DE102016117037A1

DE102016117037A1 - Verfahren und system für ein elektrifiziertes fahrzeug zum laden während eines nichtfahrzyklus

Info

Publication number: DE102016117037A1
Application number: DE102016117037.2A
Authority: DE
Inventors: Yonghua Li; Hai Yu
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-09-29
Filing date: 2016-09-12
Publication date: 2017-03-30
Also published as: US20170088003A1; CN106553636B; US9994120B2; CN106553636A

Abstract

Ein beispielhaftes Verfahren zum Laden eines elektrifizierten Fahrzeugs beinhaltet das Aufwecken eines Teils eines Elektrofahrzeugs, das Auslesen eines Ladezustands für eine Batterie des elektrifizierten Fahrzeugs während des Aufwachens, das Laden der Batterie unter Verwendung eines Verbrennungsmotors als Reaktion auf das Auslesen, falls sich das elektrifizierte Fahrzeug in einem offenen Raum befindet, und das Blockieren des Ladens, falls sich das elektrifizierte Fahrzeug in einem geschlossenen Raum befindet.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein das Laden einer Batterie eines elektrifizierten Fahrzeugs. Spezieller betrifft die Offenbarung das Laden einer Batterie zum Gewährleisten, dass ausreichend Leistung verfügbar ist, um einen Verbrennungsmotor zu Beginn eines Fahrzyklus zu starten. In manchen Beispielen wird der Leistungspegel bei oder über einem Pegel aufrechterhalten, der gewährleistet, dass das elektrifizierte Fahrzeug einen Fahrzyklus wieder aufnehmen kann.
HINTERGRUND
Im Allgemeinen unterscheiden sich elektrifizierte Fahrzeuge von herkömmlichen Kraftfahrzeugen, da elektrifizierte Fahrzeuge selektiv unter Verwendung einer oder mehrerer von einer Traktionsbatterie mit Strom versorgten Elektromaschinen angetrieben werden. Die Elektromaschinen können die elektrifizierten Fahrzeuge anstelle eines Verbrennungsmotors oder zusätzlich dazu antreiben. Beispielelektrofahrzeuge beinhalten Hybrid-Elektrofahrzeuge (HEVs) und Plugin-Hybrid-Elektrofahrzeuge (PHEVs).
In vielen elektrifizierten Fahrzeugen, die den Verbrennungsmotor beinhalten, kann der Verbrennungsmotor zum Laden der Traktionsbatterie verwendet werden. Leistung von der Traktionsbatterie kann direkt, oder indirekt durch eine Zusatzbatterie, verwendet werden, um den Verbrennungsmotor zu starten. Während eines Nichtfahrzyklus können die Traktionsbatterie und die Zusatzbatterie des elektrifizierten Fahrzeugs Leistung verlieren.
KURZFASSUNG
Ein Verfahren zum Laden eines elektrifizierten Fahrzeugs gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem das Aufwecken eines Teils eines Elektrofahrzeugs, das Auslesen eines Ladezustands für eine Batterie des elektrifizierten Fahrzeugs während des Aufwachens, und das Laden der Batterie unter Verwendung eines Verbrennungsmotors als Reaktion auf das Auslesen, falls sich das elektrifizierte Fahrzeug in einem offenen Raum befindet. Das Verfahren blockiert das Laden, falls sich das elektrifizierte Fahrzeug in einem geschlossenen Raum befindet.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform des vorhergehenden Verfahrens beinhaltet das Verfahren das Aufwecken des elektrifizierten Fahrzeugs während eines Nichtfahrzyklus, nachdem ein erster Fahrzyklus abgeschlossen wurde und bevor ein zweiter Fahrzyklus begonnen wird.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform nach einem der vorhergehenden Verfahren umfasst das Aufwecken das Aufwecken einer Steuerung des elektrifizierten Fahrzeugs ohne das Beginnen eines Fahrzyklus.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform nach einem der vorhergehenden Verfahren handelt es sich bei der Batterie um eine Traktionsbatterie.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform nach einem der vorhergehenden Verfahren beinhaltet das Verfahren ferner das Verwenden von Leistung von der Traktionsbatterie, um eine Zusatzbatterie zu laden, die einen Anlasser mit Strom versorgt, um den Verbrennungsmotor anzukurbeln.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform nach einem der vorhergehenden Verfahren umfasst das Laden das Laden der Batterie auf einen Zustand über einem Schwellenladezustand.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform nach einem der vorhergehenden Verfahren beinhaltet das Verfahren das Anhalten des Aufweckens nach dem Laden, das Wiederaufwecken des Teils nach einem Zeitraum; das Neuauslesen eines Ladezustands für die Batterie während des Aufwachens, und das Wiederaufladen der Batterie als Reaktion auf das Neuauslesen.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform nach einem der vorhergehenden Verfahren beinhaltet das Verfahren das Verändern des Aufladens als Reaktion auf eine für den Betrieb des Verbrennungsmotors verfügbare Kraftstoffmenge.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform nach einem der vorhergehenden Verfahren beinhaltet das Verfahren das Verändern des Aufladens als Reaktion auf einen erwarteten Betriebsmodus des elektrifizierten Fahrzeugs in einem Fahrzyklus.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform nach einem der vorhergehenden Verfahren beinhaltet das Verfahren das Einleiten einer Warnung als Reaktion auf das Blockieren.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform nach einem der vorhergehenden Verfahren beinhaltet das Verfahren das Einplanen des Ladens nach einer Verzögerung.
