DE102016101319A1

DE102016101319A1 - Vorrichtung und verfahren zum maximieren von fahrzeugfunktionalität und kraftstoffwirtschaftlichkeit mit verbessertem fahrverhalten während motor-auto-stopp-start-vorgängen

Info

Publication number: DE102016101319A1
Application number: DE102016101319.6A
Authority: DE
Inventors: Hafiz S. Khafagy; Kirk Pebley; William J. Bouse; Zeljko Deljevic
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-02-09
Filing date: 2016-01-26
Publication date: 2016-08-11
Also published as: GB201602250D0; US20160229403A1; US9776635B2; GB2536559A

Abstract

Ein Leistungsverwaltungssystem eines mit Auto-Stopp-Start ausgestatteten Fahrzeugs umfasst eine primäre Leistungsquelle, die einem elektrischen Anlasser Energie zuführt, um einen Fahrzeugmotor zu starten, und eine sekundäre Leistungsquelle, die parallel zur primären Leistungsquelle gekoppelt wird. Die sekundäre Leistungsquelle führt den elektrischen Lasten während eines Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs Energie zu. Die elektrischen Lasten erhalten Fahrzeug-Subsystem-Funktionalität während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs aufrecht. Die den elektrischen Lasten zugeführte Energie ist während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs strombegrenzt. Ein steuerbarer Schalter entkoppelt die sekundäre Leistungsquelle während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs von der primären Leistungsquelle und dem Anlasser. Betriebsparameter der elektrischen Lasten werden während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs überwacht. Wird während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs eine jeweilige Betriebsparameterschwelle, die den elektrischen Lasten zugeordnet ist, überschritten, wird der Fahrzeugmotor automatisch wieder eingeschaltet, und der steuerbare Schalter wird anschließend geschlossen.

Description

QUERVERWEIS ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN

Nicht zutreffend.

