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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein System und Verfahren zum Zusatzbatteriemanagement.
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HINTERGRUND
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Hybridelektrofahrzeuge weisen typischerweise eine Brennkraftmaschine und zumindest eine elektrische Maschine, wie einen elektrischen Motor-Generator zum Vortrieb auf. Diese Hybridelektrofahrzeuge verwenden zwei Batterien; eine wird dazu verwendet, die Brennkraftmaschine zu starten und Fahrzeugzubehöreinrichtungen mit Leistung zu beaufschlagen, und die andere Batterie kann zum Vortrieb des Fahrzeugs verwendet werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Es ist nützlich, eine Unterbrechung eines Anlassereignisses in einem Hybridelektrofahrzeug zu vermeiden. Eine Unterbrechung eines Anlassereignisses findet statt, wenn eine Brennkraftmaschine nicht starten kann, obwohl ein Zusatzbatteriemodul elektrisch mit einem Anlasser verbunden ist, der mit der Brennkraftmaschine gekoppelt ist. Eine derartige Unterbrechung des Anlassereignisses kann stattfinden, da das Zusatzbatteriemodul entladen sein kann. Das vorliegend offenbarte Batteriemanagementverfahren und -system kann dazu verwendet werden, die Wahrscheinlichkeit einer Unterbrechung eines Anlassereignisses zu minimieren. Dazu können das vorliegend offenbarte Verfahren und System den Betrieb des Zusatzbatteriemoduls und des Hauptbatteriemoduls eines Hybridfahrzeugs zu managen. Bei einer Ausführungsform umfasst das Verfahren die folgenden Schritte, dass: (a) über einen Batteriemanagementprozessor ein nichtflüchtiger Speicher ausgelesen wird, um zu bestimmen, ob der nichtflüchtige Speicher Daten enthält, die einen Brownout bzw. Spannungsabfall in dem Zusatzbatteriemodul angeben; (b) über den Batteriemanagementprozessor zumindest ein Eingangssignal von zumindest einem Spannungsabfalldetektor zumindest einer Smart-Device bzw. intelligenten Vorrichtung empfangen wird, die einen Vorrichtungsprozessor aufweist, um einen Spannungsabfallzustand in der intelligenten Vorrichtung zu bestimmen; (c) über den Batteriemanagementprozessor bestimmt wird, dass ein Auslöseereignis stattgefunden hat, wenn der nichtflüchtige Speicher Daten enthält, die einen Spannungsabfall in dem Zusatzbatteriemodul angeben, oder die intelligente Vorrichtung einen Spannungsabfallzustand aufweist; und (d) über den Batteriemanagementprozessor das Hauptbatteriemodul angewiesen wird, das Zusatzbatteriemodul des Hybridfahrzeugs elektrisch zu laden, wenn das Auslöseereignis stattgefunden hat. Die vorliegende Offenbarung betrifft auch ein Batteriemanagementsystem, das einen Batteriemanagementprozessor aufweist, der spezifisch programmiert ist, um das oben beschriebene Verfahren auszuführen.
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Die obigen Merkmale und Vorteile wie auch weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehren werden leicht aus der folgenden detaillierten Beschreibung der besten Arten zur Ausführung der Lehren in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen offensichtlich.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein schematisches Diagramm eines Hybridfahrzeugs;
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2 ist ein schematisches Diagramm eines Teils des Hybridantriebsstrangs des in 1 gezeigten Hybridfahrzeugs;
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3 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Initialisieren eines Batteriemanagementsystems; und
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4 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Managen der Batterien des Hybridfahrzeugs.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Bezug nehmend auf die Zeichnungen, in denen gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, zeigt 1 schematisch ein Hybridfahrzeug 10, wie ein Einsteck- bzw. Plug-In-Hybridelektrofahrzeug (PHEV) oder ein Elektrofahrzeug mit erweiterter Reichweite (EREV). Bei der gezeigten Ausführungsform weist das Hybridfahrzeug 10 eine Fahrzeugkarosserie 12 sowie eine Mehrzahl von Rädern 14 auf, die funktional mit der Fahrzeugkarosserie 12 gekoppelt sind. Jedes Rad 14 ist mit einem Reifen 16 gekoppelt. Das Hybridfahrzeug 10 weist ferner einen Hybridantriebsstrang 29 auf. Der Hybridantriebsstrang 29 weist eine Brennkraftmaschine 18 auf, die funktional mit zumindest einem der Räder 14 gekoppelt ist. Das Hybridfahrzeug 10 weist ferner eine Kraftstoffquelle 19, wie einen Kraftstofftank, in Fluidkommunikation mit der Brennkraftmaschine 18 auf. Eine Leitung 21 koppelt die Kraftstoffquelle 19 fluidtechnisch mit der Brennkraftmaschine 18. Die Brennkraftmaschine 18 ist daher fluidtechnisch mit der Kraftstoffquelle 19 gekoppelt. Die Kraftstoffquelle 19 enthält einen Kraftstoff, wie Benzin, und kann daher Kraftstoff an die Brennkraftmaschine 18 übe die Leitung 21 liefern. Im Betrieb kann die Brennkraftmaschine 18 den Kraftstoff, der von der Kraftstoffquelle 19 geliefert wird, verbrennen, um Drehmoment zu erzeugen. Das von der Brennkraftmaschine 18 erzeugte Drehmoment kann an die Räder 14 übertragen werden, um das Hybridfahrzeug 10 anzutreiben.
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Der Hybridantriebsstrang 29 weist zusätzlich zumindest eine Elektromaschine 20 und ein Hauptbatteriemodul 22 auf, das elektrisch mit der Elektromaschine 20 verbunden ist. Das Hauptbatteriemodul 22 kann eine einzelne Batterie, eine Batteriepackung, Brennstoffzelle oder irgendeine Kombination daraus aufweisen und kann elektrische Energie an die Elektromaschine 20 liefern. Das Hauptbatteriemodul 22 kann als die Hochspannungsbatterie bezeichnet werden. Neben der elektrischen Verbindung mit dem Hauptbatteriemodul 22 ist die Elektromaschine 20 funktional mit der Brennkraftmaschine 18 gekoppelt und kann daher mechanische Energie (z. B. Drehmoment) von der Brennkraftmaschine 18 aufnehmen. Die Elektromaschine 20 ist auch funktional mit zumindest einem der Räder 14 gekoppelt und kann daher zum Antrieb der Räder 14 verwendet werden.
