DE102020100336A1

DE102020100336A1 - Vorrichtung zum ermöglichen einer benutzergesteuerten auswahl von reichweite und funktionen

Info

Publication number: DE102020100336A1
Application number: DE102020100336.6A
Authority: DE
Inventors: Unmesh Dutta Bordoloi; Shige Wang; Xinyu Du
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2019-02-05
Filing date: 2020-01-09
Publication date: 2020-08-06
Also published as: CN111532284A; US11001272B2; CN111532284B; US20200247428A1

Abstract

Ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs beinhaltet: Empfangen von Routendaten durch eine Steuerung, wobei die Routendaten kontinuierlich aktualisiert werden, während sich das Fahrzeug bewegt, und das Fahrzeug eine Vielzahl von Fahrzeugbetriebsarten beinhaltet; Empfangen von Funktionsdaten durch die Steuerung, wobei die Funktionsdaten Informationen über eine Vielzahl von Funktionen sind, die für jede der Vielzahl von Fahrzeugbetriebsarten benötigt werden; Bestimmen einer Vielzahl von Reichweiten für jede der Vielzahl von Fahrzeugbetriebsarten durch die Steuerung, wobei jeder der Vielzahl von Reichweiten eine Funktion der Routendaten und der Funktionsdaten für jede der Vielzahl von Fahrzeugbetriebsarten ist; und Anweisen einer Benutzerschnittstelle durch die Steuerung, eine Liste von Reichweiten-Betriebsarten-Kombinationen anzuzeigen, wobei die Liste von Reichweiten-Betriebsarten-Kombinationen die Vielzahl von Reichweiten für jede der Vielzahl von Fahrzeugbetriebsarten beinhaltet.

Description

EINFÜHRUNG
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Vorrichtung,um eine benutzergesteuerte Auswahl von Reichweite und Funktionen zu ermöglichen.
Berechnungs- und Abtastresourcen für autonome Fahrzeuge verbrauchen viel Strom, was sich wiederum negativ auf die Reichweite des Elektrofahrzeugs auswirkt.
BESCHREIBUNG
Die vorliegende Offenbarung beschreibt ein System mit zugehöriger Infrastruktur, das es dem Fahrzeugbetreiber ermöglicht, eine fundierte Entscheidung über seine oder ihre Wahl zwischen der Reichweite und Funktionsverfügbarkeit zu treffen.
In einem Aspekt dieser Offenbarung beinhaltet das Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs: Empfangen von Routendaten durch eine Steuerung, wobei die Routendaten kontinuierlich aktualisiert werden, während sich das Fahrzeug bewegt, und das Fahrzeug eine Vielzahl von Fahrzeugbetriebsarten beinhaltet; Empfangen von Funktionsdaten durch die Steuerung, wobei die Funktionsdaten Informationen über eine Vielzahl von Funktionen sind, die für jede der Vielzahl von Fahrzeugbetriebsarten benötigt werden; Bestimmen einer Vielzahl von Reichweiten für jede der Vielzahl von Fahrzeugbetriebsarten durch die Steuerung, wobei jeder der Vielzahl von Reichweiten eine Funktion der Routendaten und der Funktionsdaten für jede der Vielzahl von Fahrzeugbetriebsarten ist; und Anweisen einer Benutzerschnittstelle durch die Steuerung, eine Liste von Reichweiten-Betriebsarten-Kombinationen anzuzeigen, wobei die Liste von Reichweiten-Betriebsarten-Kombinationen die Vielzahl von Reichweiten für jede der Vielzahl von Fahrzeugbetriebsarten beinhaltet.
Das Verfahren kann ferner das Empfangen einer Benutzereingabe durch die Steuerung über die Benutzeroberfläche beinhalten. Die Benutzereingabe ist eine von einem Benutzer des Fahrzeugs getroffene Auswahl, die bezeichnend für eine ausgewählte Reichweiten-Betriebsarten-Kombination der Liste der Reichweiten-Betriebsarten-Kombinationen ist, und die ausgewählte Reichweiten-Betriebsarten-Kombination beinhaltet eine ausgewählte Reichweite und eine ausgewählte Fahrzeugbetriebsart.
Die Steuerung ist Teil eines Steuersystems. Das Steuersystem beinhaltet eine Vielzahl von Vorrichtungen. Jede der Vielzahl von Vorrichtungen ist eine elektrische Hardwarekomponente, die elektrische Energie verbraucht. Die Vielzahl von Vorrichtungen ist ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus einer Zentralprozessoreinheit, einer Grafikprozessoreinheit und einer feldprogrammierbaren Gatteranordnung (Englisch: Field-Programmable Gate Array, FPGA). Die Vielzahl von Vorrichtungen beinhaltet eine Vielzahl von irrelevanten Vorrichtungen und eine Vielzahl von relevanten Vorrichtungen für jede der Vielzahl von Fahrzeugbetriebsarten. Die irrelevanten Vorrichtungen müssen für eine der jeweiligen Fahrzeugbetriebsarten nicht aktiv sein. Die relevanten Vorrichtungen müssen für die jeweilige der Fahrzeugbetriebsarten aktiv sein.
Das Verfahren kann ferner das Deaktivieren der Vielzahl von irrelevanten Vorrichtungen für die ausgewählte Fahrzeugbetriebsart durch die Steuerung als Reaktion auf das Empfangen der Benutzereingabe über die Benutzeroberfläche beinhalten, um die Nutzung von Rechenressourcen des Fahrzeugs zu minimieren. Das Verfahren kann ferner das Bestimmen der Vielzahl von irrelevanten Vorrichtungen für die ausgewählte Fahrzeugbetriebsart durch die Steuerung beinhalten, vor dem Deaktivieren der Vielzahl von irrelevanten Vorrichtungen.
Das Verfahren kann ferner das Anpassen einer Stromversorgung von mindestens einer der relevanten Vorrichtungen für die ausgewählte Fahrzeugbetriebsart beinhalten, um den Stromverbrauch, als Reaktion auf das Empfangen der Benutzereingabe über die Benutzeroberfläche, dass der Stromverbrauch zu minimieren ist, zu minimieren. Das Deaktivieren einer Vielzahl von irrelevanten Vorrichtungen beinhaltet das Deaktivieren von Modulen. Jedes der Module beinhaltet die Vielzahl der Vorrichtungen. Das Verfahren kann ferner das Bestimmen, welche der Module zu deaktivieren sind unter Verwendung der folgenden Gleichungen beinhalten: $N = min ‖ M ‖ : M = {M_{i}}$
$\sum_{f \in f e a t u r e} U (d) \leq \sum_{i = 1}^{N} M_{i} (d) : d \in {c p u, g p u, f p g a, m e m}$
wobei:

f ein Satz von Funktionen ist, die für die gewählte Fahrzeugbetriebsart SVOM (Englisch: Selected Vehicle Operating Mode) erforderlich sind.
N eine Mindestanzahl von Modulen repräsentiert, die für eine Funktion f benötigt werden, die erforderlich ist, um die gewählte Fahrzeugbetriebsart SVOM zu aktivieren.
M ein Satz aller Module ist.
d Vorrichtungen innerhalb eines der Module repräsentiert.
U eine Computer-Arbeitslast, die die Funktion f auf Vorrichtung d eingeführt hat, ist.

