DE102019101758A1 - Vorausschauende steuerung für das hybrid-fahrzeugantriebssystem - Google Patents

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Lan Wang
Goro Tamai
Norman K. Bucknor
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Abstract

Es ist ein System und Verfahren vorgesehen, um ein Hybridfahrzeug mit einer Vielzahl von elektrischen Antriebsmotoren in Erwartung eines Fahrzeugereignisses in einen Betriebszustand zu versetzen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte beinhalten kann: Überwachen des Fahrbahnverkehrs und der Bedingungen, die ein Fahrzeug umgeben, unter Verwendung eines oder mehrerer Fahrzeugsensoren und/oder drahtloser Kommunikationen; Vorhersehen einer Änderung des Fahrzeugantriebsbetriebs basierend auf dem überwachten Fahrbahnverkehr und den Bedingungen; als Reaktion auf das Vorhersehen der Änderung des Fahrzeugantriebs, Erhalten eines aktuellen Antriebsbetriebszustands; und Durchführen eines vorausschauenden Übergangs des Fahrzeugantriebssystems vor dem Empfangen einer Änderungsanforderung für den Fahrzeugantrieb. Der vorausschauende Übergang des Fahrzeugantriebssystems kann die folgenden Schritte beinhalten: Berechnen eines dazwischenliegenden Antriebsbetriebszustands basierend auf dem aktuellen Antriebsbetriebszustand und/oder dem überwachten Fahrbahnverkehr und den Bedingungen; und Betreiben eines Verbrennungsmotors und eines ersten elektrischen Antriebsmotors, sodass das Fahrzeug in den dazwischenliegenden Antriebsbetriebszustand versetzt wird.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf die Steuerung eines in einem Hybridfahrzeug beinhalteten Antriebssystems, einschließlich des Übergangs in einen zwischengeschalteten Betriebszustand des Fahrzeugantriebs als Reaktion auf die Erwartung einer Änderung des Betriebs des Antriebssystems.
  • HINTERGRUND
  • Fahrzeuge beinhalten verschiedene Elektroniken, mit denen bestimmte Betriebszustände und Fahrzeugereignisse in der Umgebung eines Fahrzeugs erfasst und analysiert werden können. Darüber hinaus können Fahrzeuge mehrere primäre Antriebskomponenten beinhalten, wie beispielsweise einen Verbrennungsmotor (ICE) und einen oder mehrere Elektromotoren. Die Maschine und die Motoren können gemeinsam für den Antrieb genutzt werden und können von einem Steuersystem gesteuert werden, das beispielsweise ein Motorsteuergerät (ECM) beinhaltet. Das ECM und die andere verschiedene Fahrzeugelektronik können über einen Kommunikationsbus miteinander gekoppelt werden, wodurch das ECM basierend auf Informationen aus den verschiedenen Fahrzeugelektroniken gesteuert werden kann.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Gemäß einer Ausführungsform ist ein Verfahren zum Platzieren eines Hybridfahrzeugs mit einer Vielzahl von elektrischen Antriebsmotoren in einen Betriebszustand in Erwartung eines Fahrzeugereignisses vorgesehen, wobei das Verfahren Folgendes beinhaltet: Überwachen des Straßenverkehrs und der Bedingungen, die ein Fahrzeug umgeben, unter Verwendung eines oder mehrerer Fahrzeugsensoren und/oder drahtloser Kommunikation; Erwarten einer Änderung des Betriebs des Fahrzeugantriebs basierend auf dem überwachten Straßenverkehr und den Bedingungen; als Reaktion auf das Erwarten der Änderung des Fahrzeugantriebs, Erhalten eines aktuellen Betriebszustands des Antriebs; und Ausführen eines vorausschauenden Übergangs des Fahrzeugantriebsystems vor dem Empfangen einer Änderungsanforderung für den Fahrzeugantrieb, wobei der vorausschauende Übergang des Fahrzeugantriebsystems Folgendes beinhaltet: Berechnen eines Zwischenbetriebszustands des Antriebs basierend auf dem aktuellen Betriebszustand des Antriebs und/oder dem überwachten Straßenverkehr und den Bedingungen; und Betreiben eines Verbrennungsmotors des Fahrzeugs und eines ersten aus der Vielzahl der elektrischen Antriebsmotoren des Fahrzeugs, sodass das Fahrzeug in den Zwischenbetriebszustand des Antriebs versetzt wird.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein Verfahren zum Platzieren eines Hybridfahrzeugs mit einer Vielzahl von elektrischen Antriebsmotoren in einen Betriebszustand in Erwartung eines Fahrzeugereignisses vorgesehen, wobei das Verfahren Folgendes beinhaltet: Empfangen von Bildern unter Verwendung mindestens einer im Fahrzeug befindlichen Kamera, wobei die mindestens eine Kamera konfiguriert ist, um die Bilder eines Bereichs um das Fahrzeug herum aufzunehmen; Voraussehen einer Änderung des Fahrzeugantriebsbetriebs basierend auf dem Empfangen einer Anzeige eines Fahrzeugereignisses, das mit einer Änderung der Fahrzeugantriebleistung verbunden ist, worin die Anzeige des mit der Änderung der Fahrzeugantriebsleistung verbundenen Fahrzeugereignisses zumindest teilweise auf den empfangenen Bildern basiert; Bestimmen eines Ladezustands einer Fahrzeugbatterie, die elektrische Energie als primäre Energiequelle für eine Vielzahl von im Fahrzeug befindlichen Elektromotoren bereitstellt; als Reaktion auf das Voraussehen der Änderung des Fahrzeugantriebsbetriebs und wenn der Ladezustand der Fahrzeugbatterie größer oder gleich einem Ladeschwellenwert ist, anschließendes Ausführen eines vorausschauenden Übergangs des Fahrzeugantriebssystems, der Folgendes beinhaltet: (i) Erhalten eines derzeitigen Betriebszustands oder Parameters; (ii) Bestimmen eines erwarteten Betriebszustands oder Parameters des Antriebs basierend auf der Änderungsanforderung für den erwarteten Fahrzeugantrieb; (iii) Erhalten eines Zwischenbetriebszustands des Antriebs basierend auf dem aktuellen Betriebszustand oder Parameter des Antriebs und/oder basierend auf dem erwarteten Betriebszustand oder Parameter des Antriebs; und (iv) Betreiben eines Verbrennungsmotors des Fahrzeugs und der Vielzahl von elektrischen Antriebsmotoren des Fahrzeugs, sodass das Fahrzeug in den Zwischenbetrieb des Antriebs versetzt wird; Empfangen einer Änderungsanforderung für den Fahrzeugantrieb nach dem Betriebsschritt, worin die Änderungsanforderung für den Fahrzeugantrieb eine beabsichtigte Überführung des Fahrzeugs in einen angeforderten Betriebszustand des Antriebs reflektiert; und als Reaktion auf das Empfangen der Änderungsanforderung für den Fahrzeugantrieb, Übergang vom Zwischenbetrieb des Antriebs in den angeforderten Betriebszustand des Antriebs unter Verwendung des Verbrennungsmotors und/oder mindestens eines aus der Vielzahl von elektrischen Antriebsmotoren.
  • Figurenliste
  • Bevorzugte exemplarische Ausführungsformen werden im Folgenden in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben, worin gleiche Kennzeichnungen gleiche Elemente bezeichnen und worin:
    • 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel eines Kommunikationssystems abbildet, das mit einem Fahrzeug verwendet werden kann;
    • 2 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für ein Fahrzeugantriebssystem darstellt, das mit einem Fahrzeug verwendet werden kann;
    • 3 ist ein Flussdiagramm, das Ausführungsformen eines Verfahrens zum Einbringen eines Fahrzeugs in einen Betriebszustand in Erwartung eines Fahrzeugereignisses veranschaulicht; und
    • 4 ist ein Beispiel für ein Diagramm, das ein Szenario veranschaulicht, in dem das Fahrzeug von einem aktuellen Antriebsbetriebszustand in einen zwischengeschalteten Antriebsbetriebszustand und schließlich in einen gewünschten Antriebsbetriebszustand übergeht.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Das nachfolgend vorgesehene System und Verfahren ermöglicht es einem Fahrzeug, vorzeitig in einen zwischengeschalteten Antriebsbetriebszustand überzugehen, basierend auf dem Voraussehen einer Änderung der Fahrzeugbetriebsanforderungen durch den Einsatz von Fahrzeugsensoren und/oder der Kommunikation. Durch die Verwendung verschiedener Fahrzeugrechenvorrichtungen und -sensoren kann ein Fahrzeug eine Fahrzeugbetriebsanforderung oder Zustandsänderung, wie beispielsweise eine Benutzer- oder autonome Fahrzeuggeschwindigkeits- (oder Drehmomentanforderung), erwarten. So kann beispielsweise ein Fahrzeug mit einer Frontkamera und einem globalen Navigationssatellitensystem-(GNSS)-Empfänger bestimmen, dass das Fahrzeug in eine Schnellstraße oder Autobahn einfährt, wodurch das Fahrzeug bestimmen kann, dass es demnächst eine Aufforderung zum Erhöhen seiner Geschwindigkeit empfängt, damit das Fahrzeug problemlos in die Schnellstraße/den Autobahnverkehr einfließen kann. Somit kann zumindest nach einigen Ausführungsformen das hierin vorgesehene Verfahren und System verwendet werden, um eine derartige Anforderung zum Erhöhen des Fahrzeugdrehmoments (oder der Geschwindigkeit) zu erwarten, wobei das Fahrzeug als Reaktion darauf in einen vorausschauenden Antriebsbetriebszustand versetzt werden kann, sodass das Fahrzeug, wenn die Fahrzeugdrehmomentanforderung (oder Geschwindigkeitsanforderung) tatsächlich empfangen wird, sanfter, schneller und/oder effizienter in einen neuen Fahrzeugbetriebszustand übergehen kann, der mit der Anforderung des Fahrzeugdrehmoments (oder der Geschwindigkeit) verbunden ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen sehen das System und Verfahren einen verbesserten und/oder effizienteren Übergang zwischen einem aktuellen Antriebsbetriebszustand und einem vorausschauenden Antriebsbetriebszustand vor. Wie hierin verwendet, bezieht sich ein Fahrzeugbetriebszustand auf einen Fahrzeugzustand, der eine Kombination von Fahrzeugzuständen darstellt, die sich auf alle Fahrzeugantriebsvorrichtungen beziehen, einschließlich Elektromotoren, die zum Bereitstellen des Vortriebs für das Fahrzeug konfiguriert sind, sowie Verbrennungsmotoren (ICEs), die zum Bereitstellen des Vortriebs für das Fahrzeug konfiguriert sind. Somit bezeichnet der aktuelle Antriebsbetriebszustand einen Fahrzeugbetriebszustand zum derzeitigen Zeitpunkt und der vorausschauende Fahrzeugbetriebszustand einen Fahrzeugbetriebszustand, der für einen zukünftigen Zeitpunkt erwartet wird, beispielsweise basierend auf Sensordaten von verschiedenen Fahrzeugsensoren. Und darüber hinaus bezieht sich ein zwischengeschalteter Antriebsbetriebszustand auf einen Fahrzeugbetriebszustand, der so genutzt werden kann, dass das Fahrzeug aus dem aktuellen Antriebsbetriebszustand in den vorausschauenden Fahrzeugbetriebszustand übergeht.
  • In einer Ausführungsform kann ein Fahrzeug ein elektronisches Hybridgetriebe-(EVT)-System mit variabler Übersetzung implementieren, das einen Verbrennungsmotor (ICE) und einen oder mehrere Elektromotoren beinhaltet. Das Hybrid-EVT-System kann eine bestimmte mechanische Anordnung von Zahnrädern beinhalten, die den Motor und den einen oder die mehreren Elektromotoren mit einer oder mehreren Wellen koppeln, sodass einer und/oder beide des ICEs und der Elektromotoren in der Lage sind, ein oder mehrere Fahrzeugräder anzutreiben, wodurch das Fahrzeug vorangetrieben wird. In einer bestimmten Ausführungsform kann das Fahrzeug einen einzelnen ICE und zwei Elektromotoren beinhalten, von denen jeder einzigartig innerhalb des Hybrid-EVT-Systems angeordnet ist, sodass das Hybrid-EVT-System variabel und koordiniert funktionieren kann.
