DE102018119666A1

DE102018119666A1 - Auswahl von lademodi für autonome vorrichtung

Info

Publication number: DE102018119666A1
Application number: DE102018119666.0A
Authority: DE
Inventors: Brandon R. Jones; Ryan Ashby; Tony Wingett; Margaret C. Richards; Matthew S. Stout; Cody D. Berman
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2017-08-15
Filing date: 2018-08-13
Publication date: 2019-02-21
Also published as: US20190058342A1; US10218196B1; CN110015111A; CN110015111B

Abstract

Ein System zum Auswählen von Lademodi für eine wiederaufladbare Energiespeichereinheit in einer autonomen Vorrichtung beinhaltet eine Steuerung mit einem Prozessor und einem physischen, nichtflüchtigen Speicher, auf dem Anweisungen aufgezeichnet sind. Die Steuerung ist konfiguriert, um die Verfügbarkeit von mindestens einer Ladestation und mindestens einem Parkplatz durch eine Erhebung der lokalen Ladeinfrastruktur und der lokalen Parkinfrastruktur innerhalb eines vordefinierten Radius der autonomen Vorrichtung zu ermittelt. Die Steuerung ist konfiguriert, um zu bestimmen, ob es während einer Exkursion kosteneffektiv ist, eine Ladegebühr an der Ladestation zu übernehmen oder eine Parkgebühr auf dem Parkplatz zu übernehmen. Wenn es kosteneffektiv ist, die Gebühr zu übernehmen, dann ist die Steuerung konfiguriert, um mindestens einen von einer Vielzahl von Lademodi selektiv zu verwenden, einschließlich eines unbefristeten Lademodus und eines definierten Abfahrtslademodus.

Description

EINLEITUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft die Auswahl von Lademodi für eine wiederaufladbare Energiespeichereinheit in einer autonomen Vorrichtung. Die Verwendung von reinen Elektrofahrzeigen und Hybridfahrzeugen und teilweise elektrischen Fahrzeugen, wie z. B. batterieelektrischen Fahrzeugen, Fenster-erweiterten Elektrofahrzeugen, HybridElektrofahrzeugen, Plug-in-Hybridelektrofahrzeugen und Brennstoffzellen-Hybridelektrofahrzeugen, hat in den letzten Jahren zugenommen. Hybridelektrofahrzeuge und reine Elektrofahrzeuge umfassen im Allgemeinen eine wiederaufladbare Energiespeichereinheit, wie etwa eine Hochspannungsbatterie mit einer Anzahl von Batteriezellen, die eine periodische Wiederaufladung erfordert.
KURZDARSTELLUNG
Hierin offenbart sind ein System und ein Verfahren zur Auswahl von Lademodi für eine wiederaufladbare Energiespeichereinheit in einer autonomen Vorrichtung. Das System beinhaltet eine Steuerung, die einen Prozessor und einen physischen, nichtflüchtigen Speicher aufweist, auf dem Anweisungen aufgezeichnet sind. Die Ausführung der Anweisungen durch den Prozessor bewirkt, dass die Steuerung die Verfügbarkeit von mindestens einer Ladestation und mindestens einem Parkplatz durch eine Erhebung der lokalen Ladeinfrastruktur und der lokalen Parkinfrastruktur innerhalb eines vordefinierten Radius der autonomen Vorrichtung ermittelt. Die Steuerung ist konfiguriert, um zu bestimmen, ob es während einer Exkursion kosteneffektiv ist, eine Ladegebühr an der Ladestation zu übernehmen oder eine Parkgebühr auf dem Parkplatz zu übernehmen. Wenn es kosteneffektiv ist, die Gebühr zu übernehmen, dann ist die Steuerung konfiguriert, um mindestens einen von einer Vielzahl von Lademodi selektiv zu verwenden, einschließlich eines unbefristeten Lademodus und eines definierten Abfahrtslademodus.
Der definierte Abfahrtslademodus wird verwendet, wenn eine vordefinierte Abfahrtszeit von einem Benutzer der autonomen Vorrichtung ausgewählt wird. Der definierte Abfahrtslademodus beinhaltet ein Herabsetzen eines Ladestroms, der an die wiederaufladbare Energiespeichereinheit angelegt wird, derart, dass das Laden zum vordefinierten Abfahrtszeitpunkt abgeschlossen ist.
Ein Ladezustandsanzeiger (SOC-Anzeiger) ist konfiguriert, um einen Ladezustand der wiederaufladbaren Energiespeichereinheit anzuzeigen. Die Ladezustandmessung beinhaltet ein vordefiniertes erstes Fenster, ein vordefiniertes zweites Fenster und ein vordefiniertes drittes Fenster, die jeweils ein jeweiliges Maximum und ein jeweiliges Minimum aufweisen. Das jeweilige Minimum des dritten Fensters (W₃) ist größer als das jeweilige Maximum des zweiten Fensters (W₂), während das jeweilige Minimum des zweiten Fensters (W₂) größer ist als das jeweilige Maximum des ersten Fensters (W₁).
