DE102016112860A1

DE102016112860A1 - System und ein Verfahren zum Überwachen der Temperaturen der Komponenten eines Ultrakondensatorsystems, das mit einem Auto-Start-Stopp-System verwendet wird

Info

Publication number: DE102016112860A1
Application number: DE102016112860.0A
Authority: DE
Inventors: Daniel W. Jecks; John W. Siekkinen; Junhong Dai
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2015-07-15
Filing date: 2016-07-13
Publication date: 2017-01-19
Anticipated expiration: 2036-07-14
Also published as: CN106351776B; CN106351776A; US10060985B2; DE102016112860B4; US20170016419A1

Abstract

Ein System beinhaltet einen Ultrakondensator und ein Batteriesystem, das eine Batterie umfasst, einen Ultrakondensator, einen DC/DC-Wandler, einen ersten Temperatursensor, um eine Batterietemperatur zu ermitteln, einen zweiten Temperatursensor eine Ultrakondensatortemperatur zu ermitteln und einen dritten Temperatursensor, um eine DC/DC-Wandler-Temperatur zu ermitteln. Ein Auto-Stopp/Startmodul ist ausgebildet, um einen Motor eines Fahrzeugs selektiv zu stoppen und neu zu starten wenn ein Zündsystem basierend auf Betriebsparametern eingeschaltet ist. Ein Temperaturermittlungsmodul kommuniziert mit dem Auto-Stopp/Startmodul und ist ausgebildet, um Unterschiede zwischen Temperaturen zu ermitteln, die vom ersten Sensor, dem zweiten Sensor und dem dritten Sensor ermittelt wurden und basierend auf den Unterschieden das Auto-Stopp/Startmodul selektiv zu deaktivieren.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Steuerungssysteme für Fahrzeuge und insbesondere Systeme und Verfahren zum Überwachen von Temperaturen der Komponenten eines Ultrakondensatorsystems in einem Auto-Start-Stopp-System.
HINTERGRUND
Die vorliegende Hintergrundbeschreibung dient dazu, den Kontext der Offenbarung im Allgemeinen darzustellen. Die Arbeit der gegenwärtig genannten Erfinder – im in diesem Hintergrundabschnitt beschriebenen Umfang – sowie Aspekte der Beschreibung, die zum Zeitpunkt der Anmeldung nicht anderweitig als Stand der Technik gelten, gelten gegenüber der vorliegenden Offenbarung weder ausdrücklich noch konkludent als Stand der Technik.
Verbrennungsmotoren verbrennen ein Luft/Kraftstoffgemisch in Zylindern zur Bewegung der Kolben zur Erzeugung des Antriebsmoments. Der Luftstrom in Benzinmotoren wird über eine Drosselklappe geregelt. Genauer gesagt regelt die Drosselvorrichtung die Drosselfläche, die die Luftzufuhr in den Motor erhöht oder senkt. Wenn sich die Drosselfläche vergrößert, steigt auch die Luftzufuhr in den Motor. Ein Kraftstoffregelsystem regelt die Kraftstoffeinspritzmenge, um die Zylinder mit einem erwünschten Kraftstoff-/Luft-Mischungsverhältnis zu versorgen. Eine erhöhte Versorgung der Zylinder mit Kraftstoff und Luft erhöht die Drehmomentabgabe des Motors.
Ein Fahrzeug kann ein Auto-Start-Stopp-System beinhalten, das die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs steigert. Das Auto-Start-Stopp-System erhöht die Kraftstoffeffizienz durch das selektive Ausschalten des Motors und das Deaktivieren des Kraftstoffflusses zum Motor während das Zündsystem des Motors eingeschaltet ist. Wenn der Motor ausgeschaltet ist, startet das Auto-Start-Stopp-System automatisch den Motor, wenn eine oder mehrere Motorstartbedingungen erfüllt sind.
Unter gewissen Umständen bricht die Batteriespannung während eines Autostartereignisses nach einem Autostoppereignis ein. Während einige Systeme, wie etwa eine Motorsteuerung, zum Handhaben von Batteriespannungseinbrüchen konzipiert sein können, sind andere Fahrzeugsysteme, wie etwa eine Getriebesteuerung oder andere Steuerungen, möglicherweise nicht so robust. Bei einem Batteriespannungseinbruch während eines Autostartereignisses können diese anderen Steuerungen in einen Resetbetriebsmodus übergehen und/oder zu anderen Fahrbarkeitsproblemen führen.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein System beinhaltet einen Ultrakondensator und ein Batteriesystem, das eine Batterie umfasst, einen Ultrakondensator, einen DC/DC-Wandler, einen ersten Temperatursensor, um eine Batterietemperatur zu ermitteln, einen zweiten Temperatursensor eine Ultrakondensatortemperatur zu ermitteln und einen dritten Temperatursensor, um eine DC/DC-Wandler-Temperatur zu ermitteln. Ein Auto-Stopp/Startmodul ist ausgebildet, um einen Motor eines Fahrzeugs selektiv zu stoppen und neu zu starten wenn ein Zündsystem basierend auf Betriebsparametern eingeschaltet ist. Ein Temperaturermittlungsmodul kommuniziert mit dem Auto-Stopp/Startmodul und ist ausgebildet, um Unterschiede zwischen Temperaturen zu ermitteln, die vom ersten Sensor, dem zweiten Sensor und dem dritten Sensor ermittelt wurden und basierend auf den Unterschieden das Auto-Stopp/Startmodul selektiv zu deaktivieren.
In anderen Merkmalen wird bei einem ersten Schalter ein erster Anschluss mit der Batterie verbunden und ein zweiter Anschluss mit dem Fahrgestellboden verbunden. Bei einem zweiten Schalter wird ein erster Anschluss mit der Batterie verbunden und ein zweiter Anschluss mit dem Ultrakondensator verbunden. Eine Ultrakondensatorsteuerung wird ausgebildet, um den ersten Schalter und den zweiten Schalter zu steuern.
In anderen Merkmalen generiert das Temperaturermittlungsmodul die Unterschiede nach einer zuvor festgelegten Abstellperiode mit ausgeschaltetem Motor. Die Unterschiede sind Absolutwerte. Das Temperaturermittlungsmodul vergleicht die Unterschiede zu den zuvor festgelegten Unterschiedgrenzwerten.