  • In einer Ausführungsform unter Verwendung des Hybrid-EVT-Systems kann ein erwarteter Antriebsbetriebszustand zusammen mit einem aktuellen Antriebsbetriebszustand bestimmt werden. Wenn ein Fahrzeug erkennt oder feststellt, dass sich ein Fahrzeugbetriebszustand in Kürze ändern kann (oder sich in Kürze wesentlich ändern kann), kann das Fahrzeug einen dazwischenliegenden Antriebsbetriebszustand berechnen. In einigen Ausführungsformen kann der dazwischenliegende Antriebsbetriebszustand aus einem aktuellen Antriebsbetriebszustand, einem erwarteten Antriebsbetriebszustand und/oder anderen Fahrzeugzuständen abgeleitet werden. Nachdem ein zwischengeschalteter Antriebsbetriebszustand berechnet (oder anderweitig bestimmt) wurde, kann das Fahrzeug eine oder mehrere seiner primären Antriebskomponenten betreiben, um vom aktuellen Betriebszustand des Antriebs in den Zwischenbetriebszustand des Antriebs überzugehen. Wenn das Fahrzeug danach eine Aufforderung zum Übergang des primären Antriebssystems in einen angeforderten Antriebsbetriebszustand empfängt (der ähnlich oder gleich dem erwarteten Antriebsbetriebszustand sein kann), kann das Fahrzeug dann eine oder mehrere seiner primären Antriebsvorrichtungen betreiben, um vom zwischengeschalteten Antriebsbetriebszustand in den angeforderten (oder erwarteten) Fahrzeugbetriebszustand zu wechseln.
  • Dieser zwischengeschaltete Übergang kann dazu führen, dass das primäre Antriebssystem des Fahrzeugs vorausschauend oder proaktiv in den zwischengeschalteten Betriebszustand versetzt wird, sodass zumindest in einigen Szenarien die Motordrehzahl des ICE bei gleichbleibender Motorleistung (oder Antriebsdrehmoment) zunimmt. Somit kann das Fahrzeug durch Erhöhen der Motordrehzahl des ICE bei gleicher Antriebsleistung in eine Position oder einen Betriebszustand versetzt werden, um die Antriebsqualität zu verbessern, indem beispielsweise die Reaktionszeit (gemessen ab Eingang der Fahrzeugdrehzahl/Drehmomentanforderung), die bis zum Übergang in den gewünschten Antriebsbetriebszustand erforderlich ist, verringert wird, die Elektromotordrehzahl verringert wird, um ein höheres Elektromotordrehmoment zu ermöglichen, und das sogenannte Turboloch durch Erreichen einer höheren Drehmomentanstiegsrate minimiert wird.
  • In einer bestimmten Ausführungsform, wenn bestimmt wird, dass ein Fahrzeug in Kürze eine Fahrzeugbeschleunigungsanforderung (z. B. Anforderung zum Erhöhen der Fahrzeuggeschwindigkeit/Drehmoment) empfängt, kann das Fahrzeug einen zwischengeschalteten Antriebsbetriebszustand berechnen. Der zwischengeschaltete Antriebsbetriebszustand kann eine höhere Fahrzeugmotordrehzahl (mehr Umdrehungen pro Minute (U/min)) und ein Fahrzeug-Gesamtantriebsdrehmoment beinhalten, das dem aktuellen Antriebsbetriebszustand entspricht, sodass das Fahrzeug eine konstante Geschwindigkeit beibehält, bis das Fahrzeug tatsächlich die Fahrzeugbeschleunigungsanforderung empfängt, was wiederum dazu führt, dass das Fahrzeug vom zwischengeschalteten Antriebsbetriebszustand in den gewünschten Antriebsbetriebszustand übergeht. Somit kann die Verwendung des zwischengeschalteten Betriebszustands des Antriebs das Fahrzeug in einen Zustand versetzen, der die Fahrzeuggeschwindigkeit beibehält und das primäre Antriebssystem des Fahrzeugs auf einen Übergang in einen anderen Betriebszustand vorbereitet, wie beispielsweise denjenigen, der den Betrieb des Fahrzeugs mit einer höheren Fahrzeuggeschwindigkeit beinhaltet. Dieser vorausschauende Übergangsprozess des Fahrzeugantriebsystems, zumindest in einigen Ausführungsformen, ermöglicht es dem Fahrzeug, leichter, schneller und/oder effizienter in den gewünschten Antriebsbetriebszustand überzugehen, der zumindest in einigen Ausführungsformen eine höhere Motordrehzahl als diejenige beinhaltet, die im aktuellen Antriebsbetriebszustand vorliegt, dies jedoch auf eine Weise, die für den Fahrer weitgehend unbemerkt bleiben kann.
  • Darüber hinaus kann gemäß einigen Ausführungsformen der Übergang vom aktuellen Antriebsbetriebszustand in den erwarteten Antriebsbetriebszustand unter Verwendung eines dazwischenliegenden Antriebsbetriebszustands zusätzliche Leistung von einem oder mehreren Elektromotoren des Fahrzeugs erfordern, wodurch sich der Ladezustand der Fahrzeugbatterie verringert. Somit kann das Fahrzeug vor dem Berechnen und/oder Bestimmen, ob es in den zwischengeschalteten Antriebsbetriebszustand übergehen soll, einen aktuellen Ladezustand (SoC) einer Fahrzeugbatterie bestimmen, die die Elektromotoren mit elektrischer Energie versorgt. Anschließend kann das Fahrzeug bestimmen, ob das vorhandene SoC der Fahrzeugbatterie ausreicht, um den Übergang in den zwischengeschalteten Antriebsbetriebszustand zu gewährleisten. Eine derartige Bestimmung kann sich darauf beziehen, ob das vorliegende SoC einen vordefinierten oder vorgegebenen SoC-Schwellenwert überschreitet. Wenn ein derartiger Schwellenwert erreicht wird, kann das Fahrzeug mit dem vorausschauenden Übergangsprozess des Fahrzeugantriebsystems fortfahren, der den Übergang vom aktuellen Antriebsbetriebszustand in den dazwischenliegenden Antriebsbetriebszustand beinhaltet.
  • Unter Bezugnahme auf 1, ist eine Betriebsumgebung dargestellt, die ein Kommunikationssystem 10 aufweist und die zum Implementieren des hierin offenbarten Verfahrens verwendet werden kann. Das Kommunikationssystem 10 beinhaltet im Allgemeinen ein Fahrzeug 12 mit einem Antriebssystem 100, ein weiteres Fahrzeug 14, ein oder mehrere Drahtlosträgersysteme 70, ein Festnetz 76 und eine entfernte Einrichtung 80. Es versteht sich, dass das offenbarte Verfahren mit einer beliebigen Anzahl an unterschiedlichen Systemen verwendet werden kann und nicht speziell auf die hier gezeigte Betriebsumgebung eingeschränkt ist. Auch die Architektur, Konstruktion, Konfiguration und der Betrieb des Systems 10 und seiner einzelnen Komponenten sind in der Technik allgemein bekannt. Somit stellen die folgenden Absätze lediglich einen kurzen Überblick über ein solches Kommunikationssystem 10 bereit; aber auch andere, hier nicht dargestellte Systeme könnten die offenbarten Verfahren einsetzen.
  • Das Drahtlosträgersystem 70 kann jedes geeignete Mobiltelefonsystem sein. Das Trägersystem 70 ist mit einem Mobilfunkmast 72 dargestellt; jedoch kann das Trägersystem 70 eine oder mehrere der folgenden Komponenten beinhalten (z. B. abhängig von der Mobilfunktechnologie): Mobilfunkmasten, Basisübertragungsstationen, Mobilvermittlungszentralen, Basisstationssteuerungen, entwickelte Knotenpunkte (z. B. eNodeBs), Mobilitätsmanagement-Einheiten (MMEs), Serving- und PGN-Gateways usw. sowie alle anderen Netzwerkkomponenten, die erforderlich sind, um das Drahtlosträgersystem 70 mit dem Festnetz 76 zu verbinden oder das Drahtlosträgersystem mit der Benutzerausrüstung (UEs, z. B. die Telematikausrüstung im Fahrzeug 12 beinhalten) zu verbinden. Das Trägersystem 70 kann jede geeignete Kommunikationstechnik realisieren, einschließlich beispielsweise GSM/GPRS-Technologie, CDMA- oder CDMA2000-Technologie, LTE-Technologie, usw.
  • Abgesehen vom Verwenden des Drahtlosträgersystems 70 kann ein unterschiedliches Drahtlosträgersystem in der Form von Satellitenkommunikation verwendet werden, um unidirektionale oder bidirektionale Kommunikation mit dem Fahrzeug bereitzustellen. Dies kann unter Verwendung von einem oder mehreren Kommunikationssatelliten (nicht dargestellt) und einer aufwärts gerichteten Sendestation (nicht dargestellt) erfolgen. Die unidirektionale Kommunikation können beispielsweise Satellitenradiodienste sein, worin programmierte Inhaltsdaten (Nachrichten, Musik usw.) von der Uplink-Sendestation erhalten werden, für das Hochladen gepackt und anschließend zum Satelliten gesendet werden, der die Programmierung an die Teilnehmer sendet. Bidirektionale Kommunikation kann beispielsweise Satellitentelefoniedienste unter Verwendung der ein oder mehreren Kommunikationssatelliten sein, um Telefonkommunikationen zwischen dem Fahrzeug 12 und der Aufwärtssendestation weiterzugeben. Bei Verwendung kann diese Satellitentelefonie entweder zusätzlich oder anstatt des Drahtlosträgersystems 70 verwendet werden.
  • Das Festnetz 76 kann ein konventionelles landgebundenes Telekommunikationsnetzwerk sein, das mit einem oder mehreren Festnetztelefonen verbunden ist und das Drahtlosträgersystem 70 mit dem entfernten Standort 80 verbindet. Zum Beispiel kann das Festnetz 76 ein Fernsprechnetz (PSTN) beinhalten, wie es verwendet wird, um die Festnetz-Telefonie, die paketvermittelte Datenkommunikation und die Internet-Infrastruktur bereitzustellen. Ein oder mehrere Segmente des Festnetzes 76 könnten durch die Verwendung eines Standard-Festnetzes, eines Glasfasernetzwerks oder eines anderen LWL-Netzwerks, eines Kabelnetzwerks, durch die Verwendung von Stromleitungen, anderer drahtloser Netzwerke, wie beispielsweise lokaler Drahtlosnetze (WLAN) oder von Netzwerken, die einen drahtlosen Breitbandzugang (BWA) oder eine beliebige Kombination davon bereitstellen, implementiert werden.