Die Steuerung ist so konfiguriert, dass sie den unbefristeten Lademodus verwendet, in dem keine vordefinierte Abfahrtszeit ausgewählt ist. Der unbefristete Lademodus kann das Verwenden eines vorbestimmten relativ hohen Ladestroms beinhalten, wenn die Ladezustandmessung in dem vordefinierten ersten Fenster ist, und Verwenden eines vorbestimmten relativ niedrigen Ladestroms, wenn die Ladezustandmessung in dem vordefinierten zweiten Fenster ist. Der unbefristete Lademodus kann das Verwenden eines Nullstroms beinhalten, wenn die Ladezustandmessung in dem vordefinierten dritten Fenster ist. In einer Ausführungsform ist der vorbestimmte relativ hohe Ladestrom der maximale Strom, der von der Ladestation unterstützt wird, und der vorbestimmte relativ niedrige Ladestrom ist der minimale Strom, der von der Ladestation unterstützt wird.
Eine mobile Anwendung ist so konfiguriert, dass sie für einen Benutzer der autonomen Vorrichtung zugänglich ist. Die Steuerung ist konfiguriert, um über die mobile Anwendung eine Benachrichtigung an den Benutzer hinsichtlich einer geschätzten Beendigungszeit zu senden, damit die Energiespeichervorrichtung einen vordefinierten Ladestandschwellenwert erreicht. Die mobile Anwendung kann so konfiguriert sein, dass der Benutzer die autonome Vorrichtung aus der Ferne herbeirufen kann. Die mobile Anwendung kann konfiguriert sein, um es dem Benutzer zu erlauben, eine Ladesitzung zu beenden und die autonome Vorrichtung vor einem Ende der Exkursion zu herbeizurufen.
Dies autonome Vorrichtung kann so konfiguriert sein, dass sie an der Ladestation verbleibt, bis die mobile Anwendung befiehlt, sie zu verlassen. Die Vielzahl von Lademodi beinhaltet einen Leerlauflademodus, der derart konfiguriert ist, dass ein Ladestrom, der an die wiederaufladbare Energiespeichereinheit angelegt wird, ungefähr Null ist. Die Steuerung kann konfiguriert sein, um die lokale Ladeinfrastruktur kontinuierlich zu überwachen, um verfügbare Ladestationen innerhalb des vordefinierten Radius zu finden, die den Leerlauflademodus erlauben.
Die vorstehend genannten Funktionen und Vorteile sowie andere Funktionen und Vorteile der vorliegenden Offenbarung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der bestmöglichen praktischen Umsetzung der dargestellten Offenbarung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen hervor.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Diagramm eines Systems zum Auswählen von Lademodi für eine wiederaufladbare Energiespeichereinheit in einer autonomen Vorrichtung, wobei die Vorrichtung eine Steuerung aufweist;
2 ist ein schematisches Diagramm eines Ladezustandsanzeigers für die Vorrichtung von 1; und
3 ist ein schematisches Ablaufdiagramm für ein Verfahren, das durch die Steuerung von 1 ausführbar ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Bezugnehmend auf die Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Komponenten beziehen, zeigt 1 schematisch eine autonome Vorrichtung 10, die fähig ist, Steuerfunktionen ohne direkte Bedienerbefehle autonom auszuführen. Die autonome Vorrichtung 10, nachfolgend als „Vorrichtung 10“ bezeichnet, kann eine mobile Plattform sein, wie beispielsweise, jedoch nicht beschränkt auf Standard-Pkw, Sportfahrzeug, Leichtlastfahrzeug, Schwerlastfahrzeug, ATV, Minivan, Bus, Transitfahrzeug, Fahrrad, Roboter, landwirtschaftliches Fahrzeug, sportbezogene Ausrüstung, Boot, Flugzeug, Zug oder jede andere Transportvorrichtung, sein. Die Vorrichtung 10 kann verschiedene Formen annehmen und mehrere und/oder alternative Komponenten und Einrichtungen beinhalten.
Unter Bezugnahme auf 1 beinhaltet die Vorrichtung 10 eine wiederaufladbare Energiespeichereinheit 14, wie eine Hochspannungsbatterie mit einer Anzahl von Batteriezellen. Nachstehend wird ein System 12 zum Auswählen von Lademodi für die wiederaufladbare Energiespeichereinheit 14 während einer Exkursion oder einer Reise beschrieben. Die wiederaufladbare Energiespeichereinheit 14 kann Batteriezellen von unterschiedlicher chemischer Beschaffenheit beinhalten, einschließlich Lithium-Ionen-, Lithium-Eisen-, Nickel-Metallhydrid- und Blei-Säure-Batterien, ohne darauf beschränkt zu sein. Die Vorrichtung 10 kann beispielsweise eine zusätzliche Energiequelle 16 beinhalten, wie beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, einen Verbrennungsmotor oder ein Brennstoffzellensystem.
