DE102017125449B4

DE102017125449B4 - Systeme für ein zielbasiertes Energiemanagement

Info

Publication number: DE102017125449B4
Application number: DE102017125449.8A
Authority: DE
Inventors: Paul A. Bauerle
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2016-11-01
Filing date: 2017-10-30
Publication date: 2024-05-16
Anticipated expiration: 2037-10-31
Also published as: US10252711B2; DE102017125449A1; US20180118188A1; CN108016305A

Abstract

Energiemanagementverfahren für eine mobile Plattform (120), das Verfahren umfassend:Empfangen eines Bestimmungsortes für die mobile Plattform (120) über ein Energiemanagementmodul (102);Empfangen einer Fahrgastraumtemperaturpräferenz eines Benutzers über ein Energiemanagementmodul (102);Empfangen einer Außentemperatur von einem mit dem Energiemanagementmodul (102) gekoppelten Sensor;Empfangen von Batterieinformationen für eine Batterie (114), die mit der mobilen Plattform in Verbindung steht, von einem Autostart-System (112);Erzeugen einer Kilometerstandschwelle durch das Energiemanagementmodul (102) basierend auf der Fahrgastraumtemperaturpräferenz des Benutzers, der Außentemperatur, den Batterieinformationen und einem Zielort; undErzeugen eines Befehls für ein zusätzliches mobiles Plattformsystem, das mit dem Energiemanagementmodul (102) gekoppelt ist, wenn eine geographische Position der mobilen Plattform (120) gleich der Kilometerstandschwelle ist, worin eine Fahrt einen geographischen Startort und den durch einen Fahrweg verbundenen Bestimmungsort umfasst und worin das Energiemanagementmodul (102) in operativer Kommunikation mit einem geographischen Positionssystem (GPS) steht und ferner kontinuierliches Überwachen einer geographischen Position der mobilen Plattform über das Energiemanagementmodul (102) umfasst,worin das Erzeugen des Befehls für das zusätzliche mobile Plattformsystem ein Anweisen einer Klimatisierungsvorrichtung zum Ausschalten umfasst,ferner umfassend:Modifizieren der Kilometerstandschwelle als Reaktion auf eine Benutzerüberschreibung, die empfangen wird, nachdem die Klimatisierungsvorrichtung zum Ausschalten angewiesen wurde, worin:die Benutzerüberschreibung das Empfangen des Befehls zum Anschalten der Klimatisierungsvorrichtung über eine Benutzereingabevorrichtung umfasst; unddas Modifizieren der Kilometerstandschwelle das Modifizieren der Kilometerstandschwelle als Reaktion auf (i) einen geographischen Ort der mobilen Plattform, wenn die Überschreibung empfangen wurde, und (ii) eine erfasste Fahrgastraumtemperatur, wenn die Überschreibung empfangen wurde, umfasst, worin die Kilometerstandschwelle einen Batteriesicherheitsbereich umfasst und worin das Erzeugen des Befehls für das zusätzliche mobile Plattformsystem das Unterbrechen eines Autostarts der Batterie (114) basierend auf dem Batteriesicherheitsbereich umfasst, wobei sich das Autostarten der Batterie (114) auf das Einschalten des Motors und das Laden der Batterie (114) über den Motor bezieht,worin die Batterieinformationen ferner einen Autostart-Auslöser umfassen, wobei sich ein Autostart-Auslöser auf eine Anforderung zum Autostarten der Batterie (114) bezieht, und worin das Aussetzen des Autostarts der Batterie (114) das Unterbrechen des Autostarts der Batterie (114) als Reaktion auf das Bestimmen, dass sich eine in der Fahrt verbleibende Entfernung innerhalb des Batteriesicherheitsbereichs befindet, nach dem Empfangen des Autostart-Auslösers umfasst,ferner umfassend:das Empfangen einer kritischen Batteriewarnung nach dem Unterbrechen des Autostarts der Batterie; unddas Entfernen des Unterbrechens des Autostarts der Batterie (114) als Reaktion auf die kritische Batteriewarnung über das Energiemanagementmodul (102).

Description

TECHNISCHES GEBIET
Das technische Gebiet betrifft im Allgemeinen mobile Plattformmanagementsysteme und zwar Systeme und Funktionsweisen für ein zielbasiertes Energiemanagement für ein Fahrzeug.
HINTERGRUND
Der Energieverbrauch ist ein zentrales Thema bei der Entwicklung mobiler Plattformen. Durch das Senken des Energieverbrauchs kann eine mobile Plattform länger über eine Energiequelle betrieben werden. Zum Senken des Energieverbrauchs können eine Vielzahl von Ansätzen angewendet werden kann. Ein erster Ansatz ist das Reduzieren des Gewichts und/oder das Erhöhen der Komponenteneffizienz. Ein weiterer Ansatz besteht darin eine oder mehrere Energiemanagementtechniken anzuwenden. In einer Energiemanagementtechnik kann eine mobile Plattform in Form eines Plug-In-Hybrid-Elektrofahrzeugs (PHEV) die Energiequelle zwischen einer Batterie und einem herkömmlichen Motor gemäß einem Betriebsprotokoll umschalten. Da der Energieverbrauch weiterhin ein zentrales Thema bei der Entwicklung mobiler Plattformen ist, sind Systeme und Verfahren, die den Energieverbrauch weiter senken, wünschenswert.
