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GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Hybridelektrofahrzeug und ein Antriebsmodus-Steuerungsverfahren hierfür.
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HINTERGRUND
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Die Aussagen in diesen Abschnitt bieten lediglich Hintergrundinformationen in Zusammenhang mit der vorliegenden Offenbarung und stellen nicht zwangsläufig den Stand der Technik dar.
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Allgemein handelt es sich bei einem Hybridelektrofahrzeug (HEV) um ein Fahrzeug, das zwei Arten von Antriebsquellen kombiniert nutzt, und bei den beiden Antriebsquellen handelt es sich vorwiegend um einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor. Ein solches Hybridelektrofahrzeug hat eine ausgezeichnete Kraftstoffeffizienz und Leistung im Vergleich zu einem Fahrzeug, das nur mit einem Verbrennungsmotor gefahren wird, und es ist ebenfalls vorteilhaft dahingehend, dass es Abgase verringert, weshalb es in den letzten Jahren aktiv weiterentwickelt wurde.
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Das Hybridelektrofahrzeug kann in Abhängigkeit davon, welcher Antriebsstrangs betrieben wird, in zwei Antriebsmodi betrieben werden. Einer der beiden Antriebsmodi ist ein Elektrofahrzeug (EV) Modus, bei dem sich das Fahrzeug lediglich mithilfe eines Elektromotors bewegt, und der andere ist ein Hybridelektrofahrzeug (HEV)-Modus, bei dem sowohl ein Elektromotor als auch ein Verbrennungsmotor angetrieben werden, um Leistung zu erzielen. Das Hybridelektrofahrzeug führt ein Umschalten zwischen den beiden Modi entsprechend der Fahrbedingungen aus.
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Neben der oben-beschriebenen Klassifizierung der Antriebsmodi auf Grundlage des Antriebsstrangs können im Falle eines Plug-In Hybridelektrofahrzeugs (PHEV) dessen Antriebsmodi entsprechend einer Änderung in dem Ladezustand (State of Charge, SoC) einer Batterie insbesondere unterteilt werden in einen Ladungs-Verbrauch(CD)-Modus und einen Ladungs-Erhaltung(CS)-Modus. Allgemein bewegt sich das Fahrzeug in dem DC-Modus durch Antreiben des Elektromotors mit dem Strom der Batterie, nutzt hingegen in dem CS-Modus hauptsächlich Leistung des Verbrennungsmotors, um eine Verschlechterung im Ladezustand der Batterie zu verhindern.
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Das Umschalten zwischen Antriebsmodi erfolgt allgemein, um eine Kraftstoffeffizienz oder einen Antriebswirkungsgrad entsprechend der Effizienzeigenschaften eines Antriebsstrangs zu verbessern oder zu maximieren. Mit anderen Worten konzentrieren sich die Regelungsverfahren zum Umschalten zwischen den Antriebsmodi wie oben beschrieben auf die Effizienz bei der Verwaltung eines umweltfreundlichen Fahrzeugs, und sind weit von dem letztlichen Ziel entfernt, in Zukunft ein umweltfreundliches Fahrzeug zu erzielen.
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Wie zum Beispiel in 1 dargestellt kann das Fahrzeug, wenn das Umschalten zwischen einem CD-Modus und einem CS-Modus auf Grundlage einer Antriebslast und dem Ladezustand der Batterie erfolgt, sich tatsächlich in dem CS-Modus in einem Bereich A bewegen, in dem eine Verringerung des Ausstoßes von Abgasen empfohlen oder aus Gründen wie Richtlinien, Umweltschutz, Sicherheit, Fußgängerdichte, vorgeschrieben ist, obgleich eine Antriebslast gering ist.
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Obgleich ein Verfahren denkbar ist, bei dem das Fahrzeug absichtlich als Reaktion auf eine Entscheidung eines Fahrers in einen EV-Modus durch die Bereitstellung eines Manuellmodus-Schaltknopfs gebracht wird, haben wir herausgefunden, dass dieses Verfahren unbequem ist und Schwierigkeiten bei der Sicherstellung des Ladezustands bestehen, der benötigt wird, damit sich das Fahrzeug in einem Bereich, in dem eine Verringerung in dem Ausstoß von Abgasen wünschenswert ist, so viel wie möglich in dem EV-Modus bewegt.
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Deshalb richtet sich die vorliegende Offenbarung auf ein Verfahren zur Sicherstellung des Ladezustands einer Batterie im Voraus, um das Starten eines Verbrennungsmotors in einem Bereich, in dem eine Verringerung in dem Ausstoß von Abgasen erwünscht ist, zu unterbinden oder zu verhindern, oder zur Auswahl einer Route, die den entsprechenden Bereich umgehen kann, wenn es schwierig ist, den Ladezustand sicherzustellen.
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DARSTELLUNG
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Hybridelektrofahrzeug (HEV) und ein Antriebssteuerungsverfahren hierfür, die eines oder mehr Probleme aufgrund von Beschränkungen oder Nachteilen der verwandten Technik im Wesentlichen überwinden.
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Die vorliegende Offenbarung stellt ein Verfahren, das in der Lage ist, das Starten eines Verbrennungsmotors unter Berücksichtigung der Umgebungssituation durchzuführen, sowie ein Hybridelektrofahrzeug, das dieses Verfahren durchführt, bereit.
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Insbesondere stellt die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zur Sicherstellung eines ausreichenden Ladezustands (SoC) einer Batterie bevor ein Beriech, der nicht zum Starten des Verbrennungsmotors geeignet ist, betreten wird, oder zur Auswahl einer Route, die den entsprechenden Bereich umgeht, sowie ein Fahrzeug bereit, das dieses Verfahren durchführt.
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Die technischen Aufgaben, die durch die vorliegende Offenbarung erreicht werden sollen, sind nicht auf die obengenannten technischen Aufgaben beschränkt, und ein Fachmann wird andere, nicht erwähnte technischen Aufgaben aus der folgenden Beschreibung erkennen.
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Zusätzliche Vorteile, Ziele und Merkmale der Offenbarung werden teilweise in der nachfolgenden Beschreibung angegeben, und sich einem Fachmann teilweise bei Durchsicht dieser Beschreibung erschließen oder können aus der Ausführung der Offenbarung verstanden werden. Die Ziele und andere Vorteile der Offenbarung können durch die Struktur, auf die insbesondere in der schriftlichen Beschreibung und den Ansprüchen sowie den beigefügten Zeichnungen hingewiesen wird, verwirklicht und erzielt werden.