Die Leistungsaufnahme jedes Moduls kann mit Hilfe der folgenden Gleichung berechnet werden: $P = C_{1} \cdot V^{2} + C_{2} \cdot F \cdot V^{2}$
wobei:

C₁ eine erste Konstante ist, die durch physikalische Eigenschaften einer Vorrichtung d bestimmt ist.
C₂ eine zweite Konstante ist, die durch physikalische Eigenschaften der Vorrichtung d bestimmt ist.
V eine Spannung der Vorrichtung d ist.
F eine Frequenz der Vorrichtung d ist.
P die von einem Modul M aufgenommene Leistung ist.

Die vorliegende Offenbarung beschreibt auch ein Fahrzeug. Das Fahrzeug beinhaltet ein Steuersystem, das eine Steuerung beinhaltet, und ein Sensorsystem in elektrischer Kommunikation mit der Steuerung. Die Steuerung ist programmiert, um: Routendaten zu empfangen, wobei die Routendaten kontinuierlich aktualisiert werden, während sich das Fahrzeug bewegt, und das Fahrzeug beinhaltet eine Vielzahl von Fahrzeugbetriebsarten; Funktionsdaten zu empfangen, wobei die Funktionsdaten Informationen über eine Vielzahl von Funktionen sind, die für jede der Vielzahl von Fahrzeugbetriebsarten benötigt werden; eine Vielzahl von Reichweiten für jede der Vielzahl von Fahrzeugbetriebsarten zu bestimmen, wobei jeder der Vielzahl von Reichweiten eine Funktion der Routendaten und der Funktionsdaten für jede der Vielzahl von Fahrzeugbetriebsarten ist; eine Benutzerschnittstelle anzuweisen, eine Liste von Reichweiten-Betriebsarten-Kombinationen anzuzeigen, wobei die Liste von Reichweiten-Betriebsarten-Kombinationen die Vielzahl von Reichweiten für jede der Vielzahl von Fahrzeugbetriebsarten beinhaltet.
Das Sensorsystem kann eine Vielzahl von Sensorvorrichtungen beinhalten. Die Sensorvorrichtungen beinhalten eine optische Kamera. Die Sensorvorrichtungen beinhalten einen GPS-Transceiver (Englisch: Global Positioning System). Das Fahrzeug kann ferner eine Benutzerschnittstelle beinhalten, die konfiguriert ist, um Benutzereingaben zu empfangen. Die Steuerung kann so programmiert sein, dass sie über die Benutzeroberfläche eine Benutzereingabe empfängt. Die Benutzereingabe ist eine von einem Benutzer des Fahrzeugs getroffene Auswahl, die bezeichnend für eine ausgewählte Reichweiten-Betriebsarten-Kombination der Liste der Reichweiten-Betriebsarten-Kombinationen ist. Die ausgewählte Reichweiten-Betriebsarten-Kombinationen beinhaltet eine ausgewählten Reichweite und eine ausgewählte Fahrzeugbetriebsart.
Das Steuersystem kann eine Vielzahl von Vorrichtungen beinhalten. Jede der Vielzahl von Vorrichtungen ist eine elektrische Hardwarekomponente, die elektrische Energie verbraucht. Die Vielzahl von Vorrichtungen ist ausgewählt aus einer Gruppe, die aus Computerelementen wie einer Zentralprozessoreinheit, einer Grafikprozessoreinheit, einer feldprogrammierbaren Gatteranordnung (Englisch: Field-Programmable Gate Array, FPGA) und anderen besteht. Die Vorrichtungen beinhalten eine Vielzahl von irrelevanten Vorrichtungen und eine Vielzahl von relevanten Vorrichtungen für jede der Vielzahl von Fahrzeugbetriebsarten. Die Vielzahl von irrelevanten Vorrichtungen muss für eine jeweilige der Vielzahl von Fahrzeugbetriebsarten nicht aktiv sein, und die Vielzahl von relevanten Vorrichtungen muss für die jeweilige der Vielzahl von Fahrzeugbetriebsarten aktiv sein. Die Steuerung kann programmiert sein, um die Vielzahl von irrelevanten Vorrichtungen für die ausgewählte Fahrzeugbetriebsart als Reaktion auf das Empfangen der Benutzereingaben über die Benutzeroberfläche,die Nutzung von Rechenressourcen des Fahrzeugs zu minimieren, zu deaktivieren. Die Steuerung kann programmiert sein, um die Vielzahl von irrelevanten Vorrichtungen für die ausgewählte Fahrzeugbetriebsart zu bestimmen, bevor die Vielzahl von irrelevanten Vorrichtungen deaktiviert wird. Jede der Fahrzeugbetriebsarten beinhaltet einen Automatisierungsgrad, wie er in der Norm J 3016-2018 der Society of Automotive Engineers (SAE) definiert ist. Zu beachten ist, dass auch andere Funktionen eine Fahrzeugbetriebsart definieren können, inklusive der Optionen innerhalb des Automatisierungsgrades sowie Funktionen, die nicht mit der Automatisierung zusammenhängen, wie z.B. die Wahl der Klimaanlage. Die Steuerung kann programmiert sein, um eine Stromversorgung von mindestens einer der relevanten Vorrichtungen für die gewählte Fahrzeugbetriebsart anzupassen, um, als Reaktion auf das Empfangen der Benutzereingabe, dass der Stromverbrauch zu minimieren ist, den Stromverbrauch zu minimieren.
Die Steuerung kann programmiert sein, um die Vielzahl der irrelevanten Vorrichtungen durch das Deaktivieren von Modulen zu deaktivieren. Jedes der Module beinhaltet die Vielzahl der Vorrichtungen. Die Steuerung kann weiter programmiert sein, um anhand der folgenden Gleichungen zu bestimmen, welche Module zu deaktivieren sind: $N = min ‖ M ‖ : M = {M_{i}}$
$\sum_{f \in f e a t u r e} U (d) \leq \sum_{i = 1}^{N} M_{i} (d) : d \in {c p u, g p u, f p g a, m e m}$
wobei:

f ein Satz von Funktionen, die für die gewählte Fahrzeugbetriebsart SVOM erforderlich sind, ist.
N eine Mindestanzahl von Modulen repräsentiert, die für eine Funktion f, die erforderlich ist, um die gewählte Fahrzeugbetriebsart SVOM zu aktivieren, benötigt werden.
M ein Satz aller Module ist.
d Vorrichtungen innerhalb eines der Module M repräsentiert.
U eine Computer-Arbeitslast ist, die die Funktion f auf Vorrichtung d eingeführt hat.

C₁ eine erste Konstante, die durch physikalische Eigenschaften der Vorrichtung d bestimmt wird, ist.
C₂ eine zweite Konstante, die durch physikalische Eigenschaften der Vorrichtung d bestimmt wird, ist.
V eine Spannung der Vorrichtung d ist.
F eine Frequenz der Vorrichtung d ist.
P die von einem Modul M aufgenommene Leistung ist.