Ein Ladesystem eines elektrifizierten Fahrzeugs nach einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem eine Steuerung, die dafür ausgelegt ist, einen Verbrennungsmotor zu veranlassen, eine Batterie während eines Nichtfahrzyklus zu laden, falls sich ein Ladezustand der Batterie unterhalb eines Schwellenladezustands befindet und falls sich das elektrifizierte Fahrzeug in einem offenen Raum anstatt in einem geschlossenen Raum befindet.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform des vorhergehenden Systems findet der Nichtfahrzyklus nach einem ersten Fahrzyklus und vor einem zweiten Fahrzyklus, der unmittelbar auf den ersten Fahrzyklus folgt, statt.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform nach einem der vorhergehenden Systeme ist die Steuerung dafür ausgelegt, aufzuwachen, ohne einen Fahrzyklus des elektrifizierten Fahrzeugs zu beginnen.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform nach einem der vorhergehenden Systeme handelt es sich bei der Batterie um eine Traktionsbatterie.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform nach einem der vorhergehenden Systeme umfasst das System ferner einen Wandler. Die Traktionsbatterie ist dafür ausgelegt, über den Wandler eine Zusatzbatterie zu laden. Die Zusatzbatterie ist dafür ausgelegt, ein Ladegerät mit Energie zu versorgen, das den Verbrennungsmotor ankurbelt.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform nach einem der vorhergehenden Systeme ist die Steuerung ferner dafür ausgelegt, eine Warnung zu liefern, falls sich der Ladezustand der Batterie unterhalb eines Schwellenladezustands befindet und falls sich das elektrifizierte Fahrzeug in einem geschlossenen Raum befindet.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform nach einem der vorhergehenden Systeme ist die Steuerung dafür ausgelegt, einzuplanen, dass das Laden nach einer Verzögerung stattfindet.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform nach einem der vorhergehenden Systeme ist die Steuerung dafür ausgelegt, während des Nichtfahrzyklus periodisch aufzuwachen, um den Ladezustand der Batterie auszulesen, ohne einen Fahrzyklus zu beginnen.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorhergehenden Systeme handelt es sich bei dem elektrifizierten Fahrzeug um ein Hybrid-Elektrofahrzeug.
BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die verschiedenen Merkmale und Vorteile der offenbarten Beispiele gehen für den Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung hervor. Die die detaillierte Beschreibung begleitenden Figuren können wie folgt kurz beschrieben werden:
1 zeigt eine stark schematische Ansicht eines beispielhaften Antriebsstrangsystems für ein Hybrid-Elektrofahrzeug.
2 zeigt eine schematische Ansicht eines Steuerungssystems für das Hybrid-Elektrofahrzeug, das das Antriebsstrangsystem nach 1 eingebaut hat.
3 zeigt den Ablauf eines Beispielverfahrens für das Laden eines elektrifizierten Fahrzeugs, das das Antriebsstrangsystem nach 1 aufweist.
4 zeigt den Ablauf eines weiteren Beispielverfahrens für das Laden eines elektrifizierten Fahrzeugs, das das Antriebsstrangsystem nach 1 aufweist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Diese Offenbarung betrifft allgemein das Laden von Batterien in einem elektrifizierten Fahrzeug. Spezieller betrifft die Offenbarung das Aufrechterhalten von genug Ladung in den Batterien während eines Nichtfahrzyklus, um einen Verbrennungsmotor zu starten. Der Verbrennungsmotor wird gestartet, um während des Nichtfahrzyklus eine Traktionsbatterie aufzuladen. Der Verbrennungsmotor wird nicht gestartet, falls sich das elektrifizierte Fahrzeug in einem geschlossenen Raum befindet.
Unter Bezugnahme auf 1 enthält ein Antriebsstrang 10 eines Hybrid-Elektrofahrzeugs (HEV) eine Traktionsbatterie 12 mit einer Vielzahl von Batteriezellen 14. Das HEV ist eine Art eines elektrifizierten Fahrzeugs.
Der Antriebsstrang 10 beinhaltet eine Zusatzbatterie 16 und einen Anlasser 18. Leistung aus der Zusatzbatterie 16 kann den Anlasser 18 mit Strom versorgen, um einen Verbrennungsmotor 20 des Antriebsstrangs 10 anzukurbeln oder zu starten. Die Traktionsbatterie 12 kann die Zusatzbatterie 16 über einen Wandler 22 laden.
Die Zusatzbatterie 16 ist in diesem Beispiel eine 12 Volt-Batterie, die zum Starten, für Beleuchtung und Zündung verwendet wird. Die Traktionsbatterie 12 ist im Vergleich zur Zusatzbatterie 16 eine Hochspannungsbatterie.
Der Antriebsstrang 10 beinhaltet ferner einen Motor 24 und einen Generator 26. Der Motor 24 und der Generator 26 sind Arten von Elektromaschinen. Der Motor 24 und der Generator 26 können getrennt sein oder die Form eines kombinierten Motor/Generators aufweisen.
Bei dieser Ausführungsform ist der Antriebsstrang 10 ein leistungsverzweigter Antriebsstrang, der ein erstes Antriebssystem und ein zweites Antriebssystem einsetzt. Das erste und das zweite Antriebssystem erzeugen ein Drehmoment, um einen oder mehrere Sätze von Fahrzeugantriebsrädern 28 anzutreiben. Das erste Antriebssystem enthält eine Kombination aus dem Verbrennungsmotor 20 und dem Generator 26. Das zweite Antriebssystem enthält mindestens den Motor 24, den Generator 26 und die Traktionsbatterie 12. Der Motor 24 und der Generator 26 sind Teile eines elektrischen Antriebssystems des Antriebsstrangs 10.