  • Die Computer 78 (nicht dargestellt) können einige von einer Anzahl an Computern sein, die über ein privates oder öffentliches Netzwerk, wie das Internet, zugänglich sind. Jeder dieser Computer 78 kann für einen oder mehrere Zwecke, wie einen Webserver verwendet werden, der über das Fahrzeug 12 zugänglich ist. Bei anderen derartig zugänglichen Computern 78 kann es sich beispielsweise um Folgende handeln: ein Computer in einem Kundendienstzentrum, bei dem Diagnoseinformationen und andere Fahrzeugdaten vom Fahrzeug hochgeladen werden können; ein Clientcomputer, der von dem Fahrzeugbesitzer oder einem anderen Teilnehmer für derartige Zwecke, wie etwa das Zugreifen auf oder Empfangen von Fahrzeugdaten oder zum Einstellen oder Konfigurieren von Teilnehmerpräferenzen oder Steuern von Fahrzeugfunktionen verwendet wird; einen Carsharing-Server, der Reservierungen und/oder Registrierungen von mehreren Benutzern koordiniert, welche die Nutzung eines Fahrzeugs als Teil eines Carsharing-Dienstes beantragen; oder ein Speicherort eines Drittanbieters, dem oder von dem Fahrzeugdaten oder andere Informationen entweder durch Kommunizieren mit dem Fahrzeug 12 oder der entfernten Einrichtung 80 oder beiden bereitgestellt werden. Ein Computer 78 kann auch für das Bereitstellen von Internetkonnektivität, wie DNS-Dienste oder als ein Netzwerkadressenserver, verwendet werden, der DHCP oder ein anderes geeignetes Protokoll verwendet, um dem Fahrzeug 12 eine IP-Adresse zuzuweisen.
  • Die entfernte Einrichtung 80 kann dafür konzipiert sein, die Fahrzeugelektroniken 20 mit einer Reihe verschiedener System-Backend-Funktionen auszustatten. Die entfernte Einrichtung 80 kann eine oder mehrere Netzwerkweichen, Server, Datenbanken, Live-Berater, sowie ein automatisiertes Sprachausgabesystem (VRS) beinhalten, mit denen die Fachleute auf dem Gebiet vertraut sind. Die entfernte Einrichtung 80 kann eine oder alle der verschiedenen Komponenten beinhalten, wobei sämtliche der verschiedenen Komponenten vorzugsweise über ein drahtgebundenes oder drahtloses lokales Netzwerk miteinander gekoppelt sind. Die entfernte Einrichtung 80 empfängt und überträgt Daten über ein mit dem Festnetz 76 verbundenes Modem. Eine Datenbank an der Fernstation kann Kontodaten, wie z. B. Teilnehmerauthentisierungsdaten, Fahrzeugkennzeichen, Profildatensätze, Verhaltensmuster und andere entsprechende Teilnehmerinformationen, speichern. Datenübertragungen können durch drahtlose Systeme, wie z. B. IEEE 802.11x, GPRS und dergleichen, erfolgen.
  • Das Fahrzeug 12 ist in der veranschaulichten Ausführungsform als ein Personenkraftwagen dargestellt, es versteht sich jedoch, dass jedes andere Fahrzeug einschließlich Motorräder, Lastwagen, Geländewagen (SUVs), Campingfahrzeuge (RVs), Seeschiffe, Flugzeuge usw. ebenfalls verwendet werden kann. Auch das andere Fahrzeug 14 kann ähnliche Komponenten wie das Fahrzeug 12 (wie nachstehend beschrieben) beinhalten und kann auch jede andere Art von Fahrzeug sein, wie die vorstehend aufgeführten. Einige der Fahrzeugelektroniken 20 werden im Allgemeinen in 1 dargestellt und beinhalten einen Onboard-Computer 30, eine Batterie 40, einen globalen Navigationssatellitensytem-(GNSS)-Empfänger 22, ein Motorsteuergerät (ECU) 24, ein Bordnetzsteuergerät (BCM) 26, eine Kamera 28, andere VSMs 46 sowie zahlreiche weitere Komponenten und Vorrichtungen. Ein Teil bzw. die gesamte Fahrzeugelektronik kann zur Kommunikation miteinander über eine oder mehrere Kommunikationsbusse, wie z. B. Bus 44, verbunden werden. Der Kommunikationsbus 44 stellt der Fahrzeugelektronik unter Verwendung einer oder mehrerer Netzwerkprotokolle Netzwerkverbindungen bereit. Beispiele geeigneter Netzwerkverbindungen beinhalten ein Controller Area Network (CAN), einen medienorientierten Systemtransfer (MOST), ein lokales Kopplungsstrukturnetzwerk (LIN), ein lokales Netzwerk (LAN) und andere geeignete Verbindungen, wie z. B. Ethernet oder andere, die u. a. den bekannten ISO-, SAE- und IEEE-Standards und -Spezifikationen entsprechen.
  • Das Fahrzeug 12 kann zahlreiche Fahrzeugsystemmodule (VSMs) als Teil der Fahrzeugelektroniken 20 beinhalten, wie beispielsweise den GNSS-Empfänger 22, das ECU 24, das BCM 26, die Kamera 28 sowie den Onboard-Computer 30, wie im Folgenden näher beschrieben wird. Das Fahrzeug 12 kann auch andere VSMs 46 in Form von elektronischen Hardwarekomponenten beinhalten, die sich im gesamten Fahrzeug befinden und eine Eingabe von einem oder mehreren Sensoren empfangen und die erfassten Eingaben verwenden, um Diagnose-, Überwachungs-, Steuerungs-, Berichterstattungs- und/oder andere Funktionen auszuführen. Andere VSMs können beispielsweise eine Telematikeinheit, ein Center-Stack-Modul (CSM), eine Infotainmenteinheit, ein Antriebsstrangsteuermodul oder eine Getriebesteuereinheit beinhalten. Jedes der VSMs 46 ist vorzugsweise durch den Kommunikationsbus 44 mit den anderen VSMs sowie dem Onboard-Computer 30 verbunden und kann programmiert werden, um Fahrzeugsystem- und Subsystemdiagnosetests auszuführen. Fachleute auf dem Fachgebiet werden erkennen, dass es sich bei den vorgenannten VSMs nur um Beispiele von einigen der Module handelt, die im Fahrzeug 12 verwendet werden können, zahlreiche andere Module jedoch ebenfalls möglich sind.
  • Das Motorsteuergerät (ECU) 24 kann verschiedene Aspekte des Motorbetriebs, wie beispielsweise Kraftstoffzündung und Zündzeitpunkt, steuern. Das ECU 24 wird an den Kommunikationsbus 44 angeschlossen und kann Betriebsanweisungen vom BCM 26 oder anderen VSMs 46, wie beispielsweise dem Onboard-Computer 30 empfangen. In einem Szenario kann das ECU 24 Befehle vom BCM an die Betriebsanforderung des Antriebssystems empfangen, die das Antriebssystem 100 anweist, bestimmte Betriebsparameter des Antriebssystems 100 anzupassen, wie beispielsweise die Motordrehzahl, das Motordrehmoment, die Drehzahl des Elektromotors, das Drehmoment des Elektromotors, die Fahrzeuggeschwindigkeit, das Fahrzeugdrehmoment und/oder verschiedene andere Parameter. Das ECU 24 kann den Verbrennungsmotor (ICE) 110 sowie die Elektromotoren 120 und 130 steuern (2). In weiteren Ausführungsformen kann jedoch eine separate Steuerung zum Steuern der Elektromotoren 120 und 130 integriert werden.
  • Das Bordnetzsteuergerät (BCM) 26 wird in der exemplarischen Ausführungsform aus 1 als mit dem Kommunikationsbus 44 elektrisch verbunden dargestellt. In einigen Ausführungsformen kann das BCM 26 mit oder als Teil eines Mittelstapelmoduls (CSM) integriert werden und/oder kann mit dem Onboard-Computer 30 integriert werden. Alternativ dazu kann das BCM eine eigenständige Vorrichtungen sein, die über den Bus 44 angeschlossen ist. Das BCM 26 kann einen Prozessor und/oder Speicher beinhalten, der dem Prozessor 34 und dem Speicher 36 des Onboard-Computers 30 ähnlich sein kann, wie nachfolgend erläutert wird. Das BCM 26 kann mit der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 30 und/oder einem oder mehreren Fahrzeugsystem-Modulen, wie dem ECU 24 und sonstigen VSMs 46 kommunizieren. Das BCM 26 kann einen Prozessor und Speicher beinhalten, sodass das BCM einen oder mehrere Fahrzeugbetriebe, darunter beispielsweise auch das Steuern der Zentralverriegelung, der Klimaanlage, der elektrischen Spiegel, das Steuern des primären Antriebs des Fahrzeugs (z.B. Motor, primäres Antriebssystem) und/oder der Steuerung verschiedener anderer Fahrzeugmodule, steuern kann. Das BCM 26 kann Daten vom Onboard-Computer 30 empfangen, und die Daten anschließend an ein oder mehrere Fahrzeugmodule senden.
  • Darüber hinaus kann das BCM 26 Informationen bereitstellen, die dem Fahrzeugzustand oder bestimmten Fahrzeugkomponenten oder -systemen entsprechen. So kann beispielsweise das BCM dem Onboard-Computer 30 Informationen zur Verfügung stellen, die anzeigen, ob die Zündung des Fahrzeugs eingeschaltet ist, in welchem Gang sich das Fahrzeug gerade befindet (d. h. im Gangzustand) und/oder weitere Informationen bezüglich des Fahrzeugs. In einer Ausführungsform kann das Verfahren 200 (3) bei einem oder mehreren Fahrzeugzuständen, wie beispielsweise einer Fahrzeugzündung unter bestimmten Bedingungen (d. h. einem Fahrzeugzustand, bei dem die Zündung eingeschaltet ist), eingeleitet werden. Und das Verfahren kann in einigen Ausführungsformen Fahrzeugzustandsinformationen zum Ausführen eines oder mehrerer Schritte verwenden. In derartigen Ausführungsformen kann das BCM 26 Informationen vom Onboard-Computer 30 erhalten und an diesen senden, einschließlich Fahrzeuggeschwindigkeit, Anhänger-Knickwinkel, Lenkradwinkel und verschiedene andere Informationen, die von anderen am Fahrzeug installierten VSMs oder Sensoren erhalten werden können.
  • Die Fahrzeugkameras 28 (nur eine ist dargestellt) können verwendet werden, um Fotos, Videos, und/oder andere Informationen bezüglich des Lichts zu erfassen. Die Kameras 28 können eine elektronische Digitalkamera sein, die durch die Verwendung einer Fahrzeugbatterie angetrieben wird. Die Kameras 28 können jeweils eine Speichervorrichtung und eine Vorrichtung zum Speichern und/oder Verarbeiten von Daten beinhalten, die sie erfasst oder anderweitig erhält. Die von der Kamera 28 erhaltenen Daten können an ein anderes Fahrzeugsystemmodul (VSM), wie beispielsweise den Onboard-Computer 30 des Fahrzeugs, gesendet werden. Die Kamera 28, kann von jedem geeigneten Kameratyp sein (z. B. eine ladungsgekoppelte Vorrichtung (CCD), ein komplementärer Metalloxidhalbleiter (CMOS) usw.) und kann jede geeignete Linse aufweisen, die in der Technik bekannt ist, sodass sie nicht auf irgendeine spezielle Art, Marke oder Modell beschränkt ist. Einige nicht einschränkende Beispiele von potenziellen Ausführungsformen oder Funktionen, die mit der Kamera 28 verwendet werden können, beinhalten: Infrarot-LEDs für Nachtsichtunterstützung; Weitwinkel- oder Fischaugenobjektiv; oberflächenmontierte, eingebaute, am Nummernschild montierte oder seitlich montierte Kameras; stereoskopische Anordnungen mit mehreren Kameras; in Rückleuchten, Bremsleuchten oder andere Bauteile am Fahrzeugheck integrierte Kameras; und verdrahtete oder drahtlose Kameras, um nur einige Möglichkeiten zu nennen.