Die obigen Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehren sind leicht ersichtlich aus der folgenden detaillierten Beschreibung einiger der besten Modi und anderer Ausführungsformen zum Umsetzen der vorliegenden Lehren, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert sind, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verwendet werden.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Fahrzeugs.
2 ist ein Blockdiagramm eines Verfahrens zum Steuern des Fahrzeugs aus 1.
3 ist eine Liste von Reichweiten-Funktions-Kombinationen.
4 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Teils des Steuersystems des Fahrzeugs von 1, das als System zur benutzergesteuerten Reichweiten- und Funktionsauswahl dient.
5 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen der Aktivierung und Deaktivierung von Vorrichtungen des Fahrzeugs als Reaktion auf eine Benutzereingabe.
6 ist ein Beispiel für eine Ressourcenbedarfstabelle.
7 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Einstellen der Stromversorgung für jedes Modul.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende detaillierte Beschreibung ist lediglich exemplarischer Natur und soll die Anwendung und Verwendung nicht einschränken. Darüber hinaus existiert nicht die Absicht, durch eine explizite oder implizite Theorie, die in dem vorstehenden technischen Bereich, Hintergrund, der Kurzbeschreibung der Figuren oder der folgenden detaillierten Beschreibung dargestellt sind, gebunden zu sein. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff „Modul“ auf Hardware, Software, Firmware, elektronische Steuerkomponente, Verarbeitungslogik und/oder Prozessorvorrichtung, einzeln oder in einer Kombination derselben, ohne Beschränkung beinhaltend: eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (Englisch: Application Specific Integrated Circuit, ASIC), einen elektronischen Schaltkreis, einen Prozessor (gemeinsam, dediziert oder Gruppe) und Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführt, ein kombinatorischer logischer Schaltkreis und/oder andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können hierin im Sinne von funktionalen und/oder logischen Blockkomponenten und verschiedenen Verarbeitungsschritten beschrieben werden. Es sollte gewürdigt werden, dass solche Blockkomponenten durch eine Reihe von Hardware-, Software- und/oder Firmwarekomponenten realisiert sein können, die konfiguriert sind, um die angegebenen Funktionen auszuführen. So kann beispielsweise eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verschiedene integrierte Schaltungskomponenten verwenden, z.B. Speicherelemente, digitale Signalverarbeitungselemente, Logikelemente, Look-Up-Tabellen oder dergleichen, die eine Vielzahl von Funktionen unter der Kontrolle eines oder mehrerer Mikroprozessoren oder anderer Steuergeräte ausführen können. Darüber hinaus werden Fachleute verstehen, dass Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in Verbindung mit einer Reihe von Systemen ausgeführt sein können und dass die hierin beschriebenen Systeme lediglich exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind.
Die in den verschiedenen Figuren dargestellten Verbindungslinien sind dafür vorgesehen, um exemplarische Funktionsbeziehungen und/oder physikalische Kopplungen zwischen den verschiedenen Elementen darzustellen. Es sollte zur Kenntnis genommen werden, dass viele alternative oder zusätzliche funktionale Beziehungen oder physische Verbindungen in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung vorhanden sein können.
Wie in 1 dargestellt, beinhaltet das Fahrzeug 10 im Allgemeinen ein Fahrgestell 12, eine Karosserie 14, Vorder- und Hinterräder 17. Die Karosserie 14 ist auf dem Fahrgestell 12 angeordnet und umschließt Komponenten des Fahrzeugs 10 im Wesentlichen. Die Karosserie 14 und das Fahrgestell 12 können gemeinsam einen Rahmen bilden. Die Räder 17 sind jeweils drehbar mit dem Fahrgestell 12 in der Nähe einer entsprechenden Ecke der Karosserie 14 gekoppelt.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Fahrzeug 10 ein autonomes Fahrzeug sein und ein Steuersystem 100 ist in das Fahrzeug 10 integriert. Das Fahrzeug 10 ist beispielsweise ein Fahrzeug, das automatisch gesteuert wird, um Passagiere von einem Ort zum anderen zu befördern. Das Fahrzeug 10 ist in der veranschaulichten Ausführungsform als Personenkraftwagen dargestellt, es sollte jedoch zur Kenntnis genommen werden, dass auch ein anderes Fahrzeug einschließlich Motorräder, Lastkraftwagen, Geländewagen (Englisch: Sports Utility Vehicles, SUVs), Wohnmobile (Englisch, Recreational Vehicles, RVs), Seeschiffe, Flugzeuge usw. verwendet sein kann. In einer exemplarischen Ausführungsform ist das Fahrzeug 10 ein sogenanntes Level-Vier- oder Level-Fünf-Automatisierungssystem. Ein Level-Vier-System zeigt „hohe Automatisierung“ bezüglich der fahrmodusbezogenen Durchführung von Aspekten der dynamischen Fahraufgabe durch ein automatisiertes Fahrsystem, auch wenn ein menschlicher Fahrer nicht angemessen auf eine Interventionsaufforderung reagiert, an. Ein Level-Fünf-System zeigt „Vollautomatisierung“ an, d.h. die Vollzeitdurchführung von Aspekten der dynamischen Fahraufgabe durch ein automatisiertes Fahrsystems unter allen Fahrbahn- und Umgebungsbedingungen, die von einem menschlichen Fahrer gesteuert werden können.