Der Verbrennungsmotor 20 und der Generator 26 können durch eine Kraftübertragungseinheit 30, wie zum Beispiel einen Planetenradsatz, verbunden sein. Natürlich können auch andere Arten von Kraftübertragungseinheiten, einschließlich anderen Zahnradsätzen und Getrieben, zur Verbindung des Verbrennungsmotors 20 mit dem Generator 26 verwendet werden. Bei einer nicht einschränkenden Ausführungsform ist die Kraftübertragungseinheit 30 ein Planetenradsatz, der ein Hohlrad 32, ein Sonnenrad 34 und eine Trägeranordnung 36 aufweist.
Der Generator 26 kann von dem Verbrennungsmotor 20 durch die Kraftübertragungseinheit 30 angetrieben werden, um kinetische Energie in elektrische Energie umzuwandeln. Der Generator 26 kann alternativ als ein Motor funktionieren, um elektrische Energie in kinetische Energie umzuwandeln, wodurch er Drehmoment zu einer Welle 38, die mit der Kraftübertragungseinheit 30 verbunden ist, ausgibt.
Das Hohlrad 32 der Kraftübertragungseinheit 30 ist mit einer Welle 40 verbunden, die durch eine zweite Kraftübertragungseinheit 44 mit den Fahrzeugantriebsrädern 28 verbunden ist. Die zweite Kraftübertragungseinheit 44 kann einen Radsatz mit mehreren Zahnrädern 46 umfassen. Andere Kraftübertragungseinheiten könnten in anderen Beispielen verwendet werden.
Die Zahnräder 46 übertragen Drehmoment von dem Verbrennungsmotor 20 an ein Differenzial 48, um letztlich Traktion für die Fahrzeugantriebsräder 28 bereitzustellen.
Das Differenzial 48 kann mehrere Zahnräder aufweisen, die die Übertragung von Drehmoment zu den Fahrzeugantriebsrädern 28 ermöglichen. In diesem Beispiel ist die zweite Kraftübertragungseinheit 44 durch das Differenzial 48 mechanisch mit einer Achse 50 gekoppelt, um Drehmoment auf die Fahrzeugantriebsräder 28 zu verteilen.
Der Motor 24 kann selektiv zum Antrieb der Fahrzeugantriebsräder 28 durch Abgabe von Drehmoment an eine Welle 54, die auch mit der zweiten Kraftübertragungseinheit 44 verbunden ist, eingesetzt werden. Bei dieser Ausführungsform wirken der Motor 24 und der Generator 26 als Teil eines Rekuperationsbremssystems zusammen, in dem sowohl der Motor 24 als auch der Generator 26 als Motoren zur Abgabe von Drehmoment eingesetzt werden können. Zum Beispiel können der Motor 24 und der Generator 26 jeweils elektrische Leistung zum Aufladen von Batteriezellen 14 der Traktionsbatterie 12 abgeben.
Bezugnehmend auf 2 wird ein Beispielladesystem 60 in Verbindung mit dem Antriebsstrang 10 von 1 verwendet. Während eines Nichtfahrzyklus unterhält das Ladesystem 60 die Traktionsbatterie 12 mit genügend Ladung, um den Verbrennungsmotor 20 zu starten. In diesem Beispiel wird Leistung von der Traktionsbatterie 12 verwendet, um die Zusatzbatterie 16 zu laden, die dann den Anlasser 18 mit Leistung versorgt. Bei einem weiteren Beispiel wird der Anlasser 18 mit Leistung von der Traktionsbatterie 12 betrieben, ohne die Leistung zur Zusatzbatterie 16 zu bewegen. Bei diesem Beispiel benötigt die Zusatzbatterie 16 etwas Leistung, um das Schließen der Schütze zu steuern, wenn das Fahrzeug gestartet wird.
Das System 60 beinhaltet eine Steuerung 64, die Traktionsbatterie 12, die Zusatzbatterie 16, den Anlasser 18 und den Verbrennungsmotor 20. Die Zusatzbatterie 16, in diesem Beispiel, treibt typischerweise den Anlasser 18 an, um den Verbrennungsmotor 20 anzukurbeln, wenn der Verbrennungsmotor 20 gestartet wird.
Die Beispielsteuerung 64 beinhaltet mindestens einen Speicherteil, einen Verarbeitungsteil und einen internen Timer. Die Steuerung 64 empfängt Ladezustandsinformationen von sowohl der Zusatzbatterie 16 als auch der Traktionsbatterie 12. Bei einem weiteren Beispiel empfängt die Steuerung 64 Ladezustandsinformationen nur von der Zusatzbatterie 16 oder nur von der Traktionsbatterie 12.
Der Beispielprozessor ist betriebsfähig mit einem Speicherteil und dem internen Timer verbunden. Der Prozessor kann dafür programmiert sein, ein in dem Speicherteil gespeichertes Programm auszuführen. Das Programm kann in dem Speicherteil als Softwarecode gespeichert sein.
Das in dem Speicherteil gespeicherte Programm kann ein oder mehrere zusätzliche oder separate Programme beinhalten, von denen jedes eine geordnete Auflistung von ausführbaren Anweisungen zum Implementieren logischer Funktionen, die mit einem Ladeverfahren eines elektrifizierten Fahrzeugs assoziiert sind, wie unten beschrieben werden wird, beinhaltet.
Beim Abschließen eines Fahrzyklus wird ein Fahrzeug mit dem eingebauten Antriebsstrang 10 geparkt und ausgeschaltet. Dies beginnt einen Nichtfahrzyklus für das Fahrzeug.
