Batteriespannungs-Steuerung gemäß Anspruch 11, wobei das Spannungs-Steuerungsmodul (3400c) die Spannungsmarge auf der Basis eines Spannungsmargen-Kennfelds einstellt, in welchem die Spannungsmarge gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit oder der benötigten Antriebskraft vorgeschrieben ist.
Batteriespannungs-Steuerung gemäß Anspruch 14, wobei das Spannungsmargen-Kennfeld die Spannungsmarge auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit oder der benötigten Antriebskraft gemäß einem Fahrmodus vorschreibt.
Batteriespannungs- Steuerungsverfahren, das die folgenden Schritte aufweist: - Erhalten des Fahrzustands eines Fahrzeugs; und - Steuern der Aufwärts-Umrichtung einer Batteriespannung durch einen Aufwärts-Umrichter (1600, 2600, 3600) auf der Basis eines Fahrmodus oder des Fahrzustands des Fahrzeugs; - Überwachen des Gebiets außerhalb des Fahrzeugs und Erhalten einer Umgebungsinformation des Gebiets außerhalb des Fahrzeugs; und - Vorhersagen eines Fahrzustands inklusive Starten oder Stoppen eines Fahrzeugs auf der Basis der Umgebungsinformation des Gebiets außerhalb des Fahrzeugs, wobei beim Steuern der Aufwärts-Umrichtung die Aufwärts-Umrichtung der Batteriespannung durch den Aufwärts-Umrichter (1600, 2600, 3600) auf der Basis des vorhergesagten Fahrzustands gesteuert wird.
Steuerungsverfahren gemäß Anspruch 16, das ferner Folgendes aufweist: - Erhalten eines Fahrmodus, der sich auf eine Ausgangskennlinie eines Antriebsmotors bezieht; und - Erhalten des Öffnungsgrads eines Gaspedals, - wobei beim Steuern der Aufwärts-Umrichtung eine Hochsetz-Sollspannung der Aufwärts-Umrichtung einer Batteriespannung, die an den Antriebsmotor (1800, 2800, 3800) angelegt werden soll, auf der Basis des Fahrmodus und des Gaspedal-Öffnungsgrads gesteuert wird.
Steuerungsverfahren gemäß Anspruch 16, das ferner Folgendes aufweist: - Erhalten einer Umgebungsinformation vom Gebiet außerhalb des Fahrzeugs; - Vorhersagen, ob oder ob nicht eine Beschleunigung für das Passieren durch einen Fahrspurwechsel ausgeführt werden wird, und zwar auf der Basis der Umgebungsinformation vom Gebiet außerhalb des Fahrzeugs; und - Berechnen einer Spannungsmarge gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit einer vom Fahrer angeforderten Antriebskraft, wenn die Beschleunigung für das Passieren vorhergesagt wird, - wobei beim Steuern der Aufwärts-Umrichtung die Aufwärts-Umrichtung einer Batteriespannung durch einen Aufwärts-Umrichter (1600, 2600, 3600) auf der Basis des vorhergesagten Fahrzustands gesteuert wird.