DE102010037514A1

DE102010037514A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines Ladezustandes eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102010037514A1
Application number: DE102010037514A
Authority: DE
Inventors: Michael Scheu
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2010-09-14
Filing date: 2010-09-14
Publication date: 2012-03-15

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung eines Ladevorgangs eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs mit einer Erfassungseinrichtung, die dazu ausgelegt ist, ein Öffnen des Kraftfahrzeugs und den Zustand des Ladevorgangs des elektrischen Energiespeichers des Kraftfahrzeugs beim Öffnen des Kraftfahrzeugs zu erfassen und einer Ausgabeeinheit, die dazu ausgelegt ist, Informationen zum erfassten Zustand des Ladevorgangs beim Öffnen des Kraftfahrzeugs auszugeben.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung eines Ladezustandes eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs.
Die Druckschrift US 2009/0108803 A1 beschreibt Benutzeroberflächen für Hybridfahrzeuge zur Anzeige von Hybridsysteminformationen des Hybridfahrzeuges. Die beschriebene Benutzeroberfläche stellt Informationen des wiederaufladbaren Energiespeichers des Hybridfahrzeuges beim Start oder während der Fahrt in verschiedenen Modi dar. Ferner stellt die beschriebene Benutzeroberfläche diagnostische Informationen des Hybridfahrzeuges für den Benutzer zur Verfügung. Die beschriebene Methode erlaubt das Aufladen eines elektrischen Energiespeichers der Hybridfahrzeugbatterie und steuert den Benutzerzugriff auf zahlreiche Fahrzeugfunktionen während des Ladevorgangs der Batterie.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung eines Ladezustandes eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 gelöst.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee liegt darin, für den Benutzer eines Kraftfahrzeugs, welches über einen elektrischen Energiespeicher verfügt, Informationen bereitzustellen, inwieweit ein Ladevorgang des elektrischen Energiespeichers fortgeschritten bzw. abgeschlossen ist. Insbesondere nach einem Ladevorgang ist es bei einem Zugriff auf das Kraftfahrzeug, beispielsweise bei einem Öffnen einer Tür des Kraftfahrzeugs, für den Zugreifenden wichtig zu wissen, ob das Kraftfahrzeugs fahrbereit ist, oder ob gegebenenfalls Schritte wie das Entfernen des Ladekabels, das Sichern der Ladeschnittstelle oder das Verlängern des Ladevorgangs aufgrund unzureichender Lademenge des elektrischen Energiespeichers eingeleitet werden müssen, bevor das Kraftfahrzeug fahrbereit ist.
Es kann beispielsweise von Vorteil sein, bei einem Öffnen des Kraftfahrzeugs Signale zu generieren, die Informationen und Warnungen bezüglich des Ladevorgangs an den Kraftfahrzeugnutzer übermitteln. Diese Signale können akustischer oder optischer Natur sein.
Weiterhin kann es von Vorteil sein, die Informationen und Warnungen bezüglich des Ladevorganges detailliert wiederzugeben, um den Kraftfahrzeugnutzer umfassend über den momentanen Zustand des Kraftfahrzeugs hinsichtlich des vorangegangenen Ladevorgangs in Kenntnis zu setzen, und ihm so gezielt Maßnahmen zur Abhilfe bei eventuellen Problemen vorzuschlagen.
In den Unteransprüchen finden sich Weiterbildungen der in den unabhängigen Patentansprüchen angegebenen Gegenstände.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 in einer perspektivischen Ansicht eine Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine vergrößerte Ansicht einer Ausgabeeinheit einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 eine Übersichtsansicht eines Ladevorgangs eines Kraftfahrzeugs mit elektrischem Energiespeicher gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
4 ein Ablaufschema eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
Kraftfahrzeuge im Sinne dieser Anmeldung sind Kraftfahrzeuge, die über einen elektrischen Energiespeicher verfügen, aus dem sie Energie zur Fortbewegung beziehen.
Solche Kraftfahrzeuge umfassen beispielsweise Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Leichtelektromobile, Akkumulatorenfahrzeuge und dergleichen sein. Auch Kraftfahrzeuge mit elektrischem Antrieb, welche einen Anhänger mit elektrischem Energiespeicher mit sich führen sind für die Erfindung relevant.