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Die Elektromaschine 20 kann in einem Antriebsmodus und in einem Erzeugungsmodus arbeiten. In dem Antriebsmodus kann die Elektromaschine 20 die elektrische Energie, die von dem Hauptbatteriemodul 22 empfangen wird, in mechanische Energie (z. B. Drehmoment) umwandeln. Bei Betrieb in dem Antriebsmodus kann die Elektromaschine 20 mechanische Energie (z. B. Drehmoment) an die Räder 14 übertragen, um das Hybridfahrzeug 10 vorzutreiben. In dem Erzeugungsmodus kann die Elektromaschine 20 mechanische Energie (z. B. Drehmoment) von der Brennkraftmaschine 18 aufnehmen und kann die mechanische Energie in elektrische Energie umwandeln. Die elektrische Energie, die von der Elektromaschine 20 erzeugt ist, kann dann an das Hauptbatteriemodul 22 übertragen werden.
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Der Hybridantriebsstrang 29 und das Hybridfahrzeug 10 können in einem Ladungsabreicherungsmodus arbeiten. In dem Ladungsabreicherungsmodus verwendet das Hybridfahrzeug 10 nur elektrische Energie von dem Hauptbatteriemodul 22. Mit anderen Worten kann in dem Ladungsabreicherungsmodus der Hybridantriebsstrang 29 nur Energie von dem Hauptbatteriemodul 22 verwenden, um das Hybridfahrzeug 10 vorzutreiben. Demgemäß wird die in dem Hauptbatteriemodul 22 gespeicherte elektrische Energie abgereichert, wenn das Hybridfahrzeug 10 in dem Ladungsabreicherungsmodus betrieben wird. Mit anderen Worten verwendet das Hybridfahrzeug 10 bei Betrieb in dem Ladungsabreicherungsmodus nur die elektrische Energie, die in dem Hauptbatteriemodul 22 gespeichert ist. Bei einem Beispiel verwendet in dem Ladungsabreicherungsmodus der Hybridantriebsstrang 29 nur Leistung von der Elektromaschine 20 zum Vortrieb des Hybridfahrzeugs 10. Bei einem anderen Beispiel stammt, wenn der Hybridantriebsstrang 29 in dem Ladungsabreicherungsmodus arbeitet, der größte Teil der Leistung, der zum Vortrieb des Hybridfahrzeugs 10 verwendet wird, von der Elektromaschine 20.
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Der Hybridantriebsstrang 29 und das Hybridfahrzeug 10 können auch in einem Ladungserhaltungsmodus arbeiten. In dem Ladungserhaltungsmodus verwendet das Hybridfahrzeug 10 ausschließlich die Energie von der Kraftstoffquelle 19, und daher wird die elektrische Energie, die in dem Hauptbatteriemodul 22 gespeichert ist, nicht abgereichert. Als eine Folge wird der Ladezustand (SOC) des Hauptbatteriemoduls 22 beibehalten, während das Hybridfahrzeug 10 in dem Ladungserhaltungsmodus arbeitet. Bei einem Beispiel verwendet in dem Ladungserhaltungsmodus der Hybridantriebsstrang 29 ausschließlich Leistung von der Brennkraftmaschine 18 zum Vortrieb des Hybridfahrzeugs 10. Bei einem anderen Beispiel stammt, wenn der Hybridantriebsstrang 29 in dem Ladungserhaltungsmodus arbeitet, der größte Teil der Leistung, der zum Vortrieb des Hybridfahrzeugs 10 verwendet wird, von der Brennkraftmaschine 18.
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Der Hybridantriebsstrang 29 und das Hybridfahrzeug 10 können auch in einem Mischmodus arbeiten. In dem Mischmodus verwendet der Hybridantriebsstrang 29 Leistung von der Brennkraftmaschine 18 und der Elektromaschine 20 zum Vortrieb des Hybridfahrzeugs 10. Mit anderen Worten verwendet der Hybridantriebsstrang 29 Energie von dem Hauptbatteriemodul 22 und der Kraftstoffquelle 19 zum Vortrieb des Hybridfahrzeugs 10.
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Das Hybridfahrzeug 10 weist auch ein Zusatzbatteriemodul 33 auf, wie eine einzelne 12 Volt-Batterie, die Leistung für eine oder mehrere Fahrzeugzubehöreinrichtungen 40 (2) speichert. Als ein nicht beschränkendes Beispiel umfassen die Fahrzeugzubehöreinrichtungen 40 Scheinwerfer, Scheibenwischer, Zentralverriegelung, elektrisch verstellbare Sitze, eine Servolenkungspumpe, eine Wasserpumpe oder einen Klimaanlagenkompressor, ein Audiosystem und andere Fahrzeugzubehöreinrichtungen oder -vorrichtungen. Das Zusatzbatteriemodul 33 kann als die Niederspannungsbatterie bezeichnet werden und kann von dem Hauptbatteriemodul 22 über ein Zusatzleistungsmodul (nicht gezeigt) wieder aufgeladen werden, das elektrisch mit dem Zusatzbatteriemodul 33 verbunden sein kann. Das Zusatzleistungsmodul ist ein DC-DC-Leistungswandler, der Leistung von der Hochspannung des Hauptbatteriemoduls 22 zu der niedrigen Spannung umwandelt, die von dem Zusatzbatteriemodul 33 benötigt wird.