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Um diese Aufgaben und andere Vorteile zu erzielen und entsprechend dem Zweck der Offenbarung kann, wie hier ausgebildet und weitreichend beschrieben, ein Antriebssteuerungsverfahren eines Hybridelektrofahrzeugs umfassen: Bestimmen, ob eine Abgas-beschränkter Bereich auf einer Fahrtroute des HEV vorhanden ist oder nicht, eine erste Bestimmung zur Bestimmung ob es für das HEV möglich ist, durch den gesamten Abgas-beschränkten Bereich in einem ersten Antriebsmodus zu fahren, in dem nur ein Elektromotor des HEV das HEV antreibt, während das HEV auf der Fahrtroute durch den gesamten Abgas-beschränkten Bereich fährt, Berechnen einer Aufladeroute, wenn es für das HEV nicht möglich ist, durch den gesamten Abgas-beschränkten Bereich in dem ersten Antriebsmodus zu fahren, eine zweite Bestimmung zur Bestimmung ob es für das HEV möglich ist, durch den gesamten Abgas-beschränkten Bereich in dem ersten Antriebsmodus zu fahren, bevor das HEV der berechneten Aufladeroute folgt, und Berechnen einer Umgehungsroute auf Grundlage der Bestimmung, dass das Fahren durch den gesamten Abgas-beschränkten Bereich in dem ersten Antriebsmodus nicht möglich ist, selbst nachdem die Aufladeroute befahren wurde.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist ein Hybridelektrofahrzeug auf: einen ersten Controller, der eingerichtet ist, zu bestimmen, ob ein Abgas-beschränkter Bereich auf einer Fahrtroute des HEV vorhanden ist, und einen zweiten Controller, der eingerichtet ist, um: eine erste Bestimmung dahingehend vorzunehmen, ob es für das HEV möglich ist, durch den gesamten Abgas-beschränkten Bereich in einem ersten Antriebsmodus, in dem lediglich ein Elektromotor des HEV das HEW antreibt, zu fahren, wenn der Abgas-beschränkte Bereich auf der Fahrtroute vorhanden ist, eine Aufladeroute zu berechnen, wenn es für das HEV nicht möglich ist, durch den gesamten Abgas-beschränkten Bereich in dem ersten Antriebsmodus zu fahren, eine zweite Bestimmung dahingehend vorzunehmen, ob es für das HEV möglich ist, durch den gesamten Abgas-beschränkten Bereich in dem ersten Antriebsmodus zu fahren, bevor das HEV der berechneten Aufladeroute folgt, und eine Umgehungsroute auf Grundlage der Bestimmung zu berechnen, dass das Durchfahren des gesamten Abgas-beschränkten Bereichs in dem ersten Antriebsmodus nicht möglich ist.
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Es versteht sich, dass sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die nachfolgende ausführliche Beschreibung der vorliegenden Offenbarung beispielhaft und erläuternd sind und eine weitere Erläuterung der vorliegenden Offenbarung bieten sollen.
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Weitere Anwendungsbereiche werden aus der hier bereitgestellten Beschreibung ersichtlich. Es versteht sich, dass die Beschreibung und konkrete Beispiele lediglich zum Zweck der Veranschaulichung dienen und den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht beschränken sollen.
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Figurenliste
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Damit die Offenbarung gut verstanden wird, werden nun verschiedene Ausführungsformen der Offenbarung beschrieben, die beispielhaft angegeben werden, wobei Bezug genommen wird auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:
- 1 eine Ansicht zur Erläuterung eines Problems, wenn die Modusschaltsteuerung aufgrund eines allgemeinen Kriteriums angewendet wird, ist;
- 2 eine Ansicht zur Erläuterung des Konzepts eines spezifischen Bereichs ist;
- 3 eine beispielhafte Antriebsstrang-Struktur eines Hybridelektrofahrzeugs veranschaulicht;
- 4 ein Blockdiagramm eines beispielhaften Steuerungssystems eines Hybridelektrofahrzeugs ist;
- 5 ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Struktur eines Hybridelektrofahrzeugs zur Durchführung einer Bestimmung einer Umweltzone und zur Bestimmung von Prioritäten für jeweilige Routen veranschaulicht, ist;
- 6 beispielhafte Routen vor einer Umweltzone zur Erläuterung eines Verfahrens der Auswahl einer Aufladeroute vor dem Betreten der Umweltzone veranschaulicht;
- 7 die Beziehung zwischen einer Antriebslast für jede in
- 6 dargestellte Route und einem Betriebspunkt optimaler Effizienz veranschaulicht;
- Die 8A und 8B die beispielhafte Beziehung zwischen dem Ladezustand einer Batterie während der Fahrt und einer Antriebsenergie für eine Umweltzone veranschaulichen;
- 9 beispielhafte Umgehungsrouten veranschaulicht; und
- 10 ein Ablaufdiagramm ist, das ein beispielhaftes Verfahren zur Auswahl einer Route und Steuerung des Fahrens darstellt.
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Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich Veranschaulichungszwecken und sollen den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung in keinster Weise beschränken.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die nachfolgende Beschreibung ist lediglich beispielhaft und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Verwendung nicht beschränken. Es versteht sich, dass entsprechende Bezugszeichen in allen Zeichnungen gleiche oder sich entsprechende Teile und Merkmale bezeichnen.
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Nachfolgend wird ausführlich Bezug genommen auf die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, deren Beispiele in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht werden, um es einem Fachmann zu ermöglichen, die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in einfacher Weise zu verstehen und nachzubilden. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf die nachfolgend offenbarten Ausführungsformen beschränkt und kann in vielen verschiedenen Ausführungsformen ausgebildet werden. In der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung entfällt eine ausführliche Beschreibung von bekannten Funktionen oder Ausgestaltungen, die hier aufgenommen sind, wenn dies dazu führt, dass der Gegenstand der Offenbarung unklar wird. In der gesamten Beschreibung werden ähnliche Elemente mit ähnlichen Bezugszeichen versehen.
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In der gesamten Beschreibung wird ein Element, das als ein anderes Element „beinhaltend“ oder „enthaltend“ beschrieben wird, nicht so verstanden, als das es andere Elemente ausschließt, sofern es keine spezielle widersprüchliche Beschreibung gibt, und das Element kann zumindest ein weiteres Element aufweisen. Zudem bezeichnen Teile, die mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, in der gesamten Beschreibung die gleichen Elemente.
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Die vorliegende Offenbarung stellt ein Verfahren zur Sicherstellung eines ausreichenden Ladezustands einer Batterie, um ein Fahren im EV-Modus in einem Bereich (z.B. ein Abgas-beschränkter Bereich) sicherzustellen, der von dem Ausstoß von Abgases betroffen ist, wenn der entsprechende Bereich entlang einer Fahrtroute vorhanden ist, zur Einstellung einer Umgehungsroute des entsprechenden Bereichs und Steuern des Fahrens, sowie ein Hybridelektrofahrzeug zur Durchführung des Verfahrens bereit.
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Bevor das Verfahren zur Einstellung einer Route und zur Steuerung des Fahrens entsprechenden den Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben wird, werden das Konzept eines Bereichs, der von dem Ausstoß von Abgasen betroffen ist, und die Struktur und das Steuerungssystem eines Hybridelektrofahrzeugs, auf das die Ausführungsformen anwendbar sind, beschrieben.
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Zunächst wird das Konzept eines Bereichs, in dem ein Starten des Verbrennungsmotors zu unterbinden ist, unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. 2 ist eine Ansicht zur Erläuterung des Konzepts eines bestimmten Bereichs, auf den die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung anwendbar sind.
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Unter Bezugnahme auf 2 kann bei einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein bestimmter Bereich 30 (z.B. eine Umweltzone; ein Abgas-beschränkter Bereich), in dem es erwünscht ist, den Ausstoß von Abgasen zu verringern oder zu verhindern, zwischen einem Ausgangspunkt 10 und einem Ziel 20 (also der Fahrtroute) vorhanden sein. Dieser spezifische Bereich 30 (z.B. eine Umweltzone; ein Abgas-beschränkter Bereich) kann ein vorgegebener Bereich sein, oder kann variabel entsprechend einer aktuellen/kürzlichen Situation eingestellt werden. Hierbei kann es sich bei dem voreingestellten Bereich zum Beispiel um einen Bereich handeln, der durch Vorschriften, politische Regelungen, oder dergleichen (z.B. ein Abgasverwaltungsbereich in Seoul, London, etc.) festgelegt ist, oder es kann sich um einen Bereich handeln, in dem ein verringerter Ausstoß von Abgasen aufgrund regionaler Charakteristika (z.B. eine Kinderschutzzone, ein Indoor-Parkplatz, eine Fußgängerzone) gewünscht ist. Bei dem variabel eingestellten Bereich kann es sich um zum Beispiel um einen Bereich handeln, in dem ob die aktuelle Einstellung möglich ist oder nicht über Drahtlos-Informationen wie Telematik bestätigt werden kann, oder einen Bereich mit vielen Fußgängern handeln, der über eine Onboard-Vorrichtung zur Erfassung von visuellen Information (z.B. ADAS) bestimmt wird. Wenn zum Beispiel ein Bereich mit vielen Fußgängern auf Grundlage von Massendaten-basierten Ortsinformationen eines Smartphones bestimmt wird, oder wenn auf Grundlage der Durchschnittsgeschwindigkeit von Fahrzeugen und dem Verkehrsaufkommen, die über einen Telematik-Dienst erhalten werden, oder dergleichen geschätzt wird, dass eine große Menge von Abgas in einem bestimmten Bereich erzeugt wird, kann der entsprechende Bereich als der spezifische Bereich 30 festgelegt werden.