Während eines Nichtfahrzyklus können der Ladezustand der Traktionsbatterie 12 und der Ladezustand der Zusatzbatterie 16 mit der Zeit abnehmen. Zum Beispiel könnte der Ladezustand der Traktionsbatterie 12, falls die Traktionsbatterie 12 eine 25 Ah-Batterie mit einem 15%-igen Ladezustand beim Abschließen eines Fahrzyklus ist, während des nachfolgenden Nichtfahrzyklus auf 5% abfallen. Der Abfall könnte aufgrund von Selbstentladung der Traktionsbatterie 12 entstehen, wenn das Fahrzeug für einen ausgedehnten Zeitraum geparkt wird.
Während des Nichtfahrzyklus wacht die Steuerung 64 periodisch auf, bewertet den Ladezustand für die Traktionsbatterie 12 und den Ladezustand für die Zusatzbatterie 16. Die Steuerung 64 kann sich auf den internen Timer verlassen, um zu bewerten, wann aufgewacht wird. Bei einem anderen Beispiel wacht die Steuerung 64 nichtperiodisch auf. Das bedeutet, dass die Zeit zwischen Aufwachphasen variieren kann. Das Timing der Aufwachphasen könnte auf Temperaturen von einer oder beiden Batterien 12 und 16 basieren oder den Spannungen der Batterien 12 und 16.
Während des Nichtfahrzyklus vergleicht die Steuerung 64, nach dem Empfang von Ladezustandsinformationen für die Traktionsbatterie 12 und von Ladezustandsinformationen von der Zusatzbatterie 16, die Ladungszustände mit Ladungszustandschwellenwerten. Der Speicherteil kann z.B. die Ladungszustandsschwellen speichern.
Falls der Ladungszustand für die Zusatzbatterie 16 unter der Schwelle liegt und der Ladungszustand für die Traktionsbatterie 12 unter der Schwelle liegt, kann die Steuerung 64 den Verbrennungsmotor 20 starten, um die Traktionsbatterie 12 zu laden. Insbesondere verifiziert die Steuerung 64 vor dem Starten des Verbrennungsmotors 20, dass sich das Fahrzeug in einem Gebiet befindet, das zum Starten des Verbrennungsmotors 20 geeignet ist. Da die Steuerung 64 den Verbrennungsmotor 20 ohne Reaktion auf eine Benutzereingabe starten kann, wird das Starten als ein autonomes Starten des Verbrennungsmotors 20 angesehen.
Der Verbrennungsmotor 20 treibt den Generator 26 an, um Leistung zum Aufladen der Traktionsbatterie 12 zu erzeugen. Leistung von der Traktionsbatterie 12 kann verwendet werden, um die Zusatzbatterie 16 zu laden, so dass der Anlasser 18 den Verbrennungsmotor 20 ankurbeln kann.
Das Laden bringt den Ladezustand in der Traktionsbatterie 12 auf die oder über die Ladezustandsschwelle hinaus. Nach dem Laden schaltet die Steuerung 64 den Verbrennungsmotor 20 aus und schläft einen gewissen Zeitraum. Die Steuerung 64 wacht dann auf und bewertet den Ladezustand in den Batterien 12 und 16 neu.
Wenn ein Bediener zum Fahrzeug zurückkehrt, um einen weiteren Fahrzyklus zu beginnen, kann der Verbrennungsmotor 20 angekurbelt werden, da die Steuerung 64, während des Nichtfahrzyklus, die Ladezustände in den Batterien 12 und 16 bei oder über den Schwellenwerten gehalten hat.
Wie oben erwähnt, überprüft die Steuerung 64 vor dem Starten des Verbrennungsmotors 20, dass sich das Fahrzeug in einem Gebiet befindet, das zum Starten des Verbrennungsmotors 20 passend ist. In manchen Situationen ist ein autonomer Start des Verbrennungsmotor 20 nicht erwünscht. Zum Beispiel kann das Fahrzeug in einer Garage geparkt sein, wo mit dem Betrieb des Verbrennungsmotors 20 assoziierte Abgase nicht erwünscht sind.
Demnach bewertet das System 60, ob sich das Fahrzeug in einem geschlossenen Raum, wie etwa einer Garage, befindet oder nicht, bevor es den Verbrennungsmotor 20 autonom startet. Falls sich das Fahrzeug eher in einem offenen Raum als in einem geschlossenen Raum befindet, leitet die Steuerung 64 den autonomen Start des Verbrennungsmotors 20 ein. Falls sich das Fahrzeug in einem geschlossenen Raum befindet, vermeidet die Steuerung 64 den Start des Verbrennungsmotors 20.
Für Zwecke dieser Offenbarung ist ein offener Raum ein Raum, in dem der Verbrennungsmotor 20 gestartet werden kann, und der geschlossene Raum ist ein Raum, in dem autonomes Starten des Verbrennungsmotors 20 vermieden werden sollte.
Statt den Verbrennungsmotor 20 zu starten, kann die Steuerung 64 eine Übertragung einer Warnung an den Bediener des Fahrzeugs einleiten. Die Warnung kann den Bediener auffordern, das Fahrzeug aus dem geschlossen Raum in den offenen Raum zu bewegen. Die Warnung könnte eine Textnachricht sein, die zum Beispiel von einem Sender des Fahrzeugs eingeleitet und zu dem Telefon oder Computer des Bedieners gesendet wurde. Die Warnung könnte eine E-Mail, ein Audiosignal, ein Videosignal oder irgendeine andere Art von Benachrichtigung sein, die eine Anzeige für den Bediener liefert.
Das Timing der Aufwachvorgänge der Steuerung 64 kann auf verschiedenen Informationsarten basieren. Beispielhafte Informationen können einen Ablauf einer Zeitdauer beinhalten, wie etwa die Tage, für welche das Fahrzeug geparkt ist. Andere beispielhafte Informationen könnten einen Standort des geparkten Fahrzeugs beinhalten, der durch GPS-Koordinaten bereitgestellt werden könnte. Noch andere beispielhafte Informationen könnten Temperaturen, Leckraten, Selbstentladungsraten usw. für die Batterien 12 und 16 sein.