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Das Hybridfahrzeug 10 weist ferner ein Steuermodul 26 in elektronischer Kommunikation mit der Elektromaschine 20 und der Brennkraftmaschine 18 auf. Die Begriffe ”Steuermodul”, ”Steuerung”, ”Controller”, ”Steuereinheit”, ”Prozessor” und ähnliche Begriffe bedeuten eines oder verschiedene Kombinationen aus einem oder mehreren von anwendungsspezifischer integrierter Schaltung(en) (ASIC), elektronischer Schaltung(en), Zentralverarbeitungseinheit(en) (bevorzugt Mikroprozessor(en)) und zugeordneter Speicher und Ablage (Nurlese, programmierbarer Nurlese, Direktzugriff, Festplattenlaufwerk etc.), die ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme oder -routinen ausführen, kombinatorische Logikschaltung(en), sequentielle Logikschaltung(en), Eingabe/Ausgabe-Schaltung(en) und -Vorrichtungen, geeignete Signalkonditionierungs- und Pufferschaltungen und andere Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen. ”Software”, ”Firmware”, ”Programme”, ”Anweisungen”, ”Routinen”, ”Code”, ”Algorithmen” und ähnliche Begriffe bedeuten beliebige vom Controller ausführbare Anweisungssätze, die Kalibrierungen und Nachschlagetabellen aufweisen. Das Steuermodul 26 weist zumindest einen Prozessor und zumindest einen zugeordneten Speicher auf. Als ein nicht beschränkendes Beispiel kann das Steuermodul 26 ein Antriebsstrangsteuermodul sein, das einen Betrieb einer oder mehrerer Komponenten des Hybridantriebsstrangs 29 reguliert. Gemäß einer Ausführungsform ist das Steuermodul 26 mit an An-Bord-Diagnose-(OBD-)Merkmalen ausgestattet, die Echtzeitdaten bereitstellen, wie die, die von verschiedenen Sensoren empfangen werden, einschließlich Fahrzeugemissionssensoren, und liefern eine standardisierte Reihe von Diagnoseproblemcodes (DTCs), die einem Techniker ermöglichen, Vorfälle im Fahrzeugbetrieb zu identifizieren. Bei einer Ausführungsform ist das Steuermodul 26 ein Maschinensteuermodul, das den Betrieb der Brennkraftmaschine 18 steuert.
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Die Brennkraftmaschine 18, die Elektromaschine 20, das Steuermodul 26, das Zusatzbatteriemodul 33 und das Hauptbatteriemodul 22 können Teil des Hybridantriebsstrangs 29 sein. Der Hybridantriebsstrang 29 ist zum Vortrieb des Hybridfahrzeugs 10 konfiguriert. Der Hybridantriebsstrang 29 kann auch in einem Ladungserhaltungsmodus und einem Ladungsabreicherungsmodus arbeiten, wie oben mit Bezug auf das Hybridfahrzeug 10 diskutiert ist. Das Steuermodul 26 ist nicht unbedingt Teil des Hybridantriebsstrangs 29.
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Der Hybridantriebsstrang 29 weist auch einen Drehmomentanforderungsaktor 23 auf, wie ein Gaspedal, das funktional mit dem Steuermodul 26 gekoppelt ist. Somit bewirkt eine Betätigung des Drehmomentanforderungsaktors 23, dass das Steuermodul 26 den Hybridantriebsstrang 29 anweist, zusätzliches Ausgangsdrehmoment zu erzeugen und dieses zusätzliche Ausgangsdrehmoment an die Räder 14 zu übertragen. Als ein nicht beschränkendes Beispiel kann der Drehmomentanforderungsaktor 23 ein Gaspedal sein, das gedrückt werden kann, um zusätzliches Ausgangsdrehmoment von dem Hybridantriebsstrang 29 anzufordern.
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Das Hybridfahrzeug 10 kann ferner einen Ladezustands-(SOC-)Sensor 31 aufweisen, der funktional mit dem Hauptbatteriemodul 22 gekoppelt ist. Der SOC-Sensor 31 steht in elektronischer Kommunikation mit dem Steuermodul 26 und kann den gegenwärtigen SOC des Hauptbatteriemoduls 22 bestimmen. Im Betrieb kann der SOC-Sensor 31 ein Signal erzeugen, das den gegenwärtigen SOC des Hauptbatteriemoduls 22 angibt. Ferner kann der SOC-Sensor 31 das erzeugte Signal an das Steuermodul 26 senden.
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Das Hybridfahrzeug 10 weist zumindest eine Fahrzeugnutzerschnittstelle 27 in Kommunikation (z. B. elektronischer Kommunikation) mit dem Steuermodul 26 auf. Der hier verwendete Begriff ”Fahrzeugnutzerschnittstelle” umfasst jede geeignete Form einer elektronischen Vorrichtung, einschließlich sowohl Hardware- als auch Softwarekomponenten, die an dem Fahrzeug angeordnet sind und einem Fahrzeugnutzer ermöglichen, mit oder durch eine Komponente des Hybridfahrzeugs 10 zu kommunizieren. Die Fahrzeugnutzerschnittstelle 27 ist in der Lage, von einem Nutzer einen Eingang zu empfangen. In Ansprechen auf den Eingang von dem Nutzer erzeugt die Fahrzeugnutzerschnittstelle 27 ein Eingangssignal, das für die Eingabe des Nutzers repräsentativ ist. Überdies kann die Fahrzeugnutzerschnittstelle 27 das Eingangssignal an das Steuermodul 26 senden. Beispielsweise kann die Fahrzeugnutzerschnittstelle 27 ein Touchscreen oder zumindest ein Knopf sein, den der Nutzer (z. B. Fahrer oder Fahrgast) drücken kann, um ein Eingangssignal an das Steuermodul 26 zu senden.
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Das Hybridfahrzeug 10 weist ferner ein Batteriemanagementsystem (BMS) 35 in Kommunikation mit dem Hauptbatteriemodul 22 und dem Zusatzbatteriemodul 33 auf. Im Betrieb kann das BMS 35 den Betrieb des Hauptbatteriemoduls 22 und des Zusatzbatteriemoduls 33 steuern.