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Der spezifische Bereich 30 kann auf Grundlage einer zufälligen verwaltungsmäßigen Unterteilung festgelegt werden, oder kann als Zone festgelegt werden, die durch das Verbinden einer Vielzahl von Koordinaten an Grenzpunkten definiert wird, oder kann auf die Koordinaten einer bestimmten Einrichtung und Zone innerhalb eines vorgegebenen radialen Abstands von der konkreten Einrichtung eingestellt werden.
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Es wird angemerkt, dass die Beispiele zur Einstellung des bestimmten Bereichs, die oben beschrieben wurden, lediglich beispielhaft genannt werden und die vorliegende Offenbarung nicht beispielsweise durch die Einstellungskriterien, die Einstellungsreichweite, oder die Einstellungsdauer dieser bestimmten Bereiche beschränkt ist. Zudem, obgleich der spezifische Bereich 30 zwischen dem Ausgangspunkt 10 und dem Zielpunkt 20 angenommen wird, muss es nicht notwendig sein, dass der Zielort 20 ausdrücklich durch einen Nutzer mittels der Navigationsfunktion eines Audio/Video/Navigation (AVN) Systems eingestellt wird. Beispielsweise kann der Zielort 20 beliebig durch ein Fahrzeug entsprechend einem Fahrmuster eines Fahrers oder durch eine vorgegebene Fahrtbedingung (Z.B. zeit und Bereich) festgelegt werden. Ob der spezifische Bereich 30 jedoch entlang einer Route vorhanden ist oder nicht, kann die Größe des bestimmten Bereichs 30 zumindest durch ein Fahrzeug erfasst werden, bevor das Fahrzeug den entsprechenden Bereich betritt, um die Modi zu verteilen.
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Ein ausführlicheres Verfahren zur Bestimmung des bestimmten Bereichs 30 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. In der folgenden Beschreibung wird zur Erleichterung ein spezifischer Bereich, in dem der Ausstoß von Abgasen verringert oder unterbunden werden soll, als eine „Umweltzone“ bezeichnet.
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Als nächstes wird die Struktur eines Hybridelektrofahrzeugs, auf das die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung anwendbar sind, unter Bezugnahme auf die 3 beschrieben. 3 veranschaulicht eine beispielhafte Antriebsstrangstruktur eines Hybridelektrofahrzeugs, auf das die Ausführungsformen der vorliegende Offenbarung anwendbar sind.
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Unter Bezugnahme auf 3 wird der Antriebsstrang des Hybridelektrofahrzeugs beschrieben, bei dem ein Hybridsystem vom Paralleltyp zum Einsatz kommt, bei dem ein Elektromotor (oder ein Antriebsmotor) 140 und eine Motorkupplung (EC) 130 zwischen einem Verbrennungsmotor (ICE) 110 und einem Getriebe 150 verbaut sind.
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Bei einem solchen Fahrzeug wird der Motor 140, wenn ein Fahrer nach dem Starten auf ein Gaspedal drückt, zunächst mithilfe von Energie aus einer Batterie in dem Zustand betrieben, in dem die Motorkupplung 130 offen ist, und Leistung des Motors wird durch das Getriebe 150 und einen finalen Antrieb (FD) 160 übertragen, um dadurch Räder zu bewegen (z.B. ein EV-Modus). Wenn das Fahrzeug schrittweise beschleunigt wird und eine größere Antriebsleistung benötigt, kann ein Hilfsmotor (oder ein Starter-Lichtmaschinen-Motor) 120 betrieben werden, um den Verbrennungsmotor 110 anzutreiben.
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Wenn dadurch die Drehzahlen des Verbrennungsmotors 110 und des Motors 140 gleich werden, gelangt die Motorkupplung 130 in Eingriff, so dass sowohl der Verbrennungsmotor 110 als auch der Motor 140 das Fahrzeug antreiben, oder so dass der Verbrennungsmotor 110 das Fahrzeug antreibt (also der Übergang von dem EV-Modus in einen HEV-Modus). Wenn eine vorgegebene Verbrennungsmotor-Aus-Bedingung, beispielsweise eine Verzögerung des Fahrzeugs erfüllt ist, wird die Motorkupplung 130 geöffnet und der Verbrennungsmotor 110 wird gestoppt (also der Übergang von HEV-Modus in den EV-Modus). Wenn eine vorgegebene Verbrennungsmotor-Aus-Bedingung erfüllt ist, beispielsweise eine Verzögerung des Fahrzeugs, wird die Motorkupplung 130 geöffnet und der Verbrennungsmotor 110 wird gestoppt (also der Übergang von dem HEV-Modus in den EV-Modus). Zudem kann das Hybridelektrofahrzeug die Batterie durch Umwandlung der Antriebskraft der Räder in elektrische Energie während des Bremsens aufladen, und dies wird als Bremsenergierückgewinnung oder regeneratives Bremsen bezeichnet.
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Der Starter-Lichtmaschinen-Motor 120 dient als Starter-Motor, wenn der Verbrennungsmotor gestartet wird, und dient auch als Lichtmaschinen-Motor während des Rückgewinnens von Rotationsenergie des Verbrennungsmotors nach dem Starten oder Ausschalten des Verbrennungsmotors. Deshalb kann der Starter-Lichtmaschinen-Motor 120 als „Hybrid-Starter-Lichtmaschine (HSG)“ bezeichnet werden, und kann in manchen Fällen auch als „Hilfsmotor“ bezeichnet werden.
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Die gegenseitige Beziehung zwischen Steuerungseinheiten in dem Fahrzeug, auf das der obenbeschriebene Antriebsstrang angewendet wird, ist in 4 veranschaulicht.
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4 ist ein Blockdiagramm, das ein beispielhaftes Steuerungssystem eines Hybridelektrofahrzeugs veranschaulicht, auf das die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung anwendbar sind.
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Unter Bezugnahme auf 4 kann bei dem Hybridelektrofahrzeug der Verbrennungsmotor 110 durch ein Motorsteuergerät 210 gesteuert werden, die Drehmomente des Starter-Lichtmaschinen-Motors 120 und des Elektromotors 140 können durch ein Motorsteuergerät (MCU) 220 gesteuert werden, und die Motorkupplung 130 kann durch eine Kupplungssteuereinheit 230 gesteuert werden. Hierbei kann es sich bei dem Motorsteuergerät 210 um ein Motormanagementsystem (EMS) handeln. Zudem wird das Getriebe 150 durch eine Getriebesteuerungseinheit 250 gesteuert. In manchen Fällen können eine Steuereinheit für den Starter-Generator-Motor 120 und eine Steuereinheit für den Elektromotor 140 separat bereitgestellt werden.