Die Batterien 12 und 16 können unterschiedliche Leck- und Selbstentladungsraten aufweisen. Die spezifischen Leck- und Selbstentladungsraten können in einen Speicherteil des Steuerung 64 programmiert sein. Die Leck- und die Selbstentladungsraten können in Abhängigkeit vom Alter der Batterien 12 und 16 unterschiedlich sein. Die Leck- und die Selbstentladungsraten können in Abhängigkeit von der Batterietemperatur variieren. In manchen Beispielen können Produktionsalgorithmen verwendet werden, um solche Raten zu bestimmen.
Während des autonomen Ladens kann die Steuerung 64 ein Warnsignal einleiten, wie etwa ein Licht, ein Piepgeräusch oder andere Arten von auf einem Armaturenbrett des Fahrzeugs angezeigter Warnung, um eine Benachrichtigung zu liefern, dass das Fahrzeug autonom lädt.
Bei manchen Beispielen kann die Steuerung 64 bewerten, dass die Ladezustände für die Batterien 12 und 16 unter die Schwellenladezustände gefallen sind, die Steuerung 64 dennoch den Verbrennungsmotor 20 erst nach einer Verzögerung startet, um die Traktionsbatterie 12 aufzuladen. Die Verzögerung kann auf einer Tageszeit basieren. Zum Beispiel kann es wünschenswert sein, nächtliches autonomes Laden in einem Wohngebiet zu vermeiden. In einer derartigen Situation kann die Steuerung 64, die den internen Timer (der mittels eines GPS-Signals auf Lokalzeit synchronisiert sein kann) nutzt, einen Start des Verbrennungsmotors 20 bis zu einem geeigneteren Zeitpunkt zu verzögern, um die Batterien 12 und 16 aufzuladen.
Bezugnehmend auf 3 und weiterhin mit Bezug auf 1 und 2, beinhaltet ein Beispielverfahren 100, das von dem System 60 verwendet wird, einen Schritt 104 des Aufweckens der Steuerung 64 während eines Nichtfahrzyklus, wie etwa, wenn das Fahrzeug beim Abschluss eines Fahrzyklus geparkt und ausgeschaltet wird.
Das Verfahren bewegt sich dann zu einem Schritt 108, bei dem das Verfahren 100 bewertet, ob die verfügbare Gesamtbatterieenergie unter einem Pegel liegt, der ausreicht, den Verbrennungsmotor 20 anzukurbeln oder zu starten. Falls ja, kann das autonome Laden nicht stattfinden, da der Verbrennungsmotor 20 nicht unter Verwendung der Leistung von den Batterien 12 und 16 gestartet werden kann.
Als Ergebnis bewegt sich das Verfahren 100 zu einem Schritt 112, der eine Warnung an, zum Beispiel, einen Bediener des Fahrzeugs liefert. Falls das Fahrzeug ein Plugin-Hybrid ist, empfängt der Bediener die Warnung und schließt als Reaktion das Fahrzeug an das Stromnetz an, um den Ladezustand der Traktionsbatterie 12 zu erhöhen. Die Warnung bei Schritt 112 kann zum Beispiel stattdessen den Bediener auffordern, die Zusatzbatterie 16 zu ersetzen. Die Warnung erinnert den Bediener daran, dass die Zusatzbatterie wahrscheinlich tot ist und ersetzt werden muss. Nach der Warnung bei Schritt 112 kehrt das Verfahren 100 zu Schritt 104 zurück.
Falls bei Schritt 108 die verfügbare Gesamtbatterieenergie bei oder über einem Pegel liegt, der ausreichend ist, den Verbrennungsmotor 20 anzukurbeln, bewegt sich das Verfahren 100 von Schritt 108 zu Schritt 116. Bei Schritt 116 bewertet die Steuerung 64, ob die verfügbare Gesamtbatterieenergie über dem Pegel bleiben wird, der ausreicht, den Verbrennungsmotor 20 X-Mal anzukurbeln.
Zum Beispiel kann das Verfahren 100 bei Schritt 116 bestimmen, dass die verfügbare Gesamtbatterieenergie ausreicht, um den Verbrennungsmotor 20 anzukurbeln und für die nächsten sieben Tage über oder bei diesem Pegel bleiben wird. Die Steuerung 64 bewegt sich dann bei einem Schritt 118 in einen Schlafmodus, der mindestens sieben Tage andauert. Nach der eingestellten Zeit von sieben Tagen kehrt das Verfahren 100 bei Schritt 104 zum Aufwachen zurück.
Falls bei Schritt 116 die verfügbare Gesamtbatterieenergie nicht über dem Pegel bleiben wird, der ausreichend ist, den Verbrennungsmotor 20 für den gewünschten Zeitraum anzukurbeln, bewegt sich das Verfahren 100 zu Schritt 120. Bei Schritt 120 bestimmt das Verfahren 100, ob Ankurbeln des Verbrennungsmotors 20 stattfinden soll, um die Traktionsbatterie 12 aufzuladen.
Bei Schritt 120 bewertet das Verfahren 100, ob sich das Fahrzeug in einem geschlossenen Raum befindet, wie etwa einer Garage. Das Verfahren 100 betrachtet geschlossene Räume als unerwünscht zum autonomen Starten des Verbrennungsmotors 20. Verschiedene Verfahren können zum Bestimmen, ob sich das Fahrzeug in einem geschlossenen Raum befindet oder nicht, angewandt werden, wie etwa unter anderem GPS-Positionsinformationen, Sensoren, eine Bedienereingabe usw.