ERKLÄRUNG HINSICHTLICH STAATLICH GEFÖRDERTER FORSCHUNG

Nicht zutreffend.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein auf mit Auto-Stopp-Start ausgestattete Fahrzeuge und Leistungsverwaltung von Hochlastvorrichtungen während Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgängen.
Üblicherweise nutzen Fahrzeuge eine Topologie einer einzelnen 12 V-Batterie als Fahrzeug-Leistungsquelle; solche Systeme verfügen jedoch über eine eingeschränkte Ladeleistungsfähigkeit. Der zunehmende Bedarf an elektrischer Leistung in modernen Fahrzeugen stellt eine zunehmende Herausforderung dar, alle möglichen Leistungsquellen, die Energie im Fahrzeug generieren, zu nutzen und die Verwendung dieser Vorrichtungen oder Systeme generierter Energie zu maximieren. Die maximale Energiemenge, die in solchen Vorrichtungen gespeichert werden kann, legt fest, wie andere Vorrichtungen verwendet werden können oder wann solchen Vorrichtungen Energie bereitgestellt werden kann.
Fahrzeuge, die fähig sind, einen Motor-Stopp-Start-Vorgang durchzuführen, nutzen einen Verbrennungsmotor, der abgeschaltet wird, wenn sich das Fahrzeug in einem Leerlaufzustand befindet. Dies ermöglicht den Fahrzeugen, Emissionen zu reduzieren und beim Kraftstoffverbrauch zu sparen, weil der Verbrennungsmotor während einer Auto-Stopp-Phase nicht in Betrieb ist. Sobald die Auto-Stopp-Phase beendet ist, wird der Verbrennungsmotor unter Nutzung eines Auto-Start-Vorgangs wieder eingeschaltet. Viele mit Auto-Stopp-Start ausgestattete Fahrzeuge verwenden in erster Linie eine einzelne Batterie als Leistungsquelle. Aufgrund der Tatsache, dass die einzelne Batterie über eine eingeschränkte Leistung verfügt, muss das Energieverwaltungssystem sicherstellen, dass in der Batterie noch eine ausreichende Energiemenge vorhanden ist, wenn der Verbrennungsmotor während eines Stopp-Start-Vorgangs wieder eingeschaltet wird. Andere Funktionen, deren Betrieb während der Phase, in der der Verbrennungsmotor vorübergehend ausgeschaltet ist, sachdienlich sein kann, sind elektrische Lastvorrichtungen, insbesondere diejenigen, die einen erhöhten Energiebezug erfordern, der die Batterie bis zu einem Punkt erschöpfen kann, an dem ein Wiedereinschalten des Motors nicht möglich ist. Mittels Technologien wurde versucht, dieses Problem zu lösen, beispielsweise durch das Vermeiden des Betriebs von Vorrichtungen/Systemen mit hohem Energieverbrauch (z.B. elektrische Servolenkung, Klimaregelung) und/oder das Hinzufügen einer Spannungsstabilitätsquelle während eines Auto-Stopp-Start- oder Neustart-Vorgangs; die Tatsache, dass gewisse Funktionen während des Motor-Aus-Vorgangs nicht verfügbar sind, kann jedoch für den Fahrer des Fahrzeugs bemerkbar sein, was zu einer Unzufriedenheit des Kunden oder dazu führen kann., dass das Fahrzeug zum Kundendienst gebracht wird.
Selbst bei Fahrzeugen, die ein Doppelbatteriesystem nutzen, kann das System immer noch aus beiden Batterien Leistung beziehen (beispielsweise bei einem Motor-Wiedereinschaltvorgang durch einen Anlasser) und somit die Energie beider Batterien erschöpfen. Fällt darüber hinaus eine Leistungsquelle unterhalb ein vorgegebenes Spannungsniveau ab, können Diagnose-Fehlercodes (DTCs) gesetzt werden und somit ein Warnlicht für den Fahrer ausgeben oder sogar eine weitere Verwendung des Motor-Stopp-Start-Vorgangs unterbinden, was den Vorteil von Fahrzeugen mit Auto-Stopp-Start-Funktionalität, dass nämlich Emissionen reduziert und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit für den Fahrer erhöht werden, zunichtemacht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Bei einem Aspekt der Erfindung ermöglichen das System und das Verfahren, die hierin beschrieben werden, einen Betrieb von elektrischen Lastvorrichtungen in Fahrzeugen während einer Motor-Aus-Sequenz bei einem Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgang. Das System umfasst eine primäre Leistungsquelle und eine sekundäre Leistungsquelle, wobei die Leistungsquellen während eines Auto-Stopp-Start-Vorgangs jeweils voneinander galvanisch getrennt sind. Während einer Motor-Aus-Sequenz sind die jeweiligen Leistungsquellen voneinander galvanisch getrennt, wobei elektrischen Lasten Energie von der sekundären Leistungsquelle zugeführt wird, während die primäre Leistungsquelle verwendet wird, um den Anlasser und den Motor anzusteuern. Die elektrischen Lastvorrichtungen des Fahrzeugs halten ihren Betrieb aufrecht, indem sie Energie nur von der sekundären Leistungsquelle beziehen. Dies bietet die folgenden Vorteile: der primären Leistungsquelle wird durch den Betrieb der elektrischen Lastvorrichtungen während der Motor-Aus-Sequenz keine Energie entzogen; die sekundäre Leistungsquelle wird nicht durch eine Einschaltstromaufnahme durch einen Anlasser während eines Motor-Wiedereinschaltvorgangs entladen, weil der Anlasser von der sekundären Leistungsquelle während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs galvanisch getrennt ist; elektrische Lasten sind während der Motor-Aus-Phase noch betriebsfähig; und gegenüber Niederspannung empfindliche Lasten sind geschützt, und es wird gewährleistet, dass während der Auto-Stopp-Sequenz jederzeit eine ausreichende Leistungsmenge bereitgestellt wird.
Darüber hinaus können die elektrischen Lastvorrichtungen während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs strombegrenzt sein; die Strombegrenzung wird jedoch in einer Weise vorgenommen, die für den Fahrer keine bemerkbare Beeinträchtigung darstellt. Dies bietet den Vorteil, dass es Vorrichtungen ermöglicht wird, bedingt betriebsfähig zu sein, wie dies von einem Fahrer des Fahrzeugs während einer Motor-Aus-Sequenz erwartet wird. Dies reduziert Beschwerden oder Garantieansprüche dahingehend, dass eine Vorrichtung während einer Phase, in der sich das Fahrzeug im Leerlaufzustand befand, nicht betriebsfähig gewesen sei.
Darüber hinaus bietet das hierin beschriebene System den weiteren Vorteil, einer elektrischen Lastvorrichtung unter extremen Betriebsbedingungen volle Leistung bereitzustellen. Kapazitäten der Leistungsquellen und Leistungsanforderungen der elektrischen Lastvorrichtungen werden überwacht, und wenn ein extremer und anhaltender Energieverbrauch von einer jeweiligen elektrischen Lastvorrichtung angefordert wird, unterbindet das System die Motor-Auto-Stopp-Start-Funktionalität und schaltet den Verbrennungsmotor ein, so dass der jeweiligen elektrischen Lastvorrichtung ausreichend Leistung von einer anderen Leistungsquelle oder leistungsgenerierenden Vorrichtung wie einer Lichtmaschine oder Motorgeneratorvorrichtung bereitgestellt werden kann.
Bei einem anderen Aspekt der Erfindung schließt ein Leistungsverwaltungssystem eines mit Auto-Stopp-Start ausgestatteten Fahrzeugs eine primäre Leistungsquelle ein, die einem elektrischen Anlasser Energie zuführt, um einen Fahrzeugmotor zu starten, und eine sekundäre Leistungsquelle wird parallel zur primären Leistungsquelle gekoppelt. Die sekundäre Leistungsquelle führt elektrischen Lasten während eines Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs Energie zu. Die elektrischen Lasten erhalten die Funktionoalität eines Subsystems des Fahrzeugs während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs aufrecht. Ein steuerbarer Schalter entkoppelt die sekundäre Leistungsquelle während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs von der primären Leistungsquelle und dem Anlasser. Betriebsparameter der elektrischen Lasten werden während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs überwacht. Wird während des Auto-Stopp-Start-Vorgangs des Motors eine jeweilige Betriebsparameterschwelle, die den elektrischen Lasten zugeordnet ist, überschritten, wird der Fahrzeugmotor automatisch wieder eingeschaltet, und der steuerbare Schalter wird anschließend geschlossen.