Dementsprechend sind Systeme und Verfahren wünschenswert, die in der Lage sind, das Energiemanagement, basierend auf vom Benutzer hinzugefügten Zielen und Fahrgewohnheiten, anzupassen. Andere wünschenswerte Funktionen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden des Weiteren aus der folgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Patentansprüchen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen und dem vorangegangenen technischen Gebiet und Hintergrund ersichtlich.
DE 10 2015 121 466 A1 beschreibt ein Fahrzeugsystem umfassend einen Elektromotor, einen Verbrennungsmotor und ein Heizsystem, welches derart konfiguriert ist, dass es Wärme von dem Verbrennungsmotor zu einem Fahrgastraum des Fahrzeugs überträgt. Das System schließt einen Controller ein, welcher derart konfiguriert ist, dass er den Elektromotor und den Verbrennungsmotor gemäß einer Vielzahl von Antriebszyklusprofilen betreiben kann. Der Controller wählt das Antriebszyklusprofil basierend auf einer Umgebungstemperatur aus.
DE 10 2011 120 868 A1 beschreibt ein Verfahren zum Vergrößern einer Reichweite eines Fahrzeugs durch Verringern zurückbehaltener HLK-Energie an einem Ende einer Fahrt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: (a) Ermitteln und Speichern einer Zielortliste beruhend auf Positionen, bei denen das Fahrzeug in Zukunft geparkt werden kann, wobei auf die Zielortliste durch ein Steuermodul im Fahrzeug zugegriffen werden kann; (b) Ermitteln von HLK-Reduzierungsbereichen um jede der Positionen in der Zielortliste, wobei auf die HLK-Reduzierungsbereiche durch das Steuermodul zugegriffen werden kann; (c) Betreiben einer HLK-Anlage, während sich das Fahrzeug bewegt; (d) Verfolgen der Position des Fahrzeugs relativ zu den Positionen in der Zielortliste; und (e) automatisches Verringern des Energieverbrauchs der HLK-Anlage durch das Steuermodul, wenn das Fahrzeug in einen der HLK-Reduzierungsbereiche hineinfährt; dadurch gekennzeichnet, dass Schritt (e) weiterhin dadurch bestimmt ist, dass die Energienutzung der HLK-Anlage aufgrund des Einfahrens des Fahrzeugs in einen der HLK-Reduzierungsbereiche nicht reduziert wird, sofern das Fahrzeug seit dem letzten Fahrzeugstart nicht eine vorbestimmte Mindeststrecke oder nicht eine vorbestimmte Mindestzeitdauer gefahren ist.
CN 1 02 303 541 A betrifft ein Verfahren zur Verwaltung der elektrischen Menge einer Speicherbatterie für ein Elektroauto mit erweiterter Reichweite. Das Verfahren umfasst unter anderem folgenden Schritt: Berechnen der Fahrzeit T des Automobils entsprechend der elektrischen Restmenge einer Batterie in einem Batteriemanagementsystem (BMS) und der aktuellen Fahrgeschwindigkeit des Automobils; und Berechnen der Zeit T2, die ein Ladegerät zum Laden benötigt, entsprechend der eingestellten Zielkilometerleistung, der elektrischen Restmenge der Batterie im BMS, der Ladeleistung des Ladegeräts und der aktuellen Fahrgeschwindigkeit des Automobils.
DE 10 2015 119 727 A1 beschreibt ein System zum Bereitstellen einer effizienten Klimasteuerung in einem Fahrzeug. Das System besitzt ein HVAC-System, das konfiguriert ist zum Empfangen einer benutzerdefinierten Temperatur. Das HVAC-System besitzt einen Kabinentemperatursensor. Das System besitzt einen Controller, der an das HVAC-System gekoppelt ist und an eine mobile Einrichtung gekoppelt werden kann. Der Controller ist programmiert zum (i) Empfangen einer geschätzten Reisezeit des Fahrzeugs von der mobilen Einrichtung und (ii) Modifizieren einer Ausgabe des HVAC-Systems auf der Basis dessen, dass die Reisezeit unter einem Zeitschwellenwert liegt.
US 2012 / 0 197 468 A1 beschreibt wie Standortinformationen verwendet werden können, um die Start-/Stoppeigenschaften des Motors eines Hybrid-Elektrofahrzeugs (HEV) anzupassen, um den Anteil des Fahrens im Elektrofahrzeug-Modus (EV) zu erhöhen, insbesondere in der Nähe eines Ziels, an dem ein Zündung-Aus-Ereignis auftreten kann.
Gemeinsame Zündungs-Aus-Orte können gelernt und in einer Datenbank zusammen mit der Anzahl der Zündungs-Aus-Ereignisse, die jedem gelernten Ort zugeordnet sind, gespeichert werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand gemäß Anspruch 1.
Diese Kurzdarstellung wird bereitgestellt, um eine Auswahl von Konzepten in einer vereinfachten Form einzuführen, die im Folgenden in der detaillierten Beschreibung beschrieben werden. Diese Kurzdarstellung ist nicht dazu gedacht, Schlüsselmerkmale oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu identifizieren, noch beabsichtigt sie, als Hilfsmittel verwendet zu werden, um den Umfang des beanspruchten Gegenstands zu bestimmen.
