DE102022207588A1

DE102022207588A1 - Steuersystem, Achsagregat, Fahrzeug, und Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102022207588A1
Application number: DE102022207588.9A
Authority: DE
Inventors: Andrea Loi; Julian Fieres; Volker Vogel; Markus Beller; Anoop Balakrishnan
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2022-07-26
Filing date: 2022-07-26
Publication date: 2024-02-01

Abstract

Es wird ein Steuersystem (1) zum Antreiben eines Fahrzeugs bereitgestellt. Das Steuersystem (1) umfasst eine Steuereinheit (2), die dazu ausgestaltet ist, Nutzerbefehle (10) von einem Nutzer des Fahrzeugs aufzunehmen, und eine Schnittstelle (3), die dazu ausgestaltet ist, Freischaltbefehle (11) an die Steuereinheit (2) zu übermittelten, und/oder Betriebsinformationen, die auf den Nutzerbefehlen (10) basieren, von der Steuereinheit (2) aufzunehmen und auszugeben. Die Steuereinheit (2) ist dazu ausgestaltet, Betriebsbefehle (12) basierend auf den Nutzerbefehlen (10), und/oder den Freischaltbefehlen (11) auszugeben. Ferner wird ein Achsaggregat, ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Antreiben eines Fahrzeugs bereitgestellt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuersystem zum Antreiben eines Fahrzeugs, ein Achsaggregat für ein Fahrzeug, ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs.
Es ist bekannt eine Fahrzeugnutzung basierend auf einer Nutzungsdauer und/oder basierend auf einer zurückgelegten Strecke zu ermöglichen. So gibt es beispielsweise Fahrzeugmietmodelle, bei denen ein Nutzer ein Fahrzeug nutzen kann und abhängig von der Nutzungszeit und/oder der zurückgelegten Strecke die Nutzung des Fahrzeugs in Rechnung gestellt bekommt. Solche Nutzungsmodelle finden beispielsweise bei sogenannten Car-Sharing Modellen Anwendung. Ein individuelle Fahrweise oder Nutzung des Fahrzeugs wird hierbei jedoch nicht berücksichtigt.
Ferner ist es bekannt Fahrzeuge bei einem Erwerb individuell zu konfigurieren, d.h. mit gewünschten Merkmalen zu versehene. Damit weist das jeweilige Fahrzeug vorher festgelegte Merkmale auf und ein spätere Änderung ist nicht mehr möglich. Somit kann ein solches Fahrzeug nicht an einen späteren Nutzungsanspruch angepasst werden.
Daher ist es eine Aufgabe der Vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs bereitzustellen, bei welchem ein individueller Nutzungsanspruch berücksichtigt werden kann.
Die vorliegende Erfindung löst dieses Problem mit einem Steuersystem zum Antreiben eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1, mit einem Achsaggregat für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 10, mit einem Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 11 und mit einem Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 12.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Steuersystem zum Antreiben eines Fahrzeugs bereitgestellt, wobei das Steuersystem eine Steuereinheit, die dazu ausgestaltet ist, Nutzerbefehle von einem Nutzer des Fahrzeugs aufzunehmen, und eine Schnittstelle, die dazu ausgestaltet ist, Freischaltbefehle an die Steuereinheit zu übermitteln, und/oder Betriebsinformationen, die auf den Nutzerbefehlen basieren, von der Steuereinheit aufzunehmen und auszugeben, umfasst, wobei die Steuereinheit dazu ausgestaltet ist, Betriebsbefehle basierend auf den Nutzerbefehlen und/oder den Freischaltbefehlen auszugeben.
Mit anderen Worten kann die Steuereinheit Betriebsbefehle ausgeben, die auf den Nutzerbefehlen und/oder auf den Freischaltbefehlen basieren. Somit ergeben sich drei Möglichkeiten wie das Fahrzeug betrieben werden kann.
Die erste Möglichkeit kann dergestalt sein, dass Freischaltbefehle der Steuereinheit zur Verfügung gestellt werden und die Steuereinheit basierend auf den Freischaltbefehlen einen Betrieb des Fahrzeugs steuert. So kann beispielsweise ein bestimmtes Betriebsmerkmal des Fahrzeugs im Vorhinein (z.B. vor Fahrtantritt) freigeschaltet werden und dann während einem Betrieb des Fahrzeugs aktiviert sein. Die zweite Möglichkeit ist dergestalt, dass Freischaltbefehle und Nutzerbefehle einer Steuereinheit zugeführt werden, und diese daraufhin Betriebsbefehle ausgibt. So kann beispielsweise ein bestimmtes Betriebsmerkmal im Vorhinein freigeschalten werden und durch bestimmte Nutzerbefehle abgerufen werden. So kann beispielsweise ein Betriebsmerkmal für eine einmalige Nutzung freigeschaltet werden. Der Nutzer kann dann durch entsprechende Nutzerbefehle das Betriebsmerkmal abrufen. Die dritte Möglichkeit ist dergestalt, dass Nutzerbefehle von einem Nutzer initiiert werden und der Steuereinheit zugeführt werden, woraufhin Betriebsbefehle von der Steuereinheit ausgegeben werden, um das Fahrzeug zu betreiben. Ferner können in diesem Fall Betriebsinformationen, die auf den Nutzerbefehlen basieren, von der Steuereinheit ausgegeben werden. Somit kann beispielsweise ein bestimmtes Betriebsmerkmal des Fahrzeugs, welches durch den Nutzer genutzt (d.h. aktiviert) wird, indem Nutzerbefehle initiiert werden, nachträglich freigeschalten werden. Alternativ oder zusätzlich können durch die Betriebsinformationen, die auf den Nutzerbefehlen basieren, und von der Steuereinheit ausgegeben werden, Betriebsmerkmale des Fahrzeugs nachträglich freigeschalten werden und/oder Nutzerprofile erstellt werden.