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Die jeweiligen Steuerungseinheiten können mit einer Hybridsteuerungseinheit (HCU) 240 verbunden sein, bei der es sich um eine übergeordnete Steuerungseinheit zur Steuerung eines gesamten Modus-Umschaltvorgangs handelt und kann Informationen, die zum Umschalten des Antriebsmodus erwünscht sind, Informationen, die für die Motorkupplungssteuerung beim Gangschalten erwünscht sind, und/oder Informationen, die für eine Steuerung des Motorausschaltens unter der Steuerung der Hybridsteuereinheit 240 erwünscht sind, an die Hybridsteuereinheit bereitstellen, oder kann einen Betrieb als Reaktion auf ein Steuerungssignal durchführen.
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Konkret bestimmt die Hybridsteuerungseinheit 240, ob ein Umschalten des Modus entsprechend dem Fahrtzustand des Fahrzeugs erfolgen soll oder nicht. In einem Beispiel bestimmt die Hybridsteuerungseinheit 240 den Zeitpunkt, bei dem die Motorkupplung 130 geöffnet ist, und führt eine Hydrauliksteuerung (im Falle der Nass-EC) oder eine Drehmoment-Leistungssteuerung (im Falle der Trocken-EC) durch, wenn die Motorkupplung 130 geöffnet ist. Zudem kann die Hybridsteuerungseinheit 240 den Zustand der Motorkupplung 130 (z.B. den Sperrzustand, den Schlupfzustand, oder den offenen Zustand) bestimmen und kann den Zeitpunkt steuern, bei dem der Motor 110 die Kraftstoffeinspritzung beendet. Zudem kann die Hybridsteuerungseinheit 240 einen Drehmomentbefehl zur Steuerung des Drehmoments des Starter-Lichtmaschinen-Motors 120 zum Ausschalten des Verbrennungsmotors an die Motorsteuerungseinheit 220 übertragen, um die Rückgewinnung von Rotationsenergie des Verbrennungsmotors zu steuern. Zudem kann die Hybridsteuerungseinheit 240 eine untergeordnete Steuerungseinheit für die Bestimmung einer Modus-Umschalt-Bedingung und die Implementierung eines Modus-Umschaltens zum Zeitpunkt der Steuerung des Umschaltens des Antriebsmodus steuern.
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Ein Fachmann wird erkennen, dass die Anschlussbeziehungen zwischen den Steuereinheiten und den Funktionen und Identifizierung der jeweiligen Steuereinheiten, wie oben beschrieben, lediglich beispielhaft sind und ferner dass die jeweiligen Steuereinheiten nicht durch ihre Namen eingeschränkt sind. Zum Beispiel kann die Hybridsteuerungseinheit 240 derart verwirklicht werden, dass ihre Funktion durch eine der anderen Steuereinheiten ersetzt und bereitgestellt wird, ausgenommen der Hybridsteuerungseinheit 240, und so dass ihre Funktion an zwei oder mehr der anderen Steuerungseinheiten verteilt und von diesen bereitgestellt wird.
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Nachfolgend wird die Ausgestaltung eines Hybridelektrofahrzeugs gemäß einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf 5 beschrieben, wodurch eine Umweltzone bestimmt wird und Prioritäten zur Auswahl einer Umgehungsroute, die unten beschrieben werden, bestimmt werden.
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5 ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Struktur eines Hybridelektrofahrzeugs zur Durchführung der Bestimmung einer Umweltzone und zur Bestimmung von Prioritäten für jeweilige Routen veranschaulicht.
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Unter Bezugnahme auf 5 kann ein Hybridelektrofahrzeug 310 eine Bilderkennungseinheit 311, die eine Erkennung eines Bilds durchführt, einen GPS-Empfänger 313, der eine Information über einen aktuellen Ort erlangt, eine Kartendatenbank 315, in der Karteninformationen gespeichert sind, ein Navigationssystem 317, und eine Bestimmungseinheit 319 für eine Umweltzone aufweisen. Die Bestimmungseinheit 319 für eine Umweltzone kann eine Prioritätsbestimmungseinheit 319-1 aufweisen.
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Die Bilderkennungseinheit 311 kann zumindest eine Bilderfassungsvorrichtung wie beispielsweise eine Kamera aufweisen, und kann ein Bild der Umgebung der Fahrzeugs erlangen. Das erlangte Bild kann verschiedenen Prozessen wie Beispielsweise der Extraktion von Merkmalspunkten, der Erkennung von Straßenschildern, und der Erkennung von Objekten unterzogen werden, um eine Bestimmung dahingehend zu ermöglichen, ob der aktuelle Ort ein Indoor- oder Outdoor-Ort ist, oder ob der aktuelle Ort einer Umweltzone wie einem Parkplatz, einem Park, einem Drive-Through, oder einem Krankenhaus entspricht, und eine Bestimmung einer Bevölkerungsdichte ermöglichen.
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Der GPS-Empfänger 313 kann zumindest ein GPS-Modul aufweisen, um Informationen über den aktuellen Ort des Fahrzeugs zu erlangen, und kann die Informationen über den aktuellen Ort an das Navigationssystem 317 übermitteln.
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Die Kartendatenbank 315 kann Karteninformationen speichern und kann auch Informationen wie den Typ einer Straße, die Steigung einer Straße, und die Entfernung zu einem Zielort, und Einstellungsinformationen zu Umweltzonen speichern.
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Das Navigationssystem 317 kann die von dem GPS-Empfänger 313 übermittelten Ortsinformationen auf die Karteninformationen in der Kartendatenbank 315 anwenden und bestimmen, ob der aktuelle Ort einer Umweltzone entspricht, die in den Karteninformationen eingestellt ist, ob eine Umweltzone entlang einer Fahrtroute vorhanden ist oder nicht, wenn ein Zielort eingegeben wird, die Position einer Umweltzone, die Länge einer Umweltzone, und die regionalen Besonderheiten in einer Umweltzone. Zudem kann das Navigationssystem 317 auch dazu dienen, Informationen bereitzustellen, die erwünscht sind, um eine Umgehungsroute einzustellen, was unten beschrieben wird.
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Die Bestimmungseinheit 319 für Umweltzonen kann letztlich auf Grundlage von kombinierten Informationen aus der Bilderkennungseinheit 311 und dem Navigationssystem 317 bestimmen, ob der aktuelle Ort einer Umweltzone entspricht oder nicht. Die Prioritätsbestimmungseinheit 319-1 kann die Kriterien für die Bestimmung von Prioritäten, die unten beschrieben werden, und regionale Informationen zu möglichen Umgehungsrouten erfassen, die mit den Kriterien zur Bestimmung (z.B. der Verteilung und Zusammensetzung der Bevölkerung auf Basis von Massendaten und geografischen Merkmalen) verglichen werden, und kann Prioritäten für jeweilige mögliche Umgehungsrouten auf Grundlage der erfassten Informationen bestimmen. Hierbei kann das Kriterium zur Bestimmung von Prioritäten vorab gespeichert werden, oder kann von einer externen Quelle bezogen werden. Zudem können Informationen über die Umgebung der möglichen Umgehungsrouten von einer externen Quelle über das Navigationssystem 317, eine Telematikeinheit, oder ein separates Drahtloskommunikationsmodul erhalten werden.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die Bilderkennungseinheit 311 eine Bilderfassungsvorrichtung verwenden, die in einem fortschrittlichen Fahrerassistenzsystem (ADAS) bereitgestellt ist, und kann derart verwirklich sein, dass sie in dem ADAS enthalten ist.
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Zudem kann in einer Ausführungsform das Navigationssystem 317 in der Form eines Audio/Video/Navigation (AVN)-Systems verwirklicht sein.