Es ist ein Energiemanagementverfahren für eine mobile Plattform vorgesehen. Das Verfahren umfasst: das Empfangen eines Bestimmungsortes für die mobile Plattform über ein Energiemanagementmodul; das Empfangen einer Fahrgastraumtemperaturpräferenz des Benutzers über ein Energiemanagementmodul; das Empfangen einer Außentemperatur von einem mit dem Energiemanagementmodul gekoppelten Sensor; das Empfangen von Batterieinformationen für eine Batterie, die mit der mobilen Plattform in Verbindung steht, von einem Autostart-System; das Erzeugen einer Kilometerstandschwelle durch das Energiemanagementmodul basierend auf der Fahrgastraumtemperaturpräferenz des Benutzers, der Außentemperatur, den Batterieinformationen und dem Zielort; und das Erzeugen eines Befehls für das zusätzliche mobile Plattformsystem, das mit dem Energiemanagementmodul gekoppelt ist, wenn eine geographischen Position der mobilen Plattform gleich der Kilometerstandschwelle ist.
Auch vorgesehen ist ein Energiemanagementmodul für eine mobile Plattform, das Modul umfassend: eine Speichervorrichtung; und einen Prozessor, der mit der Speichervorrichtung gekoppelt ist, einem Autostart-System, einer Benutzereingabevorrichtung, einem Sensorsystem und einem geographischen Positionssystem (GPS), wobei der Prozessor so konfiguriert ist, einen Bestimmungsort zu empfangen, eine Fahrgastraumtemperaturpräferenz des Benutzers zu empfangen, eine Außentemperatur zu empfangen, Batterieinformationen zu empfangen, eine Kilometerstandschwelle basierend auf der vom Benutzer bevorzugten Fahrgastraumtemperatur, der Außentemperatur, dem Zielort, einer erfassten Fahrgastraumtemperatur und den Batterieinformationen zu erzeugen, eine Position der mobilen Plattform zu überwachen und einen Befehl für ein zusätzliches mobiles Plattformsystem zu erzeugen, wenn eine geographischen Position der mobilen Plattform die Kilometerstandschwelle erreicht.
Zusätzlich ist ein nicht beanspruchtes Energiemanagementsystem für eine mobile Plattform vorgesehen. Das System umfassend: ein Autostart-System mit einer Batterie; eine Klimatisierungsvorrichtung; ein geographisches Positionssystem (GPS); ein Energiemanagementmodul, das mit dem Autostart-System, der Klimatisierungsvorrichtung, dem geographischen Positionssystem (GPS) und einer Benutzereingabevorrichtung gekoppelt ist, wobei das Energiemanagementmodul so konfiguriert ist, um eine Fahrgastraumtemperaturpräferenz des Benutzers zu empfangen, eine Außentemperatur von einem Sensorsystem zu empfangen, einen Bestimmungsort für die mobile Plattform über eine Benutzereingabevorrichtung zu empfangen, Batterieinformationen zu empfangen, eine Kilometerstandschwelle basierend auf der Fahrgastraumtemperaturpräferenz des Benutzers, der Außentemperatur, dem Zielort, einer erfassten Fahrgastraumtemperatur und den Batterieinformationen zu erzeugen und einen Befehl für das Autostart-System oder die Klimatisierungsvorrichtung zu erzeugen, wenn eine geographischen Position der mobilen Plattform gleich der Kilometerstandschwelle ist.
Weitere wünschenswerte Merkmale werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen ersichtlich, in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen und diesem technischen Kontext.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Ein vollständigeres Verständnis des Gegenstands kann aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen abgeleitet werden, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und:

1 ein Funktionsblockdiagramm ist, das ein zielbasiertes Energiemanagementsystem gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen dargestellt; und
2 ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren für ein zielbasiertes Energiemanagement gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen beschreibt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Als Überblick ist das vorgesehene Energiemanagementsystem ein zielbasiertes Energiemanagementsystem, das verfügbare GPS-Daten einer mobilen Plattform überträgt und zusätzliche mobile Plattformsysteme basierend auf einem vom Benutzer hinzugefügten Zielort steuert. Das vorgesehene Energiemanagementsystem verwendet ein Energiemanagementmodul, das anpassbar ist, indem es Benutzerfahr- und Betriebsgewohnheiten, wie etwa bevorzugte Fahrgastraumtemperaturen und häufige Ziele (beispielsweise Arbeit und zu Hause), lernen kann. Der Energieverbrauch wird durch das Steuern des Betriebs von einem oder mehreren zusätzlichen mobilen Plattformsystemen, basierend auf dem vom Benutzer hinzugefügten Zielort, verwaltet. Nicht einschränkende Beispiele der Steuerung beinhalten das Ausschalten einer Klimatisierungsvorrichtung und das Unterbrechen des Ladens einer Bordbatterie. Zusätzlich ermöglicht das vorgesehene Energiemanagementmodul dem Benutzer, seine Steuerung zu überschreiben und zukünftige Steuerungen als Reaktion auf empfangene Benutzerüberschreibungen zu modifizieren. Im Laufe der Zeit kann sich das Energiemanagementsystem zunehmend an den Benutzer anpassen, wodurch der Gesamtenergieverbrauch durch die mobile Plattform gesenkt wird, ohne die Fahrpräferenzen des Fahrers nachteilig zu beeinflussen.
Zusätzliche mobile Plattformsysteme, die durch das vorgesehene Energiemanagementmodul gesteuert werden können, beinhalten Heizungen, Klimaanlagen sowie Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagensysteme (HVAC). Das Ausschalten eines HVAC-Systems in einer vorbestimmten verbleibenden Entfernung zum Zielort ist eine zielbasierte Energiemanagementtechnik, die den Gesamtenergieverbrauch senkt und zusätzliche Vorteile bietet. Das Ausschalten eines HVAC-Systems vor dem Zielort bietet eine Möglichkeit, dass das HVAC vor dem Erreichen des Ziels austrocknet. Wenn das HVAC vor dem Erreichen des Ziels ausgetrocknet ist, darf (i) das HVAC am Zielort, wie etwa auf einem Garagenboden, kein Wasser abtropfen lassen und darf (ii) das HVAC nach dem anschließenden Einschalten den muffigen Geruch, der oft mit dem Einschalten des HVAC-Systems verbunden ist, nicht absondern.
