DE102019132737A1

DE102019132737A1 - Verstellbarer ladezustandsbereich einer traktionsbatterie

Info

Publication number: DE102019132737A1
Application number: DE102019132737.7A
Authority: DE
Inventors: William Paul Perkins
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-12-04
Filing date: 2019-12-02
Publication date: 2020-06-04
Also published as: US20200171973A1; CN111267670A; US10703222B2

Abstract

Die Offenbarung stellt einen verstellbaren Ladezustandsbereich einer Traktionsbatterie bereit.Ein Fahrzeug beinhaltet eine Traktionsbatterie und eine Steuerung, die konfiguriert ist, um einen Ladezustand (state of charge - SOC) der Batterie als Reaktion auf einen Übergang aus einem Erschöpfungsmodus in einen Erhaltungsmodus während eines ersten Fahrzyklus innerhalb eines Bereichs zu halten, der durch einen ersten Höchstwert definiert ist, und um den SOC als Reaktion auf eine Einleitung eines nächsten Fahrzyklus in dem Erhaltungsmodus innerhalb eines Bereichs zu halten, der durch einen zweiten Höchstwert definiert ist, der größer ist als der erste.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Systeme und Verfahren zum Bestimmen eines Fahrzeugbetriebsmodus auf Grundlage eines Ladezustandswerts einer Traktionsbatterie.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Der Begriff „Hybridfahrzeug“ kann verwendet werden, um Fahrzeuge zu beschreiben, die eine oder mehrere Antriebsleistungsquellen aufweisen, wie etwa eine Brennkraftmaschine und einen Elektromotor. Beispiele für Hybridfahrzeuge schließen Hybridelektrofahrzeuge (hybrid electric vehicles - HEV) und Plugin-Hybridelektrofahrzeuge (plug-in hybrid electric vehicles - PHEV) ein. Ein HEV beinhaltet eine Brennkraftmaschine und einen oder mehrere Elektromotoren, wobei die Energiequelle für den Verbrennungsmotor Kraftstoff ist und die Energiequelle für den Elektromotor eine Batterie ist. In einem HEV ist der Verbrennungsmotor die Hauptenergiequelle für den Fahrzeugantrieb, wobei die Batterie ergänzende Energie für den Fahrzeugantrieb bereitstellt (die Batterie puffert Kraftstoffenergie und gewinnt kinetische Energie in elektrischer Form zurück). Ein PHEV ähnelt einem HEV, wobei das PHEV jedoch eine Batterie mit einer größeren Kapazität aufweist, die aus dem externen Stromnetz wiederaufgeladen werden kann. In einem PHEV ist die Batterie die Hauptenergiequelle für den Fahrzeugantrieb, bis die Batterie bis zu einem niedrigen Energiepegel erschöpft wurde, wobei das PHEV ab diesem Zeitpunkt für den Fahrzeugantrieb wie ein HEV betrieben wird.
KURZDARSTELLUNG
Ein Fahrzeug beinhaltet eine Traktionsbatterie und eine Steuerung, die konfiguriert ist, um einen Ladezustand (state of charge - SOC) der Batterie als Reaktion auf einen Übergang aus einem Erschöpfungsmodus in einen Erhaltungsmodus während eines ersten Fahrzyklus innerhalb eines Bereichs zu halten, der durch einen ersten Höchstwert definiert ist, und um den SOC als Reaktion auf eine Einleitung eines nächsten Fahrzyklus in dem Erhaltungsmodus innerhalb eines Bereichs zu halten, der durch einen zweiten Höchstwert definiert ist, der größer ist als der erste.
Ein Verfahren beinhaltet Folgendes durch eine Steuerung: Halten eines Ladezustands (state of charge - SOC) der Batterie innerhalb eines Bereichs, der durch einen ersten Höchstwert definiert ist, als Reaktion auf einen Übergang aus einem Erschöpfungsmodus in einen Erhaltungsmodus während eines ersten Fahrzyklus, und Halten des SOC innerhalb eines Bereichs, der durch einen zweiten Höchstwert definiert ist, der größer ist als der erste Höchstwert, als Reaktion auf eine Einleitung eines nächsten Fahrzyklus in dem Erhaltungsmodus.