In anderen Merkmalen beinhaltet ein Motorsteuermodul das Auto-Stopp/Startmodul und das Temperaturermittlungsmodul. Das Temperaturermittlungsmodul generiert die Unterschiede nach einer zuvor festgelegten Abstellperiode mit ausgeschaltetem Motor.
In anderen Merkmalen vergleicht das Temperaturermittlungsmodul die vom ersten Sensor, dem zweiten Sensor und dem dritten Sensor ermittelten Temperaturen jeweils mit einem vorher festgelegten Bereich, einem zweiten vorher festgelegten Bereich und einem dritten vorher festgelegten Bereich und deaktiviert das Auto-Stopp/Startmodul selektiv basierend auf dem Vergleich. Der Ultrakondensator und das Batteriesystem umfassen ferner eine Ultrakondensatorsteuerung. Ein Motorsteuermodul beinhaltet das Auto-Stopp/Startmodul und das Temperaturermittlungsmodul. Ein Bus ist zwischen dem Motorsteuermodul und der Ultrakondensatorsteuerung angeordnet.
Ein Verfahren beinhaltet das Bereitstellen eines Ultrakondensator- und eines Batteriesystems, die eine Batterie, einen Ultrakondensator, einen DC/DC-Wandler umfassen; das Ermitteln einer Batterietemperatur, einer Ultrakondensatortemperatur und einer DC/DC-Wandler Temperatur; das selektive Durchführen eines Auto-Stopp/Starts mittels des Stoppens eines Motors eines Fahrzeugs und das Neustarten des Motors eines Fahrzeugs während ein Zündsystem eingeschaltet ist; das Ermitteln von Unterschieden zwischen der Batterietemperatur, der Ultrakondensatortemperatur und der DC/DC-Wandlertemperatur/; und das selektive Deaktivieren des Auto-Stopp/Starts basierend auf den Unterschieden.
In anderen Merkmalen sind die Unterschiede Absolutwerte. Das Verfahren beinhaltet das Vergleichen der Unterschiede zu den zuvor festgelegten Grenzwerten. Das Verfahren beinhaltet das Generieren der Unterschiede nach einer zuvor festgelegten Abstellperiode mit ausgeschaltetem Motor. Das Verfahren beinhaltet das Vergleichen der Batterietemperatur, der Ultrakondensatortemperatur und der DC/DC-Wandler-Temperatur zu jeweils einem ersten zuvor festgelegten Bereich, einem zweiten zuvor festgelegten Bereich und einen dritten zuvor festgelegten Bereich und das selektive Deaktivieren des Auto-Stopp/Starts basierend auf dem Vergleich.
Weitere Anwendungsbereiche der vorliegenden Offenbarung ergeben sich aus der detaillierten Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen. Die detaillierte Beschreibung und die spezifischen Beispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und schränken den Umfang der Offenbarung nicht ein.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird verständlicher unter Zuhilfenahme der detaillierten Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen, worin:
1 ein Funktionsblockdiagramm für ein Beispiel eines Motorsteuersystems einschließlich eines Auto-Stopp/Startsystems und einer Batterie und eines Ultrakondensatorsystems gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
2 ein Funktionsblockdiagramm eines Beispiels der Batterie und des Ultrakondensatorsystems aus 1 ist; und
3–5 sind Flussdiagramme, die ein Beispiel eines Verfahrens zum Überwachen der Temperaturen von Komponenten des Ultrakondensatorsystems veranschaulichen, das mit einem Auto-Stopp/Startsystem gemäß der vorliegenden Offenbarung verwendet wird.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Ein Motorsteuermodul und Anlasser starten und stoppen einen Motor eines Fahrzeugs selektiv als Antwort auf die Fahrzeugeinschalt- und Ausschaltbefehle vom Bediener (z. B., der Übergang eines Zündschlüssels oder Startknopfs zu „EIN“ oder „AUS“). Das Steuermodul kann auch Autostoppereignisse und Autostartereignisse zwischen dem Motoreinschaltbefehl und dem Motorabschaltbefehl initiieren, während sich der Zündschlüssel in der Stellung „EIN“ befindet.
Das Steuermodul kann ein Autostoppereignis und ein Abschalten des Motors beispielsweise initiieren, wenn das Fahrzeug angehalten wird, während der Fahrer das Bremspedal drückt und/oder andere Aktivierungsbedingungen vorliegen. Das Steuermodul kann ein Autostartereignis selektiv initiieren und einen Motor neu starten, wenn der Fahrer das Bremspedal weniger stark drückt und/oder andere Aktivierungsbedingungen vorliegen.
Systeme und Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung beinhalten ein Ultrakondensatorsystem, um die Batterie während Autostartereignissen zu unterstützen. Die hier beschriebenen Systeme und Verfahren überwachen die Temperatur der Komponenten des Ultrakondensatorsystems. Falls die überwachten Temperaturen Temperaturleistungskriterien nicht erfüllen, können ein oder mehrere Fehlercodes eingestellt werden und Auto-Stopp/Start-Ereignisse können für die Fahrt deaktiviert werden. Wie hier verwendet, bezeichnet der Begriff „Fahrt“ den Zeitraum zwischen einem Zündung-Ein-Ereignis und einem Zündung-Aus-Ereignis.
Die hier beschriebenen Temperatursensordiagnosesysteme und -verfahren bestätigen, dass die ermittelten Temperaturen auf zuverlässige Art und Weise verwendet werden können (wie etwa für kompatible eingebaute Diagnosesysteme (OBD)). Die hier beschriebenen Temperaturdiagnosesysteme und -verfahren werten die Temperaturen der Sensoren nach einer zuvor festgelegten Abstellperiode aus. Nur als Beispiel verfügen die Temperatursensoren im Allgemeinen über dieselbe Temperatur (normalerweise gleich der Umgebungstemperatur) nach einer Abstellperiode von ungefähr acht oder mehr Stunden. Die hier beschriebenen Temperatursensor-Diagnosesysteme und -verfahren prüfen auf Schaltkreis-, Verbindungsstück- und/oder Sensorprobleme, die dazu führen können, dass ungültige oder irrationale Temperaturwerte während des Betriebs generiert werden. In einigen Beispielen kann das Auto-Start-Stopp-System für die Fahrt deaktiviert werden falls eine ungültige Temperaturlesung stattfindet.