Wie dargestellt, beinhaltet das Fahrzeug 10 im Allgemeinen ein Antriebssystem 20, ein Getriebesystem 22, ein Lenksystem 24, ein Bremssystem 26, ein Sensorsystem 28, ein Aktuatorsystem 30, mindestens eine Datenspeichervorrichtung 32, mindestens eine Steuerung 34 und ein Kommunikationssystem 36. Das Antriebssystem 20 kann in verschiedenen Ausführungsformen eine elektrische Maschine, wie beispielsweise einen Fahrmotor und/oder ein Brennstoffzellenantriebssystem beinhalten. Das Fahrzeug 10 beinhaltet ferner eine Batterie (oder ein Batteriepack) 21, die elektrisch mit dem Antriebssystem 20 verbunden ist. Dementsprechend ist die Batterie 21 konfiguriert, um elektrische Energie zu speichern und dem Antriebssystem 20 elektrische Energie zur Verfügung zu stellen. Zusätzlich kann das Antriebssystem 20 einen Verbrennungsmotor beinhalten. Das Getriebesystem 22 ist konfiguriert, um die Leistung vom Antriebssystem 20 auf die Fahrzeugräder 17 entsprechend wählbarer Übersetzungsverhältnisse zu übertragen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Getriebesystem 22 ein stufenloses Automatikgetriebe, ein stufenloses Getriebe oder ein anderes geeignetes Getriebe beinhalten. Das Bremssystem 26 ist konfiguriert, um den Fahrzeugrädern 17 ein Bremsmoment zur Verfügung zu stellen. Das Bremssystem 26 kann in verschiedenen Ausführungsformen Reibungsbremsen, über Leitungen angesteuerte Bremsen, ein regeneratives Bremssystem, wie beispielsweise eine elektrische Maschine, und/oder andere geeignete Bremssysteme beinhalten. Das Lenksystem 24 beeinflusst eine Position der Fahrzeugräder 17. Obwohl zu veranschaulichenden Zwecken als ein Lenkrad enthaltend dargestellt, mag das Lenksystem 24 in einigen Ausführungsformen, die im Rahmen der vorliegenden Offenbarung in Erwägung gezogen sind, kein Lenkrad beinhalten.
Das Sensorsystem 28 beinhaltet eine oder mehrere Sensorvorrichtungen 40 (d.h. Sensoren), die beobachtbare Bedingungen der äußeren Umgebung und/oder der inneren Umgebung des Fahrzeugs 10 erfassen. Die Sensorvorrichtungen 40 können Radar, Lidar, globale Positionierungssysteme, optische Kameras, Wärmebildkameras, Ultraschallsensoren und/oder andere Sensoren beinhalten, sind aber nicht auf diese beschränkt. Das Aktuatorsystem 30 beinhaltet eine oder mehrere Aktuatorvorrichtungen 42 (z.B. Bremsaktuatoren oder Antriebsaktuatoren), die eine oder mehrere Fahrzeugfunktionen, wie, ohne darauf beschränkt zu sein, das Antriebssystem 20, das Getriebesystem 22, das Lenksystem 24 und das Bremssystem 26. In verschiedenen Ausführungsformen können die Fahrzeugfunktionen ferner innere und/oder äußere Fahrzeugfunktionen wie, ohne darauf beschränkt zu sein, Türen, Kofferraum und Kabinenfunktionen wie Luft, Musik, Beleuchtung usw. beinhalten (keine Bezugszeichen). Das Sensorsystem 28 beinhaltet einen oder mehrere Satelittennavigationssystem-(Englisch: Global Positioning System, GPS)-Transceiver 40g, die konfiguriert sind, um Routendaten (d.h. Routeninformationen) zu erfassen und zu überwachen. Der GPS-Transceiver 40g ist konfiguriert, um mit einem GPS zu kommunizieren und die Position des Fahrzeugs 10 auf der Erdkugel zu lokalisieren. Der GPS-Transceiver 40g ist in elektronischer Kommunikation mit der Steuerung 34.
Die Datenspeichervorrichtung 32 speichert Daten zur Verwendung bei der automatischen Steuerung des Fahrzeugs 10. In verschiedenen Ausführungsformen speichert die Datenspeichervorrichtung 32 definierte Karten der navigierbaren Umgebung. In verschiedenen Ausführungsformen können die definierten Karten durch ein entferntes System vordefiniert und von diesem bezogen sein (detaillierter beschrieben bezugnehmend auf 2). So können beispielsweise die definierten Karten von dem entfernten System zusammengestellt und an das Fahrzeug 10 (drahtlos und/oder drahtgebunden) übermittelt und in der Datenspeichervorrichtung 32 gespeichert sein. Wie erkennbar ist, kann die Datenspeichervorrichtung 32 Teil der Steuerung 34, getrennt von der Steuerung 34, oder Teil der Steuerung 34 und Teil eines separaten Systems sein.
Die Steuerung 34 beinhaltet mindestens einen Prozessor 44 und eine nicht-flüchtige lesbare Computerspeichervorrichtung oder ein Medium 46. Der Prozessor 44 kann ein spezialangefertigter oder kommerziell verfügbarer Prozessor, eine Zentralprozessoreinheit (Englisch: Central Processing Unit, CPU), eine Grafikprozessoreinheit (Englisch: Graphics Processing Unit, GPU), ein Hilfsprozessor unter mehreren der Steuerung 34 zugeordneten Prozessoren, ein halbleiterbasierter Mikroprozessor (in Form eines Mikrochips oder Chipsatzes), ein Makroprozessor, eine Kombination davon oder allgemein eine Vorrichtung zum Ausführen von Anweisungen sein. Die computerlesbare Speichervorrichtung oder das Medium 46 kann beispielsweise einen flüchtigen und nichtflüchtigen Speicher als Nur-Lese-Speicher (Englisch: Read Only Memory, ROM), als Direktzugriffsspeicher (Englisch: Random Access Memory, RAM) und als Keep-Alive-Speicher (Englisch: Keep Alive Memory, KAM) beinhalten. KAM ist ein persistenter oder nichtflüchtiger Speicher, der zum Speichern verschiedener Betriebsvariablen verwendet sein kann, während der Prozessor 44 ausgeschaltet ist. Die computerlesbare Speichervorrichtung oder das computerlesbare Speichermedium 46 kann unter Verwendung einer Reihe bekannter Speichervorrichtungen wie PROMs (programmierbarer Nur-Lese-Speicher), EPROMs (elektrisch PROM), EEPROMs (elektrisch löschbares PROM), Flash-Speicher oder einer anderen elektrischen, magnetischen, optischen oder kombinierten Speichervorrichtung, die zum Speichern von Daten fähig ist, implementiert sein, von denen einige ausführbare Anweisungen, die von der Steuerung 34 zum Steuern des Fahrzeugs 10 verwendet werden, repräsentieren.
Die Anweisungen können eines oder mehrere separate Programme beinhalten, von denen jedes eine geordnete Auflistung von ausführbaren Anweisungen zum Implementieren logischer Funktionen umfasst. Die Anweisungen, wenn sie vom Prozessor 44 ausgeführt werden, empfangen und verarbeiten Signale vom Sensorsystem 28, führen Logik, Berechnungen, Verfahren und/oder Algorithmen zum automatischen Steuern der Komponenten des Fahrzeugs 10 durch und erzeugen Steuersignale an das Aktuatorsystem 30, um die Komponenten des Fahrzeugs 10 basierend auf der Logik, den Berechnungen, den Verfahren und/oder den Algorithmen automatisch zu steuern. Obwohl eine einzelne Steuerung 34 in 1 dargestellt ist, können Ausführungsformen des Fahrzeugs 10 eine Anzahl von Steuerungen 34 beinhalten, die über ein geeignetes Kommunikationsmedium oder eine Kombination von Kommunikationsmedien kommunizieren und die zusammenarbeiten, um die Sensorsignale zu verarbeiten, Logik, Berechnungen, Verfahren und/oder Algorithmen durchzuführen und Steuersignale zur automatischen Steuerung von Funktionen des Fahrzeugs 10 zu erzeugen.