Ein System für ein Fahrzeug beinhaltet eine Traktionsbatterie und eine Steuerung, die zu Folgendem während eines selben Fahrzyklus konfiguriert ist: Übergehen aus einem Erschöpfungsmodus in einen Erhaltungsmodus als Reaktion darauf, dass ein Ladezustand (state of charge - SOC) der Batterie unter einen ersten Schwellenwert fällt, und Halten des SOC durch selektives Laden der Batterie innerhalb eines Bereichs, der durch einen Höchstwert definiert ist, der größer als der ersten Schwellenwert ist, während des Erhaltungsmodus.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm eines Plugin-Hybrid-Elektrofahrzeugs (plug-in hybrid electric vehicle - PHEV), das einen üblichen Antriebsstrang und Energiespeicherkomponenten veranschaulicht;
2 ist ein Graph, der einen Ladungserschöpfungsmodus und einen Ladungserhaltungsmodus des Fahrzeugs veranschaulicht;
3 ist ein Graph, der einen Übergang aus dem Erschöpfungsmodus in den Erhaltungsmodus veranschaulicht;
4 ist ein Graph, der Halten eines Ladezustands (state of charge - SOC) einer Traktionsbatterie innerhalb eines erweiterten Bereichs veranschaulicht;
5A und 5B sind Ablaufdiagramme, die Algorithmen zum Halten des SOC innerhalb des erweiterten Bereichs veranschaulichen; und
6 ist ein Ablaufdiagramm, das einen weiteren Algorithmus zum Halten des SOC innerhalb des erweiterten Bereichs veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden hierin beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale könnten vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Demnach sind hierin offenbarte konkrete strukturelle und funktionelle Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachmann die vielfältige Verwendung der vorliegenden Erfindung zu lehren. Der Durchschnittsfachmann wird verstehen, dass verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf beliebige der Figuren veranschaulicht und beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden können, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht ausdrücklich veranschaulicht oder beschrieben werden. Die Kombinationen veranschaulichter Merkmale stellen repräsentative Ausführungsformen für übliche Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung vereinbar sind, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungen wünschenswert sein.
Die Plugin-Hybridfahrzeuge können in einem von einem Ladungserschöpfungs- und einem Ladungserhaltungsmodus betrieben werden. Wenn sich die Traktionsbatterie bei oder nahe einer vollen Ladung befindet, kann das Fahrzeug in einem Beispiel in dem Ladungserschöpfungsmodus betrieben werden, um die Anzahl an vollelektrisch gefahrenen Meilen zu maximieren. Ferner kann während eines Fahrzeugbetriebs ein Ladezustand der Batterie (state of charge - SOC) von einem Wert bei oder nahe der vollen Ladung auf einen vordefinierten Schwellenwert abfallen, z. B. 20 %, ab welchem Zeitpunkt begonnen werden kann, das Fahrzeug in dem Ladungserhaltungsmodus zu betreiben. Anders als während des Ladungserschöpfungsmodus, während dem das System die Anzahl an vollelektrisch gefahrenen Meilen maximiert, kann der Betrieb im Ladungserhaltungsmodus Bereitstellen des Antriebs beinhalten, wobei hauptsächlich Energie verwendet wird, die aus anderen Komponenten als der Batterie stammt, wie etwa dem Verbrennungsmotor, dem Elektromotor und so weiter.
Dementsprechend kann das Fahrzeug in dem Ladungserschöpfungsmodus betrieben werden, wenn der Traktionsbatterie-SOC zwischen einer oberen (maximalen) Erschöpfungsschwelle und einer unteren (minimalen) Erschöpfungsschwelle liegt, wobei die obere und untere Erschöpfungsschwelle einen SOC-Erschöpfungsbereich definieren. Ferner kann das Fahrzeug in dem Ladungserhaltungsmodus betrieben werden, wenn der Traktionsbatterie-SOC zwischen einer oberen (maximalen) Erhaltungsschwelle und einer unteren (minimalen) Erhaltungsschwelle liegt, wobei die obere und untere Erhaltungsschwelle einen SOC-Erhaltungsbereich definieren. In einem Beispiel kann die untere Erschöpfungsschwelle ungefähr gleich der oberen Erhaltungsschwelle sein, sodass das Fahrzeug bei Verlassen des Ladungserschöpfungssmodus in dem Ladungserhaltungsmodus betrieben werden kann. In einem weiteren Beispiel können sich die SOC-Bereiche, die jedem von dem Ladungserhaltungs- und dem Erschöpfungsmodus entsprechen, überlappen. Es werden außerdem größere, kleinere oder unterschiedliche SOC-Bereiche und eine Maximal- und Minimalschwelle in Betracht gezogen.