Während des Betriebs ist der Ultrakondensator aufgeladen, um Energie zu speichern. Sobald der Ladungsvorgang beendet ist, sind Autostoppereignisse zugelassen. Wenn ein Autostartereignis erfolgt, setzt der Ultrakondensator die gespeicherte Energie frei, um Batteriespannungseinbrüche zu reduzieren. Das Reduzieren der Batteriespannungseinbrüche ermöglicht das Betreiben des Auto-Start-Stopp-Systems in zusätzlichen Situationen. Zum Beispiel ermöglicht das Verwenden des Ultrakondensators es dem Auto-Start-Stopp-System bei niedrigeren Temperaturen betrieben zu werden. Infolge der verstärkten Nutzung des Auto-Start-Stopp-Systems wird die Kraftstoffökonomie verbessert.
Unter Bezugnahme auf 1 wird ein Funktionsblockdiagramm eines exemplarischen Motorsystems 100 präsentiert. Das Motorsystem 100 beinhaltet einen Motor 102, der ein Luft-/Kraftstoffgemisch verbrennt, um ein Drehmoment für ein Fahrzeug zu erzeugen. Die Luft wird durch eine Drosselklappe 106 in einen Ansaugkrümmer 104 eingesogen. Das Drosselklappenventil 106 reguliert den Luftfluss in den Ansaugkrümmer 104. Die Luft vom Ansaugkrümmer 104 wird in einen oder mehrere Zylinder des Motors 102, wie etwa Zylinder 108, eingesaugt.
Eine oder mehrere Kraftstoffeinspritzdüsen 110 spritzen Kraftstoff ein, der sich mit Luft vermischt, um ein Kraftstoff-/Luftgemisch zu bilden. Bei unterschiedlichen Implementierungen kann eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für jeden Zylinder des Motors 102 bereitgestellt werden. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen können mit einem elektronischen oder einem mechanischen Kraftstoffeinspritzsystem, einer Düse oder einem Einlasskanal eines Vergasers oder einem anderen Kraftstoffeinspritzsystem in Verbindung stehen. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen können gesteuert werden, um ein erwünschtes Kraftstoff-/Luft-Mischungsverhältnis für die Verbrennung bereitzustellen, wie etwa ein stöchiometrisches Kraftstoff-/Luft-Mischungsverhältnis.
Ein Einlassventil 112 öffnet sich, um Luft in den Zylinder 108 hineinzulassen. Ein Kolben komprimiert (nicht dargestellt) das Luft-/Kraftstoffgemisch innerhalb des Zylinders 108. In manchen Motorsystemen initiiert eine Zündkerze 114 die Verbrennung des Luft-/Kraftstoffgemischs innerhalb des Zylinders 108. In anderen Arten von Motorsystemen, wie etwa Dieselmotorsystemen, kann die Verbrennung ohne die Zündkerze 114 initiiert werden.
Die Verbrennung des Luft-/Kraftstoffgemischs übt auf den Kolben, der eine Kurbelwelle drehbar antreibt (nicht dargestellt), Druck aus. Der Motor 102 gibt Drehmoment über die Kurbelwelle ab. Ein Schwungrad 120 ist an die Kurbelwelle gekoppelt ist und dreht sich mit der Kurbelwelle. Das vom Motor 102 erzeugte Antriebsdrehmoment wird über eine Drehmomentübertragungsvorrichtung 124 selektiv auf eine Getriebe 122 übertragen. Genauer gesagt koppelt die Drehmomentübertragungsvorrichtung 124 das Getriebe 122 selektiv an den Motor 102 und entkoppelt das Getriebe 122 vom Motor 102. Die Drehmomentübertragungsvorrichtung 124 kann beispielsweise einen Drehmomentwandler und/oder ein oder mehrere Kupplungen beinhalten. Das Getriebe 122 kann beispielsweise ein Handschaltgetriebe, ein automatisches Getriebe, ein halbautomatisches Getriebe, ein automatisches Handschaltgetriebe, und/oder eine sonstige geeignete Art von Getriebe beinhalten.
Die durch die Verbrennung des Luft-/Kraftstoffgemischs erzeugten Abgase werden vom Zylinder 108 über ein Auslassventil 126 ausgestoßen. Das Abgas wird von den Zylindern an ein Abgassystem 128 ausgestoßen. Das Abgassystem 128 kann die Abgase behandeln bevor die Abgase vom Abgassystem 128 ausgestoßen werden. Obwohl ein Einlass-und Auslassventil gezeigt werden und als mit dem Zylinder 108 in Verbindung stehend beschrieben werden, können mehr als ein Einlass- und/oder Auslassventil mit jedem Zylinder des Motors 102 in Verbindung gebracht werden.
Ein Motorsteuergerät (ECM) 130 steuert die Drehmomentausgabe des Motors 102. Nur als Beispiel kann das ECM 130 die Momentabgabe des Motors 102 über verschiedene Stellglieder steuern. Die Stellglieder können beispielsweise ein Drosselklappenstellgliedmodul 132, ein Kraftstoffstellgliedmodul 134, und ein Zündfunkenstellgliedmodul 136 beinhalten. Das Motorsystem 100 kann auch andere Stellglieder beinhalten, und das ECM 130 kann die anderen Stellglieder steuern.
Jedes Stellglied steuert einen Betriebsparameter basierend auf einem Signal vom ECM 130. Nur als Beispiel kann das Drosselklappenstellgliedmodul 132 die Öffnung der Drosselklappe 106 steuern, das Kraftstoffstellgliedmodul 134 kann die Menge und den Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung steuern, und das Zündfunkenstellgliedmodul 136 kann den Zündzeitpunkt steuern.