  • Die Kamera 28 kann am Fahrzeug 12 installiert und/oder montiert werden und kann so konfiguriert werden, dass sie in Bezug auf das Fahrzeug nach hinten oder vorne ausgerichtet ist, sodass die Kamera einen Bereich hinter und/oder vor dem Fahrzeug erfassen kann. Die Kamera 28 kann verwendet werden, um Bilder aufzunehmen, die dann beispielsweise durch den Onboard-Computer 30 verarbeitet werden können, um Änderungen des Fahrzeugdrehmoments oder der Fahrzeuggeschwindigkeit zu erkennen, die in naher Zukunft angefordert werden sollen. So kann beispielsweise die Kamera 28 verwendet werden, um ein Bild, eine Reihe von Bildern oder ein Video eines anderen Fahrzeugs 14 aufzunehmen, und basierend auf den Ergebnissen der Bildverarbeitung kann das Fahrzeug 12 vorhersagen, ob ein Bediener in Kürze eine Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder des Drehmoments anfordern wird. Auf diese Weise kann das Fahrzeug, wie nachstehend im Verfahren 200 von 3 veranschaulicht, das Antriebssystem 100 vorzeitig in einen Zwischenbetriebszustand überführen, wodurch die Fahrzeugressourcen reduziert und/oder ein verbessertes Benutzererlebnis ermöglicht wird, wenn das erwartete Drehmoment oder die erwartete Geschwindigkeitsanforderung tatsächlich empfangen wird. In weiteren Ausführungsformen können die Kameras 28 an einer linken und/oder rechten Seite des Fahrzeugs 12 installiert und/oder montiert werden, sodass die Kameras 28 einem Bereich seitlich des Fahrzeugs 12 zugewandt sind.
  • Der Onboard-Computer 30 ist ein Fahrzeugsystemmodul, das einen Prozessor 34 und einen Speicher 36 beinhaltet und in einigen Ausführungsformen auch einen drahtlosen Chipsatz oder eine Schaltung 32 beinhalten kann, die es ermöglicht, eine drahtlose Kommunikation beispielsweise mit einem Mobilfunk-Trägersystem oder einer anderen lokalen drahtlosen Vorrichtung durchzuführen. Darüber hinaus kann der Onboard-Computer 30 zumindest in einigen Ausführungsformen eine Infotainmenteinheit (z. B. Infotainment-Haupteinheit, Fahrzeug-Infotainmenteinheit (IVI)), eine Fahrzeughaupteinheit, ein Mittel Stapelmodul (CSM) oder Fahrzeugnavigationsmodul sein. Wie im Folgenden erläutert, kann der Onboard-Computer 30 verwendet werden, um mindestens einige der Schritte des Verfahrens 200 auszuführen (3) durchzuführen.
  • Der Prozessor 34 kann jede Geräteart sein, die fähig ist elektronische Befehle zu verarbeiten, einschließlich Mikroprozessoren, Mikrocontrollern, Hostprozessoren, Steuerungen, Fahrzeugkommunikationsprozessoren und einem anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASICs). Er kann ein speziell für den Computer 30 vorgesehener Prozessor sein oder er kann mit anderen Fahrzeugsystemen gemeinsam genutzt werden. Der Prozessor 34 führt verschiedene Arten von digital gespeicherten Befehlen aus, wie Software oder Firmwareprogramme, die im Speicher 36 gespeichert sind, welche dem Computer 30 ermöglichen, eine große Vielzahl von Diensten bereitzustellen. Zum Beispiel kann der Prozessor 34 Programme ausführen oder Daten verarbeiten, um mindestens einen Teil des Verfahrens auszuführen, das hierin beschrieben ist. Der Speicher 36 kann einen flüchtigen RAM-Speicher oder einen anderen temporär betriebenen Speicher sowie ein nichtflüchtiges computerlesbares Medium (z. B. EEPROM) oder jedes andere elektronische Computermedium beinhalten, das einen Teil oder die gesamte Software zur Durchführung der verschiedenen hierin beschriebenen externen Gerätefunktionen speichert.
  • Wie vorstehend erwähnt, kann der Onboard-Computer 30 einen drahtlosen Chipsatz oder eine Schaltung 32 beinhalten, mit der die drahtlose Kommunikation über die Antenne 38 durchgeführt werden kann. In einer Ausführungsform ist der drahtlose Chipsatz 32 ein Mobilfunk-Chipsatz, der konfiguriert ist, um Mobilfunkkommunikation mit einem Mobilfunk-Trägersystem durchzuführen, wie beispielsweise diejenigen, die GSM/GPRS-Technologie, CDMA- oder CDMA2000-Technologie, LTE-Technologie usw. implementieren können. Zusätzlich oder alternativ kann der Onboard-Computer 30 eine drahtlose Nahbereichskommunikations-(SRWC)-Schaltung beinhalten, die es ermöglicht, SRWC unter Verwendung von SRWC-Technologien, wie beispielsweise Wi-Fi™, WiMAX™, ZigBee™, Wi-Fi direct™, andere IEEE 802.11-Protokolle, Bluetooth™, Bluetooth™ Low Energy (BLE) oder Nahbereichskommunikation (NFC) durchzuführen. In weiteren Ausführungsformen kann die drahtlose Kommunikation an einem anderen Fahrzeugsystemmodul (VSM) durchgeführt werden, das mit dem Bus 44 verbunden ist.
  • Unter Bezugnahme auf 2 ist ein primäres Fahrzeugantriebssystem 100 mit einer Batterie 40, einem Steuersystem 50 (welches das ECU 24 beinhalten kann), einem Verbrennungsmotor (ICE) 110, einem ersten Elektromotor 120, einem zweiten Elektromotor 130, einem Getriebe 140 und einer Antriebsachse 150 vorgesehen. Der ICE 110, der erste Elektromotor 120 und der zweite Elektromotor 130 können verwendet werden, um ein Antriebsdrehmoment zu erzeugen, das über das Getriebe 140 auf die Antriebsachse 150 aufgebracht wird. Die Veröffentlichung der Patentanmeldung Nr. „2016/0009268“ ist hierin durch Verweis in ihrer Gesamtheit aufgenommen und beinhaltet ein Beispiel für ein Hybrid-EVT-System, das in Verbindung mit dem hierin behandelten System und/oder Verfahren verwendet werden kann. Es ist zu beachten, dass diese Referenz ein derartiges Hybrid-EVT-System beschreibt und dass verschiedene andere Systeme und/oder Komponenten in Verbindung mit dem nachfolgend beschriebenen System und Verfahren verwendet werden können.
  • Die Elektromotoren 120 und 130 können die in der Batterie 40 gespeicherte elektrische Energie zum Antreiben der Fahrzeugräder verwenden, die wiederum das Hybridfahrzeug 12 antreiben. Während 1 die Elektromotoren 120 und 130 schematisch als einzelne diskrete Vorrichtungen abbildet, können die Elektromotoren mit einem Generator (einem so genannten „Mogen“) oder mit mehreren Elektromotoren (z. B. separate Antriebsmotoren für Vorder- und Hinterräder, separate Antriebsmotoren für jedes Rad, separate Motoren für verschiedene Funktionen, usw.) kombiniert werden, um nur einige Möglichkeiten zu nennen. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich daher nur auf ein Antriebssystem 100, das den ersten Elektromotor 120, den zweiten Elektromotor 130 und den ICE 110 beinhaltet, obwohl andere Elektromotoren, Motoren oder andere drehmomenterzeugende Mechanismen vom Hybridfahrzeug 12 verwendet werden können. Die Elektromotoren 120 und 130 sind nicht auf eine bestimmte Art von Elektromotor, da viele verschiedene Arten von Motoren, Größen, Techniken, usw. verwendet werden können. In einem Beispiel beinhalten die Elektromotoren 120 und 130 jeweils einen AC-Motor (z. B. ein 3-Phasen-Asynchronmotor, eine Multi-Phasen-Asynchronmotor, usw.), sowie ein beim regenerativen Bremsen verwendeter Generator. Die Elektromotoren können in beliebig vielen verschiedenen Ausführungsformen (z. B. Wechselstrom- oder Gleichstrommotoren, Bürstenmotoren oder bürstenlose Motoren, Dauermagnetmotoren usw.) vorgesehen werden, können vielen unterschiedlichen Konfigurationen angeschlossen werden und können beliebig viele von verschiedenen Komponenten, wie Kühlmerkmale, Sensoren, Steuereinheiten und andere geeignete, in der Technik bekannte Komponenten, beinhalten können. Darüber hinaus kann jeder Elektromotor zum Erzeugen von elektrischer Energie verwendet werden, die dann durch Batterie 40 und/oder andere Speichermittel gespeichert wird.
  • Der Verbrennungsmotor (ICE) 110 kann gemäß den herkömmlichen Verbrennungstechniken angetrieben werden und kann jede in der Technik bekannte geeignete Art von Motor kann verwendet werden. Einige Beispiele für geeignete Motoren sind Benzin-, Diesel-, Äthanol-, „Flexfuel“-, Saug-, Turbolader-, Superlader-, Dreh-, Otto-Kreisprozess-, Atkins-Verfahren- und Miller-Verfahren-Motoren sowie jeder andere, in der Technik bekannte geeignete Motortyp. Gemäß einer Ausführungsform kann der Motor 110 ein kleiner kraftstoffeffizienter Motor sein, der Kraftstoff aus einem Kraftstofftank des Fahrzeugs aufnimmt und die mechanische Leistung des Motors nutzt, um die Fahrzeugräder anzutreiben und/oder eine oder mehrere andere Achsen oder Rotoren anzutreiben, die mit einem Generator oder einem Mögen verbunden sind. In der Technik Erfahrenen wird bekannt sein, dass Motor 110 in einer beliebigen Anzahl von verschiedenen Ausführungsformen geliefert werden kann, in beliebig vielen unterschiedlichen Konfigurationen angeschlossen werden kann und eine beliebige Anzahl von verschiedenen Komponenten, wie Sensoren, Steuereinheiten und/oder andere geeignete Komponenten, enthalten kann.
  • Batterie 40 kann die zum Antreiben der Elektromotoren 120 und/oder 130 sowie zur Erfüllung anderer elektrischer Anforderungen des Hybridfahrzeugs verwendete elektrische Energie speichern. Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet die Batterie 40 ein Hochspannungs-Batteriepack (z. B. 40 V - 600 V). Das Batteriepack kann eine Reihe von einzelnen Batteriezellen beinhalten und kann jede geeignete Batteriechemie verwenden, einschließlich derjenigen, die auf den folgenden Technologien basieren: Lithium-Ionen, Nickel-Metallhydrid (NiMH), Nickel-Cadmium (NiCd), Natrium-Nickel-Chlorid (NaNiCl) oder eine andere Batterietechnologie. Die Batterie 40 sollte so konzipiert sein, dass sie wiederholten Lade- und Entladezyklen standhält und in Verbindung mit anderen Energiespeichern, wie beispielsweise Kondensatoren, Superkondensatoren, Induktoren usw., verwendet werden kann. Die Batterie 40 kann eine Batterieanzeige 42 beinhalten oder mit dieser gekoppelt sein, die einen Ladezustand (SoC) der Batterie messen und die SoC an den Onboard-Computer 30 und/oder verschiedene Fahrzeugsystemmodule (VSMs) über zum Beispiel den Kommunikationsbus 44 melden kann. In der Technik Erfahrenen ist bekannt, dass die Batterie 40 in einer beliebigen Anzahl von verschiedenen Ausführungsformen geliefert werden kann, in beliebig vielen unterschiedlichen Konfigurationen angeschlossen werden kann und eine beliebige Anzahl von verschiedenen Komponenten, wie Sensoren, Steuereinheiten und/oder andere geeignete Komponenten, enthalten kann.