Bei wieder einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, um Leistung in einem mit Auto-Stopp-Start ausgestatteten Fahrzeug zu verwalten. Energie wird einem Anlasser von einer primären Leistungsquelle zugeführt, um einen Fahrzeugmotor zu starten. Energie wird elektrischen Lasten während eines Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs von einer sekundären Leistungsquelle zugeführt. Die sekundäre Leistungsquelle ist zur primären Leistungsquelle parallel gekoppelt. Die elektrischen Lasten erhalten Fahrzeug-Subsystem-Funktionalität während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs aufrecht. Die sekundäre Leistungsquelle wird während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs durch einen steuerbaren Schalter von der primären Leistungsquelle und einem elektrischen Anlasser entkoppelt. Betriebsparameter der elektrischen Lasten werden während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs überwacht. Es erfolgt eine Festlegung erfolgt, ob eine jeweilige Betriebsparameterschwelle, die den elektrischen Lasten zugeordnet ist, während des Auto-Stopp-Start-Vorgangs überschritten wird. Der Fahrzeugmotor wird als Reaktion auf ein Überschreiten des jeweiligen Betriebsparameters während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs automatisch wieder eingeschaltet. Der steuerbare Schalter wird anschließend geschlossen, um eine primäre Leistungsquelle mit der sekundären Leistungsquelle zu koppeln.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 ist ein schematisches Schaltbild eines dualen Leistungsversorgungssystems.
2 stellt ein Ablaufdiagramm eines Blockdiagramms für die Leistungsverwaltung während eines Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs dar.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In 1 wird ein schematisches Schaltbild eines dualen Leistungsversorgungssystems 10 für ein mit Auto-Stopp-Start-Funktionalität ausgestattetes Fahrzeug gezeigt. Zu den hierin beschriebenen Zwecken wird ein mit Auto-Stopp-Start-Funktionalität ausgestattetes Fahrzeug als Mikro-Hybrid-Fahrzeug und/oder Mild-Hybrid-Fahrzeug mit zwei oder mehr Leistungsquellen definiert. Mikro-Hybrid-Fahrzeuge schließen Fahrzeuge mit mehr als einer 12 V-Leistungsquelle ein. Üblicherweise schließen Mikro-Hybrid-Fahrzeuge keine Leistungsverstärkungssysteme zum Versorgen des Antriebsstrangs mit elektrischer Leistung ein. Mild-Hybrid-Fahrzeuge sind Fahrzeuge, die zwei oder mehr verschiedene Leistungsquellen mit unterschiedlichen Spannungsniveaus (z.B. 12 V/48 V, 12 V/110 V) einschließen. Die Mild-Hybrid-Fahrzeuge schließen einen Elektromotor ein, der als Leistungsverstärker und/oder Start-Generator dienen kann. Die nachstehend beschriebenen Fahrzeuge werden als mit Auto-Stopp-Start ausgestattete Fahrzeuge bezeichnet und schließen sowohl Mikro-Hybrid-Fahrzeuge als auch Mild-Hybrid-Fahrzeuge ein.
Das duale Leistungsversorgungssystem 10 umfasst eine primäre Leistungsquelle 12 und eine sekundäre Leistungsquelle 14. Die primäre Leistungsquelle 12 und die sekundäre Leistungsquelle 14 sind parallelgeschaltet. Je nachdem, ob Mikro-Hybrid- oder Mild-Hybrid-Technologie genutzt werden, können die primäre Leistungsquelle 12 und die sekundäre Leistungsquelle 14 gleichwertige Leistungsniveaus oder unterschiedliche Leistungsniveaus aufweisen.
Die primäre Leistungsquelle 12 stellt einem Zündstartsystem, beispielsweise einem Anlasser 16, Energie zum Einschalten eines Verbrennungsmotors 17 bereit. Die primäre Energiequelle 12 ist vorzugsweise eine Bleisäurebatterie, obwohl auch andere Arten von Batterien als die primäre Leistungsquelle 12 verwendet werden können.
Die sekundäre Leistungsquelle 14 ist vorzugsweise eine hochwirksame Leistungsversorgung, die die Rückgewinnung und Leistungskapazität des dualen Leistungsversorgungssystems erhöht. Ein Beispiel für eine hochwirksame Leistungsversorgung kann unter anderem eine Lithiumionenbatterie einschließen. Während eines Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs, der nachstehend im Detail beschrieben wird, stellt die sekundäre Leistungsquelle 14 einer Mehrzahl an elektrischen Lasten 18 mit Ausnahme des Anlassers 16 Leistung bereit. Die sekundäre Leistungsquelle 14 schließt ein Batterieenergie-Regelmodul (BECM) 20 zum Verwalten und Überwachen von Batterieparametern der sekundären Leistungsquelle 14 ein. Die sekundäre Leistungsquelle 14 schließt weiterhin einen internen Schalter zum Trennen der sekundären Leistungsquelle 14 von allen Vorrichtungen außerhalb der sekundären Leistungsquelle 14 ein, wenn dies notwendig sein sollte. Es versteht sich, dass wenn eine konventionelle 12 V-Batterie (z.B. Bleisäurebatterie) oder Ähnliches als sekundäre Leistungsquelle genutzt wird, die kein spezifisches Regelmodul erfordert, das Überwachen und Verwalten von Batterieparametern der sekundären Leistungsquelle im Gegensatz zur Nutzung eines Batterieenergie-Regelmoduls vom Batterieverwaltungssystem BMS vorgenommen werden kann.
Andere vom dualen Leistungsversorgungssystem 10 genutzte Komponenten schließen eine Lichtmaschine/Regulator 24, Batterieverwaltungssystemmodul (BMS) 26, ein Elektroniksteuergerät/Antriebsstrang-Steuergerät (ECU/PCM) 28 und ein Bordnetzsteuergerät (BCM) 30 ein.
Die Lichtmaschine/Regulator 24 ist ein elektrischer Generator, der mechanische Energie in elektrische Energie in Form eines Wechselstroms umwandelt. Während Motor-An-Bedingungen, wenn der Verbrennungsmotor 17 in Betrieb ist, generiert und reguliert die Lichtmaschine/Regulator 24 elektrische Energie für die elektrischen Lasten 18 und stellt zudem elektrische Energie für die primäre Leistungsquelle 12 und die sekundäre Leistungsquelle 14 zum Wiederaufladen von Zellen beider Leistungsquellen bereit.
Das Batterieenergie-Regelmodul 20 und das Batterieverwaltungssystem 26 funktionieren im Wesentlichen für ihre jeweiligen Leistungsquellen in ähnlicher Weise. Jedes Modul überwacht und dokumentiert Batteriebedingungen einschließlich unter anderem eines Ladezustands (SOC), einer Batteriespeicherkapazität, einer Batterietemperatur, eines Batteriealterungszustands (SOH) und eines Spannungsniveaus.
Der Ladezustand wird als die verfügbare Kapazität definiert und als Prozentsatz einer Referenz ausgedrückt. Der Ladezustand kann nicht direkt gemessen werden, kann jedoch aus Direktmessungsvariablen geschätzt werden. Der Ladezustand kann eine Nennleistung sein; üblicherweise ist der Ladezustand jedoch die momentane Kapazität (d.h. während des letzten Lade-Entlade-Zyklus). Beispiele für Techniken zum indirekten Festlegen des Ladezustands schließen chemiebasierte Coulomb-Zählungsverfahren (z.B. Stromintegration), spannungsbasierte Verfahren und Kalman-Filterung ein.
Die Batteriespeicherkapazität ist die Kapazität einer Batterie zum Speichern einer Ladung und wird in Amperestunden (Ah) gemessen, was den Strom, der während einer vorgegebenen Zeitdauer geliefert werden kann, bis die Batterie sich auf eine vorgegebene Spannung entladen hat, in Ampere (A) definiert. Der Ah-Wert ist neben anderen Parametern vom bezogenen Strom und der Batterietemperatur abhängig.
Die Batterietemperatur ist die Temperatur der Batterie. Basierend auf der Batterietemperatur kann der Betrieb des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs zugelassen oder nicht zugelassen werden. Liegt die Batterietemperatur unterhalb eines bestimmten Werts, wird der Betrieb eines Systemstarts unterbunden, bis die Batterietemperatur sich auf innerhalb des zulässigen Fensters erhöht hat. Liegt die Batterietemperatur oberhalb eines bestimmten Werts, wird der Betrieb des Systemstarts unterbunden, bis die Batterietemperatur sich auf einen Wert innerhalb des zulässigen Fensters verringert hat.
Der Batteriealterungszustand ist eine repräsentative Messung, die den allgemeinen Zustand einer Batterie und ihre Fähigkeit zum Liefern der angegebenen Leistungskapazität im Vergleich mit einer neuen Batterie wiederspiegelt. Sie berücksichtigt Faktoren wie Ladeaufnahme, Innenwiderstand, Spannung und Selbstentladung. Der Batteriealterungszustand wird üblicherweise in Prozentsätzen angegeben.
Das Spannungsniveau ist die gemessene Batteriespannung. Liegt die Batteriespannung unterhalb einer gewissen Schwelle, wird die Stopp-Start-Funktion unterbunden, was bedeutet, dass eine Anforderung für ein Wiedereinschalten (Pull-Up) angefordert wird.
Das elektronische Steuergerät/Antriebsstrang-Steuergerät 28 überwacht, steuert und reguliert Motorbetriebsbedingungen wie eine Lichtmaschine.