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Mit Bezug auf 2 weist das BMS 35 zumindest einen Batteriemanagementcontroller 24, wie einen Mikrocontroller, auf. Der Batteriemanagementcontroller 24 ist spezifisch programmiert, um die Schritte des Verfahrens 100 (3) und des Verfahrens 200 (4) auszuführen, und kommuniziert (z. B. elektronische Kommunikation) mit dem Zusatzbatteriemodul 33 und dem Hauptbatteriemodul 22. Demgemäß kann der Batteriemanagementcontroller 24 den Betrieb des Zusatzbatteriemoduls 33 regulieren. Bei der gezeigten Ausführungsform weist der Batteriemanagementcontroller 24 einen Batteriemanagementprozessor 25, wie einen Mikroprozessor, sowie einen nichtflüchtigen Speicher 37 in Kommunikation mit dem Batteriemanagementprozessor 25 auf. Der nichtflüchtige Speicher 37 kann computerlesbare Anweisungen (z. B. Software) speichern und ist ein nichtflüchtiges Speichermedium. Bei einer Ausführungsform ist der nichtflüchtige Speicher 37 ein Direktzugriffsspeicher (RAM). Der Batteriemanagementprozessor 25 kann den nichtflüchtigen Speicher 37 lesen und die computerlesbaren Anweisungen, die an dem nichtflüchtigen Speicher 37 gespeichert sind, ausführen. Überdies steht der Batteriemanagementprozessor 25 in Kommunikation mit intelligenten Vorrichtungen 42. Bei der vorliegenden Offenbarung betrifft der Begriff ”intelligente Vorrichtung” eine Fahrzeugvorrichtung, die einen Vorrichtungsprozessor 45 aufweist, der in der Lage ist, computerlesbare Anweisungen (d. h. Software) auszuführen. Jede intelligente Vorrichtung 42 weist einen Spannungsabfalldetektor 44 auf, der derart konfiguriert ist, einen Abfall der Spannung zu detektieren. Der Spannungsabfalldetektor 44 kann eine Spannungsabfalldetektorschaltung sein, die in der Lage ist, die Lieferspannung mit einer vorbestimmten fixierten Schwelle zu vergleichen. Der Batteriemanagementprozessor 25 steht in Kommunikation mit dem Spannungsabfalldetektor 44 und kann Spannungsabfallbedingungen in den intelligenten Vorrichtungen 42 auf Grundlage von Eingängen von dem Spannungsabfalldetektor 44 bestimmen. Jede intelligente Vorrichtung 42 ist elektrisch mit dem Zusatzbatteriemodul 33 verbunden und daher dazu konfiguriert, elektrische Energie von dem Zusatzbatteriemodul 33 zu empfangen. Die intelligente Vorrichtung 42 kann mit dem Zusatzbatteriemodul 33 über eine verdrahtete Verbindung oder eine drahtlose Verbindung verbunden sein.
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Der Hybridantriebsstrang 29 weist ferner einen Anlasser 38 auf, der derart konfiguriert ist, elektrische Energie von dem Zusatzbatteriemodul 33 zu empfangen. Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Anlasser 38 ein Riemen-Lichtmaschinen-Anlasser (BAS von engl.: ”belt alternator-starter”), die/der einen Anlasser sowie eine(n) Wechselstrommotor/Lichtmaschine/Generator kombiniert und einen Riemen (nicht gezeigt) zum Antrieb von Fahrzeugzubehöreinrichtungen 40 und zum Anlassen der Brennkraftmaschine 18 aufweist. Demgemäß ist der Anlasser 38 funktional mit dem Zusatzbatteriemodul 33 und der Brennkraftmaschine 18 gekoppelt. Genauer kann der Anlasser 38 elektrische Energie von dem Zusatzbatteriemodul 33 in mechanische Energie umwandeln, um die Kurbelwelle (nicht gezeigt) der Brennkraftmaschine 18 in Rotation zu versetzen, was zur Folge hat, dass die Brennkraftmaschine 18 zu laufen beginnt.
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Erneut mit Bezugnahme auf 1 weist die Fahrzeugnutzerschnittstelle 27 eine Fremdstarteingabevorrichtung 17 auf, wie einen virtuellen oder physikalischen Knopf, der derart konfiguriert ist, eine Eingabe von dem Nutzer aufzunehmen. Der Nutzer kann beispielsweise die Fremdstarteingabevorrichtung 17 drücken oder verschieben, um eine Fremdstartanweisung an den Batteriemanagementcontroller 24 zu senden. Bei Empfang der Fremdstartanweisung weist der Batteriemanagementcontroller 24 das Hauptbatteriemodul 22 an, das Zusatzbatteriemodul 33 elektrisch zu laden. Dies kann durch elektrisches Verbinden des Hauptbatteriemoduls 22 mit dem Zusatzbatteriemodul 33 ausgeführt werden. Der Nutzer kann beispielsweise die Fremdstarteingabevorrichtung 17 drücken, um ein Eingangssignal an den Batteriemanagementcontroller 24 zu senden. In Ansprechen darauf weist der Batteriemanagementcontroller 24 das BMS 35 an, das Zusatzbatteriemodul 33 elektrisch mit dem Hauptbatteriemodul 22 zu verbinden, um das Zusatzbatteriemodul 33 elektrisch mit elektrischer Energie von dem Hauptbatteriemodul 22 zu laden. Sobald das Zusatzbatteriemodul 33 elektrisch geladen ist, kann der Nutzer den Fahrzeugzündschalter 15 drehen, um die Brennkraftmaschine 18 zu starten. Der Zündschalter 15 ist derart konfiguriert, ein Anlassereignis durch elektrisches Verbinden des Anlassers 38 mit dem Zusatzbatteriemodul 33 in Ansprechen auf eine Schlüsseleinschalt-Anweisung des Bedieners oder in Ansprechen auf eine Autostartanweisung auszulösen. Es sei angemerkt, dass vor Auslösung des Anlassereignisses die Maschinendrehzahl 0 Umdrehungen pro Minute (U/min) beträgt, d. h. die Maschine sich in einem gestoppten Zustand befindet und nicht rotiert. Das Schlüsseleinschalt-Maschinenstartereignis wird beispielsweise in Ansprechen auf eine Schlüsseleinschalt-Anweisung des Bedieners an dem Zündschalter 15 ausgeführt, wenn ein Bediener zunächst in ein Fahrzeug einsteigt, um eine Fahrt zu beginnen. Es sei angemerkt, dass ein Schlüsseleinschalt-Maschinenstartereignis ein Fernstartereignis oder ähnliche Betriebsabläufe aufweist. Ein Autostartmaschinenstartereignis wird in Ansprechen auf eine Anweisung von dem Steuermodul 26 ausgeführt, um den Zündschalter 15 beispielsweise nach einer Autostoppanweisung während des fortlaufenden Fahrzeugbetriebs zu aktivieren. Alternativ dazu startet der Anlasser 38 automatisch die Brennkraftmaschine 18, nachdem das Zusatzbatteriemodul 33 von dem Hauptbatteriemodul 22 elektrisch geladen worden ist.