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In einer anderen Form kann die Bestimmungseinheit 319 für Umweltzonen als eine Steuerungseinheit getrennt von dem AVN-System verwirklicht sein, oder kann so verwirklicht sein, dass sie in dem AVN-System enthalten ist. In Gestalt einer getrennten Steuerungseinheit kann die Bestimmungseinheit 310 für Umweltzonen eine Hybridsteuerungseinheit sein, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein. Wenn die Bestimmungseinheit 319 für Umweltzonen eine Hybridsteuerungseinheit ist, kann die Hybridsteuerungseinheit zum Beispiel die Energie, die erwünscht ist, um durch eine Umweltzone in einem EV-Modus zu fahren, und die aufladbare Menge einer Batterie, bevor in die Umweltzone eingefahren wird, auf Grundlage der Informationen bestimmen, die von den jeweiligen oben-beschriebenen Komponenten erfasst werden, wodurch bestimmt wird, ob die Umweltzone zu umfahren ist oder nicht und bestimmt wird, welche Umgehungsroute auszuwählen ist, wenn die Umweltzone umfahren wird. Dann kann die Bestimmungseinheit 319 für Umweltzonen das Ergebnis der Bestimmung an das Navigationssystem 317 bereitstellen, um es dem Navigationssystem 317 zu ermöglichen, eine neue Route einzustellen. Zudem kann die Hybridsteuereinheit ein Fahren im HEV-Modus durchführen, so dass eine Batterie aufgeladen wird, bis das Fahrzeug in eine Umweltzone einfährt, und kann ein Fahren im EV-Modus durchführen, sobald das Fahrzeug in die Umweltzone eingefahren ist.
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In einer Ausführungsform, in dem finalen Schritt der Bestimmung einer Umweltzone, wenn das Ergebnis der Bestimmung der Bilderkennungseinheit 311 und das Ergebnis der Bestimmung des Navigationssystems 317 sich voneinander unterscheiden, kann die Bestimmungseinheit 319 für Umweltzonen eine Gewichtung auf eines der Ergebnisse der Bestimmung anwenden, oder kann letztlich bestimmen, dass der aktuelle Ort eine Umweltzone ist, nur wenn die beiden Ergebnisse der Bestimmung gleichermaßen zeigen, dass der aktuelle Ort eine Umweltzone ist.
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Zudem kann die Bilderkennungseinheit 311 ein erfasstes Bild oder eine verarbeitete Bildausgabe, die nicht das Ergebnis sind, ob es sich bei dem aktuellen Ort um eine Umweltzone handelt, an die Bestimmungseinheit 319 für Umweltzonen senden, um es der Bestimmungseinheit 319 für Umweltzonen zu ermöglichen, mittels des übermittelten Bilds zu bestimmen, ob der aktuelle Ort eine Umweltzone ist oder nicht. Zudem kann ein Fahrer einen Befehl, der angibt, dass der aktuelle Bereich einer Umweltzone entspricht, unmittelbar durch Betätigen eines vorgegebenen Knopfs oder Menüs eingegeben.
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Nachfolgend wird ein Verfahren zur Auswahl einer Aufladeroute vor dem Einfahren in eine Umweltzone auf Grundlage der Ausgestaltung des oben beschriebenen Fahrzeugs erläutert.
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6 veranschaulicht beispielhafte Routen vor einer Umweltzone zur Erläuterung eines Verfahrens zur Auswahl einer Aufladeroute vor dem Einfahren in eine Umweltzone gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, und 7 veranschaulicht die Beziehung zwischen einer Antriebslast für jede Route, die in 6 dargestellt ist, und einem Betriebspunkt mit optimaler Effizienz.
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In 6 gibt es drei unterschiedliche Routen A, B, und C zwischen dem aktuellen Ort und einer Umweltzone. Konkret wird angenommen, dass die Route A eine Länge von 1 km hat, eine durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit von 60 KmH, und eine durchschnittliche Steigung von 4 Grad, dass die Route B eine Länge von 2 km hat, eine durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit von 50 KmH, und eine durchschnittliche Steigung von 0 Grad hat, und die Route C eine Länge von 2 km hat, eine durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit von 40 KmH, und eine durchschnittliche Steigung von -1 Grad hat.
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Wie oben beschrieben kann die Hybridsteuerungseinheit die Energie, die zum Durchfahren einer Umweltzone in einem EV-Modus (nachfolgend als „Umweltzonen-Fahrenergie“ bezeichnet) erwünscht ist, auf Grundlage von Informationen bestimmen, die von dem Navigationssystem oder dergleichen bereitgestellt werden. Zum Beispiel kann die Fahrenergie (J) für eine Umweltzone erhalten werden durch Multiplizieren einer Umweltzonen-Fahrzeit (s) mit einer Antriebslast (w), während eine Umweltzone durchfahren wird. Hierbei kann die Umweltzonen-Fahrzeit durch Teilen der Entfernung von einem Startpunkt 620 einer Umweltzone bis zu einem Endpunkt 630 einer Umweltzone durch eine erwartete Durchschnittsgeschwindigkeit in der Umweltzone erhalten werden. Die erwartete Durschnittgeschwindigkeit in der Umweltzone kann über das Navigationssystem 317 erfasst werden. Zudem kann die Antriebslast durch die Summe des Luftwiderstands Ra, des Rollwiderstands Rr, und des Steigungswiderstands Rc erhalten werden. Der Luftwiderstand kann erhalten werden durch „1/2*Cd*p*A*V^2“, der Steigungswiderstand Rc kann erhalten werden durch „W*sinθ“, und der Rollwiderstand Rr kann erhalten werden durch „µW“. In den Gleichungen zum Erhalt der jeweiligen Widerstände ist die Bedeutung der jeweiligen Zeichen wie folgt:
- Cd: Luftwiderstandskoeffizient, p: Luftdichte, A: gesamte Fahrzeugschutzfläche, V: Relativgeschwindigkeit des Fahrzeugs, W: Gesamtfahrzeugmasse (nachfolgend als 1 Tonne angenommen), g: Gravitationsbeschleunigung, θ: Steigung, und µ: Rollwiderstandskoeffizient.
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Angenommen, die durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit in der Umweltzone beträgt 40 kmh, die Länge beträgt 1 km, und die durchschnittliche Steigung beträgt 0 Grad, dann kann die Antriebslast für die Umweltzone 30,86 w betragen, wenn ein allgemeiner Faktor aus der Berechnung zur Einfachheit ausgenommen wird. Zudem kann die Umweltzonen-Fahrzeit 90 Sekunden betragen. Zusammengefasst kann die Antriebsenergie für die Umweltzone 90*30,86, also 2777 J betragen.
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Wenn die Antriebsenergie für die Umweltzone erfasst ist, kann die Hybridsteuerungseinheit auf Grundlage der Antriebsenergie der Umweltzone bestimmen, ob das Fahrzeug in der Lage ist, mit dem aktuellen Ladezustand SoC einer Batterie in einem EV-Modus durch die Umweltzone zu fahren. Zum Beispiel kann die Hybridsteuerungseinheit auf Grundlage dessen bestimmen, ob das Fahren im EV-Modus möglich ist, ob die Energie, die dem Ladezustand entspricht, der erhalten wird durch Subtrahieren eines vorgegebenen minimalen Wartungsladezustands SoC (z.B. der SoC, der dem Kriterium zum erzwungenen Umschalten aus einem EV-Modus in einen HEV-Modus entspricht) von dem aktuellen Ladezustand, gleich groß oder größer ist als die Antriebsenergie für die Umweltzone.