Bezugnehmend auf 1 enthält die Vorrichtung 10 eine Steuerung C in Verbindung mit der wiederaufladbaren Energiespeichereinheit 14. Die Steuerung C beinhaltet mindestens einen Prozessor P und mindestens einen Speicher M (oder nichtflüchtiges, physisches computerlesbares Speichermedium), auf dem Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 100 aufgezeichnet sind, die nachstehend unter Bezugnahme auf 3 beschrieben werden. Der Speicher M kann von der Steuerung ausführbare Befehlssätze speichern und der Prozessor P kann die im Speicher M gespeicherten und von der Steuerung ausführbaren Befehlssätze ausführen.
Unter Bezugnahme auf 1 ist die Steuerung C konfiguriert, um mit einer Flottenmanagementeinheit 18 zu kommunizieren. In einer Ausführungsform kann die Steuerung C über einen Zugangspunkt 20 und ein drahtloses Netzwerk 24 mit der Flottenmanagementeinheit 18 kommunizieren. Der Zugangspunkt 20 wird zur Abstrahlung eines drahtlosen Signals verwendet, das verschiedene Vorrichtungen erfassen und „abstimmen“ kann. Das drahtlose Netzwerk 24 kann ein Drahtloses Lokales Netzwerk (LAN) sein, das mehrere Vorrichtungen unter Verwendung eines drahtlosen Verteilungsverfahrens miteinander verknüpft. Das Funknetz 24 kann ein drahtloses Stadtnetzwerk sein (MAN; Wireless Metropolitan Area Networks), das mehrere drahtlose LANs miteinander verbindet. Das Funknetz 24 kann ein Weitverkehrsnetz (WAN) sein, das große Bereiche, wie benachbarte Orte und Städten abgedeckt.
Bezugnehmend auf 1 kann der Benutzer U ein drahtloses Mobilgerät 32 (wie etwa ein Smartphone) verwenden, die konfiguriert ist, um mit der Steuerung C über eine drahtlose Verbindung 34 zu kommunizieren. Das drahtloses Mobilgerät 32 kann über Bluetooth™-Verbindungen verfügen und die drahtlose Verbindung 34 kann eine Bluetooth™-Verbindung sein. Bluetooth™ ist definiert als eine Kurzstreckenfunkverbindung (oder drahtlose Technik), die die Verbindung zwischen Internetgeräten und zwischen Vorrichtungen und dem Internet vereinfachen soll. Bluetooth™ ist ein offener, drahtloser Technikstandard zum Übertragen fester und beweglicher elektronischer Daten der Vorrichtung über kurze Strecken und erzeugt persönliche Netzwerke, die innerhalb des 2,4 GHz-Bereichs arbeiten. Es versteht sich, dass andere Verbindungsarten verwendet werden können. Die Flottenmanagementeinheit 18, das drahtloses Mobilgerät 32, die mobile Anwendung 36 („Apps“) können Schaltungen und Komponenten verwenden, die dem Fachmann zur Verfügung stehen.
Bezugnehmend auf 1 kann das drahtloses Mobilgerät 32 konfiguriert sein, um eine mobile Anwendung 36 zu betreiben. In Gebieten mit zeitlich beschränktem Parken oder teuren Parkgebühren bietet das System 12 dem Benutzer U die Möglichkeit, die Vorrichtung 10 zu einer Ladestation 40 oder zu einem Parkplatz 42 zu senden. Die Steuerung C kann konfiguriert sein, um über die mobile Anwendung 36 eine Benachrichtigung an den Benutzer hinsichtlich einer geschätzten Beendigungszeit zu senden, damit die Energiespeichervorrichtung 14 einen vordefinierten Ladestandschwellenwert erreicht. Die mobile Anwendung 36 kann so konfiguriert sein, dass der Benutzer die autonome Vorrichtung 10 aus der Ferne herbeirufen kann. Die mobile Anwendung 36 kann konfiguriert sein, um es dem Benutzer zu erlauben, eine Ladesitzung zu beenden und die Vorrichtung 10 vor einem Ende der Exkursion zu herbeizurufen.