Das Bordnetzsteuergerät 30 diagnostiziert einen Leistungszustand der elektrischen Lasten und steuert und reguliert die elektrischen Lasten innerhalb des Fahrzeugs. Das Bordnetzsteuergerät 30 kommuniziert mit dem Batterieenergie-Regelmodul 20, Batterieverwaltungssystem 26 und elektronischen Steuergerät/Antriebsstrang-Steuergerät 28 über einen oder mehrere Kommunikationsbusse (z.B. CAN, LIN), um mit dem aktuellen Zustand der Lasten jeder der jeweiligen Leistungsquellen in Beziehung stehende Daten zu erhalten und ermöglicht Laden und Entladen einer Leistungsquelle oder Regeln der Energieregulierung für elektrische Lasten.
Das duale Leistungsversorgungssystem 10 schließt weiterhin eine Warmstart-Einschalt-Trennung 32 ein, die einen regelbaren Schalter einschließt, der verwendet wird, um die primäre Leistungsquelle 12 und den Anlasser 16 wahlweise von der sekundären Leistungsquelle 14, Lichtmaschine/Regulator 24 und elektrischen Lasten 18 während bestimmter Vorgänge zu trennen und zu isolieren. Die Warmstart-Einschalt-Trennung 32 kann unter anderem MOS-Feldeffekttransistoren und Relais enthalten und kann von einem digitalen Signal (Dig IO) geregelt werden.
Das duale Leistungsversorgungssystem 10 kann weiterhin eine erste Hochstrom-Sicherungsdose 34 und eine zweite Hochstrom-Sicherungsdose 36 einschließen. Die erste Hochstrom-Sicherungsdose 34 unterstützt Lasten, die der primären Leistungsquelle 12 zugeführt und von dieser bereitgestellt werden. Die zweite Hochstrom-Sicherungsdose 36 unterstützt Lasten, die der sekundären Leistungsquelle 14 zugeführt und von dieser bereitgestellt werden.
Ein mit Auto-Stopp-Start ausgestattetes Fahrzeug kann sowohl ein herkömmliches Verbrennungsmotorsystem als auch ein Leistungsverstärkersystem nutzen. Im Gegensatz zu einem reinen herkömmlichen Verbrennungsmotor ermöglicht der Leistungsverstärker dem Fahrzeug, eine erhöhte Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu erzielen. Die erhöhte Kraftstoffwirtschaftlichkeit wird durch die Verwendung von Nutzbremsung erlangt, die die kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie zum Laden einer Batterie umwandelt. Elektrische Generatoren (bekannt als Motorgeneratoren) sind mit dem Antriebsstrang gekoppelt, der während des Fahrens des Fahrzeugs Elektrizität erzeugt, um entweder Batteriezellen wieder aufzuladen oder die Elektroantriebsmotoren und andere elektrische Vorrichtungen mit Leistung zu versorgen. Darüber hinaus nutzt das mit Auto-Stopp-Start ausgestattete Fahrzeug die Motor-Auto-Stopp-Start-Funktionalität wie obenstehend ausgeführt. Die Motor-Auto-Stopp-Start-Funktionalität wird hierin als das autonome Abschalten des Verbrennungsmotors, wenn sich das Fahrzeug in einem Leerlauf-/Stillstandzustand befindet, und anschließendes Wiedereinschalten des Verbrennungsmotors, wenn eine Beschleunigung eines Fahrzeugantriebsstrangsystems erforderlich ist, definiert. Die Motor-Auto-Stopp-Start-Funktionalität reduziert Leerlaufemissionen und spart beim Kraftstoffverbrauch, indem sie den Verbrennungsmotor autonom abschaltet, wenn sich das Fahrzeug in einer Stillstandstellung (z.B. Stoppschild, rote Ampel) im Leerlauf oder Ausrollen befindet und anschließend den Verbrennungsmotor wieder einschaltet, wenn eine Beschleunigung eines Fahrzeugantriebsstrangsystems gemäß einer Anforderung seitens des Fahrers über ein Fahrpedal erforderlich ist.
Befindet sich das Fahrzeug in einem Auto-Stopp-Zustand, können elektrische Lasten nach wie vor Leistung von den Leistungsquellen anfordern, um seinen Betrieb aufrecht zu erhalten. Während gewisse elektrische Lasten eine minimale Leistungsaufnahme erfordern können, können elektrische Lasten mit Hochstromverbrauch verglichen mit elektrischen Lasten mit Schwachstromverbrauch erhöhte Mengen an Leistung erfordern. Mit der zunehmenden Anzahl an elektronischen Geräten am Fahrzeug verfügt die herkömmliche primäre Leistungsquelle (d.h. 12 V-Bleisäurebatterie) aufgrund einer dynamischen Ladeaufnahme und Beschränkungen der Bleisäurebatterie über eingeschränkte Ladeleistungsfähigkeit. Würde die primäre Leistungsquelle genutzt, um allen elektrischen Lasten während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs Leistung bereitzustellen, könnte die primäre Leistungsquelle sich erschöpfen, so dass eine unzureichende Energiemenge in der primären Leistungsquelle 12 aufrechterhalten werden würde, um den Verbrennungsmotor 17 während eines Motorneustarts im Rahmen des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs wieder zu starten.
Daher ist, wie in 1 dargestellt, nur die sekundäre Leistungsquelle 14 konfiguriert, um allen elektrischen Lasten während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs Energie zuzuführen. Dies wird unter Nutzung des regelbaren Schalters innerhalb der Warmstart-Einschalt-Trennung 32 vorgenommen. Das Bordnetzsteuergerät 30 überwacht den Status des mit Auto-Stopp-Start ausgestatteten Fahrzeugs über Kommunikation mit den verschiedenen hierin beschriebenen Modulen, insbesondere dem elektronischen Steuergerät/Antriebsstrang-Steuergerät 28. Das elektronische Steuergerät/Antriebsstrang-Steuergerät 28 erkennt, dass sich das Fahrzeug in einem Leerlaufzustand oder Ähnlichem befindet, schaltet den Verbrennungsmotor ab und überträgt gleichzeitig ein Statussignal an das Bordnetzsteuergerät 30. Als Reaktion auf das erhaltene Statussignal überträgt das Bordnetzsteuergerät 30 ein Regelsignal an die Warmstart-Einschalt-Trennung 32, um den regelbaren Schalter zu öffnen. Das Öffnen des regelbaren Schalters entkoppelt und isoliert die primäre Leistungsquelle 12 und den Anlasser 16 von der sekundären Leistungsquelle 14, elektrischen Lasten 18 und Lichtmaschine/Regulator 24. Während der Verbrennungsmotor 17 abgeschaltet ist, werden alle elektrischen Lasten mit Ausnahme des Anlassers 16 vorzugsweise von der sekundären Leistungsquelle 14 versorgt. Dies verhindert ein Entladen von Spannung der primären Leistungsquelle 12, das die Spannung bis auf eine Spannung unterhalb einer ausreichenden Spannung, die erforderlich ist, um den Anlasser 16 anzusteuern und die Verbrennung während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs erfolgreich zu starten, verringern könnte. Dadurch kann die primäre Leistungsquelle 12 auf im Wesentlichen 7,0 V sinken, was für einen Motorneustart während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs ausreicht. Da während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs keine anderen Geräte mit übermäßiger Leistungsaufnahme mit der primären Leistungsquelle 12 gekoppelt sind, kann wenigstens das Mindestspannungsniveau von 7,0 V aufrechterhalten werden. Darüber hinaus stellt die Tatsache, dass während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs der Anlasser 16 lediglich mit der primären Leistungsquelle 12 gekoppelt und von der sekundären Leistungsquelle 14 isoliert ist, sicher, dass keine Batterieentladung hinsichtlich der sekundären Leistungsquelle 14 als Ergebnis des vom Anlasser 16 während eines Wiedereinschaltvorgangs abgezogenen Einschaltstromstoßes auftritt.
Entsprechend müssen Vorkehrungen getroffen werden, um sicherzustellen, dass die sekundäre Leistungsquelle während einer Motor-Auto-Stopp-Start-Sequenz nicht von elektrischen Lasten, die während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs aktiv sind, entleert wird. Hinsichtlich eines Zustands, bei dem eine Batterieentladung auftritt und die Spannung der sekundären Leistungsquelle auf unterhalb einer vorgegebenen Spannungsschwelle abfällt, kann ein Diagnose-Fehlercode gesetzt sein, der das Verhindern des Betriebs von elektrischen Lasten während der Motor-Auto-Stopp-Start-Sequenz beinhaltet. Dies würde wiederum dazu führen, dass elektrische Lasten während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs nicht aktiv sind oder Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgänge unterbunden würden.