Bei der ersten Möglichkeit und der zweiten Möglichkeit können Betriebsmerkmale also vor einer Nutzung der jeweiligen Betriebsmerkmale freigeschaltet werden. Im Zuge der Freischaltung können die jeweils freigeschalteten Betriebsmerkmale dem Nutzer in Rechnung gestellt werden. Bei der dritten Möglichkeit können die genutzten Betriebsmerkmale nachträglich freigeschaltet werden. Demgemäß kann dem Nutzer das genutzte Betriebsmerkmal nachträglich in Rechnung gestellt werden. Bei jeder Möglichkeit kann ein Nutzerprofil erstellt werden, welches das individuelle Nutzerverhalten des Fahrzeugs widerspiegelt. Das Nutzerprofil kann dazu genutzt werden, um das Fahrzeug automatisch auf zukünftige Nutzungsgewohnheiten einzustellen (z.B. häufig von einem Nutzer freigeschaltete Betriebsmerkmale automatisch zu aktivieren und/oder bereitzustellen). Es ist auch denkbar eine Kombination der drei Möglichkeiten bereitzustellen. So kann abhängig von der Art der jeweiligen Betriebsmerkmale entweder die erste Möglichkeit, die zweite Möglichkeit oder die dritte Möglichkeit genutzt werden, um eine Nutzung der jeweiligen Betriebsmerkmale zu ermöglichen.
Somit ist es gegenüber dem bekannten Stand der Technik mögliche, ein individuelles Nutzen von Betriebsmerkmalen eines Fahrzeugs bereitzustellen. Mit anderen Worten kann ein Fahrzeug zu jedem Zeitpunkt individuell genutzt werden und/oder eine solche individuelle Nutzung in Rechnung gestellt werden. Somit kann eine nutzungsbasierte Rechnungsstellung realisiert sein.
Das Steuersystem kann eine computerähnliche Vorrichtung sein, die an einem Fahrzeug oder an Komponenten eines Fahrzeugs wie beispielsweise eines Achsaggregats vorgesehen sein kann. Das Steuersystem kann dazu ausgestaltet sein, Informationen aufzunehmen, diese zu verarbeiten und darauf basierende Aufgabeinformationen auszugeben. Das Steuersystem kann eine oder mehrere Steuereinheiten aufweisen. Das Steuersystem kann auch als eine Telematikeinheit an Bord des Fahrzeugs bezeichnet sein. Die Steuereinheit kann beispielsweise einen Zugang zu Komponenten des Antriebsstrangs bieten. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug handeln. Insbesondere ist die Erfindung für Personenkraftwagen geeignet.
Die Steuereinheit kann eine Recheneinheit sein. Die Steuereinheit kann in einem Gehäuse des Steuersystems angeordnet sein. Die Steuereinheit kann kabellos oder kabelgebunden Informationen (d.h. Daten) aufnehmen und ausgeben. Die Steuereinheit kann in einem Fahrzeug so vorgesehen sein, dass sie mit einem Datenaustauschsystem des Fahrzeugs verbunden ist, um Informationen des Fahrzeugs aufzunehmen und Informationen an das Fahrzeug auszugeben kann. So kann die Steuereinheit beispielsweise mit einer übergeordneten Steuereinheit des Fahrzeugs verbunden oder verbindbar sein.
Nutzerbefehle eines Nutzers des Fahrzeugs können allgemeine Bedienungsbefehle sein, die ein Nutzer während eines Betriebs des Fahrzeugs gibt. So kann beispielsweise ein Gasgeben, ein Lenken, ein Betätigen eines Scheibenwischers oder dergleichen ein Nutzerbefehl eines Nutzers sein. Nutzerbefehle können alle Interaktionen zwischen dem Fahrzeug und dem Nutzer sein. Nutzerbefehle können insbesondere mittels Lenkrad, Hebeln, Schalter, Pedalen, einer zentralen Bedieneinheit und dergleichen von dem Nutzer an das Fahrzeug übermittelt werden.
Die Schnittstelle kann beispielsweise ein Anschluss des Steuersystems sein, mit dem in dem Steuersystem vorgesehene Einheiten (wie beispielsweise die Steuereinheit) mit anderen Einheiten außerhalb des Steuersystems kommunizieren können. Die Schnittstelle kann beispielsweise kabelgebunden mit der Steuereinheit verbunden sein und eine kabellose Verbindung mit anderen Einheiten außerhalb des Steuersystems herstellen. Die Schnittstelle kann beispielsweise ein Transceiver sein, der dazu ausgestaltet ist, Signale zu senden und zu empfangen. Beispielsweise kann die Schnittstelle auf NFC (Near-Field-Communication), W-Lan, Bluetooth oder dergleichen basieren. Ferner ist es denkbar, dass die Schnittstelle mit einem Mobilfunkstandart mit anderen Einheiten kommuniziert.
Freischaltbefehle können Daten und/oder Informationen sein, die von einer außerhalb des Steuersystems befindlichen Einheit zu der Schnittstelle übermittelt werden. Beispielsweise können die Freischaltbefehle von einem Server, einer Cloud oder einer anderen Recheneinheit oder Datenbank zu der Schnittstelle übermittelt werden. Die Freischaltbefehle können anzeigen, welche Betriebsmerkmale in dem Fahrzeug zur Verfügung stehen. Mit anderen Worten können die Freischaltbefehle der Steuereinheit anzeigen, welche Nutzerbefehle von der Steuereinheit in welche Betriebsfehle umgewandelt werden können (siehe obige zweite Möglichkeit). So können die Freischaltbefehle beispielsweise indikativ dafür sein, welche Betriebsmerkmale oder Fahrzeugmerkmale in dem Fahrzeug zur Verfügung stehen und durch den Nutzer aktiviert und genutzt werden können. Ferne können die Freischaltbefehle auch indikativ dafür sein, Betriebsmerkmale bereitzustellen, die nicht aktiv durch einen Nutzer aktiviert werden müssen (siehe obige erste Möglichkeit). So können die Freischaltbefehle indikativ dafür sein, wie viel Leistung von dem Fahrzeug abgegeben werden kann.