Das ECM 130 kann die Drehmomentausgabe des Motors 102 regeln, ausgehend von, beispielsweise Fahrereingaben und verschiedenen anderen Eingaben. Die anderen Eingaben können beispielsweise Eingaben von einem Getriebesystem, Eingaben von einem Hybridsteuersystem, Eingaben von einem Stabilitätskontrollsystem, Eingaben von einem Fahrwerksteuersystem oder andere geeignete Fahrzeugsysteme beinhalten.
Die Fahrereingaben können beispielsweise eine Gaspedalstellung (APP), eine Bremspedalstellung (BPP) und Fahrzeugbetriebsbefehle beinhalten. Ein APP-Sensor 142 misst die Stellung eines Gaspedals (nicht dargestellt) und generiert die APP ausgehend von der realen Stellung. Ein BPP-Sensor 144 überwacht die Betätigung eines Bremspedals (nicht dargestellt) und generiert die BPP dementsprechend. Die Fahrzeugbetriebsbefehle können beispielsweise über die Betätigung eines Zündschlüssels, eines oder mehreren Tasten/Schaltern und einer oder mehreren geeigneten Zündsystemeingaben 148 des Fahrzeugs eingegeben werden. In Fahrzeugen mit einem Handschaltgetriebe können die in das ECM 130 eingegebenen Fahrereingaben auch eine Kupplungspedalstellung (CPP) beinhalten. Ein CPP-Sensor 150 überwacht die Betätigung eines Kupplungspedals (nicht dargestellt) und generiert die CPP dementsprechend.
In einigen Implementierungen kann der APP-Sensor 142, der BPP-Sensor 144, und der CPP-Sensor 150 die Lage des jeweils zugeordneten Pedals messen und die APP-, die BPP- und die CPP-Signale dementsprechend basierend auf der gemessenen Lage des zugeordneten Pedals generieren. In anderen Implementierungen können der APP Sensor 142, der BPP Sensor 144, und der CPP Sensor 150 je einen oder mehrere Schalter beinhalten und die APP, die BPP, und die CPP dementsprechend generieren und dabei angeben, ob das zugeordnete Pedal von der vorbestimmten Ruheposition weg betätigt wird. Obwohl der APP-Sensor 142, der BPP-Sensor 144 und der CPP-Sensor 150 hier dargestellt und beschrieben wird, können ein oder mehrere zusätzliche APP-, BPP- und/oder CPP-Sensoren vorhanden sein.
Die Fahrereingaben können auch einen oder mehrere Geschwindigkeitsregelungseingaben beinhalten. Ein Geschwindigkeitssteuermodul 154 kann Geschwindigkeitsregelungseingaben an das ECM 130 bereitstellen basierend auf Nutzereingaben und Fahrzeugumfeldeingaben. Die Nutzereingaben beinhalten beispielsweise eine Geschwindigkeitseinstellungseingabe, eine Ein/Aus-Eingabe für die Geschwindigkeitsregelung, eine Eingabe für eine Wiederaufnahme der Geschwindigkeit, und/oder ein oder mehrere geeignete Nutzereingaben.
Das ECM 130 Kann selektiv Steuerentscheidungen für das Motorsystem 100 treffen basierend auf ein oder mehrere Parameter. Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 152 misst die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und generiert ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal. Nur als Beispiel kann der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 152 die Fahrzeuggeschwindigkeit generieren basierend auf einer Getriebeausgangswellendrehzahl (TOSS), eine oder mehrere Raddrehzahlen, und/oder eine andere geeignete Messung der Fahrzeuggeschwindigkeit. Das ECM 130 kann auch Betriebsparameter empfangen, die von anderen Sensoren 155 gemessen wurden, wie etwa Sauerstoffgehalte in den Abgasen, Motordrehzahl, Motorkühlmitteltemperatur, Ansauglufttemperatur, Massenluftstromrate, Öltemperatur, Krümmerabsolutdruck, und/oder sonstige geeignete Parameter.
Das ECM 130 schaltet den Motor 102 selektiv ab, wenn ein Motorabschaltbefehl empfangen wird. Nur als Beispiel kann das ECM 130 die Kraftstoffeinspritzung deaktivieren, die Bereitstellung der Zündung deaktivieren und sonstige Motorabschaltvorgänge durchführen, um den Motor 102 abzuschalten, wenn ein Fahrzeugabschaltbefehl empfangen wird.
Während der Motor 102 nach dem Empfang des Fahrzeugstartbefehls angelassen wird (z. B. der Zündschlüssel ist in die EIN-Position übergegangen), wird ein Startermotor 160 selektiv mit dem Motor 102 verbunden, um den Motor anzulassen und ein Startereignis zu initiieren. Nur als Beispiel kann der Startermotor 160 mit dem Motor 102 verbunden werden, wenn ein Fahrzeugstartbefehl empfangen wird. Der Startermotor 160 kann das Schwungrad 120 oder eine andere geeignete Komponente(n) verbinden, die die Drehung der Kurbelwelle antreiben können.
Ein Startermotorstellglied 162, wie etwa ein Magnetventil, verbindet den Startermotor 160 selektiv mit dem Motor 102. Ein Starterstellgliedmodul 164 steuert das Startermotorstellglied 162 und daher den Startermotor 160 basierend auf Signalen vom ECM 130. Nur als Beispiel kann das ECM 130 die Verbindung des Startermotors 160 befehlen, wenn das Fahrzeugstartbefehl empfangen wird.
Das Starterstellgliedmodul 164 legt selektiv Strom an den Startermotor 160 an, wenn der Startermotor 160 mit dem Motor 102 verbunden ist. Nur als Beispiel kann das Starterstellgliedmodul 164 ein Starterrelais beinhalten. Das Anlegen von Strom an den Startermotor 160 treibt die Drehung des Startermotors 160 an und der verbundene Abschnitt des Startermotors 160 treibt die Drehung der Kurbelwelle an. Die Antriebsdrehung der Kurbelwelle, um den Motor 102 zu starten und kann als Anlassen des Motors bezeichnet werden.