Ein Beispiel für eine solche elektrische Last ist eine Vorrichtung der elektronisch unterstützten Servolenkung (nachstehend einschließlich der Ansprüche als elektrische Servolenkung bezeichnet). Es versteht sich, dass die elektrische Servolenkung nur ein Beispiel einer der von den hierin beschriebenen Systeme/Verfahren genutzten elektrischen Lasten ist und dass andere elektrische Lastsysteme, die von der hierin beschriebenen Routine genutzt werden, unter anderem Heizungs-, Klima- und Lüftungstechnik, Fensterhebersysteme, Ladeklappenliftsysteme, elektronische Bremssysteme einschließen. Die elektrische Servolenkung verwendet einen Elektromotor, um den Fahrer beim Vornehmen eines Lenkmanövers eines Fahrzeugs zu unterstützen. Ein oder mehrere Sensoren erkennen eine Stellung und Drehmoment einer Lenksäule. Ein unterstützendes Drehmoment wird festgelegt und als Reaktion auf Eingabestellung und -drehmoment, die auf das Lenksystem angewandt werden, produziert. Der Umfang des auf das Lenken angewandten Drehmoments und die sich daraus ergebende Stromaufnahme variieren abhängig von den Fahrbedingungen. Beispielsweise ist mehr Lenkunterstützung erforderlich, wenn ein Lenkmanöver bei Fahrten mit niedrigen Drehzahlen ausgeführt wird, wohingegen weniger Unterstützung bereitgestellt wird, wenn das Fahrzeug mit höheren Drehzahlen fährt. Wie für Geräte elektrischer Last, die Drehmoment generieren, typisch ist, gilt, dass je mehr Drehmoment erforderlich ist, desto mehr Energie wird von einem elektrischen Lastgerät verbraucht.
Zu anderen Aspekten des Fahrverhaltens, die die Stromaufnahme der elektrischen Servolenkung regeln, gehört der Grad des Lenkeinschlags. Es versteht sich, dass sich die Stromaufnahme während des Lenkens erheblich erhöht, wenn sich der Grad der Rotation/des Bewegens des Lenkrads erhöht. Das hierin beschriebene System unterstützt Stromaufnahmen, die Lenkeinschläge im Bereich von 80–270 Grad/Sekunde oder dem kalibrierten Vorzugswert ermöglichen. Dies maximiert die Verfügbarkeit der Auto-Stopp-Start-Vorgänge und maximiert Kraftstoffwirtschaftlichkeit. Das System wird jedoch auch Auto-Stopp-Start-Vorgänge unterbinden, wenn die Eingabe des Fahrers am Lenkrad einen Schwellen-Lenkeinschlag überschreitet, um den übermäßigen Lenkanforderungen des Fahrers entgegenzukommen.
Weiterhin ermöglicht die hierin beschriebene Strategie dem System, dem Fahrer für eine gewisse kalibrierte Zeitdauer/einen gewissen kalibrierten Zeittaktgeber einen Schwellenumfang an konsistentem maximal kalibriertem Schwellenmoment bereitzustellen, bevor die Auto-Start-Anforderung erteilt wird.
Ein elektrische Servolenkung-Subsystem erfordert erhöhte Stromaufnahme und Leistungsverbrauch, um, insbesondere wenn sich das Fahrzeug nicht bewegt, die Lenksäule zu bewegen, was wiederum die Fahrzeugräder im Vergleich zu anderen elektrischen Lasten des Fahrzeugs bewegt. Das elektrische Servolenkung-Subsystem kann insbesondere während ernsthafter Lenkmanöver seitens des Fahrers im Leerlauf bis zu 100 A oder mehr beziehen. Dies bedeutet einen zu hohen Leistungsverbrauch, der durch die Eingabeaktionen des Fahrers angefordert wird, während sich der Motor in einer Auto-Stopp-Sequenz befindet. Das elektrische Servolenkung-Subsystem erfordert, dass die Spannung innerhalb eines elektrische Servolenkungsmoduls während seines Betriebs höher als ein durch <EPAS_LOW_VOLTAGE_VALUE_TO_OPERATE> ausgedrückter vorgegebener Schwellenwert (z.B. 9,5 V) ist, um problemlos zu funktionieren, da es anderenfalls einen Code setzt, wenn die Spannung innerhalb des Moduls auf weniger als 9,5 V abfällt. Die 9,5 V innerhalb der elektrischen Servolenkung bedingen, dass eine Batteriespannung jederzeit oberhalb von 10,5 V liegt. Das Setzen eines Codes unterbindet, dass der Verbrennungsmotor auto-gestoppt wird. Dadurch gefährdet der Leistungsbedarf der elektrischen Servolenkung die Verfügbarkeit des Motor-Auto-Stopp-Starts und der damit verbundenen Vorteile, die durch Motor-Stopp-Start-Vorgänge erzeugt werden.
Systeme, die ein duales Leistungsversorgungssystem ohne Schutzvorrichtungen nutzen, bei denen eine Anforderung erhöhter Spannung die Verfügbarkeit von Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgängen minimiert, weil der Strom für den Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgang ermöglicht, dass die Spannung innerhalb eines elektrischen Servolenkungsmoduls während Neustartvorgängen auf eine Minimum-Betriebsspannung (z.B. 6,0 V), die durch <MIN_VOLTAGE_ACROSS_LOAD> ausgedrückt wird, sinkt. Die Anforderung des elektrischen Servolenkungssystems für erhöhten Strom wird den Strom erhöhen, der von der Batterie während eines zulässigen Niveaus/Schwellenwerts für einen Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgang bezogen wird. Die erhöhten Anforderungen können zudem dazu führen, dass der Betrieb des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs unterbunden wird oder der Vorgang mit weniger Leistungsfähigkeit als erwartet betrieben wird. Dies kann der Fall sein, wenn das Fahrzeug an einer roten Ampel angehalten wird und der Motor ausgeschaltet wird und der Fahrer versucht, ein Lenkmanöver vorzunehmen, wenn sich das Fahrzeug nicht bewegt. Da mehr Drehmoment erforderlich ist, um die Fahrzeugräder zu drehen, wenn das Fahrzeug angehalten wird, können der bezogene Strom oder die verbrauchte Leistung eine jeweilige Schwelle überschreiten. Dadurch kann eine Systemschutzvorrichtung zum Unterbinden der elektrischen Servolenkung oder zum Betreiben der elektrischen Servolenkung auf einem erheblich reduzierten Niveau zu Kundenunzufriedenheit oder Service-/Garantiebeschwerden von Kunden führen.
Um zu verhindern, dass dieses Problem auftritt, kann das System der elektrischen Servolenkung dem Fahrer ermöglichen, Lenkvorgänge, allerdings unter überwachten Bedingungen, vorzunehmen. Das elektrische Servolenkungsmodul regelt und begrenzt die Strommenge, die dem elektrische Servolenkung-Subsystem bereitgestellt wird. Die Funktionalität des strombegrenzten elektrischen Servolenkung-Subsystems wird jedoch in einer Weise vorgenommen, die für den Fahrer keine bemerkbare Beeinträchtigung darstellt. Wie beschrieben wird der Strom vom elektrischen Servolenkungsmodul auf einen Nennwert begrenzt, der einen Betrieb des elektrischen Servolenkung-Subsystems ermöglicht, ohne für den Fahrer bemerkbar zu sein. Werden jedoch bei der Überwachung der Betriebsparameter des elektrischen Servolenkung-Subsystems erhebliche Betriebsanforderungen entdeckt, werden Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgänge unterbunden. Solche überwachten Betriebsparameter können das Überschreiten einer maximalen Stromaufnahme, Überschreiten eines maximalen Lenkeinschlags, Überschreiten eines maximalen Lenkwinkels und Überschreiten eines maximalen auf die Lenkung ausgeübten Moments einschließen.
Die maximale Stromaufnahme ist auf einen vorgegebenen Stromgrenzwert gesetzt. Beispielsweise kann die Stromaufnahme für bis zu 1 Sekunde auf einen beliebigen Wert in einem Bereich von 30–100 A begrenzt werden. Der Stromgrenzwert und die Zeitdauer, die vorgegeben sind, sind kalibrierbar. Diese jeweilige maximale Stromaufnahme entspricht einem zugeordneten Lenkeinschlag. Beispielsweise entspricht eine maximale Stromaufnahme bei 45 A während 1 Sekunde einem Lenkeinschlag von 180 Grad/Sekunde. Ist eine Lenkeinschlagsschwelle auf 180 Grad/Sekunde gesetzt und wird ein höherer Lenkeinschlag erkannt, wird eine Pull-Up-Anforderung ausgelöst. Eine Pull-Up-Anforderung wird als Anforderung zum Unterbinden von Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgängen und zum Einschalten des Verbrennungsmotors definiert. Unter dieser Bedingung kann die sekundäre Energiequelle die Energieanforderungen der Eingabe des Fahrers an das Lenksystem, wie diese von der Stromaufnahme oder einer Lenksäule festgelegt werden, nicht erfüllen. Daher wird, um die übermäßigen Lenkanforderungen zu unterstützen, der Verbrennungsmotor eingeschaltet, so dass das elektrische Servolenkung-Subsystem Leistung von einem anderen Gerät, beispielsweise der Lichtmaschine, beziehen kann und die sekundäre Leistungsquelle nicht erschöpft, da die Leistungsmenge, die die sekundäre Leistungsquelle während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs bereitstellen kann, gedeckelt ist.
Hinsichtlich des Überschreitens der maximalen Lenkwinkelschwelle gilt, dass dann, wenn ein Lenkradsensor detektiert, dass eine vom Fahrer angeforderte Lenkeingabe größer als eine vorgegebene Lenkradwinkelschwelle ist, das elektrische Servolenkung-Lenkmodul eine Pull-Up-Anforderung zum Einschalten des Verbrennungsmotors anfordert. Eine vorgegebene Lenkradschwelle wird vorzugsweise auf einen Wert im Bereich von +/–300 Grad gesetzt. Wie vorstehend beschrieben, ermöglicht das Einschalten des Verbrennungsmotors, dass andere Leistungsquellen wie die Fahrzeuglichtmaschine je nach Anforderung des elektrischen Servolenkung-Subsystems zusätzliche Leistung zuführen. Es versteht sich, dass die vorgegebene Lenkradwinkelschwelle kalibrierbar ist und an ein jeweiliges Lenksystem oder jeweiligen Fahrzeugtyp angepasst werden kann.