Bezugnehmend auf 1 kann das drahtlose Mobilgerät 32 mit einem Netzwerkadapter 38 ausgestattet sein, der konfiguriert ist, um mit dem Zugangspunkt 20 und dem drahtlosen Netzwerk 24 verbunden zu werden. Der Netzwerkadapter 38 ist mit dem Funknetz 24 verbunden und kann sich auf einer Leiterplatte mit Jumpern befinden. Der Netzwerkadapter 38 kann sich durch eine integrierte oder extern angeschlossene Antenne mit dem Funknetzwerk 24 verbinden und kann LAN-Protokolle wie TCP/IP unterstützen. Der Benutzer U der autonomen Vorrichtung 10 kann beinhalten, ist aber nicht beschränkt auf: einen Passagier der Vorrichtung 10, einen Besitzer der Vorrichtung 10 sowie eine Firma, die eine Flotte von Vorrichtungen 10 betreibt. So kann beispielsweise die Vorrichtung 10 einer Mitfahrgesellschaft gehören und von dieser betrieben werden, und der Benutzer U kann ein Angestellter der Firma sein.
2 veranschaulicht schematisch einen Ladezustandsanzeiger oder -messgerät 50, der konfiguriert ist, um einen Ladezustand (SOC) der wiederaufladbaren Energiespeichereinheit 14 zwischen einem globalen Minimum 52 (0 % SOC) und einem globalen Maximum 54 (100 % SOC) anzuzeigen. Der Ladezustand bezieht sich auf die zur Ausführung der Arbeit verfügbare gespeicherte Ladung, relativ zu derjenigen, die verfügbar ist, nachdem die wiederaufladbare Energiespeichereinheit 14 vollständig geladen wurde. Der Ladezustand kann als eine Bewertung der potentiellen Energie der Einheit 14 betrachtet werden. Der Ladezustand beeinflusst die Effizienz, die Emissionen und die Energieverfügbarkeit der Vorrichtung 10 und kann daher zum Zweck der Regulierung des Betriebs der Vorrichtung 10 verwendet werden.
Bezugnehmend auf 2 kann die Ladezustandmessung, die durch das Ladezustandsmessgerät 50 angezeigt wird, in einen von mehreren nicht überlappenden Bereichen fallen, die hier als Fenster bezeichnet werden. Die nicht überlappenden Bereiche beinhalten ein vordefiniertes erstes Fenster (W₁ in 2) ein vordefiniertes zweites Fenster (W₂ in 2) und ein vordefiniertes drittes Fenster (W₃ in 2) jeweils mit einem jeweiligen Maximum und einem jeweiligen Minimum. Bezugnehmend auf 2 ist das jeweilige Minimum des dritten Fensters (W₃ ) größer als das jeweilige Maximum des zweiten Fensters (W₂ ), während das jeweilige Minimum des zweiten Fensters (W₂ ) größer ist als das jeweilige Maximum des ersten Fensters (W₁ ). Das erste Fenster (W₁ ) kann weiter in einen unteren Teil (schraffiert) und einen oberen Teil (leer) unterteilt sein. Die Bereiche von jedem der Fenster sind basierend auf der vorliegenden Anwendung anpassbar. In einer Ausführungsform sind die jeweiligen Bereiche für das vordefinierte erste, zweite und dritte Fenster jeweils [0 %, 74,9 %], [75,0 %, 89,9 %], [90,0 %, 100 %].
Weiterhin bezugnehmend auf 3 wird ein Flussdiagramm des Verfahrens 100 gezeigt, das in der in 1 gezeigten Steuerung C gespeichert und ausgeführt werden kann. Das Verfahren 100 muss nicht in der bestimmten, hier genannten Reihenfolge angewendet werden. Darüber hinaus muss beachtet werden, dass einige Schritte eliminiert werden müssen. Bezugnehmend auf 3 kann das Verfahren 100 mit Block 102 beginnen, worin die Steuerung C programmiert ist, um innerhalb eines vordefinierten Radius R der Vorrichtung 10 die Verfügbarkeit von mindestens einer Ladestation 40 und mindestens einem Parkplatz 42 durch eine Erfassung der lokalen Ladeinfrastruktur 39 bzw. der lokalen Parkinfrastruktur 41 zu bestimmen. Die Information darüber, was verfügbar ist, kann dem Benutzer U von der Steuerung C zur Verfügung gestellt werden, wenn mindestens eines von ihnen nicht verfügbar ist.
In Block 104 von 3 ist die Steuerung C konfiguriert, um zu bestimmen, ob es während der Exkursion kosteneffektiv ist, an der Ladestation 40 eine Gebühr zu übernehmen oder eine Parkgebühr auf dem Parkplatz 42 zu übernehmen. Wenn es, gemäß Block 106 von 3 kosteneffektiv ist, die Parkgebühr zu übernehmen, wird die Vorrichtung 10 auf den Parkplatz 42 geschickt. Wenn es gemäß Block 108 von 3 kosteneffektiv ist, die Gebühr zu übernehmen, wird die Vorrichtung 10 zu der Ladestation 40 geschickt.