Die Betriebsinformationen können Informationen sein, die indikativ für den Betrieb des Fahrzeugs sind. So können die Betriebsinformationen beispielsweise eine Art des Betreibens des Fahrzeugs darstellen. Mit anderen Worten können die Betriebsinformationen zeigen wie ein bestimmter Nutzer mit dem Fahrzeug fährt und welche Fahrzeugmerkmale der Nutzer nutzt. Somit kann mit den Betriebsinformationen ein Nutzerprofil erstellt werden. Die Betriebsinformationen können telemetrische Daten des Fahrzeugs umfassen. So kann beispielsweise eine abgegebene Leistung und oder Beschleunigungen in den Betriebsinformationen umfasst sein. Auch Verschleißzustände, die laufend von dem Fahrzeug überwacht werden, können in den Betriebsinformationen umfasst sein. Mit anderen Worten kann anhand der Betriebsinformationen auf ein Zustand des Fahrzeugs geschlossen werden. Somit kann es möglich sein basierend auf den Betriebsinformationen eine Nutzungsintensität eines bestimmten Nutzers darzustellen (und beispielsweise in Rechnung zu stellen).
Betriebsbefehle können Steuerbefehle sein, die von der Steuereinheit ausgegeben werden, und zum Antreiben und Steuern des Fahrzeugs genutzt werden. Beispielsweise kann ein Betriebsbefehl eine Anweisung an einen Inverter eines Elektrofahrzeugs sein, mit welcher Spannung und/oder Strom ein Elektromotor (e-Maschine) zu versorgen ist, um eine vom Nutzer gewünschte Fahrleistung abrufen zu können. Genauso können Betriebsbefehle auch Befehle zur Aktivierung bestimmter Betriebsmerkmale oder Fahrzeugmerkmale wie beispielsweise Sitzheizung oder eines bestimmten Innenbeleuchtung sein. Darüber hinaus können die Betriebsbefehle auch indikativ für eine bestimmte Automatisierungsstufe des Fahrzeugs sein. Als Automatisierungsstufen können die bekannten fünf Automatisierungsstufen zur Verfügung stehen. Dabei kann die erste Stufe das sogenannte assistierte Fahren betreffen. Die zweite Stufe kann das sogenannte teilautomatisierte Fahren, die dritte Stufe das hochautomatisierte Fahren, die vierte Stufe das vollautomatisierte Fahren und die fünfte Stufe das autonome Fahren betreffen. Insbesondere abhängig von diesen Automatisierungsstufen können sich die Betriebsbefehle unterscheiden. Somit ist es beispielsweise mögliche, dass ein Nutzer sich für bestimmte Fahrten vor Fahrtantritt eine gewünschte automatisierungsstufe freischaltet.
Abhängig von der vorliegenden Möglichkeit der oben angeführten drei Möglichkeiten, kann die Steuereinheit also Betriebsbefehle basierend auf den Nutzerbefehlen und/oder den Freischaltbefehlen ausgeben. Somit kann das Steuersystem individuell auf die Ansprüche oder Wünsche des Nutzers eingehen und ein individuelles Fahren bzw. ein individuell mit bestimmten Fahrzeugmerkmalen ausgerüstetes Fahrzeug bereitstellen.
Vorzugsweise umfassen die Nutzerbefehle einen Beschleunigungsbefehl, einen Bremsbefehl, einen Richtungsänderungsbefehl, einen Parkbefehl, einen Aktivierungsbefehl für ein Komfortmerkmal und/oder einen Geschwindigkeitsbefehl. Mit anderen Worten können Nutzerbefehle ein Steuern eines Fahrzeugs im Straßenverkehr sein. Zum einen können Nutzerbefehle eine Fortbewegung des Fahrzeugs steuern. Zudem können Nutzerbefehle auch andere Betriebsmerkmale des Fahrzeugs aktivieren oder deaktivieren. So kann beispielsweise eine Sitzheizung, ein Infotainment, visuelle Darstellungen und/oder klangliche Darstellungen durch einen Nutzer des Fahrzeugs aktiviert oder deaktiviert werden.
Vorzugsweise umfassen die Betriebsinformationen Informationen über eine Beschleunigung, eine Verzögerung, eine Bremsung, eine Richtungsänderung, eine Parkbetätigung, eine Aktivierung eines Komfortmerkmals, eine abgegebene Leistung, eine Nutzungszeit, eine Temperatur, und/oder eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Demgemäß können die Betriebsinformationen die Betriebsart des Fahrzeugs widerspiegeln. Eine Beschleunigung des Fahrzeugs kann beispielsweise durch ein Gasgeben des Nutzers initiiert werden. Die Beschleunigung kann beispielsweise durch einen Beschleunigungssensor und/oder einen Sensor, der die Fahrleistungen des Fahrzeugs überwacht, bestimmt werden. Eine Verzögerung kann beispielsweise eine Verlangsamung einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs sein, beispielsweise wenn sich das Fahrzeug auf einer ansteigenden Strecke fortbewegt. Eine Bremsung kann initiiert werden, indem der Nutzer die Bremse betätigt. Eine Richtungsänderung kann eine Betätigung eines Lenkrads des Fahrzeugs sein. Eine Parkbetätigung kann beispielsweise ein automatisch ausgeführtes Parkmanöver sein. Alternativ kann eine Parkbetätigung auch ein vom Nutzer aktivierte automatische Einparkfunktion sein. Die abgegebene Leistung kann die Leistung sein, die ein Antriebssystem des Fahrzeugs abgibt, um das Fahrzeug fortzubewegen. Eine Nutzungszeit kann die Zeit sein, die ein Nutzer das Fahrzeug betreibt. Mit anderen Worten kann die Nutzungszeit von einem Start des Fahrzeugs bis zu einem Abstellen des Fahrzeugs reichen. Eine Temperatur kann eine Innen-/oder Außentemperatur und/oder eine Temperatur des Antriebsstrangs des Fahrzeugs sein. Somit kann bestimmt werden, auf welche Temperatur ein Nutzer eine Heizung oder eine Kühlung des Fahrzeugs einstellt. Ferner kann die Temperatur dafür indikativ sein, wie intensiv der Nutzer das Fahrzeug nutzt. So kann beispielsweise bei einer hohen Temperatur des Antriebstrangs darauf geschlossen werden, dass das Fahrzeug häufig und/oder intensiv beschleunigt wird. Die Geschwindigkeit des Fahrzeugs kann die Fortbewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs darstellen. Das Komfortmerkmal kann beispielsweise eine Komfortausstattung des Fahrzeugs betreffen. So kann beispielsweise eine Sitzheizung, eine Massagefunktion, eine Belüftungsfunktion oder dergleichen von einem Nutzer aktiviert werden.
Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu ausgestaltet, mittels der Betriebsbefehle einen Betrieb des Fahrzeugs zu steuern. Die Betriebsbefehle können Steuerungsbefehle sein, die einzelne Komponenten des Fahrzeugs aktiviert, deaktiviert und/oder steuern. So kann beispielsweise ein Betriebsbefehl eine Sitzheizung aktivieren oder deaktivieren. Ferner kann ein Betriebsbefehl einem Bremssystem angeben, wie stark eine Bremse betätigt werden soll. Analog dazu kann ein Betriebsbefehl indikativ dafür sein, wie viel Leistung eine Antriebseinheit des Fahrzeugs (z.B. eine E-Maschine) abzugeben ist. Mit anderen Worten können Betriebsbefehle dazu genutzt werden, sämtliche Fahrzeugmerkmale oder Betriebsmerkmale zu steuern.
Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu ausgestaltet, mittels der Freischaltbefehle zumindest ein Betriebsmerkmal des Fahrzeugs zur Verfügung zu stellen und/oder zu ändern. Ein Betriebsmerkmal des Fahrzeugs können Fahrzeugmerkmale sein. Fahrzeugmerkmale können beispielsweise bei einem Kauf des Fahrzeugs als Zusatzausstattung bestellt werden. Ein Beispiel für ein Betriebsmerkmal des Fahrzeugs ist beispielsweise eine mögliche Höchstgeschwindigkeit, eine maximal mögliche Beschleunigung des Fahrzeugs, Komfortausstattungen des Fahrzeugs, ein maximal zu Verfügung stehendes Drehmoment des Fahrzeugs und dergleichen. Die Steuerbefehle können solche Betriebsmerkmale entweder überhaupt erst aktivieren d.h. sie erstmalig einem Nutzer zur Verfügung zu stellen. Ferner kann die Steuereinheit mittels der Freischaltbefehle Betriebsmerkmale ändern. So kann beispielsweise ein Standardbetriebsmerkmal des Fahrzeugs eine maximale Höchstgeschwindigkeit von 250 km/h sein. Durch einen bestimmten Freischaltbefehl kann diese maximal mögliche Höchstgeschwindigkeit beispielsweise auf 280 km/h zeitweise oder unbegrenzt erhöht werden. Analog dazu können Freischaltbefehle nur für eine gewisse Zeit Betriebsmerkmale des Fahrzeugs freischalten. So kann beispielsweise die Nutzung einer Sitzheizung nur für eine bestimmte Zeit möglich sein. Somit kann ein Nutzer gewünschte Betriebsmerkmale des Fahrzeugs individuell aktivieren und somit Freischaltbefehle erzeugen. Somit steht dem Nutzer beispielsweise die Möglichkeit zur Verfügung ein Betriebsmerkmal, das beispielsweise nur zu einer bestimmten Jahreszeit gebraucht wird (wie beispielsweise Sitzheizung) auch nur zu dieser Jahreszeit freizuschalten. Damit kann eine individuelle Nutzung des Fahrzeugs ermöglicht sein. Beispielsweise kann der Nutzer die Betriebsmerkmale mittels einer Mensch-Maschine Schnittstelle auswählen und somit Freischaltbefehle erzeugen.
Vorzugsweise umfasst das zumindest eine Betriebsmerkmale eine maximale Beschleunigung des Fahrzeugs, eine Automatisierungsstufe des Fahrzeugs, eine von dem Fahrzeug abgegebene Leistung, eine von dem Fahrzeug zur Verfügung gestellte Komfortausstattung und/oder von dem Fahrzeug abgegebene Informationen. Das Betriebsmerkmal oder auch Fahrzeugmerkmal kann ein Ausstattungsmerkmal des Fahrzeugs sein. Das Betriebsmerkmal kann dabei eine Eigenschaft des Fahrzeugs weiterbilden (wie beispielsweise ein besonders hohes Drehmoment, eine besonders hohe Höchstgeschwindigkeit, eine besonders gute Beschleunigung usw.) oder überhaupt erst zur Verfügung stellen (wie beispielsweise die Möglichkeit Komfortausstattungen wie eine Sitzheizung zu aktivieren). Somit kann ein Fahrzeug vom Werk aus beispielsweise voll ausgestaltet ausgeliefert werden. Mit anderen Worten kann ein solches Fahrzeug alle möglichen Betriebsmerkmale physisch aufweisen. Diese Betriebsmerkmale können für einen Nutzer aber erst durch ein Freischalten (z.B. gemäß einer der obigen Möglichkeiten) freigeschaltet werden. Somit kann ein sogenanntes Feature-Unlock bereitgestellt werden. Dadurch kann eine Bestellung und eine Herstellung des Fahrzeugs besonders effizient gestaltet sein.
Vorzugsweise ist die Steuereinheit insbesondere mittels eines CAN-Bus mit einer übergeordneten Steuereinheit des Fahrzeugs verbunden oder verbindbar. Die Steuereinheit des Steuersystems kann Teil einer Komponente oder Bauteil eines Fahrzeugs sein. Beispielsweise kann das Steuersystem an einem Achsaggregat vorgesehen sein. Das Achsaggregat kann von einem Zulieferer geliefert werden. Daher ist es Vorteilhaft, dass das Steuersystem mit der übergeordneten Steuereinheit des Fahrzeugs verbunden sein kann, um beispielsweise Nutzerbefehle, die über andere Komponenten angegeben werden, aufnehmen zu können. Der Anschluss mittels CAN-Bus bietet den Vorteil, dass das Steuersystem an standardisierte Datenaustauschsysteme angeschlossen werden kann.