3 zeigt schematisch ein solches Kraftfahrzeug 30, welches über einen elektrischen Energiespeicher 31 verfügt. Zur Aufladung des elektrischen Energiespeichers 31 des Kraftfahrzeugs 30 kann eine Ladeschnittstelle 32 an dem elektrischen Energiespeicher 31 vorgesehen sein, über die mittels einer Ladeverbindung 34 elektrische Energie von einer externen Energiequelle 36 an den elektrischen Energiespeicher 31 übertragen werden kann. Die externe Energiequelle 36 kann zum Beispiel eine Steckdose, ein Generator oder eine Ladesäule an einer elektrischen Ladestation sein. Die Ladeverbindung 34 kann beispielsweise über ein Ladekabel hergestellt werden, welches mit der Ladeschnittstelle 32 und der externen Energiequelle 36 verbunden ist. Zur Initiierung eines Ladevorganges wird üblicherweise ein Ladekabel 34 für eine gewisse Zeitdauer mit der Ladeschnittstelle 32 des Kraftfahrzeugs 30 verbunden, während der elektrische Energie an den elektrischen Energiespeicher 31 des Kraftfahrzeugs 30 übertragen wird. Bei einem verfrühten Inbetriebsetzen des Kraftfahrzeugs 30, beispielsweise wenn die übertragene Energiemenge noch nicht ausreichend hoch ist oder wenn das Ladekabel 34 noch mit der Ladeschnittstelle 32 verbunden ist, können Komplikationen auftreten, zum Beispiel Beschädigungen an Ladekabel 34, Kraftfahrzeug 30 und/oder externer Energiequelle 36, die durch Zugbelastungen an dem Ladekabel 34 aufgrund einer zeitlich fortschreitenden Vergrößerung der Distanz zwischen Kraftfahrzeug 30 und externer Energiequelle 36 hervorgerufen werden.
1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Überwachung des Zustandes eines Ladevorgangs eines Kraftfahrzeugs aus 3 mit einer Ausgabeeinheit 10 und einer Erfassungseinrichtung 4, die mit der Ausgabeeinheit 10 gekoppelt ist. Mit der Erfassungseinrichtung 4 können weitere Einheiten gekoppelt sein, wie zum Beispiel Sensoren 6 und 8.
Die Ausgabeeinheit 10 kann beispielsweise ein Instrumentenblock oder ein Teil des Instrumentenblocks zur Anzeige von Kraftfahrzeugparametern sein. Dies kann beispielsweise ein Kombiinstrument, eine Mittelkonsoleneinheit oder ein Radio-Display eines Kraftfahrzeugs sein. Die Ausgabeeinheit 10 ist zweckmäßigerweise im Blickfeld des Nutzers eines Kraftfahrzeugs angeordnet, beispielsweise am Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs.
Die Erfassungseinrichtung 4 ist mit der Ausgabeeinheit 10 gekoppelt und ist dazu ausgelegt Parameter, die den Betriebszustand des Kraftfahrzeugs betreffen, zu erfassen. Dazu kann die Erfassungseinrichtung 4 unter anderem Sensoren 6 und 8 umfassen, welche verschiedene Zustände des Kraftfahrzeugs überwachen.
Beispielsweise kann Sensor 6 dazu ausgelegt sein, ein Öffnen des Kraftfahrzeugs zu überwachen. Ein Öffnen des Kraftfahrzeugs bedeutet hierin beispielsweise das Öffnen von Türen, Fenstern oder Kofferraumdeckeln des Kraftfahrzeugs, um sich Zugang zum Kraftfahrzeug zu verschaffen. Insbesondere kann Sensor 6 dazu ausgelegt sein, den Öffnungszustand der Fahrertür des Kraftfahrzeugs zu überwachen, und der Erfassungseinrichtung 4 Rückmeldung darüber zu geben, ob die Fahrertür geöffnet ist und gegebenenfalls zu welchem Zeitpunkt sich der Öffnungszustand der Fahrertür geändert hat.