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Wenn das Ergebnis der Bestimmung jenes ist, dass das Fahrzeug in der Lage ist, in einem EV-Modus durch die Umweltzone (also durch die gesamte Umweltzone) zu fahren, kann die Hybridsteuereinheit die aktuelle Route beibehalten. Wenn das Ergebnis der Bestimmung hingegen jenes ist, dass das Fahrzeug nicht in der Lage ist, durch die gesamte Umweltzone in einem EV-Modus zu fahren, kann die Hybridsteuerungseinheit die Aufladeenergie während des Fahrens für jede auswählbare Route bis zu der Umweltzone berechnen. Die Aufladeenergie kann durch Multiplizieren einer Routenaufladungslast mit einer Routenfahrzeit erhalten werden, und die Routenaufladelast kann durch Subtrahieren einer Routenfahrtlast von dem Ergebnis bei einem Betriebspunkt mit optimaler Effizienz erhalten werden. Dies wird unten unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.
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In 7 wird zur Effizienz des Aufladens der Fall, bei dem das Aufladen immer bei einem Leistungsbetriebspunkt mit optimaler Effizienz erfolgt, bei dem ein Antriebsstrangsystem eine maximale Effizienz während des Fahrens im HEV-Modus zeigt, angenommen, zum Beispiel die optimale Betriebslinie (OOL). In diesem Fall, da der Ladezustand verringert ist (also die Ladelast B < Ladelast C) ist, während die Antriebslast sich der Leistung der OOL annähert, jedoch der Routenverlust auch verringert ist, kann es wünschenswert sein, entlang der Route mit einer Antriebslast B zu fahren, so lange die Aufladeenergie ausreichend ist. Unterdessen kann, weil eine Antriebslast A größer als die Leistung des OOL ist, das Aufladen nicht durchgeführt werden. Daher kann die Route mit der Antriebslast A aus der Bestimmung einer Aufladeroute ausgeschlossen werden.
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Unter nochmaliger Bezugnahme auf 6 wird die Routenantriebslast auf die gleiche Weise erfasst wie die Antriebslast für die Umweltzone, und daher entfällt eine wiederholte Beschreibung hiervon. Es wird angemerkt, dass die Fahrtzeit für jede Route auf Grundlage des Abstands von einem aktuellen Ort 610 bis zu dem Startpunkt 620 der Umweltzone erfasst wird.
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Nachfolgend wird die Antriebsenergie für die jeweiligen Routen A, B und C auf Grundlage der oben beschriebenen Annahme erhalten. Zur Erleichterung wird angenommen, dass das Fahrzeuggewicht 1 Tonne beträgt und dass die durchschnittliche Leistung des Verbrennungsmotors bei dem Leistungsbetriebspunkt mit optimaler Effizienz 300 Watt beträgt.
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Wie in der obigen Annahme beschrieben, ist die Route A in einer Umgebung, in der die durchschnittliche Fahrtgeschwindigkeit 60 kmh beträgt, die Länge 1 km ist, und die durchschnittliche Steigung 4° beträgt.
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Die Aufladeenergie (J) von Route A kann erhalten werden durch „Fahrzeit (s) von Route A × (OOL Antriebslast (w) - Antriebslast (w) von Route A), und die Antriebslast der Route A kann 346,7 w betragen, was erlangt wird durch „Luftwiderstand Ra + Steigungswiederstand Rc = (60000 m/3600 s)^2 + (1000 kg × sin4°)“. Im Ergebnis beträgt die Antriebsenergie (J) der Route A -2802 J, was erlangt wird durch „60s × (300 w - 346,7 w). Mit anderen Worten, wenn entlang der Route A gefahren wird, ist das Fahrzeug nicht in der Lage, ein Aufladen durchzuführen, weil eine zusätzliche Energie von 2802 J auf Grundlage der Leistung mit optimaler Effizienz gewünscht ist.
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Als nächstes ist die Route B in einer Umgebung, in der die durchschnittliche Fahrtgeschwindigkeit 50 kmh beträgt, die Länge 2 km beträgt, und die durchschnittliche Steigung 0° beträgt.
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Die Aufladeenergie (J) der Route B kann erhalten werden durch „Fahrtzeit der Route B (s) × (OOL Antriebslast (w) - Antriebslast der Route B (w))“, und die Antriebslast der Route B kann 277 w betragen, was erhalten wird durch „Luftwiderstand Ra = (60000 m/3600 s)^2“. Im Ergebnis beträgt die Antriebsenergie (J) der Route B 3312 J, was erhalten wird durch „144s × (300 w - 277 w). Mit anderen Worten kann der Ladezustand SoC entsprechend 3312 J erwartet werden, wenn entlang der Route B gefahren wird.
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Als nächstes ist die Route C in einer Umgebung, in der eine durchschnittliche Fahrtgeschwindigkeit 40 km/h beträgt, die Länge 2 km ist, und die durchschnittliche Steigung -1° beträgt. Die Aufladeenergie (J) der Route C kann erhalten werden durch „Fahrtzeit der Route C (s) × (OOL Antriebslast (w) - Antriebslast der Route C (w))“, und die Antriebslast der Route C kann 106 w betragen, was erhalten wird durch „Luftwiderstand Ra + Steigungswiderstand Rc = (40000 m/3600 s)^2 + (1000 KG × sin-1°)“. Im Ergebnis beträgt die Antriebsenergie (J) der Route C 388000 J, was erhalten wird durch „180s × (300 w - 106 w). Mit anderen Worten kann der Ladezustand SoC entsprechend 38800 J erwartet werden, wenn entlang der Route C gefahren wird.
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Insgesamt betrachtet erfüllt ein erwarteter Ladezustand SoC die Umweltzonen-Antriebsenergie, wenn entlang Route B oder Route C gefahren wird, weil die Umweltzonen-Antriebsenergie 2777 J beträgt. Weil die Route B und die Route C die gleiche Fahrstrecke haben, kann es in Anbetracht des Routenverlusts wie oben beschrieben wünschenswert sein, die Route B zu wählen, die eine kleine Differenz zwischen der Leistung mit optimaler Effizienz und der Antriebslast hat. Es wird angemerkt, dass die Aufladeroute ausgewählt werden kann durch Anlegen unterschiedlicher Gewichtungen auf die Länge der Route oder die Routenfahrtzeit entsprechend der Einstellung anstelle der Differenz zwischen der Leistung mit optimaler Effizienz und der Antriebslast. Zudem kann der erwartete Ladezustand SoC für jede Route unmittelbar verglichen werden mit der Antriebsenergie für die Umweltzone, oder kann der Energie hinzuaddiert werden, die dem aktuell verfügbaren Ladezustand entspricht, so dass deren Summe mit der Antriebsenergie für die Umweltzone verglichen werden kann.
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Als nächstes wird ein Verfahren zur Auswahl einer Umgehungsroute beschrieben, um eine Umweltzone zu umgehen, anstatt die Umweltzone zu befahren, wenn es in dem oben beschriebenen Vorgang der Auswahl der Aufladeroute nicht möglich ist, eine Route auszuwählen, die in der Lage ist, die Antriebsenergie für die Umweltzone ausreichend sicherzustellen, (wenn z.B. der erwartete Ladezustand SoC einer auswählbaren Route nicht ausreichend ist im Vergleich zu der Umweltzonen-Antriebsenergie). Zunächst wird der Fall, bei dem eine Umgehungsroute ausgewählt wird, unter Bezugnahme auf die 8A und 8B beschrieben.
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Die 8A und 8B veranschaulichen die beispielhafte Beziehung zwischen dem Ladezustand während der Fahrt und der Umweltzonen-Antriebsenergie gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung. In den jeweils in den 8A und 8B dargestellten Schaubildern stellt zusammengenommen die vertikale Achse den Ladezustand SoC einer Batterie dar, und die horizontale Achse stellt die Entfernung bzw. Strecke dar. In den 8A und 8B wird zur Vereinfachung jeweils angenommen, dass der Ladezustand an dem aktuellen Ort (Startpunkt) dem minimalen Ladezustand SoC als Kriterium für ein erzwungenes Umschalten von einem EV-Modus in einem HEV-Modus (also HEV-Umschalten min SoC) entspricht, jedoch kann eine Batterie einen höheren Ladezustand SoC haben. Es wird angemerkt, dass je größer der Ladezustand SoC am Startpunkt ist als der HEV-Umschalten min SOC , ein desto kleinerer Ladezustand SoC während dem Fahren gewünscht sein kann, um in dem EV-Modus durch die gesamte Umweltzone zu fahren.