Vorzugsweise ist die Schnittstelle kabellos mit einer Cloud und/oder einer Datenbank verbunden oder verbindbar. Die Schnittstelle kann eine Verbindung zwischen dem Steuersystem und anderen Einheiten herstellen. So können Freischaltbefehle beispielsweise in Echtzeit an die Steuereinheit übermittelt werden. Die Cloud oder die Datenbank können mit einem Flottenmanagementservice verbunden sein, sodass das Fahrzeug aus der Ferne verwaltet werden kann. Mit anderen Worten können Freischaltbefehle gemäß individuellen Wünschen eines Nutzers remote bereitgestellt sein und dann an die Schnittstelle übermittelt werden. Somit kann ein sogenanntes „CO2-predictive-driving“ realisiert sein. Dabei kann eine durch den Nutzer geplante Fahrstrecke (beispielsweise durch Eingabe in ein Navigationssystem) analysiert werden und Freischaltbefehle bereitgestellt werden, die bewirken, dass das Fahrzeug die Strecke mit einer maximalmöglichen Effizienz zurücklegen kann. Hierzu können die Freischaltbefehle beispielsweise bestimmte Motorsteuerungen bewirken, so dass das Fahrzeug besonders effizient und auf die Strecke angepasst angetrieben werden kann. Ferner kann durch Übermitteln der Betriebsinformationen an eine Datenbank und/oder eine Cloud das Fahrprofil des Nutzers analysiert werden und so Anreize für ein besonders effizientes oder sparsames Fahren realisiert sein. So kann beispielsweise bei Mietwagen die Fahrweise des Nutzers eines Fahrzeugs analysiert werden und darauf basierend die Kosten für eine Nutzung des Fahrzeugs bestimmt werden. Somit kann eine Belohnung für effizientes bzw. ökologisches Fahren bereitgestellt werden. Ferner ist denkbar, dass als Anreiz für besonders effizientes Fahren entsprechend Freischaltbefehle an die Steuereinheit übermittelt werden können, sodass der Nutzer bei besonders effizienter Fahrweise mehr Betriebsmerkmale dieses Fahrzeugs nutzen kann als wie, wenn er beispielsweise eine sehr CO₂ intensive Fahrweise tätigt. Mit anderen Worten können Kosten für die Nutzung des Fahrzeugs und/oder bestimmter Betriebsmerkmale von einer angemessenen Nutzung des Fahrzeugs abhängig gemacht werden. Dadurch können besondere Anreize für eine sparsame Nutzung des Fahrzeugs bereitgestellt sein.
Vorzugsweise ist die Schnittstelle dazu ausgestaltet, bidirektional mit der Cloud und/oder der Datenbank zu kommunizieren. Mit anderen Worten können Informationen sowohl von der Schnittstelle zu der Cloud und/oder der Datenbank transferiert werden als auch von der Cloud und/oder der Datenbank zu der Schnittstelle. Somit können Informationen empfangen und gesendet werden. Damit ist es beispielsweise möglich Befehle von einer übergeordneten Einheit zum Betrieben des Fahrzeugs zu erlangen. So kann beispielsweise bei einem Mietmodell der Vermieter des Fahrzeugs Feature-Unlock-Befehele an das Fahrzeug übermitteln. Somit kann das Fahrzeug an individuelle wünsche eines Mieters angepasst werden. Ferner kann der Vermieter Geschwindigkeitsbegrenzungen an das Fahrzeug übermitteln, so dass das Fahrzeug nicht schneller als eine bestimmte Geschwindigkeit fahren kann. Somit kann ein Missbrauch des Fahrzeugs durch zu hohe Geschwindigkeiten vermieden werden.
Vorzugsweise weist das Steuersystem eine Auswerteeinheit auf, die dazu ausgestaltet ist, die Betriebsinformationen auszuwerten, um ein Nutzerprofil zu erzeugen, wobei das Nutzerprofil mittels Schnittstelle ausgegeben werden kann. Bei dieser Ausführungsform erfolgt eine Auswertung der Nutzung des Fahrzeugs durch den Nutzer direkt in dem Steuersystem durch die Auswertereinheit. Somit kann beispielsweise bei einer nicht vorhandenen Verbindung zu der Cloud und/oder der Datenbank, das Steuersystem selber entscheiden, ob ein Nutzer besonders effizient fährt oder nicht. Somit kann ein Anreizsystem (d.h. beispielsweise ein Bereitstellen von Freischaltbefehlen) intern in dem Steuersystem geregelt werden, ohne dass eine permanente Verbindung mit der Cloud und/oder der Datenbank bestehen muss. Somit kann das Belohnungssystem für einen Nutzer auch in Gebieten bereitgestellt werden, in denen kein permanente Kontakt zu einer Cloud und/oder Datenbank möglich ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Achsaggregat für ein Fahrzeug bereitgestellt, insbesondere ein Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug, wobei das Achsaggregat ein Steuersystem gemäß einer der obigen Ausgestaltungen, und einen Antrieb als Traktionsantrieb für das Fahrzeug, umfasst. Das Achsaggregat kann zumindest eine E-Maschine umfassen, die durch einen Inverter angetrieben wird. Der Inverter kann Teil einer Leistungselektronik des Achsaggregats sein. Das Steuersystem kann Teil einer Getriebesteuereinheit des Achsaggregats sein. Ferner kann das Achsaggregat ein Getriebe aufweisen. Optional weist das Achsaggregat eine Parksperre auf, die dazu ausgestaltet ist, zu verhindern, dass das Fahrzeug in einer geparkten Position wegrollt. Ferner kann das Achsaggregat ein Hybridgetriebe aufweisen, in welchem das Steuersystem angeordnet sein kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeug mit zumindest einem Achsaggregat gemäß obiger Ausgestaltung bereitgestellt. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug handeln. Das Fahrzeug kann zwei Achsaggregate gemäß obiger Ausgestaltung aufweisen. Dabei kann lediglich ein Achsaggregat eine Parksperre aufweisen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst: Empfang von Nutzerbefehlen eines Nutzers, Empfang von Freischaltbefehlen und/oder Ausgeben von auf den Nutzerbefehlen basierenden Betriebsinformationen, und Ausgeben von Betriebsbefehlen zum Antreiben des Fahrzeugs basierend auf den Nutzerbefehlen und/oder den Freischaltbefehlen.