Bei Eintreten in den Ladungserhaltungsbetriebsmodus kann das Fahrzeug konfiguriert sein, um für eine Dauer des Zündzyklus und ungeachtet des Traktionsbatterie-SOC in dem Ladungserhaltungsmodus betrieben zu werden. Zusätzlich oder alternativ kann das Fahrzeug, das in dem Ladungserhaltungsmodus betrieben wird, priorisieren, den Batterie-SOC-Wert innerhalb des SOC-Erhaltungsbereichs zu halten. Ferner kann das Eintreten in den Ladungserhaltungsmodus dazu führen, dass das Fahrzeug den Batterie-SOC innerhalb einer vordefinierten Toleranz oder „Schwingung“ der Werte des SOC-Aufrechterhaltungsbereichs hält, z. B. +/-1 %. Dementsprechend darf für die Batterie, die in einem beispielhaften SOC-Erhaltungsbereich zwischen 16 und 20 % betrieben wird, die obere Erhaltungsschwelle gemäß der Toleranz 21 % nicht überschreiten und/oder die untere Erhaltungsschwelle gemäß der Toleranz darf 15 % nicht unterschreiten.
Eine oder mehrere Komponenten des Fahrzeugs können in jedem von dem Ladungserschöpfungs- und dem Ladungserhaltungsmodus unterschiedlich betrieben werden. Beispielsweise kann die Traktionsbatterie konfiguriert sein, um während des Ladungserschöpfungsmodus, d. h., während der Batterie-SOC größer als 20 % ist, eine erste maximale Energie E_{max_CD} abzugeben, z.B. 6 Kilowattstunden (kWh), um Systemanforderungen bezüglich Antrieb und Nichtantrieb, einer Benutzeranforderung bezüglich Beschleunigung, Leistung und Drehmoment und so weiter zu entsprechen. Als ein weiteres Beispiel kann die Traktionsbatterie als Reaktion auf das Eintreten in den Ladungserhaltungsmodus, d. h., wenn der Batterie-SOC unter 20 % fällt, konfiguriert sein, um eine zweite maximale Energie E_{max_CS}, die kleiner als die erste maximale Energie E_{max_CD} ist, abzugeben, z. B. 0,4 kWh. Die in dieser Schrift angegebenen Batterieenergieabgabewerte sind lediglich Beispiele und nicht hierauf beschränkt. In einigen Fällen können eine oder beide von der ersten und zweiten maximalen Energie E_{mux_CD} und E_{max_CS} aufgrund von Fahrzeugbetriebsbedingungen, Benutzeranforderungen und so weiter variieren, sodass die zweite maximale Ausgabeenergie E_{max_CS} kleiner ist als die erste maximale Ausgabeenergie E_{max_CD}.
Eine Fahrzeugsteuerung kann konfiguriert sein, um den Batterie-SOC-Bereich während einer oder mehrerer Betriebsbedingungen selektiv zu erhöhen (oder zu erweitern), sodass das Fahrzeug und die Traktionsbatterie für einen längeren Zeitraum in einem von dem Ladungserschöpfungs- und -erhaltungsmodus betrieben werden können. In einem Beispiel kann die Steuerung konfiguriert sein, um den SOC-Erhaltungsbereich durch Erhöhen eines Werts der maximalen Erhaltungsschwelle von einer ersten maximalen Erhaltungsschwelle, z. B. 20 %, auf eine zweite maximale Erhaltungsschwelle, z. B. 22 %, zu erweitern, wobei die zweite maximale Erhaltungsschwelle größer als die erste ist. Als ein weiteres Beispiel kann die Steuerung konfiguriert sein, um den SOC-Erhaltungsbereich zu erweitern, wobei die Toleranz von einer ersten Toleranz, z. B. +/-1%, auf eine zweite Toleranz, z. B. +/-2,5%, erhöht wird, wobei die zweite Toleranz größer ist als die erste Toleranz.