Falls das Fahrzeug als in einem geschlossenen Raum befindlich bestimmt wird, bewegt sich das Verfahren 100 zu Schritt 122, der eine Warnung an, zum Beispiel, den Bediener des Fahrzeugs liefert. Die Warnung kann den Bediener auffordern, zum Fahrzeug zurückzukehren und die Traktionsbatterie 12, die Zusatzbatterie 16 oder beide aufzuladen. Die Warnung kann den Bediener auch auffordern, das Fahrzeug aus dem geschlossen Raum in einen offenen Raum zu bewegen. Das Vermeiden, den Verbrennungsmotor 20 in dem geschlossenen Raum zu starten, kann die Ansammlung von Abgasen innerhalb des geschlossenen Raumes vermeiden.
Falls sich bei Schritt 120 das Fahrzeug nicht in einem geschlossenen Raum befindet, bewegt sich das Verfahren 100 zu Schritt 124, bei dem das Verfahren 100 den Verbrennungsmotor 20 ankurbelt. In einem Kraftstofftank des Fahrzeugs gelagerter Kraftstoff wird zur Energieversorgung des Verbrennungsmotors 20 verwendet. Der Generator 26 wird von dem Verbrennungsmotor 20 angetrieben, um den Ladezustand der Traktionsbatterie 12 zu erhöhen. Der Ladezustand der Batterie wird genügend erhöht, so dass der Ladezustand für einen gewünschten Zeitraum über einem gewünschten Pegel bleiben wird.
Zum Beispiel kann die Steuerung 64 unter Verwendung des Verbrennungsmotors 20 weiter laden, um den Ladezustand der Traktionsbatterie 12 von 20% auf 35% zu erhöhen, was, basierend auf anderen der Steuerung 64 zur Verfügung stehenden Informationen, dazu führen wird, dass die Traktionsbatterie 12 für die nächsten sieben Tage über dem Pegel bleiben wird. Die Steuerung 64 kann bei einigen Beispielen den Ladezustand der Traktionsbatterie 12 auf einen Pegel bringen, der gewährleistet, dass der Verbrennungsmotor 20 bei niedrigen Temperaturen angekurbelt werden kann. Das bedeutet, dass die Aufladung die höhere von der Traktionsbatterie 12 abgeforderte Leistung zum Ankurbeln des Verbrennungsmotors 20 bei niedrigen Temperaturen berücksichtigen kann.
Andere Variablen, wie etwa vorhergesehene zukünftige Fahrzyklen und -zeiten, geographische Informationen, saisonale Temperaturinformationen, Geschäftsanforderungen, Fremdladeverfügbarkeit (für Plugin-Fahrzeuge) usw. kann beeinflussen, wie viel Ladung während des Aufladens zu der Traktionsbatterie 12 hinzugefügt wird.
Das Verfahren 100 bewegt sich dann zu Schritt 128, bei dem die Steuerung 64 in den Schlafmodus eintritt und für eine Zeit unter sieben Tagen im Schlafmodus bleibt. Das Verfahren 100 bewegt sich von Schritt 128 zu Schritt 104, wo die Steuerung 64 während des Nichtfahrzyklus aufwacht, um die verfügbare Gesamtbatterieenergie neu zu bewerten.
Bei manchen Beispielen kann das Verfahren 100, als Reaktion auf eine zum Betreiben des Verbrennungsmotors 20 verfügbare Kraftstoffmenge, bei Schritt 124 abändern, wie der Verbrennungsmotor 20 die Traktionsbatterie 12 auflädt. Falls zum Beispiel nur einige wenige, sagen wir zwei, Gallonen Kraftstoff verfügbar sind, kann das Verfahren 100 den Ladezustand von 20% auf 35% erhöhen. Falls allerdings einige, sagen wir acht, Gallonen Kraftstoff verfügbar sind, kann das Verfahren 100 den Ladezustand von 20% auf 50% erhöhen. Bei manchen Beispielen wird das Laden der Traktionsbatterie 12 blockiert, falls für den Verbrennungsmotor 20 verfügbarer Kraftstoff unter einer Schwellenmenge, sagen wir 1/4 einer Gallone Kraftstoff, liegt. Die Steuerung 64 kann bei einigen Beispielen den Bediener vor einem für den autonomen Verbrennungsmotorbetrieb verfügbaren niedrigen Kraftstoffniveau warnen.
Bei manchen Beispielen kann das Verfahren 100, als Reaktion auf einen erwarteten Reiseplan für das Fahrzeug, bei Schritt 124 abändern, wie der Verbrennungsmotor 20 die Traktionsbatterie 12 auflädt. Falls die Steuerung 64 zum Beispiel Informationen beinhaltet, dass der nächste Fahrzyklus ausgedehnten Betrieb des HEVs im Elektromodus beinhalten wird, kann die Steuerung 64 den Ladezustand der Traktionsbatterie 12 auf einen höheren Pegel als einen, bei dem ausgedehnter Elektromodus nicht erwartet wird, erhöhen. Das autonome Laden vor dem nächsten Fahrzyklus wird den Ladezustand der Traktionsbatterie 12 hoch genug halten, um den ausgedehnten Elektromodusbetrieb zu unterstützen.
Bezugnehmend auf 4 und weiterhin mit Bezug auf 1 und 2 beginnt ein weiteres Beispielverfahren 200, das von dem System 60 verwendet wird, bei einem Schritt 204 und bewertet dann bei Schritt 208, ob sich das Fahrzeug in einem geschlossenen Raum befindet. Falls ja, kehrt das Verfahren 200 zu Schritt 204 zurück. Falls nicht, bewegt sich das Verfahren 200 zu einem Schritt 212.