In verschiedenen Ausführungsformen sind eine oder mehrere Anweisungen der Steuerung 34 im Steuersystem 100 ausgeführt. Das Fahrzeug 10 beinhaltet eine Benutzeroberfläche 23, die ein Touchscreen im Armaturenbrett sein kann. Die Benutzeroberfläche 23 steht in elektronischer Kommunikation mit der Steuerung 34 und ist konfiguriert, um Eingaben eines Benutzers (z.B. Fahrzeugführer) zu empfangen. Dementsprechend ist die Steuerung 34 konfiguriert, um Eingaben des Benutzers über die Benutzeroberfläche 23 zu empfangen. Die Benutzeroberfläche 23 beinhaltet eine Anzeige, die konfiguriert ist, um dem Benutzer (z.B. Fahrzeugführer oder Beifahrer) Informationen anzuzeigen.
Das Kommunikationssystem 36 ist konfiguriert, um Informationen drahtlos zu und von anderen Objekten 48 zu übertragen, wie beispielsweise, aber nicht beschränkt darauf, andere Fahrzeuge ((Englisch: Vehicle to Vehicle, „V2V“)-Kommunikation), Infrastruktur ((Englisch: Vehicle to Infrastructure, „V2I“)-Kommunikation), entfernte Systeme und/oder persönliche Vorrichtungen (detaillierter beschrieben mit Bezug auf 2). In einer exemplarischen Ausführungsform ist das Kommunikationssystem 36 ein drahtloses Kommunikationssystem, das konfiguriert ist, um über ein drahtloses lokales Netzwerk (Englisch: Wireless Local Area Network, WLAN) unter Verwendung der IEEE 802.11 Standards oder unter Verwendung einer mobilen Datenkommunikation zu kommunizieren. Jedoch werden auch zusätzliche oder alternative Kommunikationsmethoden, wie beispielsweise ein dedizierter Kurzstreckenkommunikationskanal (Englisch: Dedicated Short-Range Communication, DSRC), als im Rahmen der vorliegenden Offenbarung liegend betrachtet. DSRC-Kanäle beziehen sich auf ein- oder zweiseitige drahtlose Kommunikationskanäle mit kurzer bis mittlerer Reichweite, die speziell für den Einsatz im Automobil entwickelt wurden, sowie auf einen entsprechenden Satz von Protokollen und Standards.
1 ist ein schematisches Blockdiagramm des Steuersystems 100, das zum Steuern des Fahrzeugs 10 konfiguriert ist. Die Steuerung 34 des Steuersystems 100 ist in elektronischer Kommunikation mit dem Bremssystem 26, dem Antriebssystem 20 und dem Sensorsystem 28.
Das Bremssystem 26 beinhaltet ein oder mehrere Bremsaktuatoren (z.B. Bremssättel), die mit einem oder mehreren Rädern 18 gekoppelt sind. Bei Betätigung üben die Bremsaktuatoren einen Bremsdruck auf ein oder mehrere Räder 17 aus, um das Fahrzeug 10 zu verzögern. Das Antriebssystem 20 beinhaltet ein oder mehrere Antriebsaktuatoren zum Steuern des Antriebs des Fahrzeugs 10. Wie vorstehend erläutert, kann beispielsweise das Antriebssystem 20 einen Verbrennungsmotor beinhalten, und in diesem Fall kann der Antriebsaktuatoren eine Drosselklappe sein, die speziell zum Steuern des Luftstroms in den Verbrennungsmotor konfiguriert ist. Das Sensorsystem 28 kann einen oder mehrere Beschleunigungssensoren (oder ein oder mehrere Gyroskope) beinhalten, die mit einem oder mehreren Rädern 17 gekoppelt sind. Der Beschleunigungssensor steht in elektronischer Kommunikation mit der Steuerung 34 und ist konfiguriert, um die Längs- und Querbeschleunigungen des Fahrzeugs 10 zu messen und zu überwachen. Das Sensorsystem 28 kann einen oder mehrere Geschwindigkeitssensoren 40s beinhalten, die konfiguriert sind, um die Geschwindigkeit (oder Schnelligkeit) des Fahrzeugs 10 zu messen. Der Geschwindigkeitssensor 40s ist mit der Steuerung 34 gekoppelt und steht in elektronischer Kommunikation mit einem oder mehreren Rädern 17.
2 ist ein Blockdiagramm eines Verfahrens 200 zum Steuern des Fahrzeugs 100, um eine benutzergesteuerte Funktionsauswahl zu ermöglichen. Das Verfahren 200 beinhaltet Block 202, der das Übermitteln der Routendaten oder Routeninformationen an die Steuerung 34 mittels des GPS-Transceivers 40g beinhaltet.. Die Routendaten werden, während das Fahrzeugs 10 sich bewegt, kontinuierlich aktualisiert. Mit anderen Worten überwacht der GPS-Transceiver 40g kontinuierlich den Standort des Fahrzeugs 10 und damit die Route des Fahrzeugs 10. Dementsprechend sendet der GPS-Transceiver 40g Routendaten an die Steuerung 34. Bei Block 204 empfängt die Steuerung 34 kontinuierlich Routendaten vom GPS-Transceiver 40g, um den Standort des Fahrzeugs 10 zu bestimmen. Bei Block 206 empfängt die Steuerung 34 die Funktionsdaten vom Sensorsystem 28. Die Funktionsdaten (z.B. Funktionsinformationen) sind Informationen über die Vielzahl von Funktionen, die für jede der Vielzahl von Fahrzeugbetriebsarten benötigt werden. Die Vielzahl der Funktionen beinhaltet, aber nicht darauf beschränkt, Objekterkennung, Zeichenerkennung und Umgebungsansicht. Der Begriff „Funktion“ meint eine Funktionalität des Fahrzeugs 10, die es ihm ermöglicht, unter Verwendung des Sensorsystems 28, seine Umgebung oder Charakteristiken über seine Operation relativ zu externen Objekten (z.B. Abstand vom Fahrzeug 10 zu einem anderen Fahrzeug) zu erkennen. Die Steuerung 34 beinhaltet ein intelligentes Reichweitenmanagementsystem (z.B. Software), um die Reichweite des Fahrzeugs 10 in Abhängigkeit vom Ladezustand (Englisch: State Of Charge, SOC) der Batterie 23 zu bestimmen. Der Begriff „Reichweite“ meint den Abstand, den das Fahrzeug 10 fähig ist, sich ausschließlich mit dem Elektromotor (der Teil des Antriebssystems 20 sein kann) als Antrieb zu bewegen. Nach dem Bestimmen der Reichweite des Fahrzeugs 10 für jede Fahrzeugbetriebsart basierend auf den Routendaten und den Funktionsdaten sendet die Steuerung 34 bei Block 208 die Liste LST der Reichweiten-Betriebsarten-Kombinationen an die Benutzeroberfläche 23. Der vorhergesagte Reichweite kann unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet werden: $R_{p r e d} = \frac{P_{c u r} \times d_{s}}{P_{c o s t}}$
wobei:

R_pred die vorhergesagte Reichweite ist;
P_cur die Restleistung der Batterie (oder der Ladezustand der Batterie 23) ist; und
d_s die zurückliegende Fahrstrecke ist.

Wie in 3 dargestellt, beinhaltet die Liste LST der Reichweiten-Betriebsarten-Kombinationen die Vielzahl der Bereiche R für jede der Vielzahl der Fahrzeugbetriebsarten VOM. Die Fahrzeugbetriebsarten VOM können als die Automatisierungsstufen charakterisiert sein, die durch die Norm J 3016-2018 der Society of Automotive Engineers (SAE) festgelegt sind, nämlich: Level 0 (d.h., L0) - keine Automatisierung; Level 1 (d.h., L1) - Fahrerassistenz; Level 2 (d.h., L2) - Teilautomatisierung; Level 3 (d.h., L3) - bedingte Automatisierung; Level 3 (d.h., L3) - hohe Automatisierung; und Level 4 (d.h., L4) - volle Automatisierung. Die Liste LST der Reichweiten-Betriebsarten-Kombinationen kann einen Bereich R und eine entsprechende Fahrzeugbetriebsart VOM beinhalten. Jede Fahrzeugbetriebsart VOM beinhaltet einen Automatisierungsgrad (wie oben beschrieben) und einen Straßenzustand (z.B. Autobahn, Stadt).
Zurückkehrend zu 2, fährt das Verfahren 200, nach dem Ausführen von Block 208, mit Block 210 fort. Bei Block 210 befiehlt die Steuerung 34 der Benutzeroberfläche 23, die Liste LST der Reichweiten-Betriebsarten-Kombinationen COMs anzuzeigen, wie in 3 dargestellt. Der Benutzer kann dann die gewünschte Reichweiten-Betriebsarten-Kombination aus der Liste LST der Reichweiten-Betriebsarten-Kombinationen auswählen. Anschließend wird die ausgewählte Reichweiten-Betriebsarten-Kombinationen SCOM bei Block 212 an die Steuerung 34 gesendet. Die Steuerung 34 empfängt dann die Benutzereingabe (d.h. die ausgewählte Reichweiten-Betriebsarten-Kombination SCOM) durch die Benutzeroberfläche 23. Die Benutzereingabe ist die vom Benutzer des Fahrzeugs 10 getroffene Auswahl, die indikativ für die gewählte Reichweiten-Betriebsarten-Kombination der Liste der Reichweiten-Betriebsarten-Kombinationen ist. Diese Auswahl ist erforderlich, wenn eine neue Fahrt beginnt oder sich eine Routensituation ändert (z.B. Verkehr, Bau, Unfall, etc.). Die gewählte Reichweiten-Betriebsarten-Kombination SCOM beinhaltet einen ausgewählten Bereich SR und eine ausgewählte Fahrzeugbetriebsart SVOM. Dann fährt das Verfahren 200 zu Block 214 fort. Bei Block 214 führt die Steuerung 34 unter Verwendung des intelligenten Reichweitenmanagementsystems (z.B. Software) durch: (1) Deaktivieren von Einheiten, die für die ausgewählte Fahrzeugbetriebsart irrelevant (nicht verwendet) sind, als Reaktion auf das Empfangen der Benutzereingabe über die Benutzeroberfläche, um die Nutzung der Rechenressourcen des Fahrzeugs 10 zu minimieren; und (2) Anpassen der Stromversorgung von mindestens einer der Einheiten, die für die ausgewählte Fahrzeugbetriebsart SVOM relevant sind, um den Stromverbrauch zu minimieren, wie im Folgenden näher erläutert.
Unter Bezugnahme auf 4 kann das Steuersystem 100 zusätzlich eine Vielzahl von Modulen M zum Aktivieren der Funktionen beinhalten. Jedes Modul M beinhaltet eine Vielzahl von Einheiten oder Vorrichtungen d. In der vorliegenden Offenbarung bedeutet der Begriff „Vorrichtung“ eine elektrische Hardwarekomponente, die elektrische Energie verbraucht. Die Vorrichtungen d können unter anderem eine Zentralprozessoreinheit (CPU), eine Grafikprozessoreinheit (GPU), ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA) und/oder eine Kombination derselben beinhalten. So kann beispielsweise ein Modul M eine CPU, ein FPGA und eine GPU beinhalten, und ein anderes Modul M kann zwei CPUs beinhalten. Während die dargestellte Ausführungsform mit zwei Modulen M dargestellt ist, ist vorgesehen, dass das Steuersystem 100 mehr oder weniger Module M beinhalten kann. Jedes Modul M beinhaltet ein Leistungsüberwachungsmodul 50 (z.B. Hard- und/oder Software), das konfiguriert ist, um die Leistungsaufnahme jeder Vorrichtung d im Modul M zu überwachen. Jedes Modul M steht in elektrischer Kommunikation mit der Steuerung 34. Dementsprechend ist jedes Modul M programmiert, um Leistungsmetriken an die Steuerung 34 zu senden. Dementsprechend empfängt die Steuerung 34 von jedem Modul M Daten über die elektrische Leistungsaufnahme jedes Moduls M und jeder Vorrichtung d in jedem Modul M. Das Steuersystem 100 kann ein verteiltes System oder ein zentrales System sein. Es ist wünschenswert, dass das Steuersystem 100 ein zentralisiertes System ist, um Komplexität im Nachrichtenübermittlungsschema zu vermeiden. Es wird kein neues physikalisches Modul benötigt.
Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 4 beinhaltet die Steuerung 34 ein Fahrzeugleistungsmodul 35 (das Hardware oder Software sein kann), das konfiguriert ist, um die elektrische Leistungsaufnahme des Fahrzeugs 10 zu bestimmen, und ein zentralisiertes Überwachungsmodul 37, das konfiguriert ist, um alle Leistungsmetriken von den Modulen M und dem Fahrzeug 10 zu empfangen, und verwendet diese Leistungsmetriken, um die Reichweite des Fahrzeugs 10 für jeden Fahrzeugbetriebsmodus zu bestimmen. Die Steuerung 34 ist auch programmiert, um eine Liste LST von Reichweiten-Betriebsarten-Kombinationen zu erstellen. Die Steuerung 34 steht in elektronischer Kommunikation mit der Batterie 21. Dementsprechend kann die Batterie 21 ihren Ladezustand (SOC) an die Steuerung 34 übermitteln. Die Steuerung 34 ist programmiert, um die Reichweite des Fahrzeugs 10 in Abhängigkeit vom SOC der Batterie 21 zu bestimmen. Die Steuerung 34 kann die Batterie 21 anweisen, dem Antriebssystem 20 (z.B. Elektromotor) elektrische Energie effizienter zur Verfügung zu stellen. Die Steuerung 34 steht in elektronischer Kommunikation mit der Benutzeroberfläche 23 und ist programmiert, um der Benutzeroberfläche 23 zu befehlen, die Liste LST der Reichweiten-Betriebsarten-Kombinationen anzuzeigen. Der Benutzer wählt dann eine der Reichweiten-Betriebsarten-Kombinationen aus der Liste LST aus. Die Steuerung 34 ist daher so programmiert, um die Benutzereingabe (d.h. die gewählte Reichweite-Betriebsart-Kombination) zu empfangen. Als Reaktion auf das Empfangen der Benutzereingabe (d.h. der gewählten Reichweite-Betriebsart-Kombination) wählt und aktiviert die Steuerung 34 die gewählte Fahrzeugbetriebsart SVOM. Außerdem aktiviert die Steuerung 34 als Reaktion auf das Empfangen der Benutzereingabe (d.h. der ausgewählten Reichweite-Betriebsart-Kombination) nur diejenigen Vorrichtungen d (d.h. Einheiten), die für die gewählte Fahrzeugbetriebsart SVOM relevant sind. Die Vorrichtungen d beinhalten daher irrelevante Vorrichtungen und relevante Vorrichtungen für jede Fahrzeugbetriebsart. Die irrelevanten Vorrichtungen müssen nicht aktiv sein, um eine jeweilige Fahrzeugbetriebsart zu aktivieren, die relevanten Vorrichtungen müssen aktiv sein, um die jeweilige Fahrzeugbetriebsart zu aktivieren. Somit deaktiviert die Steuerung 34 als Reaktion auf die Benutzereingabe die irrelevanten Vorrichtungen für die ausgewählte Fahrzeugbetriebsart SVOM und aktiviert nur die relevanten Vorrichtungen für die ausgewählte Fahrzeugbetriebsart SVOM.
5 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens 300 zum Bestimmen der Aktivierung und Deaktivierung von Vorrichtungen d im Hinblick auf die gewählte Fahrzeugbetriebsart SVOM.
Durch das Ausführen dieses Verfahrens 300 verwendet die Steuerung 34 die minimale Anzahl von Vorrichtungen d, die der gewählten Fahrzeugbetriebsart SVOM entsprechen, wenn genügend Rechenressourcen vorhanden sind, um die Funktionen zu aktivieren. Das Verfahren 300 beginnt bei Anfangsblock 302 nach Erhalt einer Benutzereingabe. Mit anderen Worten beginnt die Steuerung 34 mit der Ausführung des Verfahrens 300 als Reaktion auf das Empfangen einer Benutzereingabe, die für die ausgewählte Reichweite-Betriebsart-Kombination SCOM indikativ ist. Dann fährt das Verfahren 300 mit dem Block 304 fort. Bei Block 304 bestimmt die Steuerung 34 die erforderlichen Funktionen, um die gewählte Fahrzeugbetriebsart SVOM zu aktivieren. Jede Fahrzeugbetriebsart (z.B. Automatisierungsgrad) erfordert spezifische Funktionen wie Objekterkennung, Zeichenerkennung, Umgebungsansicht, etc. Diese Merkmalsanforderung im Hinblick auf die Fahrzeugbetriebsart VOM ist auf der Steuerung 34 gespeichert. Nach dem Bestimmen der für die gewählte Fahrzeugbetriebsart SVOM erforderlichen Funktionen fährt das Verfahren 300 mit Block 306 fort. Die Steuerung 34 berechnet die Arbeitslasten W aller für die gewählte Fahrzeugbetriebsart SVOM erforderlichen Funktionen. Für jede benötigte Funktion profiliert und speichert die Steuerung 34 die Arbeitsbelastung für jede benötigte Rechenressource (d.h. Vorrichtung d), wie CPU, GPU, FPGA und Speicher. Die Arbeitslasten W werden unter der maximalen Ressourcenkapazität (d.h. der höchsten Frequenz) profiliert. Die Steuerung 34 speichert diese Profile in einer Ressourcenforderungstabelle (Englisch: Resource Demand Table, RDT), wie in 6 dargestellt. Nach Block 308 fährt das Verfahren 300 mit Block 308 fort.
Bei Block 308 sortiert die Steuerung 34 die Module M in aufsteigender Reihenfolge der Leistungsaufnahme in M. Die nächsten Schritte des Verfahrens 300 werden verwendet, um zu bestimmen, welche Module M aktiviert und welche Module M deaktiviert werden sollen, um den Stromverbrauch zu minimieren. Nach Block 308 fährt das Verfahren 300 mit Block 310 fort. Bei Block 310 entfernt die Steuerung 34 das letzte Modul in der sortierten Liste der Module M (wie in Block 308 erstellt) und stellt es in eine Liste von deaktivierten Modulen M'. Dann fährt das Verfahren 300 mit Block 312 fort. Bei Block 312 bestimmt die Steuerung 34, ob die Arbeitslast W zu der Liste der Module M passt. Wenn die Arbeitslast W zu den Modulen M passt, dann kehrt das Verfahren 300 zu Block 310 zurück. Wenn die Arbeitslast W nicht zu den Modulen M passt, dann fährt das Verfahren 300 mit dem Block 314 fort. Bei Block 314 wird das letzte Modul in der Liste der deaktivierten Module M' zurück in die Liste der aktiven Module M verschoben. Anschließend fährt das Verfahren 300 mit Block 316 fort. Bei Block 316 ordnet die Steuerung 34 die Arbeitslast W den aktiven Modulen M neu zu. Anschließend fährt das Verfahren 300 mit Block 318 fort. Bei Block 318 werden die Module, die sich in der Liste der deaktivierten Module M' befinden, deaktiviert. Nach Block 318 endet das Verfahren 300 bei Block 320. Durch die Ausführung dieses Verfahrens 300 bestimmt die Steuerung 34 die minimale Anzahl von Modulen M mit ausreichenden Ressourcen, um die gewählte Fahrzeugbetriebsart SVOM zu aktivieren durch das Verwenden der folgenden Gleichungen : $N = min ‖ M ‖ : M = {M_{i}}$
$\sum_{f \in f e a t u r e} U (d) \leq \sum_{i = 1}^{N} M_{i} (d) : d \in {c p u, g p u, f p g a, m e m}$