Merkmale einzelner Ausführungsformen können mit anderen Merkmalen oder anderen Ausführungsformen kombiniert werden und somit neue Ausführungsformen bilden. Effekte und Vorteile, die in Verbindung mit den einzelnen Merkmalen genannt sind, gelten dann analog auch für die neuen Ausführungsformen. Vorteile und Ausgestaltungen der in Verbindung mit der Vorrichtung dargelegten Merkmale gelten analog auch für das Verfahren und anders herum.
Im Folgenden wird die Vorliegende Erfindung anhand von zu bevorzugenden Ausführungsformen und den beigefügten Figuren beschrieben.

1 ist ein schematisches Diagramm, das ein Steuersystem 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 ist ein schematisches Diagramm, das ein Steuersystem gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
3 ist ein schematisches Diagramm, das ein Steuersystem gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
4 ist ein schematisches Diagramm, das ein Achsaggregat gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt.

1 ist ein schematisches Diagramm, das ein Steuersystem 1 gemäß einer Ausführungsform schematisch darstellt. Zudem sind in 1 die jeweiligen Informationen bzw. Daten, die zwischen den Einheiten des Steuersystems 1 ausgetauscht werden, schematisch dargestellt (siehe Kreisrunde Zeichen in 1). Das Steuersystem 1 umfasst eine Steuereinheit 2, die dazu ausgestaltet ist, Nutzerbefehle 10 von einem Nutzer des Fahrzeugs aufzunehmen. Demnach werden die Nutzerbefehle 10 in die Steuereinheit 2 eingegeben. Ferner umfasst das Steuersystem 2 eine Schnittstelle 3, die dazu ausgestaltet ist, Freischaltbefehle 11 an die Steuereinheit 2 zu übermitteln. Dazu ist die Schnittstelle 3 mit einer außerhalb des Steuersystems 1 angeordneten Einheit verbunden. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Schnittstelle 3 mit einer Cloud oder Datenbank kabellos verbunden. Mit anderen Worten kann die Schnittstelle 3 Informationen von außerhalb des Steuersystems 1 aufnehmen und verarbeiten oder weiterleiten. Basierend darauf kann die Schnittstelle dann Freischaltbefehle 11 erzeugen und an die Steuereinheit 2 übermitteln. Basierend auf den Nutzerbefehlen 10 und den Freischaltbefehlen 11 kann die Steuereinheit 2 dann Betriebsbefehle 12 erzeugen. Die Betriebsbefehle 12 können ein Fahrzeug teilweise oder vollständig steuern. So kann mit den Betriebsbefehlen 12 beispielsweise ein Antrieb des Fahrzeugs, Fahrassistenzsysteme, Automatisierungssysteme, Betriebsmerkmale und/oder Komfortausstattungen des Fahrzeugs gesteuert werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind also Freischaltbefehle 11 notwendig um Betriebsbefehle 12 durch die Steuereinheit 2 generieren zu lassen. Bei einer Ausführungsform ist das Fahrzeug, in dem das Steuersystem 1 vorgesehen ist, voll ausgestattet (d.h. umfasst sämtliche Zusatzausstattung). Einzelne Ausstattungsmerkmale (d.h. Betriebsmerkmale) werden jedoch erst durch Freischaltbefehle 11 zu Verfügung gestellt. So kann ein Nutzer des Fahrzeugs beispielsweise vor Fahrtantritt oder während der Fahrt einzelne Betriebsmerkmale bzw. Ausstattungsmerkmale des Fahrzeugs aktivieren. Dies kann beispielsweise über ein Smartphone oder dergleichen geschehen. Über eine Datenbank wird der Schnittstelle 3 dann signalisiert, dass ein Betriebsmerkmal freigeschaltet wurde, woraufhin die Schnittstelle 3 die Freischaltbefehle 11 erzeugt. Daraufhin kann die Steuereinheit 2 Betriebsbefehle 12 ausgeben, um das von dem Nutzer freigeschaltete Betriebsmerkmal des Fahrzeugs zu aktivieren. Gemäß einer Ausführungsform kann der Nutzer beispielsweise so eine Sitzheizungsfunktion (als Beispiel eines Betriebsmerkmals) aktivieren. In einer weiteren Ausführungsform kann der Nutzer auf dieselbe Weise eine maximal mögliche Höchstgeschwindigkeit und/oder eine maximal mögliche Beschleunigung des Fahrzeugs erhöhen. Somit kann eine individuelle Anpassung der Betriebsmerkmale an die Wünsche des Nutzers bereitgestellt sein. Als Beispiel für Automatisierungsfunktionen kann beispielsweise ein automatisches Einparken auf dieselbe Weise freigeschaltet werden. Somit kann ein „feature unlock“ bereitgestellt sein. Dadurch können alle Fahrzeuge identisch produziert werden, und letztendlich vom Kunden individualisiert werden. Somit werden die Betriebsabläufe bei einem Produzieren des Fahrzeugs vereinfacht und in ihrer Effizienz gesteigert. Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform, wird ein Betriebsmerkmal durch den Nutzer vor Nutzung des Betriebsmerkmals freigeschalten.