Da durch das Betreiben des Fahrzeugs in dem Ladungserhaltungsmodus für längere Zeiträume die Anzahl an durch das Fahrzeug vollelektrisch gefahrenen Meilen verringert und eine Unzufriedenheit des Benutzers hervorgerufen werden kann, kann die Steuerung ferner konfiguriert sein, um den SOC-Ladungserhaltungsbereich durch Verringern der maximalen Erhaltungsschwelle von der zweiten maximalen Erhaltungsschwelle, z. B. 22 % auf die erste maximale Erhaltungsschwelle, z. B. 20 %, zu verringern.
Eine Batteriesteuerung kann konfiguriert sein, um den SOC-Bereich entsprechend dem Ladungserhaltungsmodus nach einem Übergang aus dem Ladungserschöpfungsmodus in den Ladungserhaltungsmodus zu erweitern, wenn der SOC der Batterie unter einen vordefinierten SOC-Schwellenwert fällt. In einem Beispiel kann ein gegebenes Fahrzeug in dem Ladungserschöpfungsmodus betrieben werden, wenn der SOC der Batterie zwischen 95 % und 20 % liegt, und kann dieses in dem Ladungserhaltungsmodus betrieben werden, wenn der SOC der Batterie kleiner als 20 % ist. In einigen Fällen kann die Steuerung ein „Modus-Flag“ speichern, z. B. einen Boole'schen Wert, der auf Grundlage des Batterie-SOC angibt, ob das Fahrzeug in dem Ladungserschöpfungsmodus (Boole'scher Wert 1) oder in dem Ladungserhaltungsmodus (Boole'scher Wert 0) betrieben wird.
In einem Beispiel kann bei einem ersten Fahrzeug-Ein-Ereignis der erfasste SOC SOC_{first_vehicle-on_start} der Traktionsbatterie ungefähr 90 % betragen, wodurch die Steuerung dazu veranlasst wird, den Modusflag-Wert des Boolesch‘en Werts 1 zu speichern, wodurch angegeben wird, dass das Fahrzeug in dem Ladungserschöpfungsmodus betrieben wird. Während eines selben Fahrzeug-Ein-Ereignisses kann der SOC unter 20 % fallen, sodass die Steuerung dann den Modus-Flag-Wert auf den Boole'schen Wert 0 aktualisieren kann, wodurch angegeben wird, dass das Fahrzeug in dem Ladungserhaltungsmodus betrieben wird. Bei einem Fahrzeug-Aus-Ereignis kann die Steuerung den Modus-Flag-Wert speichern (oder zwischenspeichern), der gemäß dem Batterie-SOC SO_{first_vehicle-on_end} während des Fahrzeug-Ausschalt-Ereignisses eingestellt wurde.
Während eines nächsten Fahrzeug-Ein-Ereignisses kann die Steuerung als Reaktion darauf, dass der Batterie-SOC SOC_{next_vehicle-on_start} immer noch unter 20 % liegt, den Modusflag-Wert aufrechterhalten, wodurch angegeben wird, dass das Fahrzeug weiterhin in dem Ladungserhaltungsmodus betrieben wird. Dementsprechend kann die Steuerung das Fahrzeug dann in dem Ladungserhaltungsmodus betreiben, einschließlich Halten des Batterie-SOC innerhalb eines Bereichs, der durch den SOC SOC_{next_vehicle-on_start} definiert ist, der zu einem Zeitpunkt des nächsten Fahrzeug-Ein-Ereignisses erfasst wird. In einem Beispiel kann die Steuerung konfiguriert sein, um den Batterie-SOC innerhalb eines normalen Schwellenwerts des SOC SOC_{next_vehicle-on_start} zu halten, der zu einem Zeitpunkt des nächsten Fahrzeug-Ein-Ereignisses erfasst wird, z. B. des Schwellenwerts des erfassten Anfangs-SOC SOC_{next_vehicle-on start} von +/-1 %.