Sobald der Motor 102 nach dem Startereignis des Motors als laufend betrachtet wird, kann der Startermotor 160 vom Motor 102 gelöst werden und der Stromfluss zum Startermotor 160 kann eingestellt werden. Der Motor 102 kann zum Beispiel als laufend betrachtet werden, wenn die Motordrehzahl eine vorgegebene Geschwindigkeit übersteigt, wie etwa eine vorgegebene Leerlaufdrehzahl. Nur als Beispiel kann die zuvor festgelegte Leerlaufdrehzahl ungefähr 700 U/min betragen. Das Anlassen des Motors kann als beendet betrachtet werden, wenn der Motor 102 als laufend betrachtet wird. Der Strom mit dem der Startermotor 160 versorgt wird, kann beispielsweise von einer Batterie und einem Ultrakondensatorsystem 190 bereitgestellt werden.
Mit der Ausnahme eines befohlenen Fahrzeughochlaufs und Fahrzeugabschaltung kann das ECM 130 ein Auto-Stopp/Startmodul 180 beinhalten, das Autostoppereignisse und Autostartereignisse des Motors 102 selektiv initiiert. Ein Autostoppereignis beinhaltet das Abschalten des Motors 102, wenn ein oder mehrere zuvor festgelegte Autostoppkriterien erfüllt werden, wenn die Fahrzeugabschaltung noch nicht befohlen wurde (z. B. während sich der Zündschlüssel in der Stellung „EIN“ befindet). Der Motor 102 kann abgeschaltet werden und das Bereitstellen von Kraftstoff an den Motor 102 kann deaktiviert werden, z. B. um die Kraftstoffökonomie zu verbessern (durch eine Verringerung des Kraftstoffverbrauchs).
Wenn der Motor 102 während des Autostoppereignisses abgeschaltet wird, kann das Auto-Stopp/Startmodul 180 das Auto-Startereignis selektiv initiieren. Ein Autostartereignis kann beispielsweise das Versorgen des Motors 102 mit Kraftstoff, das Bereitstellen von Zündfunken, das Verbinden des Startermotors 160 mit dem Motor 102, und das Anlegen von Strom an den Startermotor 160 um den Motor 102 zu starten, beinhalten.
Das Auto-Stopp/Startmodul 180 kann die Autostoppereignisse und Autostartereignisse selektiv initiieren, beispielsweise basierend auf der APP, der BPP, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der CPP, dem Spannungszustand der Batterie, dem Ladezustand des Ultrakondensators und/oder einem oder mehreren anderen geeigneten Parametern. Nur als Beispiel kann das Auto-Stopp/Startmodul 180 ein Autostoppereignis initiieren, wenn das Bremspedal niedergedrückt wird und die Fahrzeuggeschwindigkeit weniger als eine vorgegebene Geschwindigkeit beträgt. Wenn der Motor 102 für das Autostoppereignis abgeschaltet wird, kann das Auto-Stopp/Startmodul 180 ein Auto-Startereignis selektiv initiieren, wenn das Bremspedal losgelassen wird.
Wie nachfolgend beschrieben, kommuniziert ein Temperaturüberwachungsmodul 182 mit dem Batterie-und Ultrakondensatorsystem 190 und führt das Überwachen von Temperaturen von Komponenten des Batterie- und Ultrakondensatorsystems 190 durch.
Unter Bezugnahme auf 2 beinhaltet das Batterie- und Ultrakondensatorsystem 190 eine Batterie 200, eine Ultrakondensatorsteuerung 204, einen DC/DC-Wandler 208, Schalter 210 und 212, einen Ultrakondensator 214 und Temperatursensoren 218, 220 und 222. Das Motorsteuermodul 130 kann über einen Bus 206 an die Ultrakondensatorsteuerung 204 verbunden werden. In einigen Beispielen beinhaltet der Bus 206 einen Local-Interconnect-Network-(LIN)-Bus (lokales Kopplungsstrukturnetzwerk), obwohl andere Busarten verwendet werden können.
Der DC/DC-Wandler 208 beinhaltet einen ersten Anschluss der mit einem ersten Anschluss der Batterie 200 verbunden ist und einen zweiten Anschluss, der zwischen dem Schalter und dem Ultrakondensator 214 verbunden ist. Der Schalter 210 ist zwischen einem zweiten Anschluss der Batterie 200 und einem ersten Anschluss des Ultrakondensators 214 verbunden. Der Schalter 212 ist zwischen dem negativen Anschluss der Batterie 200 und dem Fahrgestellboden verbunden. Der zweite Anschluss des Ultrakondensators 214 ist zum Fahrgestellboden verbunden. Die Ultrakondensatorsteuerung 204 ist zum DC/DC-Wandler 208, den Temperatursensoren 218, 220 und 222 und den Schaltern 210 und 212 verbunden. Darüber hinaus kommuniziert die Ultrakondensatorsteuerung 204 mit dem Motorsteuermodul 206.
Während des Betriebs ist der Schalter 212 in der Regel geschlossen, um die Batterie 200 zum Fahrgestellboden zu verbinden und der Schalter 210 ist geöffnet. Während Autostartereignissen ist der Schalter 210 selektiv geschlossen und der Schalter 212 ist geöffnet, um Hilfestellung vom Ultrakondensator 214 zur Batterie 200 zu leisten, um Spannungseinbrüche zu verhindern. Während des Ladevorgangs versorgt der DC/DC-Wandler 208 den Ultrakondensator 214 mit Strom von der Batterie 200, um den Ultrakondensator 214 aufzuladen. Die Temperatursensoren 218, 220 und 222 überwachen die jeweiligen Temperaturen des DC/DC-Wandlers 208, des Schalters 212 und des Ultrakondensators 214.
Unter Bezugnahme auf 3–5 wird ein Verfahren 300 zum Überwachen der Temperaturen der Komponenten des Ultrakondensatorsystems dargestellt. In 3 werden unterschiedliche Schritte durchgeführt, um vor der Durchführung der Diagnose sicherzustellen, dass die Temperaturdaten aktuell sind. Bei 310 beginnt die Steuerung wenn das Motorsteuergerät (ECM) aufwacht. Bei 312 bestimmt die Steuerung, ob sich am Zubehör (ACC), Nachlauf- oder Anlassschalter ein Leistungsmodus befindet. Falls dies nicht der Fall ist, kehrt die Steuerung zu 312 zurück. Falls 312 richtig ist, bestimmt die Steuerung, ob Busvariablen bei 316 initialisiert werden. Falls dies nicht der Fall ist, werden die Busvariablen bei 318 initialisiert. Bei 320 wird ein mit der nächsten Nachricht empfangener Merker auf falsch eingestellt und die Steuerung kehrt zu 312 zurück.