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3 ist ein Flussdiagramm eines Batteriemanagementverfahrens 100 zum Steuern des Hybridfahrzeugs 10. Genauer kann das Verfahren 100 von dem Batteriemanagementprozessor 25 ausgeführt werden, um das Hybridfahrzeug 10 bei Detektion einer Unterbrechung eines Anlassereignisses fremd zu starten. In der vorliegenden Offenbarung bedeutet der Begriff ”Fremdstart” ein elektrisches Laden des Zusatzbatteriemoduls 33 mit elektrischer Energie von dem Hauptbatteriemodul 22. Während eines Fremdstarts liefert das Hauptbatteriemodul 22 elektrische Energie an das Zusatzbatteriemodul 33. Nachdem das Hybridfahrzeug 10 einen Fremdstart ausgeführt hat, wird ein Anlassereignis durch elektrisches Verbinden des Anlassers 38 mit dem Zusatzbatteriemodul 33 in Ansprechen auf eine Schlüsseleinschalt-Anweisung eines Bedieners oder in Ansprechen auf eine Autostartanweisung von dem Steuermodul 26 ausgelöst. Der Begriff ”Anlassereignis” bedeutet die Übertragung mechanischer Leistung von dem Anlasser 38 an die Kurbelwelle (nicht gezeigt) der Brennkraftmaschine 18, um die Brennkraftmaschine 18 zu starten. Ein Anlassereignis wird ausgelöst, wenn das Zusatzbatteriemodul 33 elektrisch mit dem Anlasser 38 verbunden ist. Eine ”Unterbrechung eines Anlassereignisses” findet statt, wenn der Betrieb der Brennkraftmaschine 18 nicht startet, sogar nachdem das Zusatzbatteriemodul 33 elektrisch mit dem Anlasser 38 verbunden ist. Eine derartige Unterbrechung eines Anlassereignisses kann auftreten, wenn das Zusatzbatteriemodul 33 entladen ist. Unter anderem kann das Verfahren 100 ausgeführt werden, um einen Fremdstart automatisch nach Identifikation einer Unterbrechung eines Anlassereignisses zu beginnen.
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Das Verfahren 100 wird verwendet, während die Initialisierung des BMS 35 mit Schritt 102 beginnt, der ein Einschalten des Batteriemanagementprozessors 25 umfasst. Wie oben diskutiert ist, kann der Batteriemanagementprozessor 25 ein Mikroprozessor sein. Der Batteriemanagementprozessor 25 kann in Ansprechen auf eine Anweisung von dem Steuermodul 26 eingeschaltet werden. Zum Einschalten empfängt der Batteriemanagementprozessor 25 elektrische Energie von von dem Zusatzbatteriemodul 33. Nach dem Einschalten des Batteriemanagementprozessors 25 fährt das Verfahren 100 mit Schritt 104 fort.
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Der Schritt 104 umfasst ein Bestimmen, ob der Batteriemanagementprozessor 25 vor dem Einschalten bei Schritt 102 einem Leistungsverlust ausgesetzt war. Wie oben diskutiert ist, kann der Batteriemanagementprozessor 25 elektrische Leistung von dem Zusatzbatteriemodul 33 empfangen. Vor einem Einschalten kann der Batteriemanagementprozessor 25 in einem Bereitschaftsmodus arbeiten oder er kann vollständig abgeschaltet sein. In dem Bereitschaftszustand (oder irgendeinem anderen Niedrigleistungsmodus) arbeitet der Batteriemanagementprozessor 25 bei einer reduzierten Betriebsleistung. Dies bedeutet, die Betriebsleistung des Batteriemanagementprozessors 25 in dem Bereitschaftszustand ist kleiner als die Betriebsleistung in einem vollständig betriebsfähigen Zustand. Wenn der Batteriemanagementprozessor 25 mit Leistung beaufschlagt wird, kann er aufgrund eines Verlusts von elektrischer Leistung identifizieren, ob er in einem Bereitschaftsmodus gearbeitet hat oder ob er vollständig abgeschaltet war. Bei Schritt 104 bestimmt der Batteriemanagementprozessor 25, ob er vor dem Einschalten einem Verlust an elektrischer Leistung ausgesetzt war.
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Wenn der Batteriemanagementprozessor 25 bestimmt, dass er vor dem Einschalten keinen Verlust an elektrischer Leistung erfahren hat, fährt dann das Verfahren 100 mit Schritt 106 fort. Bei Schritt 106 fährt der Batteriemanagementprozessor 25 mit seinem normalen Aufwachprozess fort.
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Wenn der Batteriemanagementprozessor 25 bestimmt, dass er vor dem Einschalten einen Verlust an elektrischer Leistung erfahren hat, fährt das Verfahren 100 dann mit Schritt 108 fort. Bei Schritt 108 liest der Batteriemanagementprozessor 25 den nichtflüchtigen Speicher 37, um zu bestimmen, ob seine gespeicherten Daten intakt (d. h. nicht fehlerhaft) sind. Wenn der Batteriemanagementprozessor 25 bestimmt, dass die in dem nichtflüchtigen Speicher 37 gespeicherten Daten nicht intakt (d. h. fehlerhaft) sind, dann fährt das Verfahren 100 mit Schritt 110 fort. Bei Schritt 110 fährt der Batteriemanagementprozessor 25 mit seinem normalen Aufweckprozess fort. Wenn der Batteriemanagementprozessor 25 bestimmt, dass die in dem nichtflüchtigen Speicher 37 gespeicherten Daten intakt (d. h. nicht fehlerhaft) sind, fährt das Verfahren 100 dann mit den Schritten 112 und 114 fort.