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Zunächst ist in 8A der Fall dargestellt, bei dem eine erhöhter Ladezustand, der dem Ladezustand während dem Fahren auf der ausgewählten Aufladeroute von dem aktuellen Ort (Startpunkt) zu der Umweltzone wie oben beschrieben entspricht, höher als der Ladezustand SoC ist, der der Antriebsenergie für die Umweltzone entspricht. In diesem Fall, da das Fahrzeug in der Lage ist, durch die gesamte Umweltzone in einem EV-Modus zu fahren, kann es unnötig sein, die Umweltzone zu umfahren.
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Im Gegensatz hierzu ist in 8B der Fall dargestellt, bei dem ein erhöhter Ladezustand SoC, der dem Ladezustand SoC während dem Fahren in der ausgewählten Aufladeroute von dem aktuellen Ort (Startpunkt) zu der Umweltzone wie oben beschrieben entspricht, geringer als der Ladezustand SoC ist, welcher der Antriebsenergie für die Umweltzone entspricht. In diesem Fall, da das Fahrzeug nicht in der Lage ist, durch die gesamte Umweltzone in einem EV-Modus zu fahren, und daher wird erwartet, dass ein erzwungenes Umschalten von einem EV-Modus in einen HEV-Modus auftritt, während das Fahrzeug durch die Umweltzone fährt. Daher kann dieser Fall einer Situation entsprechen, bei der es erwünscht ist, eine Umgehungsroute für die Umweltzone einzustellen.
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Hierbei kann die Hybridsteuereinheit, wenn es schwierig ist, die Antriebsenergie für eine Umweltzone sicherzustellen, bevor in eine Umweltzone eingefahren wird, nach zumindest einer Route suchen, die die Umweltzone umgeht, und Prioritäten für jeweilige Routen festlegen, wodurch eine Umgehungsroute auf Grundlage des Ergebnisses der Bestimmung eingestellt wird.
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Zunächst wird das Konzept von Prioritäten in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
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Die Prioritäten können entsprechend den Objekten bestimmt werden, die entlang einer Fahrtroute vorhanden sind, und bis zu einem unterschiedlichem Grad geschützt werden müssen. Wenn z.B. drei Prioritäten eingestellt werden, können die Kriterien der jeweiligen Prioritäten wie folgt lauten:
- #1 Priorität: Bereiche, in denen es viele Menschen gibt, die einen schnellen Herzschlag haben und daher schnell atmen, auf Grundlage von Daten, die über IoT-Vorrichtungen bzw. Vorrichtungen des Internets der Dinge wie beispielsweise Herzschlagmessvorrichtungen oder Hilfsfitnessvorrichtungen analysiert werden ;
- #2 Priorität: Bereiche, in denen es viele Menschen gibt, die zuerst geschützt werden müssen, wie ältere Menschen und Kinder und kranke Menschen, auf Grundlage von geografischen Merkmalen (z.B. Krankenhäusern, Schulen, Kinderbetreuungsstätten, und Sanatorien); und
- #3 Priorität: Ballungsräume mit schwer zu fassender Bevölkerungsdichte (engl. floating population) auf Grundlage von Mobilvorrichtungen, Überwachungssensoren der schwer zu fassenden Bevölkerungsdichte, etc.
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Es wird angemerkt, dass die Anzahl der Prioritäten und Sortierungskriterien wie oben beschrieben beispielhaft angegeben sind und eine größere oder kleinere Anzahl von Prioritäten gegeben sein kann und dass die Kriterien variabel unter Berücksichtigung von Massendaten-basierten Echtzeit-Datenansammlungen oder kumulativen Statistiken, zeitunterteilter Variation, etc. eingestellt werden können.
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Ein Fahrzeug kann die Prioritätssortierungskriterien und/oder Informationen die benötigt werden, um Prioritäten für bestimmte Bereiche zu bestimmen und/oder Informationen über die jeweiligen Bereiche entsprechend den Prioritäten in drahtloser Form von einer externen Vorrichtung wie einem Telematik-Center oder einem Service-Center erfassen. Bei der Erlangung solchen Informationen kann das Fahrzeug Längen von jeweiligen Umgehungsrouten bestimmen und eine Umgehungsroute auf Grundlage der erfassten Informationen und des Ergebnisses der Bestimmung auswählen. Wen zum Beispiel der Unterschied zwischen den Längen der jeweiligen Umgehungsrouten innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt, kann eine Umgehungsroute mit einer geringen Priorität eingestellt werden. Wenn der Unterschied zwischen den Längen der jeweiligen Umgehungsrouten den vorgegebenen Bereich übersteigt, kann die Umgehungsroute mit der kürzesten Entfernung unabhängig von den Prioritäten eingestellt werden. Dies wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.
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9 veranschaulicht beispielhafte Umgehungsrouten in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
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Unter Bezugnahme auf 9 ist der Fall dargestellt, bei dem drei Umgehungsrouten für Umweltzonen, nämlich eine Route D, eine Route E, und eine Route F zusätzlich zu einer bestehenden Route, die durch eine Umweltzone verläuft, vorhanden sind.
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Hierbei wird angenommen, dass die Route D eine Länge von 5 km hat und der Priorität #3 unter den oben beschriebenen Prioritäten entspricht, die Route E eine Länge von 1 km hat und der Priorität #2 unter den oben beschriebenen Prioritäten entspricht, und die Route F eine Länge von 4,5 km hat und der Priorität #1 unter den oben beschriebenen Prioritäten entspricht.
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Auf Grundlage der oben beschriebenen Annahme kann, wenn die Route D und die Route F gesucht werden, da die beiden Routen ähnliche Längen haben, die Route D, die vergleichsweise länger als die Route F ist, jedoch Priorität #3 entspricht, ausgewählt werden.
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In einem anderen Beispiel, wenn alle von Route D, Route E und Route F gesucht werden, kann die Route E, weil die Route E kürzer ist als ¼ der Länge der anderen Routen, ungeachtet der Prioritäten ausgewählt werden. Es wird angemerkt, dass das Kriterium des Unterschieds zwischen den Längen, das bewirkt, dass die Prioritäten ignoriert werden, solchermaßen sein kann, dass eine Länge das Vielfache einer anderen Länge ist, oder auf einen konkreten Wert eingestellt werden kann, zum Beispiel „die Differenz von 3 km oder mehr“.
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Das oben beschriebene Verfahren zur Auswahl der Aufladeroute vor dem Einfahren in die Umweltzone und zur Auswahl der Umgehungsroute wie oben beschrieben wird in 10 zusammengefasst.
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10 ist ein Ablaufdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zur Auswahl einer Route und zur Steuerung des Fahrens in einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
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Unter Bezugnahme auf 10 kann zunächst bestimmt werden, ob ein Umweltzonen-Modus aktiviert ist oder nicht (S1001). Hierbei kann sich der Umweltzonen-Modus auf einen Modus beziehen, der in der Lage ist, eine Aufladeroute einzustellen, um in einem EV-Modus durch die gesamte Umweltzone zu fahren, oder eine Umgehungsroute einzustellen, um die Umweltzone zu vermeiden, wie oben beschrieben. In manchen Ausführungsformen kann dieser Schritt entfallen.