Wenn 316 richtig ist überwacht die Steuerung den empfangenen Status der Busmeldung. Die mit der nächsten Meldung empfangenen Merker ändern sich zu richtig wenn der nächste Rahmen über dem Bus ankommt. Bei 326 bestimmt die Steuerung, ob der Bus-Awake-Merker auf gleich mit wahr gesetzt wird. Falls 326 falsch ist, fährt die Steuerung mit 328 fort und bestimmt, ob eine neue Busmeldung empfangen wurde. Wenn 328 falsch ist, fährt die Steuerung mit 320 fort. Falls 328 wahr ist, fährt die Steuerung mit 330 fort und stellt den Bus-Awake-Merker auf wahr ein und fährt mit 320 fort. Falls 326 wahr ist, fährt die Steuerung mit 334 fort und bestimmt, ob eine Nachlaufzeitverzögerung der Ultrakondensatorsteuerung größer als eine zuvor festgelegte Nachlaufzeitspanne ist. Falls 334 falsch ist, erhöht die Steuerung die Nachlaufzeitverzögerung der Ultrakondensatorsteuerung bei 326 und fährt mit 320 fort.
Falls 334 wahr ist, bestimmt die Steuerung, ob der mit der nächsten Nachricht empfangene Merker richtig ist (entsprechend einem neuen vom Bus empfangenen Temperaturdatensatz). Diese und die nachfolgenden Schritte in 3 erfolgen für jeden Temperatursensor 218, 220 und 222. Bei 342 ermittelt die Steuerung, ob der erfasste Merker für die Aufwachtemperaturen gleich mit wahr gesetzt wird. Falls dies nicht der Fall ist, fährt die Steuerung mit 344 fort und erfasst die Aufwachtemperaturen. In einigen Beispielen können die Aufwachtemperaturen in Rohzählungen oder einer anderen Temperaturskala angegeben werden. Sobald die Aufwachtemperaturen erfasst wurden, wird der erfasste Merker für die Aufwachtemperatur mit wahr gleichgesetzt und die Steuerung fährt mit 342 fort. Falls 342 wahr ist, fährt die Steuerung mit 350 fort und setzt alle Schaltkreissignalstatusbits mit bereit gleich.
In 4–5 wird eine Datenumwandlungs- und Temperaturanalyse durchgeführt. Bei 400 bestimmt die Steuerung, ob die Temperaturdaten für alle Temperatursensoren 218, 220 und 222 bereit sind. Wenn 400 falsch ist, fährt die Steuerung mit 400 fort. Falls 400 wahr ist, fährt die Steuerung mit 410 fort und wandelt die Aufwachtemperaturen aus Rohzählungen in andere Temperaturskalen, wie etwa in Grad Celsius, um. Bei 414 bestimmt die Steuerung, ob ein vollständiger ModOffTimeChk-Merker auf wahr eingestellt ist.
Falls 414 falsch ist fährt die Steuerung mit 418 fort und bestimmt, ob ein ECM Modul größer als eine zuvor festgelegte Mindestabstellperiode ist. Falls 418 wahr ist, fährt die Steuerung mit 420 fort und speichert das Modul in der Ausfallzeit und die Aufwachtemperaturen in nicht flüchtigen Variablen und stellt eine rationalen Datenmerker für neue Temperaturen gleich wahr ein. Bei 424 stellt der vollständige Merker das Abschalttimerprüfmodul gleich mit wahr ein. Wenn 418 falsch ist, fährt die Steuerung mit 424 fort.
Bei 428 bestimmt die Steuerung, ob der Leistungsmodus gleichzusetzen ist mit dem Nachlauf oder dem Anlassen UND der vollständige Merker zur rationalen Temperaturdiagnose gleichzusetzen ist mit falsch UND der rationale Datenmerker für neue Temperaturen gleichzusetzen ist mit wahr. Falls 428 falsch ist, wird die Steuerung beendet. Falls 428 wahr ist, fährt die Steuerung mit 430 fort und bestimmt den Absolutwert der Temperaturunterschiede zwischen den Sensoren 218, 220 und 222. Bei 434 bestimmt die Steuerung, ob irgendeiner der Absolutwerte der Temperaturunterschiede größer als entsprechende Grenzwerte ist. Die Grenzwerte für jeden der Unterschiede können gleich oder unterschiedlich sein. Falls 434 richtig ist, berichtet die Steuerung einen Testfehler und deaktiviert den Auto-Stopp/Start für die Fahrt 440. Falls 434 falsch ist, meldet die Steuerung ein Bestehen des Tests bei 438. Die Steuerung fährt von 438 und 440 mit 442 fort, wo der vollständige Merker zur rationalen Temperaturdiagnose gleichzusetzen ist mit wahr.
In 5 können zusätzliche Temperaturprüfungen durchgeführt werden, um zu bestimmen, ob die Temperaturwerte der Temperatursensoren 218, 220, und 222 sich innerhalb der zuvor festgelegten entsprechenden Bereiche befinden. Die Bereiche können für die unterschiedlichen Sensoren dieselben oder unterschiedliche sein. Bei 500 vergleicht die Steuerung die Temperaturen der Sensoren mit den zuvor festgelegten Temperaturbereichen. Bei 504 bestimmt die Steuerung, ob Temperaturen gemessen wurden, die sich außerhalb dieser Bereiche befinden. Falls 504 richtig ist, berichtet die Steuerung einen Testfehler und deaktiviert den Auto-Stopp/Start für die Fahrt 510. Falls 504 falsch ist, meldet die Steuerung ein Bestehen des Tests bei 508. Die in 5 durchgeführten Schritte können neben den in 4 durchgeführten Schritte durchgeführt werden.