  • Das Steuersystem 50 kann verwendet werden, um bestimmte Vorgänge oder Funktionen des Hybridfahrzeugs 12 zu steuern, zu regeln oder anderweitig zu verwalten, einschließlich mindestens einiger derjenigen des Verfahrens 200 und gemäß einer exemplarischen Ausführungsform einschließlich eines Motorsteuergeräts (ECU) 24. Das Steuersystem 50 kann gespeicherte Algorithmen oder andere elektronische Anweisungen verwenden, um bestimmte Aktivitäten der verschiedenen Komponenten und Vorrichtungen sowohl der Elektromotoren 120 und 130 als auch des ICE 110 zu verwalten. In zumindest einer Ausführungsform kann das Steuersystem 50 ein separates elektronisches Steuermodul beinhalten, das speziell zum Steuern der Elektromotoren 120 und 130 konfiguriert ist. Je nach der besonderen Ausführungsform kann das separate Steuermodul ein eigenständiges Elektronikmodul sein, es kann in ein anderes Elektronikmodul des Fahrzeugs aufgenommen werden oder darin integriert sein (wie z. B. einen Onboard-Computer 30, ein Telematik-Steuermodul, ein Antriebsstrang-Steuermodul, ein ECU 24 usw.) oder es kann Teil eines größeren Netzwerks oder Systems (z. B. eines Batteriemanagementsystems (BMS), eines Fahrzeug-Energiemanagementsystems usw.) sein, um nur einige Möglichkeiten zu nennen.
  • Das Getriebe 140 kann verschiedene Getriebeanordnungen, Wellen, Kupplungen und andere mechanische Kupplungskomponenten und Hardware beinhalten, die zur Energieversorgung der Antriebsachse 150 verwendet werden können. In einer Ausführungsform kann ein Rotor des ersten Elektromotors 120 mit einem Planetenradsatz verbunden werden, der dann mit einer Kurbelwelle des ICE 110 verbunden wird. Darüber hinaus kann ein Rotor des zweiten Elektromotors 130 über verschiedene Getriebe oder andere mechanische Schnittstellen mechanisch mit dem Planetenradsatz (oder mit der Kurbelwelle) gekoppelt werden. In einer Ausführungsform können die ersten und zweiten Elektromotoren 120 und 130 das Drehmoment der Antriebsachse 150 bereitstellen, welches das vom ICE 110 über die Kurbelwelle bereitgestellte Drehmoment ergänzen kann. Durch die Verwendung mehrerer Motoren kann das Antriebssystem eine stabile Drehmomentabgabe bei gleichzeitiger Variation der Drehzahlen von Elektromotoren und/oder der ICE-Drehzahl gewährleisten, was zumindest in einigen Ausführungsformen einen effizienteren und/oder schnelleren Übergang zwischen den Antriebsbetriebszuständen ermöglichen kann. Die Antriebsachse 150 kann mit einem oder mehreren Fahrzeugrädern gekoppelt werden, und in einigen Ausführungsformen können mehrere Antriebsachsen mit dem Getriebe 140 gekoppelt werden.
  • Unter Bezugnahme auf 3 ist ein Verfahren 200 zum Überführen eines Fahrzeugs in einen Betriebszustand in Erwartung eines Fahrzeugereignisses vorgesehen. Das Verfahren 200 kann durch den Onboard-Computer 30 und/oder verschiedene andere Fahrzeugsystemmodule, einschließlich dem ECU 24, dem Steuersystem 50 und/oder anderen Elektromotorsteuerungen, durchgeführt werden. In einer Ausführungsform werden mindestens einige der Verfahrensschritte vom Onboard-Computer 30 ausgeführt. Und in einer weiteren Ausführungsform werden zumindest einige der Verfahrensschritte vom Steuersystem 50 ausgeführt, welches auch das ECU 24 beinhalten kann. Obwohl das Verfahren 200 im Folgenden im Kontext eines Fahrzeugantriebssystems mit zwei elektrischen Antriebsmotoren beschrieben wird, werden Fachleute erkennen, dass das Verfahren 200 auch bei Fahrzeugen mit mehr als zwei elektrischen Antriebsmotoren angewendet werden kann.
  • Das Verfahren 200 beginnt mit Schritt 210, worin das Fahrzeug den Fahrbahnzustand überwacht, einschließlich Verkehrs- und Straßenmerkmale. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff „Fahrbahnzustand“ auf beliebige Eigenschaften, Zustände, Bedingungen oder Merkmale der Fahrbahn, welche die Umgebung oder den Weg der Fahrbahn des Fahrzeugs umgeben. Und wie hierin verwendet, bezieht sich „nachfolgende Fahrbahnbedingungen“ auf diejenigen Fahrbahnbedingungen, die eine Änderung des Betriebs des primären Antriebssystems des Fahrzeugs bewirken können oder bewirken, wie beispielsweise eine Änderung des Abtriebsdrehmoments, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Richtung oder der Trajektorie. Einige nicht einschränkende Beispiele für Fahrbahnbedingungen können der Verkehr (z. B. Position anderer Fahrzeuge in der Nähe, Geschwindigkeit anderer Fahrzeuge in der Nähe), Wetterbedingungen (z. B. Eis, Schnee, Regen) und Fahrbahnmerkmale (z. B. Fahrbahnkarten (einschließlich geografischer Karten), Anzahl der Fahrspuren, Geschwindigkeitsbegrenzung, Art der Fahrbahn, Beeinträchtigung der Fahrbahn (einschließlich Fahrspursperrungen, reduzierte Geschwindigkeit) aufgrund von baulichen oder anderen Störelementen, Fußgängern oder Tieren, Bremsleuchten oder Schildern) sein. In einer Ausführungsform kann das Fahrzeug den Verkehr überwachen, indem es Daten von anderen Fahrzeugen (z. B. dem Fahrzeug 14) unter Verwendung von Fahrzeug-Fahrzeug-Technologien (V2V) empfängt. Und zusätzlich oder alternativ kann das Fahrzeug 12 die Kamera 28 und/oder verschiedene andere Fahrzeugsensoren verwenden, um die Verkehrssituation des Fahrzeugs zu überwachen, einschließlich Kurven und/oder anderer Merkmale der Fahrbahn, auf der das Fahrzeug fährt. Das Fahrzeug kann diese verschiedene Elektronik, einschließlich Sensoren und Kommunikationsmodule, verwenden, um eine oder mehrere Fahrzeugverkehrsbedingungen zu bestimmen, die beobachtet oder erhaltene Fahrzeugzustände eines oder mehrerer anderer Fahrzeuge in der Nähe des Fahrzeugs 12 sind und die verwendet werden können, um ein Ereignis (z. B. Abbiegen, Beschleunigen) der anderen Fahrzeuge anzuzeigen.
  • In einer Ausführungsform kann das Fahrzeug 12 eine nach vorne gerichtete Kamera verwenden, die am Fahrzeug so angebracht und/oder montiert ist, dass das Sichtfeld der nach vorne gerichteten Kamera auf einen Bereich vor dem Fahrzeug gerichtet ist. Das Fahrzeug kann Computer-Visionstechniken (oder Bild-/Objekterkennungstechniken) verwenden, um zu bestimmen, dass das Fahrzeug 12 auf eine Autobahn oder auf eine Schnellstraße oder Autobahn auffährt, was typischerweise darauf hinweist, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht werden muss, damit das Fahrzeug sicher mit einer Geschwindigkeit fahren kann, die dem anderen Autobahn- oder Schnellverkehr entspricht. Und in einer bestimmten Ausführungsform kann das Fahrzeug 12 den GNSS-Empfänger 22 verwenden, um eine Vielzahl von GNSS-Signalen von einer Konstellation von GNSS-Satelliten 60 zu empfangen, um zu bestätigen, dass das Fahrzeug auf eine Autobahn oder ein Autobahnsystem auffährt. Darüber hinaus können geografische, Verkehrs- und Straßenkartendaten auf den Onboard-Computer 30 heruntergeladen werden, sodass Autobahnen oder andere Straßen, die es dem Fahrzeug ermöglichen, andere Sensorinformationen zu bestimmen oder zu bestätigen, die anzeigen, dass das Fahrzeug auf eine Autobahn oder eine Schnellstraße fährt und/oder dass das Fahrzeug in Kürze eine Änderungsanforderung für den Fahrzeugantrieb empfangen kann.
  • Zusätzlich und/oder alternativ kann das Fahrzeug 12 eine nach hinten gerichtete Kamera beinhalten, die am Fahrzeug so installiert und/oder montiert ist, dass das Sichtfeld der nach hinten gerichteten Kamera auf einen Bereich hinter dem Fahrzeug gerichtet ist. Das Fahrzeug 12 kann mit der nach hinten gerichteten Kamera bestimmen, dass sich ein Fahrzeug hinter dem Fahrzeug 12 nähert und/oder sich in einer als sicher geltenden Entfernung befindet. In einem derartigen Szenario kann das Fahrzeug 12 in Kürze eine Anforderung eines Fahrzeugbetreibers zur Drehmoment- oder Geschwindigkeitserhöhung erhalten.
  • Und in anderen Ausführungsformen kann das Fahrzeug 12 seitwärts gerichtete Kameras beinhalten, die am Fahrzeug installiert und/oder montiert sind, sodass das Sichtfeld einer ersten seitwärts gerichteten Kamera auf einen Bereich auf der linken Seite des Fahrzeugs 12 gerichtet ist und das Sichtfeld einer zweiten seitwärts gerichteten Kamera auf einen Bereich auf der rechten Seite des Fahrzeugs 12 gerichtet ist. Unter Verwendung einer der beiden seitwärts gerichteten Kameras und/oder der nach vorne gerichteten Kamera kann das Fahrzeug bestimmen, dass ein anderes Fahrzeug 14, das sich vor dem Fahrzeug 12 befindet, kurz davor steht, eine Kurve zu fahren, und somit, dass das Fahrzeug 12 in Kürze eine Anforderung eines Fahrzeugdrehmoments oder einer Geschwindigkeitserhöhung von einem Fahrzeugführer empfangen kann.
  • In noch einer weiteren Ausführungsform kann das Fahrzeug 12 Informationen von straßenseitigen Überwachungs- und Steuersystemen durch den Einsatz von Fahrzeug-zu-Infrastruktur-(V2I-)Technologien empfangen. Die V2I-Daten können Informationen in Bezug auf die Fahrbahnbedingungen sein, einschließlich Straßenverkehrsinformationen und/oder Informationen über Fahrbahnmerkmale. Die Informationen können auch von einem entfernten Server oder Computer, wie beispielsweise der entfernten Einrichtung 80 oder dem Computer 78, weitergeleitet werden. Diese Informationen können verwendet werden, um zu bestimmen, ob eine Änderungsanforderung für den Fahrzeugantrieb erwartet wird (siehe Schritt 220). Es existieren verschiedene andere Szenarien und/oder Ausführungsformen, die das Fahrzeug veranlassen können, zu bestimmen, dass eine Anforderung zum Erhöhen oder Verringern des Drehmoments oder der Geschwindigkeit des Fahrzeugs in Kürze von einem Fahrzeugführer empfangen werden kann. Das Verfahren 200 fährt mit Schritt 220 fort.
  • In Schritt 220 wird eine Änderungsanforderung für den Fahrzeugantrieb basierend auf dem überwachten Straßenverkehr erwartet. Das heißt, basierend auf dem Überwachungsschritt, der verschiedene Verarbeitungen beinhalten kann, bestimmt das Fahrzeug, dass eine Änderung des Fahrzeugantriebsvorgangs in Kürze eintreten wird oder mit hoher Wahrscheinlichkeit eintreten wird. In einer Ausführungsform kann das Fahrzeug eine Wahrscheinlichkeit bestimmen, ob die Änderungsanforderung für den Fahrzeugantrieb auftreten wird, und wenn die Wahrscheinlichkeit größer als ein vorgegebener Wahrscheinlichkeitswert ist, kann bestimmt werden, dass eine Änderungsanforderung für den Fahrzeugantrieb erwartet wird. In weiteren Ausführungsformen kann eine Anzeige über ein Fahrzeugereignis im Zusammenhang mit einer Änderung der Antriebsleistung des Fahrzeugs empfangen werden. Ein Fahrzeugereignis, das einer Änderung des Fahrzeugantriebs zugeordnet ist, kann ein anderes Fahrzeug 14 sein, das eine Kurve fährt oder fast vollendet, ein anderes Fahrzeug 14, das die Fahrspur wechselt oder sich dem Fahrzeug 12 nähert, ein Bremslicht, das von einem Stoppsignal in ein Fahrsignal wechselt (z. B. eine Ampel, die von „ROT“ zu „GRÜN“ schaltet), und/oder verschiedene andere Verkehrsereignisse, die eine Änderung der Leistung des Antriebssystems verursachen können oder typischerweise damit verbunden sind (z. B. eine Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit oder des Drehmoments oder eine Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit oder -drehzahl).