Hinsichtlich des Überschreitens der maximalen Lenkmomentschwelle gilt, dass dann, wenn ein Lenkmomentsensor detektiert, dass ein vom Fahrer angefordertes Lenkmoment größer als eine vorgegebene Lenkmomentschwelle ist, das elektrische Servolenkung-Lenkmodul eine Pull-Up-Anforderung zum Einschalten des Verbrennungsmotors anfordert, so dass andere Leistungsquellen wie die Fahrzeuglichtmaschine die vom elektrische Servolenkung-Subsystem angeforderte zusätzliche Leistung zuführen können. Es versteht sich, dass die vorgegebene Lenkmomentschwelle kalibrierbar ist und an ein jeweiliges Lenksystem oder jeweiligen Fahrzeugtyp angepasst werden kann. Eine vorgegebene Lenkmomentschwelle wird vorzugsweise auf einen Wert im Bereich von 5 Nm für 0,5–2,5 Sekunden gesetzt.
Es versteht sich, dass die obenstehenden Parameter, die die Kriterien zum Unterbinden von Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgängen festlegen, rekonfigurierbar sind und unter Verwendung von Software rekalibriert werden können. Darüber hinaus werden die hierin beschriebenen Technologien nicht nur genutzt, wenn sich ein Fahrzeug im Stillstand und Leerlauf befindet, sondern können auch verwendet werden, wenn das Fahrzeug ausrollt.
2 stellt ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zur Verwaltung von Leistung, die elektrischen Lasten während eines Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs bei einem mit Auto-Stopp-Start ausgestatteten Fahrzeug zugeführt wird. Das hierin beschriebene Beispiel nutzt das elektrische Servolenkungssystem, es versteht sich jedoch, dass andere Arten elektrischer Lasten, die Leistung von der sekundären Leistungsquelle während eines Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs nutzen, den hierin beschriebenen Prozess nutzen können.
In Schritt 50 wird eine Technologie zur Überwachung einer Doppelbatterieleistungsquelle ausgelöst. Spannungen, Stromaufnahmen und Leistungsanforderungen werden bei beiden Leistungsquellen von jeweiligen Batterieverwaltungssystemen überwacht. Verschiedene Faktoren, unter anderem Ladezustand, Batteriealterungszustand, Batteriespeicherkapazität, Batterietemperatur und Batteriespannung, können genutzt werden, um die Betriebsbedingungen der Batterie zu beurteilen.
In Schritt 51 werden Fahrzeugdrehzahlen und Bremsdaten erhalten, um festzulegen, ob sich das Fahrzeug in Leerlauf, Verlangsamung oder Übergang befindet.
In Schritt 52 wird festgestellt, ob sich das Fahrzeug in einem statischen Stillstand befindet. Beispielsweise wird, wenn die Drehzahl des Fahrzeugs auf weniger als 0,5 mph reduziert wird, während die Bremse zugeschaltet ist, eine Feststellung vorgenommen, dass sich das Fahrzeug in einem statischen Stillstand befindet, und die Routine schreitet zu Schritt 54 voran. Wird die Feststellung vorgenommen, dass das Fahrzeug sich nicht in einem statischen Stillstand befindet, schreitet die Routine zu Schritt 53 voran.
In Schritt 53 wird festgestellt, ob das Fahrzeug ausrollt. Beispielsweise wird, wenn die Fahrzeugdrehzahl weniger als 20 mph beträgt, anhaltendes Bremsen angewandt wird und sich das Fahrzeug verlangsamt, eine Feststellung vorgenommen, dass das Fahrzeug ausrollt, und die Routine schreitet zu Schritt 54 voran. Wird eine Feststellung vorgenommen, dass das Fahrzeug nicht ausrollt, kehrt die Routine zu Schritt 50 zurück, um die Überwachung der Leistungsquellen, Fahrzeugdrehzahlen und Bremsdaten fortzusetzen. Es versteht sich, dass die Beurteilung der Schritte 52 und 53 auch in umgekehrter Reihenfolge oder gleichzeitig durchgeführt werden kann.
In Schritt 54 wird als Reaktion darauf, dass sich das Fahrzeug entweder in einem statischen Stillstandszustand oder in einem Ausrollzustand im Leerlauf befindet, der Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgang aktiviert. Während des Betriebs bei aktivierter Motor-Auto-Stopp-Start-Funktion begrenzt das elektrische Servolenkungsmodul den Strom, der durch das elektrische Servolenkungssystem von der sekundären Leistungsquelle bezogen werden kann. Das elektrische Servolenkungsmodul platziert eine Deckelung auf die maximale Stromaufnahme im Bereich von 30–100 A für bis zu 1 Sekunde. Es versteht sich, dass die Parameter, die hierin für die Stromaufnahme und die maximale Stromaufnahme gesetzt werden, kalibrierbar sind, was auf dem innerhalb des Fahrzeugs konzipierten elektrischen Servolenkungssystem, der Größe der sekundären Leistungsquelle und der Größe der Räder, die die Bodenfläche berühren, was zur Menge des Drehmoments beiträgt, das erforderlich ist, um die Räder zu bewegen, wenn sich das Fahrzeug nicht bewegt, basieren kann.
In Schritt 55 wird festgestellt, ob ein Lenkeinschlag größer als eine vorgegebene Lenkeinschlagsschwelle (80–270 Grad/Sekunde) ist. Der Lenkeinschlag kann mittels eines Sensors an der Lenksäule, eines Stromsensors oder anderer Geräte oder Daten festgestellt werden. Der Lenkeinschlag kann zum Strom in Beziehung gesetzt werden, der von der sekundären Leistungsquelle während einer jeweiligen Zeitdauer bezogen wird, wenn ein Lenkmanöver vorgenommen wird. Wird eine Feststellung vorgenommen, dass der Lenkeinschlag größer als eine vorgegebene Lenkeinschlagschwelle ist, schreitet die Routine zu Schritt 59 voran; anderenfalls schreitet die Routine zu Schritt 56 voran.
In Schritt 56 wird festgestellt, ob ein Lenkwinkel größer als eine vorgegebene Lenkwinkelschwelle (+/–300 Grad) ist. Wird eine Feststellung vorgenommen, dass der Lenkwinkel größer als die vorgegebene Lenkwinkelschwelle ist, schreitet die Routine zu Schritt 59 voran; anderenfalls schreitet die Routine zu Schritt 57 voran.
In Schritt 57 wird festgestellt, ob ein auf das Lenkrad angewandtes Lenkmoment größer als eine vorgegebene Lenkmomentschwelle (5 Nm) ist. Wird eine Feststellung vorgenommen, dass das Lenkmoment größer als eine vorgegebene Lenkmomentschwelle ist, schreitet die Routine zu Schritt 59 voran; anderenfalls schreitet die Routine zu Schritt 58 voran.
In Schritt 58 wird festgestellt, dass alle Betriebsparameter des elektrischen Servolenkungssystems innerhalb der für das elektrische Servolenkungssystem auferlegten Betriebsgrenzen liegen. Dadurch wird der Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgang aufrechterhalten, wenn der Motor ausgeschaltet ist und dem elektrischen Servolenkungssystem Energie bereitgestellt wird. Die Routine schreitet zu Schritt 50 voran, die Leistungsquellenparameter, Fahrzeugdrehzahlen und Bremsdaten dauerhaft zu überwachen, um festzustellen, ob sich der Status hinsichtlich einer der überwachten Schwellen verändert hat, bis der Motor wieder eingeschaltet wird.
In Schritt 59 wird als Reaktion darauf, dass einer der jeweiligen Betriebsparameter größer als eine jeweilige vorgegebene Schwelle ist, der Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgang unterbunden. Als Reaktion auf das Unterbinden des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs wird ein Pull-Up vorgenommen. Der Pull-Up wird als das Wiedereinschalten des Verbrennungsmotors, so dass eine andere Leistungsquelle oder Energie-generierende Vorrichtung (z.B. Lichtmaschine) verwendet werden kann, um das elektrische Servolenkungssystem mit einer Energiemenge zu versorgen, die ausreicht, um Aufgaben gemäß der Anforderung durch die Eingabe des Fahrers an das Lenksystem, vorzunehmen, definiert. Nach dem Vornehmen des Pull-Ups wird eine Rückkehr zu Schritt 51 vorgenommen.
Es versteht sich, dass jede der jeweiligen Schwellen, wie sie innerhalb dieser Routine beschrieben werden, kalibrierbar ist, so dass jede Schwelle basierend auf Lenksystemprinzip oder sonstigem Fahrzeugparameterprinzip entsprechend modifiziert werden kann.
Während bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben werden, werden Fachleute des Gebiets, auf das sich die Erfindung bezieht, verschiedene alternative Konstruktionsweisen und Ausführungsformen erkennen, um die Erfindung wie in den nachstehenden Ansprüchen definiert umzusetzen.
Es ist ferner beschrieben:

A. Ein Leistungsverwaltungssystem für ein mit Auto-Stopp-Start ausgestattetes Fahrzeug, wobei das System Folgendes umfasst: eine primäre Leistungsquelle, die einem elektrischen Anlasser Energie zuführt, um einen Fahrzeugmotor zu starten; eine sekundäre Leistungsquelle, die parallel zur primären Leistungsquelle geschaltet ist, wobei die sekundäre Leistungsquelle elektrischen Lasten während eines Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs Energie zuführt, wobei die elektrischen Lasten während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs eine Fahrzeug-Subsystem-Funktionalität aufrechterhalten; einen steuerbaren Schalter, der die sekundäre Leistungsquelle während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs von der primären Leistungsquelle und dem Anlasser entkoppelt; wobei Betriebsparameter der elektrischen Lasten während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs überwacht werden, wobei wenn während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs eine jeweilige Betriebsparameterschwelle, die den elektrischen Lasten zugeordnet ist, überschritten wird, der Fahrzeugmotor automatisch wieder eingeschaltet wird und der steuerbare Schalter anschließend geschlossen wird.
B. System nach A, wobei die den elektrischen Lasten zugeführte Energie während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs strombegrenzt ist.
C. System nach A, wobei die jeweilige Betriebsparameterschwelle kalibrierbar ist.
D. System nach C, wobei die elektrischen Lasten ein elektrisches Servolenkungssystem einschließen.
E. System nach D, wobei die Betriebsparameter einen auf ein Lenksystem angewandten Lenkeinschlag einschließen, wobei die Betriebsparameterschwelle einen Wert in einem Bereich von 80–270 Grad/Sekunde einschließt.
F. System nach D, wobei die Betriebsparameter einen auf ein Lenksystem angewandten Lenkradwinkel einschließen, wobei die Betriebsparameterschwelle einen Wert in einem Bereich von +/–300 Grad einschließt.
G. System nach D, wobei die Betriebsparameter ein auf ein Lenksystem angewandtes Lenkmoment einschließen, wobei die Betriebsparameterschwelle 5 Nm für wenigstens 0,5–2,5 Sekunden einschließt.
H. System nach D, wobei ein Bordnetzsteuergerät eine maximale Stromgrenze setzt, wobei die maximale Stromgrenze einen Wert in einem Bereich von 30–100 Ampere einschließt.
I. System nach D, wobei der Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgang vorgenommen wird, wenn sich das Fahrzeug im Stillstand befindet.
J. System nach D, wobei der Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgang vorgenommen wird, wenn das Fahrzeug einen Ausrollvorgang ausführt.
K. System nach C, wobei die elektrischen Lasten ein Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagensystem einschließen.
L. System nach C, wobei die elektrischen Lasten ein elektrisches Bremssystem einschließen.
M. Verfahren zum Verwalten von Leistung in einem mit Auto-Stopp-Start ausgestatteten Fahrzeug, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Zuführen von Energie von einer primären Leistungsquelle an einen Anlasser zum Starten eines Fahrzeugmotors; Zuführen von Energie von einer sekundären Leistungsquelle an elektrische Lasten während eines Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs, wobei die sekundäre Leistungsquelle parallel zur primären Leistungsquelle gekoppelt ist und die elektrischen Lasten während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs eine Fahrzeug-Subsystem-Funktionalität aufrechterhalten; Entkoppeln der sekundären Leistungsquelle während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs durch einen steuerbaren Schalter von der primären Leistungsquelle und einem elektrischen Anlasser; Überwachen von Betriebsparametern der elektrischen Lasten während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs; Feststellen, ob eine jeweilige Betriebsparameterschwelle, die den elektrischen Lasten zugeordnet ist, während des Auto-Stopp-Start-Vorgangs überschritten wird; automatisches Wiedereinschalten des Fahrzeugmotors als Reaktion auf das Überschreiten der jeweiligen Betriebsparameter während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs; und anschließendes Schließen des steuerbaren Schalters zum elektrischen Koppeln einer primären Leistungsquelle mit der sekundären Leistungsquelle.
N. Verfahren nach M, das weiterhin den Schritt des Strombegrenzens der den elektrischen Lasten während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs zugeführten Energie umfasst.
O. Verfahren nach N, wobei die elektrischen Lasten ein elektrisches Servolenkungssystem einschließen.
P. Verfahren nach O, wobei eine maximale Stromgrenze aus einem Bereich von 30–100 Ampere ausgewählt wird.
Q. Verfahren nach P, wobei die Betriebsparameter einen auf ein Lenksystem angewandten Lenkeinschlag einschließen, wobei die Betriebsparameterschwelle aus einem Bereich von 80–270 Grad/Sekunde ausgewählt wird.
R. Verfahren nach O, wobei die Betriebsparameter einen auf ein Lenksystem angewandten Lenkradwinkel einschließen, wobei die Betriebsparameterschwelle aus einem Bereich von +/–300 Grad ausgewählt wird.
S. Verfahren nach O, wobei die Betriebsparameter ein auf ein Lenksystem angewandtes Lenkmoment einschließen, wobei die Betriebsparameterschwelle 5 Nm für wenigstens 0,5–2,5 Sekunden einschließt.
T. System, das Folgendes umfasst: eine primäre Leistungsquelle, die einen Anlasser mit Energie versorgt; eine sekundäre Leistungsquelle, die elektrische Lasten zum Aufrechterhalten von Subsystemfunktionalität während eines Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs mit Energie versorgt; einen Schalter, der die primäre und sekundäre Leistungsquelle während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs entkoppelt; wobei elektrischen Lasten zugeordnete Betriebsparameter überwacht werden, wobei der Motor wieder eingeschaltet wird und der Schalter anschließend als Reaktion auf das Überschreiten einer Betriebsparameterschwelle während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs geschlossen wird.