Die vorhergehende Beschreibung ist rein illustrativ und soll die vorliegende Offenbarung sowie ihre Anwendungen oder Verwendungen keineswegs einschränken. Die umfassenden Lehren der Offenbarung können in zahlreichen Formen umgesetzt werden. Obwohl die vorliegende Offenbarung also bestimmte Beispiele beinhaltet, ist der eigentliche Umfang der Offenbarung hierdurch in keiner Weise eingeschränkt, und weitere Modifikationen gehen aus dem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und den folgenden Ansprüchen hervor. Es sei darauf hingewiesen, dass einer oder mehrere Schritte innerhalb eines Verfahrens in anderer Reihenfolge (oder gleichzeitig) ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern. Ferner, obwohl jede der Ausführungsformen oben dahingehend beschrieben ist, dass sie bestimmte Merkmale aufweist, kann/können eines oder mehrere dieser Funktionen, die in Bezug auf jede Ausführungsform der Offenbarung beschrieben sind, in jeder der anderen Ausführungsformen implementiert und/oder kombiniert werden, selbst wenn diese Kombination nicht explizit beschrieben wird. Mit anderen Worten ausgedrückt schließen sich die beschriebenen Ausführungsformen nicht gegenseitig aus, und Permutationen von einer oder mehreren Ausführungsformen gegeneinander bleiben innerhalb des Schutzumfangs dieser Offenbarung.
Räumliche und funktionale Beziehungen zwischen Elementen (z. B. zwischen Modulen, Schaltungselementen, Halbleiterschichten usw.) werden unter Verwendung von verschiedenen Begriffen beschrieben, einschließlich „verbunden“, „in Eingriff stehend“, „gekoppelt“, „benachbart“, „neben“, „oben auf“, „über“, „unter“ und „angeordnet“. Sofern nicht ausdrücklich als „direkt“ beschrieben, kann eine Beziehung eine direkte Beziehung sein, wenn eine Beziehung zwischen einem ersten und zweiten Element in der oben genannten Offenbarung beschrieben wird, wenn keine anderen intervenierenden Elemente zwischen dem ersten und zweiten Element vorhanden sind, kann jedoch auch eine indirekte Beziehung sein, wenn eines oder mehrere intervenierende Elemente (entweder räumlich oder funktional) zwischen dem ersten und zweiten Element vorhanden ist/sind. Wie hierin verwendet, sollte der Satz von mindestens einem von A, B und C so zu verstehen sein, dass damit eine Logik gemeint ist (A ODER B ODER C), unter Verwendung eines nicht ausschließlichen logischen ODER, und sollte nicht dahingehend zu verstehen sein, dass gemeint ist „mindestens einer von A, mindestens einer von B und mindestens einer von C.“
In dieser Anwendung, einschließlich der folgenden Definitionen, kann der Begriff „Modul“ oder der Begriff „Steuerung“ ggf. durch den Begriff „Schaltung“ ersetzt werden. Der Begriff „Modul“ kann auf Folgendes verweisen bzw. Teil von Folgendem sein oder Folgendes beinhalten: eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC); eine digitale, analoge oder gemischt analog/digitale diskrete Schaltung; eine digitale, analoge oder gemischt analog/digitale integrierte Schaltung; eine kombinatorische Logikschaltung; ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA); einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), der Code ausführt; einen Speicher (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), der einen von einem Prozessor ausgeführten Code speichert; andere geeignete Hardware-Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen; oder eine Kombination von einigen oder allen der oben genannten, wie zum Beispiel in einem System-on-Chip.
Das Modul kann ebenfalls eine oder mehrere Schnittstellenschaltungen beinhalten. In einigen Beispielen können die Schnittstellen-Schaltkreise kabelgebundene oder -lose Schnittstellen beinhalten, die mit einem lokalen Netzwerk (LAN), dem Internet, einem Weitverkehrsnetz (WAN) oder Kombinationen hieraus verbunden sind. Die Funktionalität der in dieser Offenbarung genannten Module kann auf mehrere Module verteilt werden, die mit Schnittstellen-Schaltkreisen verbunden sind. Beispiel: Mehrere Module können einen Lastenausgleich zulassen. In einem anderen Beispiel können von einem Servermodul (z. B. Remote-Server oder Cloud) bestimmte Funktionen eines Client-Moduls übernommen werden. Der Begriff Code, wie oben verwendet, kann Software, Firmware und/oder Mikrocode beinhalten, und auf Programme, Routinen, Funktionen, Klassen, Datenstrukturen und/oder Objekte verweisen. Der Begriff „gemeinsamer Prozessor-Schaltkreis“ umfasst einen einzelnen Prozessor-Schaltkreis, der bestimmten oder vollständigen Code von mehreren Modulen ausführt. Der Begriff „gruppierter Prozessor-Schaltkreis“ umfasst einen Prozessor-Schaltkreis, der in Kombination mit zusätzlichen Prozessor-Schaltkreisen, bestimmten oder vollständigen Code von ggf. mehreren Modulen ausführt. Verweise auf mehrere Prozessor-Schaltungen umfassen mehrere Prozessor-Schaltungen auf getrennten Matrizen, mehrere Prozessor-Schaltungen auf einem einzelnen Die, mehrere Kerne einer Einzelprozessor-Schaltung, mehrere Threads einer Einzelprozessor-Schaltung oder eine Kombination der oben genannten. Der Begriff „gemeinsamer Speicherschaltkreis“ umfasst einen einzelnen Speicher, der bestimmten oder vollständigen Code von mehreren Modulen speichert. Der Begriff „gruppierter Speicherschaltkreis“ umfasst eine Speicher-Schaltung, die in Kombination mit zusätzlichen Speichern bestimmten oder vollständigen Code von ggf. mehreren Modulen speichert.
Der Ausdruck „Speicherschaltkreis“ ist dem Ausdruck „computerlesbares Medium“ untergeordnet. Der Begriff „computerlesbares Medium“, wie er hier verwendet wird, bezieht sich nicht auf transitorische elektrische oder elektromagnetische Signale, die sich in einem Medium ausbreiten (z. B. im Falle einer Trägerwelle); der Ausdruck „computerlesbares Medium“ ist daher als greifbar und nicht-transitorisch zu verstehen. Nicht einschränkende Beispiele eines nicht vorübergehenden, konkreten computerlesbaren Datenträgers sind nicht-flüchtige Speicher-Schaltungen (z. B. eine Flashspeicher-Schaltung, eine löschbare programmierbare Lesespeicher-Schaltung oder eine Mask-Lesespeicher-Schaltung), flüchtige Speicher-Schaltungen (z. B. eine statische RAM-Schaltung oder eine dynamische RAM-Schaltung), magnetische Speichermedien (z. B. ein analoges oder digitales Magnetband oder eine Festplatte) und optische Speichermedien (z. B. eine CD, DVD oder Blu-Ray Disc).