Ein weiteres zusätzliches mobiles Plattformsystem, das durch das vorgesehene Energiemanagementmodul gesteuert werden kann, ist ein Autostart-System 112, das in mobilen Plattformen, wie etwa Plug-in-Hybridelektrofahrzeugen (PHEV), gefunden wird, worin Energie des Weiteren durch das Steuern der Zeitsteuerung der Batterieladung, basierend auf dem vom Benutzer hinzugefügten Zielort, verwaltet werden kann. Als vereinfachter Überblick arbeitet ein Autostart-System 112 wie folgt. Wenn ein PHEV mit elektrischer Energie von der Batterie 114 arbeitet, sinkt die Ladung der Batterie 114, während sich das PHEV bewegt. Die Konstruktion eines mobilen Plattformmanagementsystems eines PHEV weist oft ein Verfahren zum Bestimmen auf, wann die Batterie 114 geladen werden soll. Ein solches Verfahren besteht darin, für die Batterie 114 eine vorhergesagte Entfernung (zum Beispiel eine Anzahl von Kilometern) zu identifizieren, die auf der vollständig geladenen Batterie gefahren werden kann, bevor die Batterie erneut geladen werden muss, und wenn die Entfernung erreicht ist, der Motor eingeschaltet wird, um die Batterie 114 zu laden. Wie hierin verwendet, bezieht sich das „Autostarten“ der Batterie auf das Einschalten des Motors (nicht dargestellt) und das Laden der Batterie über den Motor und ein „Autostart-Auslöser“ bezieht sich auf eine Anforderung zum „Autostarten“ der Batterie.
Das Autostart-System 112 startet die Batterie 114 im Allgemeinen automatisch in einer prompten Reaktion auf einen Autostart-Auslöser. Der Autostart-Auslöser kann intern für das Autostart-System 112 erzeugt werden oder von einem existierenden Plattformmanagementsystem (nicht dargestellt) empfangen werden. Im Gegensatz dazu verwaltet das vorgesehene zielbasierte Energiemanagementmodul den Energieverbrauch des Autostart-Systems 112 wie folgt. Als Reaktion auf einen Autostart-Auslöser bestimmt das vorgesehene Energiemanagementmodul (i) eine Sicherheitsreserve für die Batterie, die eine Entfernung (beispielsweise eine Anzahl von Kilometern) ist, bei der die mobile Plattform sicher mit der Batterie fährt, nachdem der Autostart-Auslöser empfangen wurde und bevor die Ladung der Batterie auf ein kritisches Niveau abfällt, (ii) die Sicherheitsreserve mit einer zum Zielort verbleibenden Entfernung vergleicht und (iii) wenn die Sicherheitsreserve größer ist als die Entfernung, die bis zum Zielort verbleibt, den Autostart unterbricht, wodurch der Motor nicht so dicht am Zielort gestartet wird. Am Zielort kann der Benutzer entscheiden, die Batterie 114 von einer anderen Quelle als dem mobilen Plattformmotor zu laden. Auf diese Weise kann das zielbasierte Energiemanagementmodul die Kosten und den Gesamtenergieverbrauch der mobilen Plattform senken.
Die obige Übersicht und die folgende ausführliche Beschreibung führen ein System und Verfahren für ein zielbasiertes Energiemanagement für eine mobile Plattform ein, die Befehle für eine oder mehrere Klimatisierungsvorrichtungen und/oder ein Autostart-System für eine Batterie der mobilen Plattform erzeugen. Das vorgesehene System und Verfahren zum zielbasierten Energiemanagement kann die Form eines Energiemanagementmoduls aufweisen, das in einem bereits existierenden mobilen Plattformmanagementsystem oder mobilen Fahrzeugmanagementsystem integriert ist. Der hierin verwendete Begriff „Modul“ bezieht sich auf alle Hardware-, Software-, Firmwareprodukte, elektronische Steuerkomponenten, auf die Verarbeitungslogik und/oder Prozessorgeräte, einzeln oder in Kombinationen, unter anderem beinhaltend, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder gruppiert) und einen Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten ausführt, die die beschriebene Funktionalität bieten.
Obwohl die folgende Beschreibung die mobile Plattform als ein Fahrzeug umsetzt, können die hier vorgestellten Konzepte in anderen mobilen Plattformen, wie etwa Flugzeugen, Raumfahrzeugen, Wasserfahrzeugen, Motorrädern, Robotern, Robotervorrichtungen und dergleichen, eingesetzt werden. Darüber hinaus können die hier vorgestellten Konzepte auch in nicht-mobilen Plattformanwendungen eingesetzt werden, falls dies gewünscht wird.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ist 1 ein vereinfachtes Diagramm des Energiemanagementsystems 100 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. Wie in 1 dargestellt, beinhaltet das exemplarische Energiemanagementsystem 100 in verschiedenen Ausführungsformen ein Energiemanagementmodul 102, das mit einem Sensorsystem 104, einem Autostart-System 112, einer Batterie 114, einer Klimatisierungsvorrichtung 110, einer Benutzereingabevorrichtung 106 und einer mobilen Plattform 120 betriebsmäßig gekoppelt ist. Das Energiemanagementmodul 102 steht in operativer Kommunikation mit einer Quelle von geographischen Positionsinformationen, wie etwa dem globalen Positionssystem (GPS) 124. In verschiedenen Ausführungsformen umfasst die mobile Plattform 120 einen Motor, eine Vorrichtung, relevante Fahrzeuguntersysteme und Fahrzeughardware.
In verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet das Energiemanagementmodul 102 eine Speichervorrichtung 118 und einen Prozessor 116, die so miteinander gekoppelt sind, dass der Prozessor 116 Informationen aus der Speichervorrichtung 118 lesen und diese in die Speichervorrichtung schreiben kann. Die Software- oder Firmware-Programmcodesegmente oder Anweisungen, die die verschiedenen hierin beschriebenen Aufgaben ausführen, können in und unter den Speichervorrichtungen gespeichert werden. In verschiedenen Ausführungsformen können der Prozessor und die Speichervorrichtung des Energiemanagementmoduls 102 in einem bestehenden mobilen Plattformmanagementsystem innerhalb der mobilen Plattform 120 integriert sein.
Wie hierin verwendet, umfasst die „Speichervorrichtung“ 118 jede Kombination von prozessorlesbaren oder computerlesbaren Speichermedien, die in einer nicht-flüchtigen und greifbaren Form realisiert werden können. Das „prozessorlesbare Medium“ oder „maschinenlesbare Medium“ kann jedes Medium beinhalten, das Informationen speichern oder übertragen kann. Beispiele des prozessorlesbaren Mediums beinhalten eine elektronische Schaltung, eine Halbleiterspeichervorrichtung, einen RAM, einen ROM, einen Flash-Speicher, einen löschbaren ROM (EROM), eine Diskette, einen Wechseldatenträger, eine CD-ROM, einen optischen Datenträger und eine Festplatte. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Speichervorrichtung ein integraler Bestandteil eines jeweiligen Prozessors sein. Speichervorrichtungen können nicht-flüchtige computerlesbare Anweisungen und einen Programmcode zum Betreiben des Energiemanagementmoduls 102 und verschiedener anderer funktionaler oder logischer Module/Komponenten der Komponenten des Energiemanagementsystems 100 speichern.
Ein globales Positionssystem (GPS) 124 kann jede Kombination von Bordradaren und anderen bordeigenen Instrumenten, wie etwa einem Funkhöhenmesser, einem barometrischen Höhenmesser oder dergleichen, beinhalten, die ausreichen, um Standortinformationen für die mobile Plattform vorzusehen. Benutzerpräferenzen können zuvor in der Speichervorrichtung 118 gespeichert und durch das Energiemanagementmodul 102 abgerufen werden. In einer Alternative können Benutzerpräferenzen durch das Energiemanagementmodul 102 über die Benutzereingabevorrichtung 106 in Echtzeit erhalten werden.
Die Benutzereingabevorrichtung 106 kann als jede Kombination aus: einem Keypad, einem Touchpad, einer Tastatur, einer Maus, einem Touchscreen, einem Joystick, einem Knopf, einem Mikrofon, einer Spracherkennungsvorrichtung oder einem Gesteninterpretationsgerät oder jede Vorrichtung, die geeignet ist, eine Eingabe von einem Benutzer zu empfangen und eine Benutzereingabe in Signale zur Verarbeitung durch einen Prozessor umzuwandeln, realisiert sein. Ein Benutzer kann die Benutzereingabevorrichtung 106 verwenden, um Aktivitäten, wie etwa das Eingeben von Reisedaten (wie geografischer Startort, Bestimmungsort, Routenpräferenzen und dergleichen) und Benutzerpräferenzen, auszuführen. Zusätzlich kann ein Benutzer eine Benutzereingabevorrichtung 106 verwenden, um eine Klimatisierungsvorrichtung 110 wieder einzuschalten, nachdem das Energiemanagementmodul 102 diese ausgeschaltet hat, wodurch eine Benutzerüberschreibung bewirkt wird, die nachstehend ausführlicher beschrieben wird.
Im Allgemeinen umfasst das Sensorsystem 104 eine Vielzahl von Sensoren, die jeweils speziell konfiguriert sind, um eine andere Komponente oder einen anderen Status zu erfassen und dem Prozessor 116 erfasste Informationen zu liefern. Als ein nicht einschränkendes Beispiel liefert das Sensorsystem 104 eine externe Temperatur, Batteriezustandsinformation und erfasste Fahrgastraumtemperatur an das Energiemanagementmodul 102. In einigen Ausführungsformen liefert das Sensorsystem 104 Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungsdaten an das Energiemanagementmodul 102.
Zusätzlich zu den oben in 1 dargestellten beschriebenen Komponenten steht das Energiemanagementmodul 102 in operativer Kommunikation mit zusätzlichen mobilen Plattformsystemen und erzeugt Anweisungen für diese, wie etwa den Klimatisierungsvorrichtungen 110 und einem Autostart-System 112, die mit einer Batterie 114 verbunden sind. Wie oben erwähnt, lädt das Autostart-System 112 die Batterie 114 mithilfe des Motors als Reaktion auf einen Autostart-Auslöser (unten detaillierter beschrieben) auf.