  • In einer Ausführungsform kann das Fahrzeug mit einer Vielzahl von vordefinierten oder vorbestimmten Bedingungen konfiguriert werden, die, wenn sie erfüllt sind, dazu führen, dass das Fahrzeug eine Änderungsanforderung für den Fahrzeugantrieb vorhersieht. So kann beispielsweise die Vielzahl der vordefinierten Bedingungen im Speicher 36 des Onboard-Computers 30 gespeichert werden, und da das Fahrzeug den Verkehr und andere Fahrbahnbedingungen überwacht, kann das Fahrzeug die aktuellen Bedingungen mit den vordefinierten Bedingungen vergleichen. Unter den vorliegenden Bedingungen, die einem gespeicherten Zustand entsprechen, kann das Fahrzeug bestimmen, dass eine Änderungsanforderung für den Fahrzeugantrieb in Kürze mit einer hohen Wahrscheinlichkeit eintreten wird. Das Fahrzeug kann eine Anwendung beinhalten oder anderweitig konfiguriert werden, um die Überwachungs- und Bestimmungsschritte (Schritte 210-220) mit einem Prozessor, wie beispielsweise dem Prozessor 34 des Onboard-Computers 30, durchzuführen. Das Fahrzeug kann alle aus Schritt 210 erhaltenen Überwachungsdaten aufzeichnen. Das Verfahren 200 fährt mit Schritt 230 fort, wenn bestimmt wird, dass eine Änderungsanforderung für den Fahrzeugantrieb erwartet wird; andernfalls fährt das Verfahren 200 mit Schritt 210 fort.
  • In Schritt 230 wird bestimmt, ob der Ladezustand (SoC) der Batterie einen Ladeschwellenwert überschreitet oder gleich ist. Wenn die derzeitige SoC der primären Batterie des Fahrzeugs zum Antreiben der Elektromotoren 120 und 130 zu niedrig ist (z. B. unterhalb des Ladeschwellenwerts), kann bestimmt werden, dass ein vorausschauender Übergang in einen zwischengeschalteten Antriebsbetriebszustand nicht wünschenswert ist. So sind beispielsweise die Vorteile eines derartigen Übergangs in einen Zwischenzustand, während die Batterie SoC schwach ist, nicht immer kostendeckend; in anderen Ausführungsformen kann das Verfahren 200 jedoch nicht Schritt 230 beinhalten, sondern kann direkt von Schritt 220 zu Schritt 240 übergehen. In einer Ausführungsform kann der SoC-Schwellenwert auf einen normalen SoC eingestellt werden.
  • In einer Ausführungsform von Schritt 230 kann das Fahrzeug das vorliegende SoC der Fahrzeugbatterie 40 unter Verwendung der Batterieanzeige 42 erhalten. Die Batterieanzeige 42 kann mit der Batterie gekoppelt werden, sodass die „Coulomb-Zählung“ zum Bestimmen des SoC der Batterie verwendet werden kann, die als das Verhältnis der Restladung der Batterie zur Kapazität oder Bewertung der Batterie definiert werden kann. Nachdem der aktuelle SoC der Batterie bestimmt wurde, kann der aktuelle SoC mit einem SoC-Schwellenwert verglichen werden. Der SoC-Schwellenwert kann vorgegeben oder vordefiniert und im Speicher 36 gespeichert werden. Der SoC-Schwellenwert kann aus dem Speicher abgerufen und anschließend mit dem aktuellen SoC verglichen werden, beispielsweise mit dem Prozessor 34. Wenn bestimmt wird, dass der gegenwärtige SoC-Wert über dem SoC-Schwellenwert liegt, fährt das Verfahren 200 mit Schritt 240 fort, andernfalls fährt das Verfahren 200 mit Schritt 250 fort.
  • In Schritt 240 kann bestimmt werden, dass das Fahrzeug den ersten Motor und/oder den zweiten Motor verwenden soll, um aus dem Antriebsbetriebszustand „A“ (d. h. dem aktuellen Antriebsbetriebszustand) in den Antriebsbetriebszustand „B“ (d. h. dem dazwischenliegenden Antriebsbetriebszustand) überzugehen. Unter Bezugnahme auf 4 ist ein exemplarisches Diagramm 400 eines Szenarios dargestellt, in dem das Fahrzeug vom gegenwärtigen Antriebsbetriebszustand „A“ (410) in den dazwischenliegenden Antriebsbetriebszustand „B“ (420) übergeht und schließlich, wenn die Änderungsanforderung für den Fahrzeugantrieb empfangen wird, das Fahrzeug in den angeforderten Betriebszustand „C“ (430) übergeht. Die Referenzlinie 440 stellt eine typische Motorbetriebskurve unter Verwendung vorhandener Steuersysteme dar, die nicht vorausschauend einen erwarteten Motorbetriebszustand und/oder einen Zwischenzustand bestimmen, sondern auf Änderungsanforderungen des Fahrzeugantriebsbetriebs reagieren, wenn sie empfangen werden (wie dies der Fall wäre, wenn das Verfahren 200 zu Schritt 250 und nicht zu Schritt 240 übergeht). Die Y- oder Vertikalachse des Diagramms 400 ist das Motordrehmoment in Newtonmeter (N-m) und die X- oder Horizontalachse des Diagramms 400 ist die Motordrehzahl (d. h. die Drehzahl des Verbrennungsmotors) in Umdrehungen pro Minute (U/min). Wie veranschaulicht, ist der Zwischenzustand „B“ bei einem niedrigeren Motordrehmoment und einer höheren Motordrehzahl abgebildet, die nahe an der erwarteten Motordrehzahl liegt, die sich aus der Änderungsanforderung für den erwarteten Fahrzeugantrieb ergibt.
  • In einer Ausführungsform kann das Fahrzeug einen aktuellen Antriebsbetriebszustand und einen erwarteten Antriebsbetriebszustand erhalten und darauf aufbauend einen dazwischenliegenden Antriebsbetriebszustand bestimmen. Wie vorstehend erwähnt, kann dieser Schritt das Erhalten eines aktuellen Antriebsbetriebszustands und eines erwarteten Antriebsbetriebszustands als Reaktion auf das Erwarten der Änderungsanforderung für den Fahrzeugantrieb beinhalten. Der aktuelle Antriebsbetriebszustand bezieht sich auf den aktuellen Zustand (d. h. zum Zeitpunkt der Erwartung der Änderungsanforderung des Antriebsbetriebs (Schritt 220)) des primären Antriebssystems 100, einschließlich der Zustände des Verbrennungsmotors 110, des ersten Motors 120, des zweiten Motors 130 und/oder des Getriebes 140. Und der erwartete Antriebsbetriebszustand ist der Fahrzeugzustand des primären Antriebssystems 100, den das Fahrzeug bestimmt, wird voraussichtlich als Ergebnis der Änderungsanforderung für den erwarteten Fahrzeugantrieb auftreten. Jeder der Antriebsbetriebszustände kann durch den Zugriff auf verschiedene Fahrzeugmodule bestimmt werden, einschließlich ECU 24 und BCM 26 (oder ein anderes Steuermodul, das Teil des Steuersystems 50 ist), wenn Schritt 230 oder Schritt 240 erreicht wird. Oder die Fahrzeugbetriebszustände können ständig überwacht und im Speicher, wie beispielsweise im Speicher 36, gespeichert werden, wodurch nach dem Verfahren, das Schritt 240 erreicht, die Fahrzeugbetriebszustände aus dem Speicher abgerufen werden können. Und zumindest in einigen Ausführungsformen kann der erwartete Antriebsbetriebszustand zum Zeitpunkt der Erwartung einer Änderungsanforderung für den Fahrzeugantrieb berechnet werden.
  • In einer Ausführungsform kann der erwartete Antriebsbetriebszustand nach oder als Reaktion auf die Erwartung der Änderungsanforderung für den Fahrzeugantrieb bestimmt werden. So kann das Fahrzeug nach dem Bestimmen, dass voraussichtlich eine Änderung des Fahrzeugantriebssystems 100 vorliegt, verschiedene Informationen erhalten, wie beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit (einschließlich der Raddrehzahl von verschiedenen, im Fahrzeug enthaltenen Raddrehzahlsensoren), den Fahrzeuglenkwinkel, den Straßenzustand (einschließlich der Fahrbahngeschwindigkeitsbegrenzungen), die Verkehrsbedingungen (einschließlich der Lage und/oder Geschwindigkeit des nahen Verkehrs wie beispielsweise des Fahrzeugs 14), die Bedingungen oder Zustände des ICE 110, die Bedingungen oder Zustände der Elektromotoren 120 und 130, die Bedingungen oder Zustände des Getriebes 140, die Ergebnisse der Überwachung (Schritt 210) und/oder verschiedene andere Informationen. Jede oder alle diese Informationen können zum Berechnen oder Bestimmen des erwarteten Antriebsbetriebszustands verwendet werden, und in einigen Ausführungsformen können sich die Daten oder Informationen, die zum Berechnen des erwarteten Antriebsbetriebszustands verwendet werden, je nach Szenario ändern (z. B. ob das Fahrzeug 12 auf eine Autobahn oder eine Schnellstraße einmündet, ob sich ein anderes Fahrzeug 14 dem Fahrzeug 12 von hinten nähert).
  • In verschiedenen Szenarien und/oder Ausführungsformen können Straßenzustände und/oder Verkehrsbedingungen ermittelt und zum Berechnen des zu erwartenden Antriebsbetriebszustands verwendet werden. So kann das Fahrzeug beispielsweise den Drahtlos-Chipsatz 32 des Onboard-Computers 30 verwenden, um eine Datenbank abzufragen, die sich in der entfernten Einrichtung 80 befindet, um Fahrbahninformationen zu erhalten. Die Fahrbahninformationen können eine Fahrbahnkarte eines Bereichs um das Fahrzeug herum und auch andere relevante Informationen wie aktuelle Verkehrsinformationen (d. h. ob der Verkehr im Vergleich zur festgelegten Geschwindigkeitsbegrenzung oder zur typischen oder durchschnittlichen Geschwindigkeit langsam ist) und die angegebene Geschwindigkeitsbegrenzung der Fahrbahn beinhalten. Diese Informationen können durch verschiedene Informationen des Fahrzeugs 12 ergänzt oder basierend darauf erhalten werden, einschließlich der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 12 und/oder des Standorts des Fahrzeugs 12. Und diese Informationen können durch Verkehrsinformationen ergänzt werden. So kann das Fahrzeug beispielsweise bestimmte Verkehrsinformationen aus der Verarbeitung von aufgenommenen Bildern der Kameras 28 erhalten. Die Kameras 28 können Bilder aus der Umgebung des Fahrzeugs aufnehmen, und während die Bilder vom Onboard-Computer 30 empfangen werden, können die Bilder mit verschiedenen Bildverarbeitungstechniken verarbeitet werden, einschließlich durch den Einsatz von Objekterkennungstechniken, die ein oder mehrere andere Fahrzeuge identifizieren können. Darüber hinaus kann das Fahrzeug diese empfangenen Bilder verarbeiten, um das Vorhandensein eines oder mehrerer anderer Fahrzeuge 14, die Geschwindigkeit der anderen Fahrzeuge 14 und/oder verschiedene andere Attribute dieser Fahrzeuge zu bestimmen.