In Block 110 von 3 ist die Steuerung C konfiguriert, um zu bestimmen, ob die Ladestation 40 einstellbare Lademodi erlaubt oder aktiviert, wie beispielsweise den unbefristeten Lademodus, den definierten Abfahrtslademodus und den Leerlauflademodus. Wenn nicht, ist die Steuerung C gemäß Block 112 konfiguriert, eine vordefinierte Ladestromgrenze oder das Ladestromprotokoll der Ladestation 40 zu verwenden. Wenn dies der Fall ist, ist die Steuerung C gemäß Block 114 konfiguriert, um zu bestimmen, ob eine vordefinierte Abfahrtszeit, d. h. wann die Exkursion voraussichtlich endet, von dem Benutzer U ausgewählt wurde. Die Abfahrtszeit kann von dem Benutzer U über das drahtlose Mobilgerät 32 an die Steuerung C übermittelt werden.
Wenn die Abfahrtszeit eingestellt ist, ist die Steuerung C gemäß Block 116 von 3 konfiguriert, den definierten Abfahrtslademodus zu verwenden, der ein Herabsetzen eines Ladestroms beinhaltet, sodass das Laden der wiederaufladbaren Energiespeichereinheit 14 zum vordefinierten Abfahrtszeitpunkt abgeschlossen ist. Wenn zum Beispiel die Exkursion des Benutzers oder die nächste geplante Abfahrt 3 Stunden lang ist, wird der Ladestrom verringert, sodass das Laden in ungefähr 3 Stunden abgeschlossen ist. Die Leistungsreduzierung beinhaltet einen Betrieb unterhalb der maximalen Nennleistung, Nennstromstärke oder Nennspannung, um die Lebensdauer der Batterie zu verlängern. Der definierte Abfahrtslademodus reduziert den Strom, was die Batterielebensdauer verlängert und das Potenzial für eine Lithiumplattierung in der wiederaufladbaren Energiespeichereinheit 14 reduziert.
Die Steuerung C ist so konfiguriert, dass sie einen unbefristeten Lademodus verwendet, in dem keine vordefinierte Abfahrtszeit ausgewählt ist. Bezugnehmend auf 3, ist die Steuerung C, wenn die Abfahrtszeit nicht eingestellt ist, gemäß Block 118 konfiguriert, um zu bestimmen, ob sich der Ladezustand (z. B. von dem SOC-Anzeiger 50) in dem vordefinierten ersten Fenster (W₁ ) befindet. Wenn dies der Fall ist, ist die Steuerung C gemäß Block 120 von 3 konfiguriert, einen vorbestimmten relativ hohen Ladestrom zu verwenden, bis sich die Ladezustandmessung nicht länger in dem vordefinierten ersten Fenster (W₁ ) befindet. In einer Ausführungsform ist der vorbestimmte relativ hohe Ladestrom der maximal zulässige Strom der Ladestation 40.
Wenn sich die Ladezustandmessung nicht in dem vordefinierten ersten Fenster (W₁ ) befindet, ist die Steuerung C gemäß Block 122 von 3 konfiguriert, um zu bestimmen, ob die Ladezustandmessung in dem vordefinierten zweiten Fenster (W₂ ) liegt. Wenn dies der Fall ist, ist die Steuerung C gemäß Block 124 von 3 konfiguriert, einen vorbestimmten relativ niedrigen Ladestrom zu verwenden, bis sich die Ladezustandmessung nicht länger in dem vordefinierten zweiten Fenster (W₂ ) befindet. In einer Ausführungsform ist der vorbestimmte relativ niedrige Ladestrom der minimal zulässige Strom der Ladestation 40.
Wenn sich die Ladezustandmessung nicht in dem vordefinierten zweiten Fenster (W₂ ) befindet, ist die Steuerung C gemäß Block 126 von 3 konfiguriert, um zu bestimmen, ob die Ladezustandmessung in dem vordefinierten dritten Fenster (W₃ ) liegt. Wenn dies der Fall ist, ist die Steuerung C gemäß Block 128 von 3 konfiguriert, um zu bestimmen, ob ein Leerlauflademodus von der Ladestation 40 unterstützt wird und in den Leerlauflademodus überzugehen, wenn der Leerlauflademodus unterstützt wird (gemäß Block 132). Der Leerlauflademodus ist so konfiguriert, dass der Ladestrom, der an die wiederaufladbare Energiespeichereinheit 14 angelegt wird, ungefähr Null ist. Wenn sich die Ladezustandmessung nicht in dem vordefinierten dritten Fenster (W₃ ) befindet, ist die Steuerung C gemäß Block 130 von 3 konfiguriert, den Benutzer U darüber zu informieren, dass der Ladevorgang kurz vor dem Abschluss ist.