Die im Rahmen dieser Anmeldung beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können teilweise oder vollständig mit einem speziell hierfür vorgesehenen Computer, der für die Ausführung bestimmter Computerprogrammfunktionen konfiguriert ist, implementiert werden. Die oben beschriebenen Funktionsblöcke, Flussdiagramm-Komponenten und anderen Elemente dienen als Softwarespezifikationen, die von entsprechend geschulten Technikern oder Programmierern in Computerprogramme umgesetzt werden können.
Die Computerprogramme beinhalten prozessorausführbare Anweisungen, die auf mindestens einem nicht-transitorischen, greifbaren, computerlesbaren Medium gespeichert sind. Die Computerprogramme können auch gespeicherte Daten beinhalten und/oder auf gespeicherten Daten basieren. Die Computerprogramme können ein Basic Input Output System (BIOS) umfassen, das mit der Hardware des Spezialcomputers zusammenwirkt, Vorrichtungstreiber, die mit bestimmten Vorrichtungen des Spezialcomputers, einem oder mehreren Betriebssystemen, Benutzeranwendungen, Hintergrunddiensten, im Hintergrund laufenden Anwendungen usw. zusammenwirken.
Die Computerprogramme können Folgendes beinhalten: (i) beschreibenden Text, der gegliedert wird, wie z. B. HTML (Hypertext Markup Language) oder XML (Extensible Markup Language), (ii) Assembler Code, (iii) Objektcode, der von einem Quellcode durch einen Compiler erzeugt wurde, (iv) Quellcode für die Ausführung von einem Dolmetscher, (v) Quellcode für die Kompilierung und Ausführung von einem Just-in-Time-Compiler usw. Nur exemplarisch kann der Quellcode unter Verwendung von Syntax aus Sprachen, wie C, C++, C#, Objective C, Haskell, Go, SQL, R, Lisp, Java^®, Fortran, Perl, Pascal, Curl, OCaml, Javascript^®, HTML5, Ada, ASP (Active Server Pages), PHP, Scala, Eiffel, Smalltalk, Erlang, Ruby, Flash^®, Visual Basic^®, Lua und Python^®, geschrieben werden.
Keines der in den Patentansprüchen genannten Elemente ist als „Mittel für eine Funktion“ (sog. „means plus function“) gemäß 35 U.S.C. §112(f) zu verstehen, es sei denn ein Element wird ausdrücklich unter Verwendung des Ausdrucks „means for“ (Mittel für) beschrieben oder falls in einem Verfahrensanspruch die Ausdrücke „Operation für“ oder „Schritt für“ verwendet werden.

Claims

System, das Folgendes umfasst: einen Ultrakondensator und ein Batteriesystem, das eine Batterie umfasst; einen Ultrakondensator, einen DC/DC-Wandler, einen ersten Temperatursensor, um eine Batterietemperatur zu ermitteln; einen zweiten Temperatursensor, um eine Ultrakondensatortemperatur zu ermitteln und einen dritten Temperatursensor, um eine DC/DC-Wandler-Temperatur zu ermitteln; ein Auto-Stopp/Startmodul, das ausgebildet ist, um einen Motor eines Fahrzeugs selektiv zu stoppen und neu zu starten wenn ein Zündsystem basierend auf Betriebsparametern eingeschaltet ist; und ein Temperaturermittlungsmodul, das mit dem Auto-Stopp/Startmodul kommuniziert und ausgebildet ist, um Unterschiede zwischen Temperaturen zu ermitteln, die vom ersten Sensor, dem zweiten Sensor und dem dritten Sensor ermittelt wurden und um basierend auf diesen Unterschieden das Auto-Stopp/Startmodul selektiv zu deaktivieren.
System nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: einen erster Schalter mit einem ersten Anschluss, der mit der Batterie verbunden ist und einem zweiten Anschluss, der zum Fahrgestellboden verbunden ist; ein zweiten Schalter, dessen erster Anschluss mit der Batterie und dessen zweiter Anschluss mit dem Ultrakondensator verbunden ist; und eine Ultrakondensatorsteuerung, die ausgebildet ist, um den ersten Schalter und den zweiten Schalter zu steuern.
System nach Anspruch 1, wobei das Temperaturermittlungsmodul die Unterschiede nach einer zuvor festgelegten Abstellperiode mit ausgeschaltetem Motor generiert.
System nach Anspruch 1, wobei die Unterschiede Absolutwerte sind.
System nach Anspruch 4, worin das Temperaturermittlungsmodul die Unterschiede mit zuvor festgelegten Unterschiedgrenzwerten vergleicht.
System nach Anspruch 1, das ferner ein Motorsteuermodul einschließlich eines Auto-Stopp/Startmoduls und eines Temperaturermittlungsmoduls umfasst.
System nach Anspruch 6, worin das Motorsteuermodul die Unterschiede nach einer zuvor festgelegten Abstellperiode mit ausgeschaltetem Motor generiert.
System nach Anspruch 1, worin das Temperaturermittlungsmodul die vom ersten Sensor, dem zweiten Sensor und dem dritten Sensor ermittelten Temperaturen jeweils mit einem vorher festgelegten Bereich, einem zweiten vorher festgelegten Bereich und einem dritten vorher festgelegten Bereich vergleicht und das Auto-Stopp/Startmodul selektiv basierend auf dem Vergleich deaktiviert.
System nach Anspruch 1, worin der Ultrakondensator und das Batteriesystem ferner eine Ultrakondensatorsteuerung umfassen.
System nach Anspruch 9, weiterhin umfassend: ein Motorsteuermodul einschließlich dem Auto-Stopp/Startmodul und dem Temperaturermittlungsmodul; und einen Bus, der zwischen dem Motorsteuermodul und der Ultrakondensatorsteuerung angeordnet ist.