In einem weiteren Beispiel kann die Steuerung den Batterie-SOC innerhalb eines erweiterten Schwellenwerts des SOC SOC_{next_vehicle-on_start} halten, derzu einem Zeitpunkt des nächsten Fahrzeug-Ein-Ereignisses erfasst wird, z. B. des Schwellenwerts des erfassten Anfangs-SOC SOC_{next_vehicle-on_start} von +/-2,5 %. In einem weiteren Beispiel kann die Steuerung als Reaktion darauf, dass der erfasste Anfangs-SOC ungefähr 20 % beträgt, das Fahrzeug in dem Ladungserhaltungsmodus betreiben, einschließlich Halten des SOC der Batterie innerhalb eines Bereichs zwischen 17,5 % und 22,5 %. In einem weiteren Beispiel kann die Steuerung als Reaktion darauf, dass der erfasste Anfangs-SOC SOC_{next_vehicle-on_start} ungefähr 17,5 % beträgt, das Fahrzeug in dem Ladungserhaltungsmodus betreiben, einschließlich Halten des SOC innerhalb eines Bereichs zwischen 15 und 20 %.
Bei einer oder mehreren Betriebsbedingungen des Fahrzeugs können die SOC-Ladungserhaltungsbereiche (z. B. (Normalbereiche und erweiterte Bereiche) von einer absoluten SOC-Minimalschwelle SOC_{min_abs} abhängig sein. Beispielsweise kann die Steuerung ungeachtet aller anderen Betriebsbedingungen des Fahrzeugs, wie etwa einer Benutzeranforderung bezüglich Leistung und Energie, für die Traktionsbatterie, welche die absolute SOC-Minimalschwelle SOC_{min_abs} gleich 15% aufweist, verhindern, dass der SOC unter 15 % fällt. Dementsprechend kann die Steuerung als Reaktion darauf, dass der erfasste Anfangs-SOC SOC_{next_vehicle-on_start} ungefähr 15,5 % beträgt, das Fahrzeug in dem Ladungserhaltungsmodus betreiben, einschließlich Halten des SOC der Batterie innerhalb eines Bereichs zwischen 15% und 20 %.
Zusätzlich oder alternativ kann der SOC-Ladungserhaltungsbereich von einer oder mehreren SOC-Maximalschwellen SOC_max abhängig sein. In einem Beispiel kann die Steuerung während des Ladungserhaltungsmodus verhindern (oder begrenzen), dass ein Verbrennungsmotor die Traktionsbatterie auf eine erste SOC-Maximalschwelle SOC_max auflädt. In einem weiteren Beispiel kann die Steuerung während des Ladungserhaltungsmodus ermöglichen, dass Energie, die unter Verwendung von Nutzbremsen oder unter Verwendung anderer Antriebs- oder Nichtantriebsverfahren erzeugt wird, den Batterie-SOC auf einen Wert erhöht, der größer als die erste SOC-Maximalschwelle SOC_max ist.
Andere Variationen von Batterie-SOC-Betriebsbereichen, einschließlich unter anderem zusätzlicher oder unterschiedlicher oberer und unterer SOC-Maximal- und - Minimalschwellen und so weiter, werden ebenfalls in Betracht gezogen. Die absolute SOC-Mindestschwelle SOC_min und eine oder mehrere Maximalschwellen SOC_max einer gegebenen Traktionsbatterie können gemäß einem oder mehreren von Herstelleranforderungen, einer chemischen Zusammensetzung der Batteriezellen, einer Batteriezellenanordnung und anderen Vorgaben festgelegt werden, die durch eine Gestaltung, Herstellung, Tests oder Validierungsverfahren und -ergebnisse des Systems und so weiter bestimmt werden.