Sensor 8 kann beispielsweise dazu ausgelegt sein, den Momentanzustand eines Ladevorgangs zu überwachen und Informationen darüber an die Erfassungseinrichtung 4 zu übermitteln. Diese Informationen können beispielsweise die momentane Lademenge und den Ladezustand des elektrischen Energiespeichers, die bisherige Zeitdauer des momentanen Ladevorgangs, das Vorhandensein einer Verbindung zwischen einem Ladekabel und der Ladeschnittstelle und dergleichen umfassen.
Die Erfassungseinrichtung 4 kann dazu ausgelegt sein, von den Sensoren 6 und 8 empfangene Informationen zusammenzuführen und daraus kombinierte Informationen zu gewinnen. Beispielsweise kann die Erfassungseinrichtung 4 dazu ausgelegt sein, das Öffnen des Kraftfahrzeugs mit der Information über eine Verbindung eines Ladekabels mit der Ladeschnittstelle zeitlich zu korrelieren. So ist es beispielsweise ein kritischer Zustand, wenn die Fahrertür des Kraftfahrzeugs geöffnet wird, während ein Ladekabel noch mit der Ladeschnittstelle verbunden ist, da ein Öffnen der Fahrertür häufig auf ein baldiges Inbetriebsetzen des Kraftfahrzeugs hindeutet und die Möglichkeit besteht, dass der Nutzer des Kraftfahrzeugs vergessen hat, das Ladekabel von der Ladeschnittstelle zu trennen. Außerdem ist es möglich, dass der Ladevorgang noch nicht ausreichend lange gedauert hatte, um eine hinreichende Menge elektrischer Energie in den elektrischen Energiespeicher zu übertragen. Dies könnte dazu führen, dass bei einem frühzeitigen Inbetriebsetzen des Kraftfahrzeugs die elektrische Energie nicht ausreicht, um das Kraftfahrzeug ordnungsgemäß zu starten oder eine gewünschte Distanz zurückzulegen.
Um diesen Problemen vorzubeugen, ist die Erfassungseinrichtung 4 dazu ausgelegt, bei vordefinierten Ereignissen Informationen über diese Ereignisse an die Ausgabeeinheit 10 zu übermitteln. Die Ausgabeeinheit 10 kann daraufhin die Informationen über die Ereignisse an den Nutzer des Kraftfahrzeugs weitergeben.
2 zeigt eine Ausgabeeinheit 10 in höherem Detail. Die Ausgabeeinheit 10 umfasst Anzeigeeinheiten 12, 14, 16, 18 und 20 sowie eine Einheit 11 zur Ausgabe von akustischen Signalen. Die Anzeigeeinheiten 12, 14, 16 können beispielsweise LED-Felder, LCD-Felder, TFT-Monitore oder analoge Ausgabegeräte umfassen.
Beispielsweise kann dem Nutzer des Kraftfahrzeugs in einem ersten Anzeigefeld 12 ein Warnhinweis in Form eines Textes bezüglich eines aktiven Ladevorgangs dargestellt. Beispielsweise wird die Information ”Ladekabel gesteckt” oder ”Ladekabel vor Fahrtbeginn abziehen” oder ”Batterie wird geladen” oder ein vergleichbarer Text als ein Warnhinweis dargestellt. Darüber hinaus können in einem zweiten Anzeigefeld 14 weitere Informationen zum aktuellen Ladezustand des elektrischen Energiespeichers dargestellt werden. Diese Informationen können die Ladungsmenge, die Ladungsdauer, die Ladegeschwindigkeit, die voraussichtliche Zeitdauer bis zum Ende einer vollständigen Aufladung und dergleichen umfassen. In einem dritten Anzeigefeld 16 kann darüber hinaus eine Information über weitere Daten des aktiven Ladevorgangs dargestellt werden, wie beispielsweise ein mit dem aktuellen Ladevorgang verbundenes Ladeziel des Ladezustands des elektrischen Energiespeichers. Ferner können Hinweise bezüglich der Ladeschnittstelle und/oder der externen Energiequelle in einem der Anzeigefelder 12, 14, 16 angezeigt werden.
Die Anzeigeeinheiten 18, 20 können farbcodierte LEDs sein, die in bestimmten Farben oder Blinkmustern leuchten können, um dem Nutzer des Kraftfahrzeugs von der Erfassungseinrichtung 4 übermittelte Informationen und Warnhinweise zur Kenntnis zu geben.