Falls es ein hohes Vertrauensniveau gibt, dass sich das Fahrzeug in einem geschlossenen Raum befindet, der ein unerwünschtes Gebiet zum Starten des Verbrennungsmotors 20 sein kann, kennzeichnet das Verfahren 200 das Fahrzeug als in einem „geschlossenen Raum“ befindlich.
Falls es ein mittleres Vertrauensniveau gibt, dass sich das Fahrzeug in einem geschlossenen Raum befindet, kann das Verfahren 200 eine Warnung an einen Bediener senden, um zu bestätigen, ob sich das Fahrzeug in einem geschlossenen Raum befindet. Das Verfahren 200 kann zum Beispiel eine Textnachricht an ein Telefon des Bedieners des Fahrzeugs senden. Die Textnachricht wird anfragen, dass der Bediener bestätigt, ob sich das Fahrzeug in einem geschlossenen Raum befindet oder nicht.
Falls ein geringes Vertrauensniveau gibt, dass sich das Fahrzeug in einem geschlossenen Raum befindet, betrachtet das Verfahren 200 das Fahrzeug als in einem „offenen Raum“ befindlich, wo der Verbrennungsmotor 20 gestartet werden kann, ohne eine Ansammlung von Motorabgasen zu riskieren.
Bei Schritt 212 bewertet das Verfahren 200, ob sich das Fahrzeug in einer Null-Emissions-Zone (Zero-Emission-Zone – ZEZ) befindet. Falls ja, kehrt das Verfahren 200 zum Schritt 204 zurück. Falls nicht, bewegt sich das Verfahren 200 zu einem Schritt 216. Der Schritt 212 verhindert das Ankurbeln des Verbrennungsmotors 20 in einer Zone, in der Verwendung des Verbrennungsmotors 20 nicht erlaubt oder anderweitig eingeschränkt ist.
Eine ZEZ ist eine Art einer Nieder-Emissions-Zone (Low-Emission-Zone – LEZ) oder Grüne Zone. In einer ZEZ ist der Betrieb eines Fahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor typischerweise verboten. Bei manchen Beispielen ist es nur vollelektrischen Fahrzeugen erlaubt in einer ZEZ betrieben zu werden.
Bei einem weiteren Beispiel bewertet das Verfahren 200 bei Schritt 212, ob sich das Fahrzeug in einer LEZ befindet. In einer LEZ kann die Verwendung von Verbrennungsmotoren eingeschränkt sein. Hybrid-Fahrzeugen kann der Betrieb innerhalb der LEZ in einem Elektromodus erlaubt sein, aber nicht in einem Modus, der Betrieb eines Verbrennungsmotors erfordert.
Bei Schritt 216 bewertet das Verfahren 200, ob sich das Fahrzeug in einem Wohngebiet befindet und ob die Tageszeit zum Beispiel spät in der Nacht ist. Es versteht sich, dass Ankurbeln des Verbrennungsmotors 20 zu später Nacht in einem Wohngebiet unerwünscht sein kann. Bewerten der Zeit kann auf einem Fahrzeugsteuerungstimer basieren, der mit einer Lokalzeit über GPS synchronisiert werden kann.
Falls sich das Fahrzeug in einem Wohngebiet befindet und die Tageszeit spät in der Nacht ist, sagen wir 2 Uhr morgens, kehrt das Verfahren 200 zu Schritt 204 zurück. Falls nicht, bewegt sich das Verfahren 200 zu Schritt 220.
Bei Schritt 220 kurbelt das Verfahren 200 den Verbrennungsmotor 20 an, um die Traktionsbatterie 12 autonom aufzuladen. Das Verfahren 200 endet dann bei Schritt 224.
Merkmale einiger der oben offenbarten Ausführungsbeispiele beinhalten autonomes Laden eines elektrifizierten Fahrzeugs, um zum Ankurbeln eines Verbrennungsmotors unzureichende Ladung, die zu Nichtstarts führen kann, zu vermeiden. Das autonome Laden findet allerdings nicht statt, falls sich das elektrifizierte Fahrzeug in einem geschlossenen Raum befindet.
Die vorhergehende Beschreibung ist beispielhaft und nicht einschränkend. Für den Fachmann können Variationen oder Modifikationen der offenbarten Beispiele, die nicht zwangsweise von dem Wesen der vorliegenden Offenbarung abweichen, ersichtlich werden. Somit kann der rechtliche Schutzumfang, der der vorliegenden Offenbarung gewährt wird, nur durch eine genaue Untersuchung der folgenden Ansprüche bestimmt werden.
Es wird ferner beschrieben:

A. Verfahren zum Laden eines elektrifizierten Fahrzeugs, das Folgendes umfasst: das Aufwecken eines Teils eines Elektrofahrzeugs; das Auslesen eines Ladezustands für eine Batterie des elektrifizierten Fahrzeugs während des Aufwachens; das Laden der Batterie unter Verwendung eines Verbrennungsmotors als Reaktion auf das Auslesen, falls sich das elektrifizierte Fahrzeug in einem offenen Raum befindet; und das Blockieren des Ladens, falls sich das elektrifizierte Fahrzeug in einem geschlossenen Raum befindet.
B. Verfahren nach A, das ferner das Aufwachen des elektrifizierten Fahrzeugs während eines Nichtfahrzyklus, nachdem ein erster Fahrzyklus abgeschlossen wurde und bevor ein zweiter Fahrzyklus begonnen wird, umfasst.