  • Neben dem Bestimmen dieser Zustände kann das Fahrzeug einen oder mehrere zu ändernde Antriebsbetriebsparameter so bestimmen, dass das Fahrzeug vom aktuellen Antriebsbetriebszustand in den dazwischenliegenden Antriebsbetriebszustand übergeht. So können beispielsweise die Betriebszustände des Fahrzeugantriebs ein Motordrehmoment und/oder eine Motordrehzahl beinhalten (z. B. Umdrehungen pro Minute (U/min)). Anschließend kann das Fahrzeug unter Verwendung einer speziell konfigurierten Anwendung oder Anweisung aus den verschiedenen Motordrehmomenten und -geschwindigkeiten einen oder mehrere Betriebsparameter für den ersten und zweiten Elektromotor so berechnen, dass das Fahrzeug vom aktuellen Antriebsbetriebszustand in den dazwischenliegenden Fahrzeugbetriebszustand übergeht. Darüber hinaus kann das Fahrzeug die Betriebsparameter für die Motoren 120 und 130 für einen Übergang vom zwischengeschalteten Fahrzeugbetriebszustand in den erwarteten Fahrzeugbetriebszustand bestimmen. In einigen Szenarien kann der erwartete Fahrzeugbetriebszustand jedoch vom angeforderten Fahrzeugbetriebszustand (Schritt 260-270) abweichen, sodass diese Betriebsparameter für den dazwischenliegenden zu erwartenden Fahrzeugbetriebszustandsübergang nicht berechnet werden können.
  • Nachdem bestimmt wurde, dass das Fahrzeug den ersten Motor und/oder den zweiten Motor zum Übergang vom aktuellen Antriebsbetriebszustand in den dazwischenliegenden Antriebsbetriebszustand verwenden soll, kann das Fahrzeug dann den Übergang durchführen. Wie vorstehend erwähnt, kann ein Satz von Betriebsparametern für den Elektromotor eines Fahrzeugs basierend auf dem dazwischenliegenden Antriebsbetriebszustand und/oder dem aktuellen Antriebsbetriebszustand, einschließlich der jeweiligen Motordrehzahlen und/oder - drehmomente, berechnet werden. In einer Ausführungsform kann der Onboard-Computer 30 Betriebsanweisungen zum ECU 24, BCM 26 und/oder einer anderen Steuerung des Elektromotors senden, die bewirkt, dass die Elektromotoren 120 und 130 gemäß den berechneten Betriebsparametern des Elektromotors des Fahrzeugs funktionieren.
  • In einem bestimmten Szenario kann die erwartete Änderungsanforderung für den Fahrzeugantrieb eine Änderung einer höheren Fahrzeuggeschwindigkeit reflektieren, die vorzugsweise eine höhere Motordrehzahl beinhalten kann. Somit kann das Fahrzeug die Drehzahl des zweiten Elektromotors 130 reduzieren, während es die Drehzahl des ersten Elektromotors 120 erhöht und die Drehzahl des ICE 110 erhöht, um eine höhere Motordrehzahl in Erwartung des Empfangens einer Anforderung zum Erhöhen der Fahrzeuggeschwindigkeit zu erreichen. In einem derartigen Szenario bleibt die Gesamtfahrzeuggeschwindigkeit gleich, wenn das Fahrzeug vom aktuellen Antriebsbetriebszustand in den dazwischenliegenden Antriebsbetriebszustand übergeht, um einen oder mehrere Fahrzeugführer und/oder Insassen nicht abzulenken und/oder zu stören, auch wenn das Motordrehmoment verringert werden kann. In diesem Szenario soll das Getriebeabtriebsdrehmoment gleich bleiben, aber die Drehzahl des zweiten Motors kann verringert werden, sodass der zweite Motor mehr Drehmoment bereitstellen kann, um den ICE 110 beim Aufrechterhalten des Getriebeabtriebsdrehmoments zu unterstützen. Und darüber hinaus kann dann die Motordrehzahl erhöht und auch die Drehzahl des ersten Motors 120 erhöht werden, sodass das primäre Antriebssystem 100 beim Empfangen der Änderungsanforderung für den Fahrzeugantrieb (Schritt 260) effizienter und/oder schneller wechseln kann. Darüber hinaus kann dieser Übergang auch das Ändern eines oder mehrerer Parameter des Getriebes 140 beinhalten, einschließlich des Einrückens und/oder Ausrückens verschiedener Kupplungen. Das Verfahren 200 fährt mit Schritt 260 fort.
  • In Schritt 250 wird bestimmt, dass das Fahrzeug den ersten Motor und/oder den zweiten Motor verwenden soll, um aus dem Antriebsbetriebszustand „A“ (d. h. dem aktuellen Antriebsbetriebszustand) in den Antriebsbetriebszustand „C“ (d. h. den erwarteten/angeforderten Antriebsbetriebszustand) überzugehen. In vielen Ausführungsformen kann dieses Bestimmen dazu führen, dass das Fahrzeug seine Antriebssystemoperationen im Normalfall ausführt, d. h. das Fahrzeug kann nach oder als Reaktion auf das Empfangen einer Fahrzeuggeschwindigkeits- oder Drehmomentanforderung (Schritt 260) einfach vom aktuellen Antriebsbetriebszustand in einen gewünschten Antriebsbetriebszustand wechseln. In weiteren Ausführungsformen kann das Fahrzeug auf die Änderung seines Betriebszustands warten, kann aber auch einen oder mehrere Betriebsparameter berechnen, die zum Übergang vom aktuellen Antriebsbetriebszustand in einen angeforderten Antriebsbetriebszustand nach oder als Reaktion auf das Empfangen einer Fahrzeuggeschwindigkeits- oder Drehmomentanforderung verwendet werden sollen. Diese Betriebsparameter können dann gespeichert werden, und nach dem Empfangen einer Fahrzeuggeschwindigkeits- oder Drehmomentanforderung kann das Fahrzeug diese Parameter abrufen und das Antriebssystem 100 entsprechend betreiben. Die Fahrzeuggeschwindigkeit und das Drehmoment ändern sich jedoch erst, wenn die Änderungsanforderung für den Fahrzeugantrieb empfangen wird (Schritt 260). Das Verfahren 200 fährt mit Schritt 260 fort.
  • In Schritt 260 wird eine Änderungsanforderung für den Fahrzeugantrieb empfangen. Die Änderungsanforderung für den Fahrzeugantrieb kann eine Anforderung sein, die Fahrzeuggeschwindigkeit oder das Drehmoment des ICE 110 zu ändern. In einer Ausführungsform kann die Änderungsanforderung für den Fahrzeugantrieb vom ECU 24 und/oder einem anderen VSM des Fahrzeugs 12 erzeugt und empfangen werden. Und in einigen Ausführungsformen kann die Änderungsanforderung für den Fahrzeugantrieb von einem Gas- oder Bremspedal empfangen werden, das von einem Fahrzeugführer betätigt wird. Und in anderen Ausführungsformen kann die Änderungsanforderung für den Fahrzeugantrieb durch das ECU 24 und/oder ein anderes VSM basierend auf einem oder mehreren Steuersignalen einer autonomen Fahrzeugantriebsanwendung oder eines -moduls erzeugt werden.
  • In einigen Ausführungsformen, wenn die Zeitspanne zwischen dem Vorausschauen einer Änderungsanforderung für einen Fahrzeugantrieb und dem Empfangen der Änderungsanforderung für den Fahrzeugantrieb größer als ein vorgegebener Zeitschwellenwert ist, dann kann das Verfahren 200 zu Schritt 210 zurückkehren. Andernfalls kann das Fahrzeug warten, bis die Zeitspanne zwischen dem Vorausschauen einer Änderungsanforderung für einen Fahrzeugantrieb und dem Empfangen der Änderungsanforderung für den Fahrzeugantrieb den vorgegebenen Zeitschwellenwert überschreitet, um eine Änderungsanforderung für den Fahrzeugantrieb zu empfangen. Das Verfahren fährt mit Schritt 270 fort, wenn die Änderungsanforderung für den Fahrzeugantrieb empfangen wird; andernfalls wartet das Fahrzeug auf die Änderungsanforderung für den Fahrzeugantrieb oder kehrt zu Schritt 210 zurück.
  • In Schritt 270 verwendet das Fahrzeug den ersten Motor und/oder den zweiten Motor, um in einen gewünschten Antriebsbetriebszustand „C“ (d. h. den erwarteten/angeforderten Antriebsbetriebszustand) überzugehen. Wie vorstehend erwähnt, kann der erwartete Antriebsbetriebszustand vom angeforderten Antriebsbetriebszustand abweichen, der basierend auf der Änderungsanforderung für den empfangenen Fahrzeugantrieb bestimmt wird. Das Fahrzeug kann jedoch so aktualisiert werden, dass der Prozess oder das Verfahren die Vorhersage einer angeforderten Fahrzeugantriebs-Betriebsänderung verbessert.
  • In einer Ausführungsform kann das Fahrzeug den gewünschten Antriebsbetriebszustand basierend auf dem aktuellen Antriebsbetriebszustand (z. B. dem aktuellen Antriebsbetriebszustand (Schritt 230) oder dem dazwischenliegenden Antriebsbetriebszustand (Schritt 240)) sowie basierend auf den Informationen in der empfangenen Änderungsanforderung für den Fahrzeugantrieb bestimmen. Nach dem Bestimmen des angeforderten Betriebszustands kann das Fahrzeug dann einen oder mehrere Betriebsparameter des Fahrzeugantriebs für die Elektromotoren 120 und 130 sowie den ICE 110 bestimmen, die für den Übergang vom aktuellen Antriebsbetriebszustand in den angeforderten Antriebsbetriebszustand verwendet werden können. Der Onboard-Computer 30 kann diese Informationen speichern und/oder Anweisungen mit den Betriebsparametern des Fahrzeugantriebs an das ECU 24, BCM 26 und/oder eine andere Steuerung des Elektromotors senden. Und der Onboard-Computer 30 kann in anderen Ausführungsformen die Änderungsanforderung für den Fahrzeugantrieb an dieses Modul senden (z. B. das ECU 24, BCM 26, andere Steuerung für Elektromotoren), und als Reaktion darauf kann das Modul die Betriebsparameter für den Fahrzeugantrieb bestimmen, die beim Übergang vom aktuellen Antriebsbetriebszustand in den angeforderten Antriebsbetriebszustand verwendet werden sollen.
  • In einigen Ausführungsformen können der erwartete Fahrzeugzustand und das Bestimmen, ob der erwartete Antriebsbetriebszustand eingetreten ist (oder die Unterschiede zwischen dem erwarteten Antriebsbetriebszustand und dem angeforderten Antriebsbetriebszustand), sowie die in den Schritten 210-260 verwendeten Informationen oder Daten im Speicher 36 gespeichert werden. Danach kann das Fahrzeug diese Informationen nutzen, um den Prozess für zukünftige Wiederholungen des Verfahrens 200 zu verbessern.
  • Und das Fahrzeug kann in einigen Ausführungsformen während der Durchführung des Verfahrens 200 kontinuierlich die Zustände des Antriebssystems sowie den Fahrzeugverkehr und die Fahrbahnbedingungen überwachen. Und wenn angezeigt wird, dass das Fahrzeug voraussichtlich nicht in Kürze eine Änderungsanforderung für den Fahrzeugantrieb empfängt, die dem bestimmten erwarteten Antriebsbetriebszustand entspricht, dann kann das Verfahren 200 zu Schritt 210 zurückkehren und somit die restlichen Verfahrensschritte abbrechen. Das Verfahren 200 endet dann.