2 zeigt ein Steuersystem 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dabei ist das Steuersystem 1, welches in 2 dargestellt ist, identisch aufgebaut wie das in 1 dargestellte Steuersystem. Das in 2 dargestellte Steuersystem 1 unterscheidet sich dahingegen von den vorherigen Ausführungsformen, indem Informationsflüsse und darauf basierende Steuerungen unterschiedlich ausgestaltet sind. So gibt auch bei der vorliegenden Ausführungsform ein Nutzer Nutzerbefehl 10 zu der Steuereinheit 2 ein. Darauf basierend werden dann direkt Betriebsbefehle 12 erzeugt. Zudem werden von der Steuereinheit 2 Betriebsinformationen 13 erzeugt, die an die Schnittstelle 3 übergeben werden. Die Schnittstelle 3 transferiert die Betriebsinformationen unbearbeitet oder bearbeitet an eine außerhalb des Steuersystems 1 vorgesehene Cloud oder Datenbank. Mit anderen Worten braucht bei der vorliegenden Ausführungsform der Nutzer Betriebsmerkmale des Fahrzeugs nicht vorher freizuschalten, sondern kann diese direkt nutzen. Eine Nutzung verschiedener Betriebsmerkmale des Fahrzeugs werden dann in den Betriebsinformationen abgelegt, die wiederum über die Schnittstelle 3 von dem Steuersystem 1 ausgegeben werden. Somit können von einem Nutzer genutzte Betriebsmerkmale des Fahrzeugs im Nachhinein abgerechnet werden. Auch hierbei besteht die Möglichkeit, dass der Nutzer sein Fahrzeug individuell nutzen kann und nur für wirklich genutzte Betriebsmerkmale zahlen muss.
Bei der vorliegenden Ausführungsform bietet sich zudem noch die Möglichkeit, dass eine Effizienz beim Betrieb des Fahrzeugs gesteigert werden kann. So kann ein Nutzer beispielsweise sein geplantes Fahrziel in ein Navigationssystem eingeben und somit Nutzerbefehle 10 erzeugen. Die Steuereinheit 2 kann dann das Ziel mittels Betriebsinformationen 13 an die Schnittstelle 3 übergeben. Die Schnittstelle 3 kann dies wiederum an eine externe Stelle (beispielsweise Cloud oder Datenbank) übermitteln. Daraufhin kann die Schnittstelle Informationen über die derzeit effizienteste Route und/oder die effizientesten Betriebsmerkmale und/oder die effizienteste Fahrweise, um das Ziel zu erreichen erlangen. Diese Informationen können dann dem Nutzer wieder zur Verfügung gestellt werden. Ferner ist es denkbar, dass diese Informationen direkt in Betriebsbefehle 12 einfließen, um ein möglichst effizientes Fahren des Fahrzeugs sicherzustellen. Somit kann ein hocheffizienter Betrieb des Fahrzeugs ermöglicht sein.
Durch die Betriebsinformationen 13 ist es ferner denkbar, dass Nutzer, die das Fahrzeug sehr effizient Nutzen, eine Belohnung für ein effizientes Fahren erlangen. So ist es denkbar, dass beispielsweise bei Carsharing-Konzepten ein Nutzer nicht nur pro gefahrener Strecke und/oder pro genutzter Zeit zahlen muss, sondern auch eine individuelle Fahrweise des Nutzers berücksichtigt wird. So kann beispielsweise bei Nutzern, die sehr schnell fahren und/oder rasch beschleunigen oder bremsen eine höhere Rechnung erhalten, als Nutzer, die besonders effizient und verschleißschonend fahren. Dazu können die Betriebsinformationen 13, die auf den Nutzerbefehlen 10 basieren, herangezogen werden. Eine solche Auswertung kann in der Schnittstelle 3 geschehen, sodass lediglich eine Bewertung der Fahrweise dem Steuersystem 1 ausgegeben wird. Bei einer anderen Ausführungsform werden die Betriebsinformationen 13 von der Schnittstelle 3 direkt an eine Cloud oder Datenbank übermittelt und dort ausgewertet.
3 ist ein schematisches Diagramm, das eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Die vorliegende Ausführungsform ist eine Kombination der in 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen. Somit kann bei der vorliegenden Ausführungsform ein Nutzer bestimmte Betriebsmerkmale mittels Freischaltbefehlen 11 freischalten. Gleichzeitig werden Betriebsinformationen 13 mittels der Schnittstelle 3 direkt oder angepasst an eine Cloud oder Datenbank übermittelt. Somit sind eine Kombination der in Verbindung mit den oben genannten Ausführungsformen möglich.
Ferner ist es mittels der Kommunikation mit der externen Cloud bzw. Datenbank möglich, ein Fahrzeug an länderspezifische Ausgestaltungen anzupassen. So kann beispielsweise eine Höchstgeschwindigkeit auf eine in dem jeweiligen Land zulässige Höchstgeschwindigkeit begrenzt sein. Somit kann eine Betriebssicherheit des Fahrzeugs weiter erhöht sein.
Bei jeder Ausführungsform ist die externe Cloud bzw. Datenbank als eine externe Kommunikationsvorrichtung dazu ausgestaltet, Signale zu empfangen und/oder zu senden. Ferner kann die externe Kommunikationsvorrichtung dazu ausgestaltet sein, Signale (beispielsweise Betriebsinformationen 13) auszuwerten und entsprechend zu verarbeiten. Dies geschieht vorzugsweise in einem Backend-System. So kann die externe Kommunikationsvorrichtung beispielsweise Signale von Sensoren aus dem Fahrzeug erlangen und auswerten. Ferner kann die externe Kommunikationsvorrichtung eine Überwachung von Fahrzeugdaten bereitstellen. Somit kann auch ein Defekt oder eine schleichende Verschlechterung des Fahrzeugs oder einzelner Komponenten des Fahrzeugs frühzeitig erfasst werden und entsprechende Gegenmaßnahmen eingeleitet werden. Ferner kann ein Nutzer des Fahrzeugs mit einer Mensch-Maschine Schnittstelle mit der externen Kommunikationsvorrichtung kommunizieren, um sein Fahrzeug zu individualisieren. Insbesondere bei der 3 dargestellten Ausführungsform sind die Signalketten zwischen Steuereinheit 2 und Schnittstelle 3 und externer Kommunikationsvorrichtung bidirektional ausgestaltet. So können die oben beschriebenen Merkmale des „Feature-Unlock“ (d.h. die Freischaltbefehle) und optional zusätzliche Betriebsbefehle realisiert sein.