Das Energiemanagementmodul 102 kann in jeder Kombination von Software oder Firmware implementiert sein und kann Programmcodesegmente oder Anweisungen verwenden, die die verschiedenen nachfolgend beschriebenen Aufgaben ausführen. Unter Bezugnahme auf 2 und weiterhin unter Bezugnahme auf 1 ist nun ein Flussdiagramm für ein Verfahren 200 für ein zielbasiertes Energiemanagement gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen vorgesehen. Verfahren 200 veranschaulicht verschiedene Ausführungsformen eines Verfahrens, das im Zusammenhang mit einem zielbasierten Energiemanagementmodul 102 steht. Zu Veranschaulichungszwecken kann sich die folgende Beschreibung des Verfahrens 200 auf Elemente beziehen, die vorstehend in Verbindung mit 1 erwähnt wurden. In der Praxis können Abschnitte des Verfahrens 200 durch verschiedene Komponenten des beschriebenen Systems ausgeführt werden. Es ist zu bemerken, dass das Verfahren 200 eine beliebige Anzahl an zusätzlichen oder alternativen Aufgaben beinhalten kann, die in 2 aufgeführten Aufgaben müssen nicht in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt werden, und das Verfahren 200 kann in ein größeres Verfahren oder einen größeren Prozess mit zusätzlicher Funktionalität integriert werden, die hierin nicht im Detail beschrieben sind. Darüber hinaus können eine oder mehrere in 2 dargestellte Aufgaben in einer Ausführungsform des Verfahrens 200 weggelassen werden, solange die beabsichtigte Gesamtfunktionalität intakt bleibt.
Bei 202 empfängt das Energiemanagementmodul 102 über die Benutzereingabevorrichtung 106 Fahrtdaten, die einen Bestimmungsort umfassen. Das Energiemanagementmodul 102 kann den geografischen Startort in Abhängigkeit von der Eingabe im GPS 124 bestimmen. In einer Alternative kann bei 202 das Energiemanagementmodul 102 den geografischen Startort und den Bestimmungsort empfangen. Bei 204 ordnet das Energiemanagementmodul 102 der Fahrt einen Fahrweg zu. Während bereits verstanden wird, dass mehr als ein Fahrweg einen Startort und einen Bestimmungsort verbinden kann, wie hierin verwendet, umfasst eine Fahrt einen geografischen Startort und einen Bestimmungsort, die durch einen Fahrweg verbunden sind.
Daher wird ein zweiter Fahrweg von dem geografischen Startort zum Bestimmungsort als eine zweite Fahrt verarbeitet, die sich von der ersten Fahrt unterscheidet.
Bei 206 empfängt das Energiemanagementmodul 102 eine Fahrgastraumtemperaturpräferenz des Benutzers, die zum Einschalten einer Klimatisierungsvorrichtung 110 verwendet wird. Die Fahrgastraumtemperaturpräferenz des Benutzers kann in Echtzeit über die Benutzereingabevorrichtung 106 vorgesehen sein oder von einem zuvor gespeicherten Ort, wie etwa im Plattformmanagementsystem 108, abgerufen werden.
Bei 208 erzeugt das Energiemanagementmodul 102 eine Kilometerstandschwelle, die der Fahrt zugeordnet ist. Eine Kilometerstandschwelle umfasst (i) eine gemessene Entfernung vom Zielort und (ii) einen Standort auf einem Fahrweg. So lange das Fahrzeug an der Fahrbahn haftet, trifft das Fahrzeug konstruktionsbedingt vor dem Erreichen des Zielortes auf die Kilometerstandschwelle. Die Kilometerstandschwelle basiert auf dem Zielort, der Fahrgastraumtemperaturpräferenz des Benutzers, der erfassten Außentemperatur und den vom Autostart-System 112 gelieferten Batterieinformationen. Die Kilometerstandschwelle kann zusätzlich basierend auf der erfassten Fahrgastraumtemperatur erzeugt werden. Das Energiemanagementmodul 102 befiehlt ein zusätzliches mobiles Plattformsystem an der Kilometerstandschwelle, daher ist der Kilometerstand eine Entfernung vor dem Zielort, bei dem die Fahrgastraumtemperatur unkontrolliert beginnen kann oder ein Autostart unterbrochen werden kann. In Bezug auf die Fahrgastraumtemperatur stellt die Kilometerstandschwelle eine Ausgewogenheit dar, zwischen dem nicht ermöglichen, dass die Fahrgastraumtemperatur zu stark von der Fahrgastraumtemperaturpräferenz des Benutzers abweicht sowie eine Klimatisierungsvorrichtung 110 ausreichend weit vor dem Zielort abzuschalten, um den Energieverbrauch zu senken und der Klimatisierungsvorrichtung 110 ein Austrocknen zu ermöglichen. Bei 208 kann, wenn das Energiemanagementmodul 102 bestimmt, dass zuvor ein Kilometerstand für die Fahrt gespeichert wurde, das Erzeugen des Kilometerstandes das Abrufen der zuvor gespeicherten Kilometerstandschwelle umfassen. In einigen Ausführungsformen liegt der Kilometerstand in einem Bereich von etwa zwei bis drei Kilometern.
Die mobile Plattform 120 fährt entlang dem Fahrweg. Das Energiemanagementmodul 102 ist so konfiguriert, um kontinuierlich eine durch das GPS 124 vorgesehene geographische Position des Fahrzeugs zu überwachen, wenn sich die mobile Plattform entlang des Fahrwegs bewegt. Wenn bei 210 kein Autostart-Auslöser empfangen wurde, vergleicht das Verfahren 200 die geographische Position des Fahrzeugs mit der Kilometerstandschwelle bei 212.