ZEICHENERKLÄRUNG

Fig. 1

English	Deutsch
Regulator	Regulator
PT subframe	Antriebsstrang-Hilfsrahmen
EPAS	elektrische Servolenkung
32	Warmstart-Einschalt-Trennung
Ground Strap	Masseband
LiO	Lithiumionen
12	Bleisäure
28	elektronisches Steuergerät/Antriebsstrang- Steuergerät
30	Bordnetzsteuergerät
20	Batterieenergie-Regelmodul
CAN	CAN-Bus
Dig IO	Digitales Signal Dig IO
HCFB 1	Hochstrom-Sicherungsdose 1
HCFB 2	Hochstrom-Sicherungsdose 2
Engine	Motor
HVAC	Heizungs-, Klima- und Lüftungstechnik
Others	Sonstige
HS 1 CAN	HS 1 CAN
LIN	LIN-Bus
26	Batterieverwaltungssystem

Fig. 2

English	Deutsch
Initiate Dual Battery/Power Source Monitoring	Überwachung von Doppelbatterie/Leistungsquelle auslösen
Monitoring Vehicle Speeds & Braking Data	Fahrzeugdrehzahlen & Bremsdaten überwachen
Is Vehicle at Static Stop?	Befindet sich das Fahrzeug in einem statischen Stillstand?
Is Rolling Stop Occurring?	Tritt ein Ausrollen auf?
Enable Auto Stop-Start and Cap EPAS Max Current	Auto-Stopp-Start aktivieren und Maximalstrom der elektrischen Servolenkung deckeln
Steering Rate > Steering Rate Threshold	Lenkeinschlag > Lenkeinschlagsschwelle
Steering Angle > Steering Angle Threshold	Lenkwinkel > Lenkwinkelschwelle
Inhibit Auto Stop-Start(Pull-up)	Auto-Stopp-Start auslösen (Pull-up)
Allow EPAS Operation with Capped Current Limit, Steering Angle Limit, and Torque Limit	Betrieb der elektrischen Servolenkung mit gedeckelter Stromgrenze, Lenkwinkelgrenze und Drehmomentgrenze zulassen
Yes	Ja
No	Nein

Claims

Ein Leistungsverwaltungssystem für ein mit Auto-Stopp-Start ausgestattetes Fahrzeug, wobei das System Folgendes umfasst: eine primäre Leistungsquelle, die einem elektrischen Anlasser Energie zuführt, um einen Fahrzeugmotor zu starten; eine sekundäre Leistungsquelle, die parallel zur primären Leistungsquelle geschaltet ist, wobei die sekundäre Leistungsquelle elektrischen Lasten während eines Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs Energie zuführt, wobei die elektrischen Lasten während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs eine Fahrzeug-Subsystem-Funktionalität aufrechterhalten; einen steuerbaren Schalter, der die sekundäre Leistungsquelle während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs von der primären Leistungsquelle und dem Anlasser entkoppelt; wobei Betriebsparameter der elektrischen Lasten während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs überwacht werden, wobei wenn während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs eine jeweilige Betriebsparameterschwelle, die den elektrischen Lasten zugeordnet ist, überschritten wird, der Fahrzeugmotor automatisch wieder eingeschaltet wird und der steuerbare Schalter anschließend geschlossen wird.
System nach dem Anspruch 1, wobei die den elektrischen Lasten zugeführte Energie während des Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgangs strombegrenzt ist.
System nach dem Anspruch 1, wobei die jeweilige Betriebsparameterschwelle kalibrierbar ist.
System nach dem Anspruch 3, wobei die elektrischen Lasten ein elektrisches Servolenkungssystem einschließen.
System nach dem Anspruch 4, wobei die Betriebsparameter einen auf ein Lenksystem angewandten Lenkeinschlag einschließen, wobei die Betriebsparameterschwelle einen Wert in einem Bereich von 80–270 Grad/Sekunde einschließt.
System nach dem Anspruch 4, wobei die Betriebsparameter einen auf ein Lenksystem angewandten Lenkradwinkel einschließen, wobei die Betriebsparameterschwelle einen Wert in einem Bereich von +/–300 Grad einschließt.
System nach dem Anspruch 4, wobei die Betriebsparameter ein auf ein Lenksystem angewandtes Lenkmoment einschließen, wobei die Betriebsparameterschwelle 5 Nm für wenigstens 0,5–2,5 Sekunden einschließt.
System nach dem Anspruch 4, wobei ein Bordnetzsteuergerät eine maximale Stromgrenze setzt, wobei die maximale Stromgrenze einen Wert in einem Bereich von 30–100 Ampere einschließt.
System nach dem Anspruch 4, wobei der Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgang vorgenommen wird, wenn sich das Fahrzeug im Stillstand befindet.
System nach dem Anspruch 4, wobei der Motor-Auto-Stopp-Start-Vorgang vorgenommen wird, wenn das Fahrzeug einen Ausrollvorgang ausführt.
System nach dem Anspruch 3, wobei die elektrischen Lasten ein Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagensystem einschließen.
System nach dem Anspruch 3, wobei die elektrischen Lasten ein elektrisches Bremssystem einschließen.