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Bei Schritt 112 liest der Batteriemanagementprozessor 25 den nichtflüchtigen Speicher 37, um Daten zu identifizieren, die einen Spannungsabfall in dem Zusatzbatteriemodul 33 angeben (d. h. Spannungsabfalldaten), bevor bei Schritt 102 der Batteriemanagementprozessor 25 mit Leistung beaufschlagt wird. Wie oben diskutiert ist, ist ein ”Brownout bzw. Spannungsabfall” eine Absenkung der Spannung. Die Spannungsabfalldaten können auf verschiedenen Wegen in dem nichtflüchtigen Speicher 37 gespeichert sein. Beispielsweise kann, wie nachfolgend detailliert beschrieben ist, der Batteriemanagementprozessor 25 Datenmuster in den nichtflüchtigen Speicher 37 schreiben, die verschiedene Spannungsabfallbedingungen angeben. Diese Datenmuster können in spezifischen spannungsabfallvariablen Adressen geschrieben werden, um zu helfen, die bestimmte Spannungsabfallbedingung zu identifizieren. Somit kann bei Schritt 112 der Batteriemanagementprozessor 25 den nichtflüchtigen Speicher 37 auslesen, um zu bestimmen, ob ein Datenmuster in der spannungsabfallvariablen Adresse des nichtflüchtigen Speichers 37 vorhanden ist. Alternativ dazu kann der Batteriemanagementprozessor 25 Flags verwenden, die Spannungsabfallbedingungen angeben, die vor einem Einschaltendes Batteriemanagementprozessors 25 aufgetreten sind.
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Bei Schritt 114 empfängt der Batteriemanagementprozessor 25 ein Eingangssignal von zumindest einem der Spannungsabfalldetektoren 44 der intelligenten Vorrichtungen 44, um eine Spannungsabfallbedingung in zumindest einer der intelligenten Vorrichtungen 42 zu detektieren. Wie oben diskutiert ist, weisen die intelligenten Vorrichtungen 42 einen Spannungsabfalldetektor 44 und einen Vorrichtungsprozessor 45 auf, der in der Lage ist, computerlesbare Anweisungen auszuführen. Bei Schritt 114 bestimmt der Batteriemanagementprozessor 25 die Spannungsabfallbedingungen in den intelligenten Vorrichtungen 42 auf Grundlage der Eingangssignale von den Spannungsabfalldetektoren 44.
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Wenn in den intelligenten Vorrichtungen 42 keine Spannungsabfallbedingungen detektiert werden und in dem nichtflüchtigen Speicher 37 keine Spannungsabfalldaten identifiziert werden, fährt das Verfahren 100 dann mit Schritt 116 fort. Bei Schritt 116 fährt der Batteriemanagementprozessor 25 mit seinem normalen Aufweckprozess fort.
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Wenn in den intelligenten Vorrichtungen 42 entweder eine Spannungsabfallbedingung detektiert wird oder in dem nichtflüchtigen Speicher 37 Spannungsabfalldaten identifiziert werden, fährt das Verfahren 100 dann mit Schritt 118 fort. Bei Schritt 118 bestimmt der Batteriemanagementprozessor 25, dass das zumindest eine Auslöseereignis auftritt oder aufgetreten ist. In der vorliegenden Offenbarung sind ”Auslöseereignisse” Ereignisse in dem Hybridfahrzeug 10, die ausreichend elektrische Energie von dem Zusatzbatteriemodul 33 verwenden und (einzeln oder gemeinsam) eine Unterbrechung des Anlassereignisses bewirken. Wie oben diskutiert ist, kann eine Unterbrechung des Anlassereignisses auftreten, wenn das Zusatzbatteriemodul 33 den Anlasser 38 nicht mit ausreichend elektrischer Leistung versieht, um die Brennkraftmaschine 18 zu starten. Die Auslöseereignisse können auch als Hochspannungsereignisse bezeichnet werden. Als nicht beschränkende Beispiele weisen Auslöseereignisse oder -angaben nicht gefilterte Batteriespannungsübergänge in dem Zusatzbatteriemodul 33, den Gebrauch von Hochstromvorrichtungen, wie Relais und elektrischen Verbindern, sowie eine Anlassanforderung auf, der eine Unterbrechung eines Anlassereignisses folgt. In der vorliegenden Offenbarung betrifft eine ”Anlassanforderung” eine Anforderung, um ein Anlassereignis auszulösen. Der Begriff ”Hochstromvorrichtungen” betrifft Vorrichtungen, die einen elektrischen Strom erfordern, der größer als eine vorbestimmte Stromschwelle ist, um wie beabsichtigt zu funktionieren. Nach Detektion eines Auslöseereignisses fährt das Verfahren 100 mit Schritt 120 fort. Bei Schritt 120 inkrementiert der Batteriemanagementprozessor 25 einen Spannungsabfallzähler um 1. Anschließend fährt das Verfahren 100 mit Schritt 122 fort.
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Bei Schritt 122 vergleicht der Batteriemanagementprozessor 25 den Spannungsabfallzähler mit einer vorbestimmten Spannungsabfallschwelle, um zu bestimmen, ob der Wert in dem Spannungsabfallzähler größer als die vorbestimmte Spannungsabfallschwelle ist. Wenn der Wert in dem Spannungsabfallzähler größer als die vorbestimmte Spannungsabfallschwelle ist, dann fährt das Verfahren 100 mit Schritt 124 fort. Bei Schritt 124 aktiviert das Steuermodul 26 einen Diagnoseproblemcode (DTC), um zu ermöglichen, dass ein Techniker den Spannungsabfallzustand des Zusatzbatteriemoduls 33 identifizieren kann. Mit anderen Worten aktiviert bei Schritt 124 das Steuermodul 26 einen Diagnosecode. Nach Ausführung des Schrittes 124 fährt das Verfahren 100 mit Schritt 126 fort. Wenn der Wert in dem Spannungsabfallzähler kleiner als die vorbestimmte Spannungsabfallschwelle ist, umgeht das Verfahren 100 den Schritt 124 und fährt direkt mit Schritt 126 fort. Bei Schritt 126 fährt der Batteriemanagementprozessor 25 mit seinem normalen Aufweckprozess fort. Anschließend fährt der Batteriemanagementprozessor 25 mit Schritt 128 fort.