Es ist selbstverständlich, dass die Anzeigeeinheiten nur beispielhaften Charakter aufweisen und dass sämtliche Informationen in unterschiedlichen optischen Formen dargestellt werden können.
Ferner können die entsprechenden Informationen auch in akustischer Form über eine Einheit 11 zur Ausgabe von akustischen Signalen übermittelt werden. Die akustischen Signale können beispielsweise gesprochene Warnhinweise wie ”Ladekabel gesteckt” oder ”Ladekabel vor Fahrtbeginn abziehen” oder ”Batterie wird geladen” oder ein vergleichbarer Text sein. Weiterhin können Warntöne in unterschiedlichen Tongebungen, Tonhöhen und/oder Tonmustern ausgegeben werden, um dem Nutzer des Kraftfahrzeugs von der Erfassungseinrichtung 4 übermittelte Informationen und Warnhinweise zur Kenntnis zu geben.
4 zeigt ein Ablaufschema eines Verfahrens zur Überwachung eines Ladevorgangs eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. In einem Schritt S1 wird ein Öffnen des Kraftfahrzeugs erfasst. In einem Schritt S2 wird der Zustands des Ladevorgangs des elektrischen Energiespeichers zum Zeitpunkt des Öffnens des Kraftfahrzeugs ermittelt. In Schritt S3 werden dann Informationen über den Zustand des Ladevorgangs im Anschluss an das erfasste Öffnen des Kraftfahrzeugs mit einer Ausgabeeinheit ausgegeben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2009/0108803 A1 [0002]

Claims

Vorrichtung (1) zur Überwachung eines Ladevorgangs eines elektrischen Energiespeichers (31) eines Kraftfahrzeugs (30), umfassend: – eine Erfassungseinrichtung (4), die dazu ausgelegt ist, ein Öffnen des Kraftfahrzeugs (30) und den Zustand des Ladevorgangs des elektrischen Energiespeichers (31) des Kraftfahrzeugs (30) beim Öffnen des Kraftfahrzeugs (30) zu erfassen; und – eine Ausgabeeinheit (10), die dazu ausgelegt ist, Informationen zum erfassten Zustand des Ladevorgangs beim Öffnen des Kraftfahrzeugs (30) auszugeben.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabeeinheit (10) eine Einheit (11) zur Ausgabe von akustischen Signalen umfasst.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabeeinheit (10) Anzeigeeinheiten (12, 14, 16, 18, 20) zur Ausgabe von optischen Signalen umfasst.
Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (4) dazu ausgelegt ist, die Verbindung eines Ladekabels (34) mit einer Ladeschnittstelle (32) und/oder den Ladezustand des elektrischen Energiespeichers (31) zu überwachen.
Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (4) dazu ausgelegt ist, das Öffnen der Fahrertür des Kraftfahrzeugs (30) zu überwachen.
Verfahren zur Überwachung eines Ladevorgangs eines elektrischen Energiespeichers (31) eines Kraftfahrzeugs (30), umfassend: – Erfassen eines Öffnens des Kraftfahrzeugs (30); – Ermitteln des Zustands des Ladevorgangs des elektrischen Energiespeichers (31) zum Zeitpunkt des Öffnens des Kraftfahrzeugs (30); und – Ausgeben von Informationen über den Zustand des Ladevorgangs im Anschluss an das erfasste Öffnen des Kraftfahrzeugs (30) mit einer Ausgabeeinheit (10).
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgeben von Informationen ein Ausgeben von akustischen Signalen über eine Einheit (11) zur Ausgabe von akustischen Signalen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgeben von Informationen ein Ausgeben von optischen Signalen über Anzeigeeinheiten (12, 14, 16, 18, 20) zur Ausgabe von optischen Signalen umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ermitteln des Zustands des Ladevorgangs des elektrischen Energiespeichers (31) das Ermitteln der Verbindung eines Ladekabels (34) mit einer Ladeschnittstelle (32) und/oder das Ermitteln des Ladezustands des elektrischen Energiespeichers (31) zum Zeitpunkt des Öffnens des Kraftfahrzeugs (30) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassen des Öffnens des Kraftfahrzeugs (30) das Erfassen des Öffnens der Fahrertür des Kraftfahrzeugs (30) umfasst.