wobei:

f ein Satz von Funktionen, die für eine entsprechende Fahrzeugbetriebsart erforderlich sind, ist.
N die minimale Anzahl von Modulen, die für eine entsprechende Funktion f benötigt werden, repräsenti ert.
M der Satz aller Module ist.
d Vorrichtungen innerhalb eines Moduls repräsentiert. Jedes Modul beinhaltet einen Satz von Vorrichtungen d.
U eine Computer-Arbeitslast (z.B. in Form einer Nutzung), die die Funktion f auf Vorrichtung d eingeführt hat, ist.

Eine Verbindung wird mit der Leistungsaufnahme der Vorrichtung bei voller Leistung unterbrochen.
7 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens 400 zum Anpassen der Leistungsversorgung für jedes Modul M. Bei diesem Verfahren 400 reduziert die Steuerung 34 die Leistungsaufnahme der Module M durch eine niedrigere Frequenz einer Vorrichtung d (z.B. CPU, GPU, FPGA, Speicher, etc.), wenn die Arbeitslast auf einem Modul M nicht die volle Kapazität erfordert. Das Verfahren 400 beginnt Anfangsblock 402. Anschließend fährt das Verfahren 400 mit Block 404 fort. Bei Block 404 holt die Steuerung 34 die Arbeitslast für jede Vorrichtung d auf dem Modul M ein. Nach Block 404 fährt das Verfahren 400 mit Block 406 fort. Die Steuerung 34 bestimmt, ob die Vorrichtungen d auf den, um die gewählte Fahrzeugbetriebsart SVOM zu ermöglichen, zu aktivierenden Modulen M mit dynamischer Spannungs- und Frequenzskalierung (Englisch: Dynamic Voltage and Frequency Scaling, DVFS) ausgestattet sind. Falls keine der Vorrichtungen d der, um die gewählte Fahrzeugbetriebsart SVOM zu ermöglichen, zu aktivierenden Module M mit DVFS ausgestattet sind, fährt das Verfahren 400 mit Block 408 fort. Bei Block 408 endet das Verfahren 400. Wenn eine oder mehrere der Vorrichtungen d der, um die gewählte Fahrzeugbetriebsart SVOM zu ermöglichen, zu aktivierenden Module M mit DVFS ausgestattet sind, fährt das Verfahren 400 mit Block 410 fort. Bei Block 410 bestimmt die Steuerung 34, ob die Vorrichtungen d in der Lage sind, bei mehreren Frequenzen zu arbeiten. Falls eine oder mehrere Vorrichtungen d in der Lage sind, bei mehreren Frequenzen zu arbeiten, dann fährt das Verfahren 400 mit Block 412 fort. Bei Block 412 wählt die Steuerung 34 die niedrigste Frequenz aus, die für die Berechnungen jeder Vorrichtung d ausreichend ist. Nach Block 412 fährt das Verfahren 400 mit Block 414 fort. Bei Block 414 bestimmt die Steuerung 34, ob mehrere Spannungen der Frequenz entsprechen. Falls mehrere der Frequenz entsprechende Spannungen vorhanden sind, fährt das Verfahren 400 mit Block 416 fort. Bei Block 416 wählt die Steuerung 34 die niedrigste ausreichende Spannung aus, die den Anforderungen an die Fehlerrate entspricht. Das Verfahren 400 fährt dann mit Block 418 fort. Bei Block 418 entfernt die Steuerung 34 diese Vorrichtung d zur Überprüfung. Bei diesem Verfahren 400 kann die Arbeitslast (d.h. die Leistungsaufnahme) eines Moduls M nach folgender Gleichung berechnet sein: $P = C_{1} \cdot V^{2} + C_{2} \cdot F \cdot V^{2}$
wobei:

C₁ eine erste Konstante ist, die durch die physikalischen Eigenschaften (z.B. Größe, Material, elektrischer Widerstand und Kapazität, etc.) der Vorrichtung d bestimmt wird.
C₂ eine zweite Konstante ist, die durch die physikalischen Eigenschaften (z.B. Größe, Material, elektrischer Widerstand und Kapazität, etc.) der Vorrichtung d bestimmt wird.
V die Spannung des Vorrichtung d ist.
F die Frequenz der Vorrichtung d ist.
P die von einem Modul M aufgenommene Leistung ist.