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In dem Zustand, in dem der Umweltzonen-Modus aktiviert wird, kann erfasst werden, ob eine Umweltzone entlang einer Vorwärtsfahrtroute vorhanden ist oder nicht (S1002).
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Wenn die Umweltzone entlang der Route detektiert wird, kann die Umweltzonen-Antriebsenergie, die benötigt wird, um in einem EV-Modus durch die gesamte Umweltzone zu fahren, bestimmt werden (S1003).
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Hierbei wurden ein Verfahren zur Bestimmung des Vorhandenseins/Nicht-Vorhandenseins der Umweltzone und ein Verfahren zur Bestimmung der Umweltzonen-Antriebsenergie oben beschrieben, und daher entfällt eine nachstehende Beschreibung dieser.
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Wenn das Ergebnis der Bestimmung jenes ist, dass der gegenwärtig verfügbare Ladezustand (SoC) (z.B. die Energie, die durch Subtrahieren des minimalen Ladezustands SoC als das Kriterium des Umschalten des Modus von einem EV-Modus in einen HEV-Modus, von dem aktuellen Ladezustand SoC erhalten wird) größer gleich der Umweltzonen-Antriebsenergie ist, kann die aktuelle Route beibehalten werden, und der EV-Modus kann von dem Zeitpunkt, wenn das Fahrzeug in die Umweltzone gelangt, bis das Fahrzeug die Umweltzone durchfahren hat, beibehalten werden.
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Wenn der aktuell verfügbare Ladezustand SoC niedriger als die Umweltzonen-Antriebsenergie ist, kann nach einer oder mehr möglichen Aufladerouten gesucht werden, und eine aufladbare Menge für jede potentielle Aufladeroute kann berechnet werden (S1011).
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Eine der möglichen Aufladerouten kann auf Grundlage der berechneten aufladbaren Menge für jede mögliche Aufladeroute und der berechneten Umweltzonen-Antriebsenergie berechnet werden, und eine Batterie kann während des Fahrens im HEV-Modus aufgeladen werden, während entlang einer ausgewählten Aufladeroute (S1012) gefahren wird. Hierbei wurden die aufladbare Menge für jede Route und das Verfahren zur Auswahl der möglichen Aufladeroute oben unter Bezugnahme auf die 6 und 7 beschrieben, und daher entfällt eine wiederholte Beschreibung hiervon.
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Nachdem die Aufladeroute ausgewählt wurde, kann auf Grundlage dessen, ob das Fahrzeug in einem EV-Modus durch die gesamte Umweltzone fahren kann oder nicht, bestimmt werden, ob die aktuell verfügbare Energie der Batterie größer gleich der Umweltzonen-Antriebsenergie ist, bevor das Fahrzeug in die Umweltzone einfährt (S1013).
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Wenn, bevor das Fahrzeug in die Umweltzone gelangt bestimmt wird, dass das Fahrzeug in der Lage ist, in einem EV-Modus durch die Umweltzone zu fahren, wird die aktuelle Aufladeroute beibehalten, und der EV-Modus kann von dem Zeitpunkt, wenn das Fahrzeug in die Umweltzone einfährt, bis das Fahrzeug durch die Umweltzone durchfahren hat, beibehalten werden (S1014) .
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Wenn ein ausreichender Ladezustand SoC nicht erzielt wird, obwohl entlang der ausgewählten Aufladeroute gefahren wird, kann nach einer Umgehungsroute für die Umweltzone gesucht werde (S1021). Hierbei kann das Suchen nach der Umgehungsroute bedeuten, dass die Längen der jeweiligen potentiellen Umgehungsroute und die vorgegebenen Prioritäten der potentiellen Umgehungsrouten auf Grundlage der Schutzgrade der Objekte entlang der Route bestimmt werden.
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Wenn das gesuchte Ergebnis jenes ist, dass es unter den möglichen Umgehungsrouten eine Route gibt, die kürzer als ein vorgegebenes Kriterium ist, (S1022), kann die kürzeste mögliche Umgehungsroute als eine Umgehungsroute eingestellt werden (S1023). Wenn es unter den gesuchten potentiellen Umgehungsrouten keine Route gibt, die kürzer als das vorgegebene Kriterium ist, kann die Route mit der geringsten Priorität als eine Umgehungsroute eingestellt werden (S1024).
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Vermittels des oben beschriebenen Verfahrens zur Auswahl der Route und Steuerung des Antriebs können die folgenden Wirkungen erwartet werden.
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Weil die Energie, die benötigt wird, um in einem EV-Modus durch die gesamte Umweltzone zu fahren, vorab berechnet werden kann, bevor das Fahrzeug in die Umweltzone einfährt, kann eine optimale Aufladeroute unter Berücksichtigung einer Aufladeeffizienz berechnet werden, bevor das Fahrzeug in die Umweltzone einfährt. Daher ist es möglich, Energieverschwendung aufgrund von Überladung zu verhindern, und den Ausstoß von Abgasen in der Umweltzone zu verringern.
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Zudem ist es möglich, den Ausstoß von Abgasen in der Umweltzone zu verhindern, indem das Fahrzeug dazu gebracht wird, die Umweltzone zu umfahren, wenn ein erwarteter Ladezustand SoC in der Aufladeroute nicht der Antriebsenergie für die Umweltzone entspricht, und Schaden an zu schützenden Objekten um die Umgehungsroute unter Berücksichtigung von Prioritäten bei der Auswahl einer Umgehungsroute zu verringern oder zu minimieren. Zudem ist es möglich, einen unnötigen Ausstoß von Abgasen durch weitere Berücksichtigung der Länge der Umgehungsroute zusätzlich zu deren Priorität zu verhindern.
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Die oben beschriebene, vorliegende Offenbarung kann aus computerlesbarer Code in einem Aufzeichnungsmedium implementiert sein, auf dem ein Programm gespeichert ist. Ein Computer-lesbares Medium weist alle Arten von Aufzeichnungsvorrichtungen auf, auf denen Daten, die von einem Computersystem lesbar sind, gespeichert werden. Beispiele für ein computerlesbares Medium umfassen eine Festplatte (HDD), eine SSD bzw. Solid State Drive (Halbleiterlaufwerk), eine SDD, einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen Direktzugriffsspeicher (RAM), eine CD-ROM, ein Magnetband, eine Diskette, und eine optische Datenspeichervorrichtung.
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Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, kann ein Hybridelektrofahrzeug gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit der oben beschriebenen Ausgestaltung das Starten eines Verbrennungsmotors unter Berücksichtigung der Umgebungssituation durchführen.
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Insbesondere ist es möglich, die Umwelt zu schützen und Fußgänger zu schützen, wenn eine Fahrtroute einen bestimmten Bereich umfasst, weil der Ladezustand SoC einer Batterie sichergestellt wird, bevor das Fahrzeug den entsprechenden Bereich erreicht, oder weil eine Umgehungsroute entsprechend Prioritäten eingestellt wird, wenn es schwierig ist, den Ladezustand SoC sicherzustellen.
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Die Wirkungen, die von der vorliegenden Offenbarung erzielt werden sollen, sind nicht auf die oben erwähnten Wirkungen beschränkt, und andere nicht erwähnte Wirkungen können aus der obigen Beschreibung von einem Fachmann deutlich verstanden werden.
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Die obige ausführliche Beschreibung soll nicht als beschränkend ausgelegt werden, sondern als beispielhaft verstanden werden. Der Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung soll durch die angemessene Interpretation der beigefügten Ansprüche bestimmt werden, und alle Änderungen, die innerhalb des Umfangs liegen, die der vorliegenden Offenbarung gleichwertig sind, sollen so verstanden werden, dass sie im Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung umfasst sind.