Wenn das Energiemanagementmodul 102 bei 212 basierend auf einer geographischen Position der mobilen Plattform bestimmt, dass die mobile Plattform die Kilometerstandschwelle erreicht hat (d. h., wenn die geografische Position des Fahrzeugs gleich der Kilometerstandschwelle ist), erzeugt das Energiemanagementmodul 102 einen Befehl für ein zusätzliches mobiles Plattformsystem. Bei 214 umfasst das zusätzliche mobile Plattformsystem eine Klimatisierungsvorrichtung 110 und das Verfahren 200 weist die Klimatisierungsvorrichtung 110 an sich bei 214 auszuschalten. In Abhängigkeit von dem Kontext kann das Energiemanagementmodul 102 bei 214 eine Klimaanlage oder eine Heizung zum Ausschalten anweisen. Als Reaktion darauf ist die Klimatisierungsvorrichtung 110 bei 214 ausgeschaltet. In einer Ausführungsform kann der der Klimatisierungsvorrichtung 110 zugeordnete Lüfter oder das Gebläse noch arbeiten und nach oben oder nach unten eingestellt werden, um die gesamte Restwärme oder Kälte, die als im Kern der Klimatisierungsvorrichtung 110 befindlich ist, zu nutzen. Sensorsystem 104 setzt das Erfassen der Fahrgastraumtemperatur fort.
Nachdem das Energiemanagementmodul 102 eine Klimatisierungsvorrichtung 110 bei 214 zum Ausschalten angewiesen hat, kann bei 216 eine Benutzerüberschreibung empfangen werden. Eine Benutzerüberschreibung umfasst eine Benutzeranweisung über die Benutzereingabevorrichtung 106, um die Klimatisierungsvorrichtung 110 im Anschluss an 214 einzuschalten (d. h., wieder einzuschalten). Eine Benutzerüberschreibung kann aus einer Vielzahl von Gründen auftreten und anzeigen, dass dem Benutzer die Änderung der Fahrgastraumtemperatur unangenehm geworden ist. Als Reaktion auf eine Benutzerüberschreibung wird die Klimatisierungsvorrichtung 110 wieder eingeschaltet und das Energiemanagementmodul 102 modifiziert (bei 220) die erzeugte Kilometerstandschwelle, die der Fahrt zugeordnet ist, teilweise basierend auf (i) einer geographischen Position des Fahrzeugs, wenn die Überschreibung empfangen wurde sowie (ii) einer erfassten Fahrgastraumtemperatur, wenn die Überschreibung empfangen wurde. Der endgültige Kilometerstand ist entweder der erzeugte Kilometerstand oder der modifizierte Kilometerstand. Das Energiemanagementmodul 102 ist so konfiguriert, um die Fahrt und die Endkilometerstandschwelle in der Speichervorrichtung 118 zu speichern (bei 218).
Wenn bei 210 ein Autostart-Auslöser auftritt oder empfangen wird, springt das Verfahren 200 zu 222. Im Allgemeinen sind Batterieinformationen durch das Autostart-System 112 vorgesehen, die vom Energiemanagementmodul 102 empfangen werden und umfassen eine Sicherheitsreserve für die Batterie 114 und einen kritischen Ladezustand für die Batterie 114. Der kritische Ladezustand oder Ladezustand (SOC - State of Charge) ist ein Zustand der Batterieentladung, bei dem es dringend erforderlich ist, die Batterie sofort zu laden. Bei dem kritischen Ladezustand kann eine kritische Batteriewarnung durch die Batterie 114 oder das Plattformmanagementsystem 108 erzeugt und vom Energiemanagementmodul 102 empfangen werden. Die Sicherheitsreserve umfasst eine Entfernung (beispielsweise eine Anzahl von Kilometern), die voraussagt, dass das Fahrzeug sicher auf der Batterie fährt, nachdem der Autostart-Auslöser empfangen wurde und bevor die Batterieladung den kritischen Zustand erreicht. Die Batterieinformation ist spezifisch für eine jeweilige Batterie 114; sie kann von einem Batteriehersteller stammen, durch ein existierendes Plattformmanagementsystem bestimmt und an ein Autostart-System 112 übertragen werden oder durch das Energiemanagementmodul 102 bestimmt werden.
Bei 222 reagiert das Energiemanagementmodul 102 als Reaktion auf den Autostart-Auslöser und verarbeitet die Batterieinformation und eine aktuelle geographische Position des Fahrzeugs. Bei 222 umfasst der Kilometerstand den Batteriesicherheitsbereich oder ist ferner darauf basiert. Wenn die Kilometerstandschwelle den Batteriesicherheitsbereich umfasst, umfasst das Anweisen eines zusätzlichen mobilen Plattformsystems das Unterbrechen des Autostarts der Batterie 114 über das Autostart-System 112 als Reaktion auf das Bestimmen nach dem Empfangen des Autostart-Auslösers, dass sich eine in der Fahrt verbleibende Entfernung innerhalb des Batteriesicherheitsbereichs befindet. Dementsprechend unterbricht das Verfahren 200 bei 224 den Autostart der Batterie, wenn beide der folgenden Bedingungen erfüllt sind (1) eine verbleibende Entfernung in der Fahrt liegt innerhalb (d. h. ist kleiner als) einer Sicherheitsreserve der Batterie und (2) eine kritische Batteriewarnung nicht empfangen wurde.