C. Verfahren nach A, wobei das Aufwachen das Aufwachen einer Steuerung des elektrifizierten Fahrzeugs ohne das Beginnen eines Fahrzyklus umfasst.
D. Verfahren nach A, wobei die Batterie eine Traktionsbatterie ist.
E. Verfahren nach D, das ferner das Verwenden von Leistung von der Traktionsbatterie, um eine Zusatzbatterie zu laden, die einen Anlasser mit Strom versorgt, um den Verbrennungsmotor anzukurbeln, umfasst.
F. Verfahren nach A, wobei das Laden das Laden der Batterie auf einen Ladezustand über einem Schwellenladezustand umfasst.
G. Verfahren nach A, das ferner Folgendes umfasst: das Anhalten des Aufwachens nach dem Laden; das Wiederaufwachen des Teils nach einem Zeitraum; das Neuauslesen eines Ladezustands für die Batterie während des Aufwachens; und das Wiederaufladen der Batterie als Reaktion auf das Neuauslesen.
H. Verfahren nach A, das ferner das Verändern des Aufladens als Reaktion auf eine zum Betreiben des Verbrennungsmotors verfügbare Kraftstoffmenge umfasst.
I. Verfahren nach A, das ferner das Verändern des Aufladens als Reaktion auf einen erwarteten Betriebsmodus des elektrifizierten Fahrzeugs in einem Fahrzyklus umfasst.
J. Verfahren nach A, das ferner das Einleiten einer Warnung als Reaktion auf das Blockieren umfasst.
K. Verfahren nach A, das ferner das Einplanen des Stattfindens des Ladens nach einer Verzögerung umfasst.
L. System zum Laden eines elektrifizierten Fahrzeugs, das Folgendes umfasst: eine Steuerung, die dafür ausgelegt ist, einen Verbrennungsmotor zu veranlassen, eine Batterie während eines Nichtfahrzyklus zu laden, falls sich ein Ladezustand der Batterie unterhalb eines Schwellenladezustands befindet und falls sich das elektrifizierte Fahrzeug eher in einem offenen Raum als in einem geschlossenen Raum befindet.
M. System nach L, wobei der Nichtfahrzyklus nach einem ersten Fahrzyklus und vor einem zweiten Fahrzyklus, der unmittelbar auf den ersten Fahrzyklus folgt, stattfindet.
N. System nach L, wobei die Steuerung dafür ausgelegt ist, aufzuwachen, ohne einen Fahrzyklus des elektrifizierten Fahrzeugs zu starten.
O. System nach L, wobei die Batterie eine Traktionsbatterie ist.
P. System nach O, das ferner einen Wandler umfasst, wobei die Traktionsbatterie dafür ausgelegt ist, eine Zusatzbatterie über den Wandler zu laden, wobei die Zusatzbatterie dafür ausgelegt ist, einen Lader anzutreiben, der den Verbrennungsmotor ankurbelt.
Q. System nach L, wobei die Steuerung ferner dafür ausgelegt, eine Warnung zu liefern, falls sich der Ladezustand der Batterie unterhalb eines Schwellenladezustands befindet und falls sich das elektrifizierte Fahrzeug in einem geschlossenen Raum befindet.
R. System nach L, wobei die Steuerung ferner dafür ausgelegt ist, das Stattfinden des Ladens nach einer Verzögerung einzuplanen.
S. System nach L, wobei die Steuerung dafür ausgelegt ist, während der Nichtfahrzyklen periodisch aufzuwachen, um den Ladezustand der Batterie auszulesen, ohne einen Fahrzyklus zu beginnen.
T. System nach L, wobei das elektrifizierte Fahrzeug ein Hybrid-Elektrofahrzeug ist.

Claims

Verfahren zum Laden eines elektrifizierten Fahrzeugs, das Folgendes umfasst: das Aufwecken eines Teils eines Elektrofahrzeugs; das Auslesen eines Ladezustands für eine Batterie des elektrifizierten Fahrzeugs während des Aufwachens; das Laden der Batterie unter Verwendung eines Verbrennungsmotors als Reaktion auf das Auslesen, falls sich das elektrifizierte Fahrzeug in einem offenen Raum befindet; und das Blockieren des Ladens, falls sich das elektrifizierte Fahrzeug in einem geschlossenen Raum befindet.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Aufwachen des elektrifizierten Fahrzeugs während eines Nichtfahrzyklus, nachdem ein erster Fahrzyklus abgeschlossen wurde und bevor ein zweiter Fahrzyklus begonnen wird, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Aufwachen das Aufwachen einer Steuerung des elektrifizierten Fahrzeugs ohne das Beginnen eines Fahrzyklus umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Batterie eine Traktionsbatterie ist.
Verfahren nach Anspruch 4, das ferner das Verwenden von Leistung von der Traktionsbatterie, um eine Zusatzbatterie zu laden, die einen Anlasser mit Strom versorgt, um den Verbrennungsmotor anzukurbeln, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Laden das Laden der Batterie auf einen Ladezustand über einem Schwellenladezustand umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: das Anhalten des Aufwachens nach dem Laden; das Wiederaufwachen des Teils nach einem Zeitraum; das Neuauslesen eines Ladezustands für die Batterie während des Aufwachens; und das Wiederaufladen der Batterie als Reaktion auf das Neuauslesen.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Verändern des Aufladens als Reaktion auf eine zum Betreiben des Verbrennungsmotors verfügbare Kraftstoffmenge umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Verändern des Aufladens als Reaktion auf einen erwarteten Betriebsmodus des elektrifizierten Fahrzeugs in einem Fahrzyklus umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Einleiten einer Warnung als Reaktion auf das Blockieren umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Einplanen des Stattfindens des Ladens nach einer Verzögerung umfasst.