  • Es ist zu beachten, dass die vorstehende Beschreibung keine Definition der Erfindung darstellt, sondern eine Beschreibung einer oder mehrerer bevorzugter exemplarischer Ausführungsformen der Erfindung ist. Die Erfindung ist nicht auf die besondere(n) hierin offenbarte(n) Ausführungsform(en) beschränkt, sondern ausschließlich durch die folgenden Patentansprüche definiert. Darüber hinaus beziehen sich die in der vorstehenden Beschreibung gemachten Aussagen auf bestimmte Ausführungsformen und sind nicht als Einschränkungen des Umfangs der Erfindung oder der Definition der in den Patentansprüchen verwendeten Begriffe zu verstehen, außer dort, wo ein Begriff oder Ausdruck ausdrücklich vorstehend definiert wurde. Verschiedene andere Ausführungsformen und verschiedene Änderungen und Modifikationen an der/den ausgewiesenen Ausführungsform(en) sind für Fachleute offensichtlich. Die spezifische Kombination und Reihenfolge der Schritte stellt beispielsweise nur eine Möglichkeit dar, da das vorliegende Verfahren eine Kombination von Schritten beinhalten kann, wobei diese Schritte unterschiedlich sein oder in der Anzahl mehr oder weniger Schritte als die hier gezeigten beinhalten können. Alle diese anderen Ausführungsformen, Änderungen und Modifikationen sollten im Geltungsbereich der angehängten Patentansprüche verstanden werden.
  • Wie in dieser Spezifikation und den Patentansprüchen verwendet, sind die Begriffe „beispielsweise“, „z. B.“, „zum Beispiel“, „wie“ und „gleich/gleichen“ sowie die Verben „umfassen“, „haben“, „beinhalten“ und deren andere Verbformen, die in Verbindung mit einer Liste von einer oder mehreren Komponenten oder anderen Elementen verwendet werden, jeweils als offen auszulegen, d. h., dass die Liste nicht als Ausnahme anderer, zusätzlicher Komponenten oder Elemente betrachtet werden darf. Andere Begriffe sind in deren weitesten vernünftigen Sinn auszulegen, es sei denn, diese werden in einem Kontext verwendet, der eine andere Auslegung erfordert. Zusätzlich versteht sich der Ausdruck „und/oder“ als ein inklusives ODER. Als ein Beispiel beinhaltet der Ausdruck „A, B, und/oder C“ Folgendes: „A“; „B“; „C“; „A und B“; „A und C“; „B und C“ und „A, B und C“.

Claims (16)

  1. Verfahren zum Einbringen eines Hybridfahrzeugs mit einer Vielzahl von elektrischen Antriebsmotoren in einen Betriebszustand in Erwartung eines Fahrzeugereignisses, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Überwachen des Straßenverkehrs und der Umgebungsbedingungen eines Fahrzeugs unter Verwendung eines oder mehrerer Fahrzeugsensoren und/oder drahtloser Kommunikationen; Voraussehen einer Änderung des Fahrzeugantriebsbetriebs basierend auf dem überwachten Straßenverkehr und den Bedingungen; als Reaktion auf das Voraussehen der Änderung des Fahrzeugantriebsbetriebs, das Erhalten eines aktuellen Antriebsbetriebszustands; und Ausführen eines vorausschauenden Fahrzeugantriebssystemübergangs vor dem Empfangen einer Änderungsanforderung für einen Fahrzeugantrieb, wobei der vorausschauende Fahrzeugantriebssystemübergang Folgendes beinhaltet: Berechnen eines dazwischenliegenden Antriebsbetriebszustands basierend auf dem aktuellen Antriebsbetriebszustand und/oder dem überwachten Fahrbahnverkehr und den Bedingungen; und Betreiben eines Verbrennungsmotors des Fahrzeugs und eines ersten aus der Vielzahl der elektrischen Antriebsmotoren des Fahrzeugs, sodass das Fahrzeug in den dazwischenliegenden Antriebsbetriebszustand überführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend den Schritt des Erhaltens eines erwarteten Antriebsbetriebszustands basierend auf dem überwachten Straßenverkehr und den Bedingungen, und worin der Berechnungsschritt zumindest teilweise auf dem erwarteten Antriebsbetriebszustand basiert.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, ferner folgende Schritte umfassend: Empfangen der Änderungsanforderung für den Fahrzeugantrieb nach dem vorausschauenden Schritt, worin die Änderungsanforderung für den Fahrzeugantrieb eine Absicht reflektiert, das Fahrzeug in einen angeforderten Antriebsbetriebszustand zu versetzen; und als Reaktion auf das Empfangen der Änderungsanforderung für den Fahrzeugantrieb, das Übergehen vom dazwischenliegenden Antriebsbetriebszustand in den angeforderten Antriebsbetriebszustand.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend den Schritt des Bestimmens eines Ladezustands einer Batterie, die in dem Fahrzeug eingebaut ist und die zum Antreiben des ersten Elektromotors des Fahrzeugs verwendet wird, und worin der Übergangsprozess des vorausschauenden Fahrzeugantriebsystems durchgeführt wird, wenn der Ladezustand der Batterie den Ladeschwellenwert überschreitet oder gleich ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, ferner umfassend den Schritt des Aussetzens des Übergangsprozesses des vorausschauenden Fahrzeugantriebsystems, wenn der Ladezustand der Batterie kleiner als der Ladeschwellenwert ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, worin der eine oder die mehreren Fahrzeugsensoren eine Kamera beinhalten, worin die Kamera konfiguriert ist, um Bilder aufzunehmen und die erfassten Bilder an einen am Fahrzeug installierten Onboard-Computer zu senden, und worin der Onboard-Computer konfiguriert ist, um den Überwachungsschritt basierend zumindest teilweise auf den erfassten Bildern durchzuführen.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Fahrzeug ein primäres Antriebssystem beinhaltet, das den Verbrennungsmotor, den ersten elektrischen Antriebsmotor und einen zweiten elektrischen Antriebsmotor beinhaltet, worin der erste elektrische Antriebsmotor und der zweite elektrische Antriebsmotor mit einem in dem primären Antriebssystem integrierten Getriebe gekoppelt sind.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, worin die erwartete Änderung des Fahrzeugantriebsbetriebs anzeigt, dass eine Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit erwartet wird, und worin der Betriebsschritt das Erhöhen einer Motordrehzahl des Verbrennungsmotors und das Verringern einer Drehzahl des zweiten elektrischen Antriebsmotors beinhaltet.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, worin der Betriebsschritt ferner das Erhöhen der Geschwindigkeit des ersten elektrischen Antriebsmotors beinhaltet, während die Fahrzeuggeschwindigkeit beibehalten wird.
  10. Verfahren zum Einbringen eines Hybridfahrzeugs mit einer Vielzahl von elektrischen Antriebsmotoren in einen Betriebszustand in Erwartung eines Fahrzeugereignisses, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Empfangen von Bildern unter Verwendung mindestens einer in dem Fahrzeug befindlichen Kamera, wobei die mindestens eine Kamera konfiguriert ist, um die Bilder eines Bereichs um das Fahrzeug herum aufzunehmen; Voraussehen einer Änderung des Fahrzeugantriebsbetriebs basierend auf dem Empfangen einer Anzeige eines Fahrzeugereignisses, das einer Änderung der Fahrzeugantriebsleistung zugeordnet ist, worin die Anzeige des Fahrzeugereignisses, das der Änderung der Fahrzeugantriebsleistung zugeordnet ist, zumindest teilweise auf den empfangenen Bildern basiert; Bestimmen eines Ladezustands einer Fahrzeugbatterie, die elektrische Energie als primäre Energiequelle für die Vielzahl von in dem Fahrzeug befindlichen Elektromotoren bereitstellt; als Reaktion auf das Voraussehen der Änderung des Fahrzeugantriebsbetriebs und wenn der Ladezustand der Fahrzeugbatterie größer oder gleich einem Ladeschwellenwert ist, Durchführen eines vorausschauenden Übergangs des Fahrzeugantriebssystems, der Folgendes beinhaltet: Erhalten eines aktuellen Betriebszustands oder Parameters; Bestimmen eines erwarteten Antriebsbetriebszustands oder -parameters basierend auf der Änderungsanforderung für den erwarteten Fahrzeugantrieb; Erhalten eines dazwischenliegenden Antriebsbetriebszustands basierend auf dem aktuellen Antriebsbetriebszustand oder -parameter und/oder basierend auf dem erwarteten Antriebsbetriebszustand oder -parameter; und Betreiben eines Verbrennungsmotors des Fahrzeugs und der Vielzahl von elektrischen Antriebsmotoren des Fahrzeugs, sodass das Fahrzeug in den dazwischenliegenden Antriebsbetriebszustand versetzt wird; Empfangen einer Änderungsanforderung für den Fahrzeugantrieb nach dem Betriebsschritt, worin die Änderungsanforderung für den Fahrzeugantrieb eine Absicht reflektiert, das Fahrzeug in einen angeforderten Antriebsbetriebszustand zu versetzen; und als Reaktion auf das Empfangen der Änderungsanforderung für den Fahrzeugantrieb, das Übergehen vom dazwischenliegenden Antriebsbetriebszustand in den angeforderten Antriebsbetriebszustand unter Verwendung des Verbrennungsmotors und/oder mindestens eines aus der Vielzahl der elektrischen Antriebsmotoren.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, worin die Änderung der Fahrzeugantriebsleistung eine Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit beinhaltet, worin der aktuelle Betriebszustand oder Parameter eine erste Fahrzeuggeschwindigkeit beinhaltet, worin der erwartete Betriebszustand oder Parameter eine zweite Fahrzeuggeschwindigkeit beinhaltet, worin der dazwischenliegende Betriebszustand eine dritte Fahrzeuggeschwindigkeit beinhaltet, und worin die erste Fahrzeuggeschwindigkeit und die dritte Fahrzeuggeschwindigkeit gleich sind, während die zweite Fahrzeuggeschwindigkeit größer ist als die erste Fahrzeuggeschwindigkeit und die dritte Fahrzeuggeschwindigkeit.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, worin die Anzeige der Änderung der Fahrzeugantriebsleistung, die das Erhöhen der Fahrzeuggeschwindigkeit beinhaltet, zum Bestimmen des erwarteten Antriebsbetriebszustands oder -parameters verwendet wird, und worin der erwartete Antriebsbetriebszustand oder -parameter eine Erhöhung der Motordrehzahl des Verbrennungsmotors beinhaltet.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, worin der erwartete Antriebsbetriebszustand oder - parameter ferner eine Verringerung der Motordrehzahl des mindestens einen aus der Vielzahl der elektrischen Antriebsmotoren beinhaltet.
  14. Verfahren nach Anspruch 10, worin das Fahrzeug ferner einen globalen Navigations-Satellitensystem-(GNSS)-Empfänger beinhaltet, und worin das Verfahren ferner die folgenden Schritte umfasst: Empfangen einer Vielzahl von GNSS-Signalen von einer Konstellation von GNSS-Satelliten; und Bestimmen eines Fahrzeugstandorts unter Verwendung der Vielzahl von GNSS-Signalen am GNSS-Empfänger, worin der Vorhersage schritt ferner basierend auf dem Fahrzeugstandort erfolgt.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, worin das Fahrzeug Fahrbahndaten beinhaltet, die geografische Begrenzungen einer oder mehrerer Fahrbahnen in der Nähe des Fahrzeugs anzeigen, worin der Schritt des Voraussehens die Verwendung der Fahrbahndaten in Verbindung mit der Fahrzeugposition und den Bildern von der mindestens einen Kamera in einer bestätigenden Weise beinhaltet, um die Genauigkeit des Voraussehens der Änderung des Fahrzeugantriebsbetriebs zu erhöhen.
  16. Verfahren nach Anspruch 10, worin die Anzeige des Fahrzeugereignisses, das der Änderung der Fahrzeugantriebsleistung zugeordnet ist, basierend auf einer oder mehreren der Folgenden erfolgt: Fahrbahndaten, die von einer entfernten Einrichtung empfangen werden, Verkehrsdaten, die von der entfernten Einrichtung empfangen werden, Fahrzeugmess- und/oder Betriebsdaten, die von anderen nahegelegenen Fahrzeugen erhalten werden, und/oder Sensordaten von einem oder mehreren Fahrzeugsensoren, die am Fahrzeug vorhanden sind.
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