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Bei Schritt 128 weist der Batteriemanagementprozessor 25 das BMS 25 an, einen Fremdstart auszuführen. Wie oben diskutiert ist, bedeutet der Begriff ”Fremdstart” ein elektrisches Laden des Zusatzbatteriemoduls 33 mit elektrischer Energie von dem Hauptbatteriemodul 22. Um den Fremdstart auszuführen, wird das Hauptbatteriemodul 22 elektrisch mit dem Zusatzbatteriemodul 33 verbunden. Zusätzlich oder alternativ dazu kann der Schritt 128 ein Erfassen einer Nachricht für den Fahrzeugnutzer über die Fahrzeugnutzerschnittstelle 27 umfassen, dass ein Fremdstart durchgeführt werden sollte. Der Nutzer kann dann einen Fremdstart manuell durch Aktivieren der Fremdstarteingabevorrichtung 17 auslösen. Wie oben diskutiert ist, lädt der Hybridantriebsstrang 29 das Zusatzbatteriemodul 33 elektrisch mit elektrischer Energie von dem Hauptbatteriemodul 22 bei Aktivierung der Fremdstarteingabevorrichtung 17. Nach Ausführung eines Fremdstarts kann ein Anlassereignis in Ansprechen auf eine Schlüsseleinschalt-Anweisung des Bedieners oder in Ansprechen auf eine Autostartanweisung ausgelöst werden.
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Mit Bezug auf 4 kann der Batteriemanagementprozessor 25 auch ein Verfahren 200 zum Identifizieren und Aufzeichnen der Auslöseereignisse periodisch laufenlassen, die in dem Verfahren 100 verwendet werden, um das Hybridfahrzeug fremd zu starten. Das Verfahren 200 beginnt mit Schritt 202. Bei Schritt 202 bestimmt der Batteriemanagementprozessor 25, ob er eine Anlassanforderung von dem Zündschalter 15 oder einem Steuermodul empfangen hat, wie dem Steuermodul 26. Wie oben diskutiert ist, betrifft eine ”Anlassanforderung” eine Anforderung, um ein Anlassereignis auszulösen. Während eines Anlassereignisses liefert das Zusatzbatteriemodul 33 elektrische Leistung an den Anlasser 38 und in Ansprechen darauf legt der Anlasser 38 ein Drehmoment an die Kurbelwelle (nicht gezeigt) an, um die Brennkraftmaschine 18 zu starten. Bei Schritt 202 bestimmt der Batteriemanagementprozessor 25 auch, ob die Brennkraftmaschine 18 nach der Anlassanforderung zu laufen begonnen hat. Mit anderen Worten detektiert bei Schritt 202 der Batteriemanagementprozessor 25 eine Unterbrechung eines Anlassereignisses beispielsweise auf Grundlage von Eingängen von dem Steuermodul 26. Wie oben diskutiert ist, findet eine ”Unterbrechung eines Anlassereignisses” statt, wenn die Brennkraftmaschine 18 einen Betrieb nicht startet, sogar nachdem das Zusatzbatteriemodul 33 elektrisch mit dem Anlasser 38 verbunden worden ist. Wenn eine Anlassanforderung empfangen und eine Unterbrechung des Anlassereignisses detektiert ist, fährt das Verfahren 200 dann mit Schritt 204 fort.
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Bei Schritt 204 schreibt der Batteriemanagementprozessor 25 Daten, die eine derartige Anlassanforderung und eine Unterbrechung des Anlassereignisses angeben, in den nichtflüchtigen Speicher 37. Beispielsweise kann bei Schritt 204 der Batteriemanagementprozessor 25 ein erstes Datenmuster (d. h. Muster A) in den nichtflüchtigen Speicher 37 schreiben. Das erste Datenmuster kann angeben, dass eine Anlassanforderung von dem Batteriemanagementprozessor 25 empfangen worden ist und eine Unterbrechung des Anlassereignisses nach der Anlassanforderung aufgetreten ist. Daher kann, wenn der Batteriemanagementprozessor 25 das erste Datenmuster während einer Initialisierung in dem Verfahren 100 liest, dieser detektieren, dass zumindest ein Auslöseereignis (das in diesem Fall die Anlassanforderung gefolgt durch die Unterbrechung des Anlassereignisses ist) aufgetreten ist. Nach Schreiben des ersten Datenmusters in den nichtflüchtigen Speicher 37 fährt das Verfahren 200 mit Schritt 206 fort. Wenn keine Anlassanforderung empfangen worden ist und keine Unterbrechung des Anlassereignisses detektiert worden ist, fährt dann der Batteriemanagementprozessor 25 direkt mit Schritt 206 fort.
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Bei Schritt 206 bestimmt der Batteriemanagementprozessor 25, ob ungefilterte Batteriespannungsübergänge in dem Zusatzbatteriemodul 33 vorhanden sind. Der Batteriemanagementprozessor 25 ist elektrisch mit dem Zusatzbatteriemodul 33 verbunden und kann daher die Spannung des Zusatzbatteriemoduls 33 überwachen, um nicht gefilterte Batteriespannungsübergänge zu detektieren. Die nicht gefilterten Batteriespannungsübergänge können beispielsweise detektiert werden, wenn die Absolutspannung des Zusatzbatteriemoduls 33 außerhalb eines vorbestimmten Spannungsbereiches liegt, die Durchschnittsspannung außerhalb eines vorbestimmten Spannungsbereiches liegt, oder beidem. Wenn der Batteriemanagementprozessor 25 nicht gefilterte Batteriespannungsübergänge in dem Zusatzbatteriemodul 33 detektiert, fährt das Verfahren 200 dann mit Schritt 208 fort.
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Bei Schritt 208 schreibt der Batteriemanagementprozessor 25 Daten, die die nicht gefilterten Batteriespannungsübergänge angeben, in den nichtflüchtigen Speicher 37. Beispielsweise kann bei Schritt 208 der Batteriemanagementprozessor 25 ein zweites Datenmuster (d. h. Muster B) in den nichtflüchtigen Speicher 37 schreiben. Das zweite Datenmuster kann angeben, dass der Batteriemanagementprozessor 25 nicht gefilterte Batteriespannungsübergänge in dem Zusatzbatteriemodul 33 detektiert hat. Daher kann, wenn der Batteriemanagementprozessor 25 das zweite Datenmuster während der Initialisierung in dem Verfahren 100 liest, dieser detektieren, dass zumindest ein Auslöseereignis, das in diesem Fall die nicht gefilterten Batteriespannungsübergänge sind, aufgetreten ist. Nach Schreiben des zweiten Datenmusters in den nichtflüchtigen Speicher 37 fährt das Verfahren 200 mit Schritt 210 fort. Wenn kein nicht gefilterter Batteriespannungsübergang detektiert worden ist, fährt dann der Batteriemanagementprozessor 25 direkt mit Schritt 210 fort.