Bezugnehmend auf 1 kann die Vorrichtung 10 so konfiguriert sein, dass sie an der Ladestation 40 verbleibt, bis die mobile Anwendung 36 ihr befiehlt, sie zu verlassen. Die Steuerung C kann konfiguriert sein, um die lokale Ladeinfrastruktur 39 kontinuierlich zu überwachen, um verfügbare Ladestationen innerhalb des vordefinierten Radius R zu lokalisieren, die den Leerlauflademodus erlauben. Das Verfahren 100 kann dynamisch ausgeführt werden. Wie hier verwendet, beschreibt der Begriff ,dynamisch‘ Schritte oder Prozesse, die in Echtzeit ausgeführt werden und durch das Überwachen oder sonstige Ermitteln von Parameterzuständen und dem regelmäßigen oder periodischen Aktualisieren von Parameterzuständen beim Ausführen einer Routine oder zwischen Iterationen beim Ausführen der Routine gekennzeichnet sind.
Zusammenfassend stellt das System 12 (über die Ausführung des Verfahrens 100) das Ladeprofil einer autonomen Vorrichtung 10 ein, um die Exkursionszeit des Benutzers U zu erfüllen. Eine von mehreren Lademodusstrategien wird selektiv verwendet, um die Zeit zu maximieren, Kosten zu minimieren und Batterielebenszeit und -funktionalität zu verbessern. Das System 12 kann die Zeit an der Ladestation 40 maximieren, indem eine Lademodusstrategie mit einer reduzierten Energietransferrate verwendet wird, um den Zeitplan eines Benutzers U unter Vermeidung einer Parkgebühr zu berücksichtigen. Das System 12 verwendet eine definierte Abfahrtszeit, um auf den niedrigstmöglichen Strom zu optimieren, was Batterielebensdauer spart und das Potenzial für eine Lithiumplattierung in der wiederaufladbaren Energiespeichereinheit 14 verringert. Dementsprechend verbessert das System 12 (und die Ausführung des Verfahrens 100) die Funktionsweise der Vorrichtung 10.
Das Ablaufdiagramm in 3 veranschaulicht eine Architektur, eine Funktionalität und einen Betrieb möglicher Implementierungen von Systemen, Verfahren und Computerprogrammprodukten gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. In dieser Hinsicht kann jeder Block in den Flussdiagrammen oder Blockdiagrammen ein Modul, ein Segment oder einen Abschnitt eines Codes darstellen, der zum Implementieren der spezifizierten logischen Funktion(en) einen oder mehrere ausführbare Befehle umfasst. Es wird auch darauf hingewiesen, dass jeder Block der Blockdiagramme und/oder Ablaufdiagrammdarstellungen und Kombinationen von Blöcken in den Blockdiagrammen und/oder Ablaufdiagrammdarstellungen durch Spezialzweck-Hardware-basierte Systeme, die die spezifizierten Funktionen oder Vorgänge durchführen, oder Kombinationen von Spezialzweck-Hardware und Computerbefehlen implementiert werden können. Diese Computerprogrammanweisungen können auch in einem computerlesbaren Medium gespeichert sein, das eine Steuerung oder eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung steuern kann, um in einer bestimmten Art und Weise zu funktionieren, sodass die im computerlesbaren Medium gespeicherten Befehle einen Herstellungsartikel erzeugen, einschließlich Anweisungen, die die Funktion/den Vorgang, die/der in dem Flussdiagramm und/oder Blockdiagrammblock oder Blöcken angegeben ist, implementieren.
Die Steuerung C von 1 kann ein integraler Teil oder ein separates Modul sein, das mit anderen Steuerungen der Vorrichtung 10 wirkverbunden ist. Die Steuerung C beinhaltet ein computerlesbares Medium (auch als prozessorlesbares Medium bezeichnet), einschließlich eines nicht-flüchtigen (z. B. konkreten) Mediums, das an der Bereitstellung von Daten (z. B. Anweisungen) beteiligt ist, die von einem Computer gelesen werden könnten (z. B. durch den Prozessor eines Computers). Ein solches Medium kann viele Formen annehmen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf nichtflüchtige Medien und flüchtige Medien. Nichtflüchtige Medien können beispielsweise optische oder magnetische Platten und andere persistente Speicher beinhalten. Flüchtige Medien können zum Beispiel dynamische Direktzugriffsspeicher (DRAM) beinhalten, die einen Hauptspeicher darstellen können. Derartige Anweisungen können von einem oder mehreren Übertragungsmedien, einschließlich Koaxialkabel, Kupferdraht und Faseroptik übertragen werden, einschließlich der Drähte, die einen mit dem Prozessor gekoppelten Systembus beinhalten. Einige Formen von computerlesbaren Medien beinhalten beispielsweise eine Floppy Disk, eine flexible Diskette, Festplatte, Magnetband, ein anderes magnetisches Medium, eine CD-ROM, DVD, andere optische Medien, Lochkarten, Lochstreifen, andere physische Medien mit Lochmustern, einen RAM, einen PROM, einen EPROM, einen FLASH-EEPROM, einen anderen Speicherchip oder eine Speicherkassette oder ein anderes Medium, von dem ein Computer lesen kann.