4 ist eine schematische Darstellung eines Achsaggregats 4 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Achsaggregat 4 ist für Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge geeignet. Das Achsaggregat 4 umfasst eine E-Maschine fünf und eine Leistungselektronik 6. Die Leistungselektronik 6 umfasst das Steuersystem 1 gemäß einer der obigen Ausgestaltungen. Ferner umfasst die Leistungselektronik einen Inverter (nicht dargestellt), der dazu ausgestaltet ist, die E-Maschine 5 mit elektrischem Strom zu versorgen, sodass die E-Maschine als traktionsantrieb dienen kann. Ferner umfasst das Achsaggregat 4 eine Parksperre 7, die dazu ausgestaltet ist, in einem abgestellten Zustand des Fahrzeugs das Achsaggregat 4 zu blockieren, um zu verhindern, dass das Fahrzeug ungewollt bewegt wird. Ferner umfasst das Achsaggregat 4 ein Getriebe 8.
5 ist ein schematisches Ablaufdiagramm, das ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt. In einem ersten Schritt S1 werden Nutzerbefehle 10 empfangen. In einem weiteren Schritt S2 werden Freischaltbefehle 11 empfangen. Zusätzlich oder alternativ werden in einem Schritt S3 Betriebsinformationen 13, die auf den Nutzerbefehlen 10 basieren, ausgegeben. Die Schritte S2 und S3 können alternativ zu einander oder parallel zu einander ausgeführt werden. In einem Schritt S4 werden Betriebsbefehle 12 ausgegeben. Die Betriebsbefehle 12 können das Fahrzeug antreiben. Mit anderen Worten können die Betriebsbefehle 12 auf den Nutzerbefehlen 10 und/oder auf den Freischaltbefehlen 11 basieren.
Bezugszeichen

1: Steuersystem
2: Steuereinheit
3: Schnittstelle
4: Achsaggregat
5: E-Maschine
6: Leistungselektronik
7: Parksperre
8: Getriebe
10: Nutzerbefehlen
11: Freischaltbefehle
12: Betriebsbefehle
13: Betriebsinformationen

Claims

Steuersystem (1) zum Antreiben eines Fahrzeugs, umfassend: eine Steuereinheit (2), die dazu ausgestaltet ist, Nutzerbefehle (10) von einem Nutzer des Fahrzeugs aufzunehmen, und eine Schnittstelle (3), die dazu ausgestaltet ist, Freischaltbefehle (11) an die Steuereinheit (2) zu übermittelten, und/oder Betriebsinformationen, die auf den Nutzerbefehlen (10) basieren, von der Steuereinheit (2) aufzunehmen und auszugeben, wobei die Steuereinheit (2) dazu ausgestaltet ist, Betriebsbefehle (12) basierend auf den Nutzerbefehlen (10), und/oder den Freischaltbefehlen (11) auszugeben.
Steuersystem (1) gemäß Anspruch 1, wobei die Nutzerbefehle (10) einen Beschleunigungsbefehl, einen Bremsbefehl, einen Richtungsänderungsbefehl, einen Parkbefehl, einen Aktivierungsbefehl für ein Komfortmerkmal und/oder einen Geschwindigkeitsbefehl umfassen.
Steuersystem (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Betriebsinformationen Informationen über eine Beschleunigung, eine Verzögerung, eine Bremsung, eine Richtungsänderung, eine Parkbetätigung, eine Aktivierung eines Komfortmerkmals, eine abgegebene Leistung, eine Nutzungszeit, eine Temperatur und/oder eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs umfassen.
Steuersystem (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (2) dazu ausgestaltet ist, mittels der Betriebsbefehle (12) einen Betrieb des Fahrzeugs zu steuern.
Steuersystem (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (2) dazu ausgestaltet ist, mittels der Freischaltbefehle (11) zumindest ein Betriebsmerkmal des Fahrzeugs zur Verfügung zu stellen und/oder zu ändern.
Steuersystem (1) gemäß Anspruch 5, wobei das zumindest eine Betriebsmerkmal eine maximale Beschleunigung des Fahrzeugs, eine automatisierungsstufe des Fahrzeugs, eine von dem Fahrzeug abgegebene Leistung, eine von dem Fahrzeug zur Verfügung gestellte Komfortausstattung und/oder von dem Fahrzeug abgegebene Informationen umfasst.
Steuersystem (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schnittstelle (3) kabellos mit einer Cloud und/oder einer Datenbank verbunden oder verbindbar ist.
Steuersystem (1) gemäß Anspruch 7, wobei die Schnittstelle (3) dazu ausgestaltet ist, bidirektional mit der Cloud und/oder der Datenbank zu kommunizieren.
Steuersystem (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Steuersystem (1) eine Auswerteeinheit umfasst, die dazu ausgestaltet ist, die Betriebsinformationen auszuwerten um ein Nutzerprofil zu erzeugen, wobei das Nutzerprofil mittels der Schnittstelle (3) ausgegeben werden kann.
Achsaggregat für ein Fahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug, umfassend: ein Steuersystem (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, und einen Antrieb als Traktionsantrieb für das Fahrzeug.
Fahrzeug mit zumindest einem Achsaggregat gemäß Anspruch 10.
Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, umfassend: Empfangen von Nutzerbefehlen (10) eines Nutzers, Empfangen von Freischaltbefehle (11) und/oder Ausgeben von auf den Nutzerbefehlen (10) basierenden Betriebsinformationen, Ausgeben von Betriebsbefehlen (12) zum Antreiben des Fahrzeugs basierend auf den Nutzerbefehlen (10) und/oder den Freischaltbefehlen (11).