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Bei Schritt 210 bestimmt der Batteriemanagementprozessor 25, ob angefordert wurde, dass Hochstromvorrichtungen, wie Relais und elektrische Verbinder, durch das Zusatzbatteriemodul 33 betrieben werden (D. h. die ”Vorrichtungsbetriebsanforderung”). Der Begriff ”Hochstromvorrichtungen” betrifft Vorrichtungen, die einen elektrischen Strom erfordern, der größer als eine vorbestimmte Stromschwelle ist, um wie beabsichtigt zu funktionieren. Einige der Fahrzeugzubehöreinrichtungen 40 (2) können Hochstromvorrichtungen sein. Da der Batteriemanagementprozessor 25 in Kommunikation mit dem Steuermodul 26 und dem Zusatzbatteriemodul 33 steht, kann der Batteriemanagementprozessor 25 Eingänge von dem Steuermodul 26 und/oder dem Zusatzbatteriemodul 33 empfangen, um zu bestimmen, ob eine Vorrichtungsbetriebsanforderung empfangen worden ist. Demgemäß kann der Batteriemanagementprozessor 25 auf Grundlage von Eingängen von dem Steuermodul 26 und/oder dem Zusatzbatteriemodul 33 bestimmen, ob angefordert wurde, dass Hochstromvorrichtungen mit elektrischer Energie von dem Zusatzbatteriemodul 33 betrieben werden. Wenn angefordert wurde, dass zumindest eine Hochstromvorrichtung mit elektrischer Energie von dem Zusatzbatteriemodul 33 betrieben wird, fährt dann das Verfahren 200 mit Schritt 212 fort.
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Bei Schritt 212 schreibt der Batteriemanagementprozessor 25 Daten, die die Vorrichtungsbetriebsanforderung angeben, in den nichtflüchtigen Speicher 37. Beispielsweise kann bei Schritt 212 der Batteriemanagementprozessor 25 ein drittes Datenmuster (d. h. Muster C) in den nichtflüchtigen Speicher 37 schreiben. Das dritte Datenmuster kann angeben, dass der Batteriemanagementprozessor 25 bestimmt hat, dass angefordert worden ist, dass zumindest eine Hochstromvorrichtung von dem Anlasser 36 mit elektrischer Energie von dem Zusatzbatteriemodul 33 betrieben wird. Daher kann, wenn der Batteriemanagementprozessor 25 das dritte Datenmuster während der Initialisierung in dem Verfahren 100 liest, dieser detektieren, dass zumindest ein Auslöseereignis, das in diesem Fall die Vorrichtungsbetriebsanforderung ist, aufgetreten ist. Nach einem Schreiben des dritten Datenmusters in den nichtflüchtigen Speicher 37 fährt das Verfahren 200 mit Schritt 214 fort. Wenn keine Vorrichtungsbetriebsanforderung detektiert worden ist, fährt dann der Batteriemanagementprozessor 25 direkt mit Schritt 214 fort.
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Bei Schritt 214 bestimmt der Batteriemanagementprozessor 25, ob ein Fremdstart angefordert worden ist (d. h. Fremdstartanforderung). Eine Fremdstartanforderung kann von dem Nutzer oder durch das BMS 35 gemäß dem Verfahren 100 ausgelöst werden. Wie oben diskutiert ist, bedeutet der Begriff ”Fremdstart” ein elektrisches Laden des Zusatzbatteriemoduls 33 mit elektrischer Energie von dem Hauptbatteriemodul 22. Da der Batteriemanagementprozessor 25 in Kommunikation mit dem Zusatzbatteriemodul 33 steht, kann der Batteriemanagementprozessor 25 bestimmen, ob das Zusatzbatteriemodul 33 von dem Hauptbatteriemodul 22 elektrisch geladen wurde. Genauer kann der Batteriemanagementprozessor 25 bestimmen, dass ein Fremdstart aufgetreten oder ausgelöst worden ist. Wenn ein Fremdstart aufgetreten (oder ausgelöst) wurde, fährt das Verfahren 200 dann mit Schritt 216 fort.
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Bei Schritt 216 schreibt der Batteriemanagementprozessor 25 Daten, die eine Fremdstartanforderung angeben. Beispielsweise kann bei Schritt 216 der Batteriemanagementprozessor 25 ein viertes Datenmuster (d. h. Muster D) in den nichtflüchtigen Speicher 37 schreiben. Das vierte Datenmuster kann angeben, dass der Batteriemanagementprozessor 25 bestimmt hat, dass ein Fremdstart angefordert worden ist. Daher kann, wenn der Batteriemanagementprozessor 25 das vierte Datenmuster während der Initialisierung bei dem Verfahren 100 liest, dieser detektieren, dass zumindest ein Auslöseereignis, das in diesem Fall die Fremdstartanforderung ist, aufgetreten ist. Nach einem Schreiben des vierten Datenmusters in dem nichtflüchtigen Speicher 37 fährt das Verfahren 200 mit Schritt 218 fort. Bei Schritt 216 wird, wenn das vierte Datenmuster geschrieben wurde oder ein anderer Fremdstart angefordert wurde (entweder durch den Nutzer oder das BMS 35), der Zeitbetrag, den das Hybridfahrzeug 10 das Zusatzbatteriemodul 33 lädt, zunehmen. Die längere Ladezeit würde es wahrscheinlicher machen, dass das Zusatzbatteriemodul 33 ausreichend Energie zum Start der Brennkraftmaschine 18 aufweist. Wenn keine Fremdstartanforderung detektiert worden ist, fährt dann der Batteriemanagementprozessor 25 direkt mit Schritt 218 fort.
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Nach entweder Schritt 214 oder Schritt 216 fährt das Verfahren 200 mit Schritt 218 fort. Bei Schritt 218 endet das Verfahren 200.
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Während die besten Moden zur Ausführung der Lehren detailliert beschrieben worden sind, erkennt der Fachmann verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur Ausführung der Lehren innerhalb des Schutzumfangs der angefügten Ansprüche.