Wenn das Energiemanagementmodul 102 nach der Unterbrechung des Autostarts bei 224 eine kritische Batteriewarnung empfängt oder auf andere Weise bestimmt, dass die Batterie bei 226 auf den kritischen Batterieladezustand entladen ist, entfernt das Energiemanagementmodul 102 die Unterbrechung des Autostarts bei 228 als Reaktion auf die kritische Batteriewarnung. Das Entfernen der Unterbrechung des Autostarts bei 228 kann (bei 228) ein sofortiges Laden der Batterie 114 ermöglichen. In einer Alternative kann das Entfernen der Unterbrechung des Autostarts bei 228 den Motor in einen Ladungserhaltungsmodus versetzen, anstatt ein sofortiges Laden der Batterie 114 durch den Motor freizugeben. Das Verfahren 200 springt auch zum bei 228 zum Autostart, wenn das Energiemanagementmodul 102 bei 222 bestimmt, dass eine in der Fahrt verbleibende Entfernung nicht innerhalb der Sicherheitsreserve liegt. Bei der Beendigung des Autostarts bei 228 wird die Batterie 114 geladen, die mobile Plattform kann immer noch fahren und das Verfahren 200 kann zu den Aufgaben zurückgehen, die durch das Energiemanagementmodul 102 bei 210 ausgeführt werden.
Somit sind ein System und Verfahren vorgesehen, die in der Lage sind, das Energiemanagement basierend auf Benutzergewohnheiten anzupassen. Die vorgesehenen Systeme und Verfahren sind für eine zielbasierte Energiemanagementförderung für GPS-Daten einer mobilen Plattform verfügbar und steuern zusätzliche mobile Plattformsysteme basierend auf einen vom Benutzer hinzugefügten Zielort. Das vorgesehene System und Verfahren kann die Form eines Energiemanagementmoduls aufweisen, das in einer bereits existierenden mobilen Plattform oder einem mobilen Fahrzeugmanagementsystem integriert ist.

Claims

Energiemanagementverfahren für eine mobile Plattform (120), das Verfahren umfassend: Empfangen eines Bestimmungsortes für die mobile Plattform (120) über ein Energiemanagementmodul (102); Empfangen einer Fahrgastraumtemperaturpräferenz eines Benutzers über ein Energiemanagementmodul (102); Empfangen einer Außentemperatur von einem mit dem Energiemanagementmodul (102) gekoppelten Sensor; Empfangen von Batterieinformationen für eine Batterie (114), die mit der mobilen Plattform in Verbindung steht, von einem Autostart-System (112); Erzeugen einer Kilometerstandschwelle durch das Energiemanagementmodul (102) basierend auf der Fahrgastraumtemperaturpräferenz des Benutzers, der Außentemperatur, den Batterieinformationen und einem Zielort; und Erzeugen eines Befehls für ein zusätzliches mobiles Plattformsystem, das mit dem Energiemanagementmodul (102) gekoppelt ist, wenn eine geographische Position der mobilen Plattform (120) gleich der Kilometerstandschwelle ist, worin eine Fahrt einen geographischen Startort und den durch einen Fahrweg verbundenen Bestimmungsort umfasst und worin das Energiemanagementmodul (102) in operativer Kommunikation mit einem geographischen Positionssystem (GPS) steht und ferner kontinuierliches Überwachen einer geographischen Position der mobilen Plattform über das Energiemanagementmodul (102) umfasst, worin das Erzeugen des Befehls für das zusätzliche mobile Plattformsystem ein Anweisen einer Klimatisierungsvorrichtung zum Ausschalten umfasst, ferner umfassend: Modifizieren der Kilometerstandschwelle als Reaktion auf eine Benutzerüberschreibung, die empfangen wird, nachdem die Klimatisierungsvorrichtung zum Ausschalten angewiesen wurde, worin: die Benutzerüberschreibung das Empfangen des Befehls zum Anschalten der Klimatisierungsvorrichtung über eine Benutzereingabevorrichtung umfasst; und das Modifizieren der Kilometerstandschwelle das Modifizieren der Kilometerstandschwelle als Reaktion auf (i) einen geographischen Ort der mobilen Plattform, wenn die Überschreibung empfangen wurde, und (ii) eine erfasste Fahrgastraumtemperatur, wenn die Überschreibung empfangen wurde, umfasst, worin die Kilometerstandschwelle einen Batteriesicherheitsbereich umfasst und worin das Erzeugen des Befehls für das zusätzliche mobile Plattformsystem das Unterbrechen eines Autostarts der Batterie (114) basierend auf dem Batteriesicherheitsbereich umfasst, wobei sich das Autostarten der Batterie (114) auf das Einschalten des Motors und das Laden der Batterie (114) über den Motor bezieht, worin die Batterieinformationen ferner einen Autostart-Auslöser umfassen, wobei sich ein Autostart-Auslöser auf eine Anforderung zum Autostarten der Batterie (114) bezieht, und worin das Aussetzen des Autostarts der Batterie (114) das Unterbrechen des Autostarts der Batterie (114) als Reaktion auf das Bestimmen, dass sich eine in der Fahrt verbleibende Entfernung innerhalb des Batteriesicherheitsbereichs befindet, nach dem Empfangen des Autostart-Auslösers umfasst, ferner umfassend: das Empfangen einer kritischen Batteriewarnung nach dem Unterbrechen des Autostarts der Batterie; und das Entfernen des Unterbrechens des Autostarts der Batterie (114) als Reaktion auf die kritische Batteriewarnung über das Energiemanagementmodul (102).