Nachschlagetabellen, Datenbanken, Datendepots oder andere hierin beschriebene Datenspeicher können verschiedene Arten von Mechanismen zum Speichern, zum Zugreifen und zum Abrufen verschiedener Arten von Daten beinhalten, einschließlich einer hierarchischen Datenbank, eines Satzes von Dateien in einem Dateisystem, einer Anwendungsdatenbank in einem proprietären Format, eines relationalen Datenbankverwaltungssystems (RDBMS) usw. Jeder dieser Datenspeicher kann in einem Computergerät beinhaltet sein, das ein Computerbetriebssystem, wie beispielsweise eines der vorstehend aufgeführten, einsetzt und auf das über ein Netzwerk in einer oder mehreren der Vielzahl von Arten zugegriffen werden kann. Ein Dateisystem kann durch ein Computerbetriebssystem zugänglich sein und Dateien beinhalten, die in verschiedenen Formaten gespeichert sind. Ein RDBMS kann die Structured Query Language (SQL) zusätzlich zu einer Sprache zum Erstellen, Speichern, Bearbeiten und Ausführen gespeicherter Prozeduren, wie beispielsweise die vorstehend aufgeführte PL/SQL-Sprache, einsetzen.
Die ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren unterstützen und beschreiben die Offenbarung, während der Umfang der Offenbarung jedoch einzig und allein durch die Patentansprüche definiert wird. Während einige der besten Arten und Weisen und weitere Ausführungsformen der beanspruchten Offenbarung ausführlich beschrieben wurden, gibt es verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur Umsetzung der Offenbarung in den angehängten Ansprüchen. Weiterhin sind die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen oder die Merkmale der in der vorliegenden Beschreibung erwähnten Ausführungsformen nicht notwendigerweise als voneinander unabhängige Ausführungsformen zu verstehen. Vielmehr ist es möglich, dass jedes der in einem der Beispiele einer Ausführungsform beschriebenen Merkmale mit einem oder mehreren anderen gewünschten Merkmalen aus anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, was zu weiteren Ausführungsformen führt, die nicht in Worten oder unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben sind. Dementsprechend fallen derartige andere Ausführungsformen in den Rahmen des Schutzumfangs der angehängten Ansprüche.

Claims

Verfahren zum Laden einer wiederaufladbaren Energiespeichereinheit in einer autonomen Vorrichtung, die eine Steuerung mit einem Prozessor und einem physischen, nichtflüchtigen Speicher aufweist, wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen der Verfügbarkeit von mindestens einer Ladestation und mindestens einem Parkplatz durch eine Erhebung der lokalen Ladeinfrastruktur und der lokalen Parkinfrastruktur innerhalb eines vordefinierten Radius der autonomen Vorrichtung durch die Steuerung; Bestimmen, über die Steuerung, ob es während einer Exkursion kosteneffektiv ist, eine Ladegebühr an der Ladestation zu übernehmen oder eine Parkgebühr auf dem Parkplatz zu übernehmen; und Wenn es kosteneffektiv ist, die Gebühr zu übernehmen, nachfolgend über die Steuerung mindestens einen von mehreren Lademodi selektiv zu verwenden, einschließlich eines unbefristeten Lademodus und eines definierten Abfahrtslademodus.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Verwenden des definierten Abfahrtslademodus über die Steuerung, wenn eine vordefinierte Abfahrtszeit von einem Benutzer der autonomen Vorrichtung ausgewählt wird; und worin der definierte Abfahrtslademodus ein Herabsetzen eines Ladestroms beinhaltet, der an die wiederaufladbare Energiespeichereinheit angelegt wird, sodass das Laden zum vordefinierten Abfahrtszeitpunkt abgeschlossen ist.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Anzeigen eines Ladezustands der wiederaufladbaren Energiespeichereinheit über einen Ladezustandsanzeiger (SOC-Anzeiger); worin die Ladezustandmessung ein vordefiniertes erstes Fenster, ein vordefiniertes zweites Fenster und ein vordefiniertes drittes Fenster beinhaltet, die jeweils ein jeweiliges Maximum und ein jeweiliges Minimum aufweisen; wobei das jeweilige Minimum des vordefinierten dritten Fensters größer ist als das jeweilige Maximum des vordefinierten zweiten Fensters; und wobei das jeweilige Minimum des vordefinierten zweiten Fensters größer ist als das jeweilige Maximum des vordefinierten ersten Fensters.
Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend: Verwenden des unbefristeten Lademodus, bei dem keine vordefinierte Abfahrtszeit von einem Benutzer über die Steuerung ausgewählt wird, wobei der unbefristete Lademodus beinhaltet: wenn sich die Ladezustandmessung in dem vordefinierten ersten Fenster befindet, Verwenden eines vorbestimmten relativ hohen Ladestroms; wenn sich die Ladezustandmessung in dem vordefinierten zweiten Fenster befindet, Verwenden eines vorbestimmten relativ niedrigen Ladestroms; und wenn sich die Ladezustandmessung in dem vordefinierten dritten Fenster befindet, Verwenden eines Ladestroms, der ungefähr Null ist.
Verfahren nach Anspruch 4, worin: Der vorbestimmte relativ hohe Ladestrom der maximale Strom ist, der von der Ladestation unterstützt wird; und Der vorbestimmte relativ niedrige Ladestrom der minimale Strom ist, der von der Ladestation unterstützt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Senden einer Benachrichtigung über eine mobile Anwendung, die für den Zugriff durch einen Benutzer konfiguriert ist, an einen Benutzer der autonomen Vorrichtung bezüglich einer geschätzten Beendigungszeit für die Energiespeichervorrichtung, um einen vorbestimmten Ladestandschwellenwert zu erreichen.
Verfahren nach Anspruch 6, worin: Dem Benutzer ermöglicht wird, die autonome Vorrichtung aus der Ferne herbeizurufen; und Dem Benutzer ermöglicht wird, eine Ladesitzung zu beenden und die autonome Vorrichtung vor einem Ende der Exkursion über die mobile Anwendung zu herbeizurufen.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die Vielzahl von Lademodi einen Leerlauflademodus beinhaltet, der derart konfiguriert ist, dass der Ladestrom, der an die wiederaufladbare Energiespeichereinheit angelegt wird, ungefähr Null ist.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend: Kontinuierliches Überwachen der lokalen Ladeinfrastruktur über die Steuerung, um verfügbare Ladestationen innerhalb des vordefinierten Radius zu finden, die den Leerlauflademodus erlauben.
System zum Auswählen von Lademodi für eine wiederaufladbare Energiespeichereinheit in einer autonomen Vorrichtung, worin das System umfasst: eine Steuerung, die mit der wiederaufladbaren Energiespeichereinheit wirkverbunden ist und einen Prozessor und einen physischen, nichtflüchtigen Speicher beinhaltet, auf dem Anweisungen aufgezeichnet sind; worin die Ausführung der Anweisungen durch die Steuerung den Prozessor zu Folgendem aktiviert: Bestimmen der Verfügbarkeit von mindestens einer Ladestation und mindestens einem Parkplatz durch eine Erhebung der lokalen Ladeinfrastruktur bzw. der lokalen Parkinfrastruktur innerhalb eines vordefinierten Radius der autonomen Vorrichtung; Bestimmen, ob es während einer Exkursion kosteneffektiv ist, an der mindestens einen Ladestation eine Gebühr zu übernehmen oder eine Parkgebühr auf dem mindestens einen Parkplatz zu übernehmen; Wenn es kosteneffektiv ist, die Gebühr zu übernehmen, nachfolgend das selektive Verwenden mindestens eines von einer Vielzahl von Lademodi, einschließlich eines unbefristeten Lademodus und eines definierten Abfahrtslademodus; worin der definierte Abfahrtslademodus verwendet wird, wenn ein vordefinierter Abfahrtszeitpunkt von einem Benutzer der autonomen Vorrichtung ausgewählt wird, und ein Herabsetzen eines Ladestroms beinhaltet, der an die wiederaufladbare Energiespeichereinheit angelegt wird, sodass das Laden zum vordefinierten Abfahrtszeitpunkt abgeschlossen ist; worin die Steuerung konfiguriert ist, um den unbefristeten Lademodus zu verwenden, wenn keine vordefinierte Abfahrtszeit ausgewählt ist und worin der unbefristete Lademodus beinhaltet: wenn sich die Ladezustandmessung in dem vordefinierten ersten Fenster befindet, Verwenden eines vorbestimmten relativ hohen Ladestroms; wenn sich die Ladezustandmessung in dem vordefinierten zweiten Fenster befindet, Verwenden eines vorbestimmten relativ niedrigen Ladestroms; und wenn sich die Ladezustandmessung in dem vordefinierten dritten Fenster befindet, Verwenden eines ungefähren Null-Ladestroms.