Die detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren sind unterstützend und beschreibend für die vorliegende Lehre, aber der Umfang der vorliegenden Lehre ist ausschließlich durch die Ansprüche definiert. Während einige der besten Modi und andere Ausführungsformen für die Durchführung der vorliegenden Lehren detailliert beschrieben wurden, existierend verschiedene alternative Designs und Ausführungsformen zum Ausführen der in den beigefügten Ansprüchen definierten vorliegenden Lehren.

Claims

Ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs, umfassend: Empfangen von Routendaten durch eine Steuerung, wobei die Routendaten kontinuierlich aktualisiert werden, während sich das Fahrzeug bewegt, und das Fahrzeug eine Vielzahl von Fahrzeugbetriebsarten beinhaltet; Empfangen von Funktionsdaten durch die Steuerung, wobei die Funktionsdaten Informationen über eine Vielzahl von Funktionen sind, die für jede der Vielzahl von Fahrzeugbetriebsarten benötigt werden; Bestimmen einer Vielzahl von Reichweiten für jede der Vielzahl von Fahrzeugbetriebsarten durch die Steuerung, wobei jeder der Vielzahl von Reichweiten eine Funktion der Routendaten und der Funktionsdaten für jede der Vielzahl von Fahrzeugbetriebsarten ist; und Anweisen einer Benutzerschnittstelle durch die Steuerung, eine Liste von Reichweiten-Betriebsarten-Kombinationen anzuzeigen, wobei die Liste von Reichweiten-Betriebsarten-Kombinationen die Vielzahl von Reichweiten für jede der Vielzahl von Fahrzeugbetriebsarten beinhaltet.
Das Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Empfangen einer Benutzereingabe durch die Steuerung über die Benutzeroberfläche, wobei die Benutzereingabe eine von einem Benutzer des Fahrzeugs vorgenommene Auswahl ist, die indikativ für eine ausgewählte Reichweite-Betriebsart-Kombination der Liste der Reichweiten-Betriebsarten-Kombinationen ist, und die ausgewählte Reichweite-Betriebsart-Kombination eine ausgewählte Reichweite und eine ausgewählte Fahrzeugbetriebsart beinhaltet.
Das Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Steuerung Teil eines Steuersystems ist, das Steuersystem eine Vielzahl von Vorrichtungen beinhaltet, jede der Vielzahl von Vorrichtungen eine elektrische Hardwarekomponente ist, die elektrische Energie verbraucht, die Vielzahl von Vorrichtungen aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus einer Zentralprozessoreinheit, einer Grafikprozessoreinheit und einer feldprogrammierbaren Gateanordnung besteht, die Vielzahl von Vorrichtungen eine Vielzahl von irrelevanten Vorrichtungen und eine Vielzahl von relevanten Vorrichtungen für jede der Vielzahl von Fahrzeugbetriebsarten beinhaltet, die Vielzahl von irrelevanten Vorrichtungen nicht für eine jeweilige der Vielzahl von Fahrzeugbetriebsarten aktiv sein muss und die Vielzahl von relevanten Vorrichtungen für die jeweilige der Vielzahl von Fahrzeugbetriebsarten aktiv sein muss.
Das Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend das Deaktivieren der Vielzahl von irrelevanten Vorrichtungen für die ausgewählte Fahrzeugbetriebsart durch die Steuerung als Reaktion auf das Empfangen der Benutzereingabe über die Benutzeroberfläche, um die Nutzung von Rechenressourcen des Fahrzeugs zu minimieren.
Das Verfahren nach Anspruch 4, ferner umfassend das Bestimmen der Vielzahl von irrelevanten Vorrichtungen für die ausgewählte Fahrzeugbetriebsart durch die Steuerung, vor dem Deaktivieren der Vielzahl von irrelevanten Vorrichtungen.
Das Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend das Einstellen einer Leistungsversorgung von mindestens einer der Vielzahl relevanter Vorrichtungen für die ausgewählte Fahrzeugbetriebsart, um als Reaktion auf das Empfangen der Benutzereingabe über die Benutzerschnittstelle, die Leistungsaufnahme zu minimieren, die Leistungsaufnahme zu minimieren.
Das Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Deaktivieren einer Vielzahl von irrelevanten Vorrichtungen das Deaktivieren von Modulen beinhaltet, jedes der Module die Vielzahl von Vorrichtungen beinhaltet, und das Verfahren ferner das Bestimmen, welche Module zu deaktivieren sind, unter Verwendung der folgenden Gleichungen beinhaltet: $N = min ‖ M ‖ : M = {M_{i}}$
$\sum_{f \in f e a t u r e} U (d) \leq \sum_{i = 1}^{N} M_{i} (d) : d \in {c p u, g p u, f p g a, m e m}$
wobei: f ein Satz von Funktionen ist, die für die gewählte Fahrzeugbetriebsart SVOM erforderlich sind; N eine Mindestanzahl von Modulen repräsentiert, die für eine Funktion f, die erforderlich ist, um die gewählte Fahrzeugbetriebsart SVOM zu aktivieren, benötigt werden; M ein Satz aller Module ist; d Vorrichtungen innerhalb eines der Module repräsentiert; U eine Computer-Arbeitslast ist, die die Funktion f auf Vorrichtung d eingeführt hat.
Das Verfahren nach Anspruch 7, wobei eine Leistungsaufnahme jedes Moduls unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet wird: $P = C_{1} \cdot V^{2} + C_{2} \cdot F \cdot V^{2}$
wobei: C₁ eine erste Konstante ist, die durch physikalische Eigenschaften einer Vorrichtung d bestimmt wird, C₂ eine zweite Konstante ist, die durch physikalische Eigenschaften der Vorrichtung d bestimmt wird, V eine Spannung der Vorrichtung d ist; F eine Frequenz der Vorrichtung d ist; P die von einem Modul M aufgenommene Leistung ist.
Ein Fahrzeug, umfassend: ein Steuersystem, das eine Steuerung beinhaltet; ein Sensorsystem in elektrischer Kommunikation mit der Steuerung; wobei die Steuerung programmiert ist: Routendaten zu empfangen, wobei die Routendaten kontinuierlich aktualisiert werden, während sich das Fahrzeug bewegt, und das Fahrzeug eine Vielzahl von Fahrzeugbetriebsarten beinhaltet; Funktionsdaten zu empfangen, wobei die Funktionsdaten Informationen über eine Vielzahl von Funktionen sind, die für jede der Vielzahl von Fahrzeugbetriebsarten benötigt werden; eine Vielzahl von Reichweiten für jede der Vielzahl von Fahrzeugbetriebsarten zu bestimmen, wobei jede der Vielzahl von Reichweiten eine Funktion der Routendaten und der Funktionsdaten für jede der Vielzahl von Fahrzeugbetriebsarten ist; eine Benutzerschnittstelle anzuweisen, eine Liste von Reichweiten-Betriebsarten-Kombinationen anzuzeigen, wobei die Liste von Reichweiten-Betriebsarten-Kombinationen die Vielzahl von Reichweiten für jede der Vielzahl von Fahrzeugbetriebsarten beinhaltet.
Das Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei das Sensorsystem eine Vielzahl von Sensorvorrichtungen beinhaltet und die Vielzahl von Sensorvorrichtungen eine optische Kamera beinhaltet.