Als ein weiteres Beispiel kann die Steuerung bei dem nächsten Fahrzeug-Ein-Ereignis erfassen, dass der erfasste Anfangs-SOC SOC_{next_vehicle-on_start} im Vergleich zu dem Batterie-SOC SOC_{first_vehicle-on_end}, der während des Fahrzeug-Ausschalt-Ereignisses aufgezeichnet wurde, wie etwa als Ergebnis eines Ladevorgangs der Batterie während des Auschalt-Zeitraums, um einen vordefinierten Betrag zugenommen hat. Als Reaktion darauf, dass der erfasste Anfangs-SOC SOC_{next_vehicle-on_start} um mehr als einen vordefinierten Betrag angestiegen ist, kann die Steuerung den Modusflag-Wert auf den Boole'schen Wert 1 ändern, wodurch angegeben wird, dass das Fahrzeug in dem Ladungserschöpfungsmodus betrieben wird.
In einigen Fällen kann die Steuerung, während sie sich in dem Ladungserhaltungsmodus befindet, als Reaktion darauf, dass die Betriebsleistung des Verbrennungsmotors größer als eine Wirkungsgradschwelle, z. B 20 %, ist, den Batterie-SOC innerhalb eines Bereichs halten, der durch die zweite maximale Erhaltungsschwelle definiert ist, die größer als die erste maximale Erhaltungsschwelle ist. Zusätzlich oder alternativ kann die Steuerung den Batterie-SOC als Reaktion darauf, dass die aktuelle Betriebsleistung des Verbrennungsmotors größer ist als die geschätzte Betriebsleistung des Verbrennungsmotors, die sich aus einer Änderung des Verbrennungsmotorbetriebs ergibt, innerhalb eines Bereichs halten, der durch die zweite maximale Erhaltungsschwelle definiert ist.
In noch weiteren Beispielen kann die Steuerung konfiguriert sein, um eine geschätzte Gesamtenergie zum Betreiben des Verbrennungsmotors bei einem aktuell hohen Wirkungsgrad zu vergleichen, um die Batterie zu laden und die Batterie anschließend auf eine geschätzte Gesamtenergie zum Verringern oder Beenden des Batterieladens zum Antrieb zu entladen, um den Verbrennungsmotor mit einem niedrigeren Wirkungsgrad zu betreiben und um keine zusätzliche Batterieenergie für den späteren Antrieb zu haben. Als Reaktion darauf, dass die Energie, die an dem Ausgang der Batterie verloren geht, niedriger ist als die Energie, die aufgrund eines Abfallens des Verbrennungsmotorwirkungsgrades verloren geht, kann die Steuerung den Verbrennungsmotor mit einem aktuell hohen Wirkungsgrad betreiben, um die Batterie auf den zweiten SOC-Ladungserhaltungsbereich zu laden, der größer ist als der erste SOC-Ladungserhaltungsbereich. In einem Beispiel kann der zweite SOC-Ladungserhaltungsbereich eine obere SOC-(Maximal-)Schwelle beinhalten, die größer als eine obere SOC-(Maximal-)Schwelle ist, die dem ersten SOC-Ladungserhaltungsbereich zugeordnet ist.
1 veranschaulicht ein beispielhaftes Leistungsverteilungssystem 100 für ein Hybridelektrofahrzeug (hierin nachfolgend Fahrzeug) 102. Das Fahrzeug 102 beinhaltet eine oder mehrere elektrische Maschinen 104, die zum Betrieb als eines oder beides von einem Elektromotor und einem Generator in der Lage sind, eine Traktionsbatterie 106, einen Verbrennungsmotor 108 und ein Mehrfachübersetzungs-Automatikgetriebe 112. Das Fahrzeug 102 beinhaltet außerdem eine Hybridantriebsstrangsteuerung 110, die zum Überwachen und Steuern 116 des Betriebs einer oder mehrerer Komponenten des Fahrzeugs 102 konfiguriert ist.
Der Verbrennungsmotor 108 und die elektrische Maschine 104 sind Antriebsquellen für das Fahrzeug 102. Wenngleich dies in dieser Schrift nicht gesondert veranschaulicht ist, kann der Verbrennungsmotor 108 in einigen Fällen durch eine Trennkupplung mit der elektrischen Maschine 104 verbindbar sein, sodass eine Verbrennungsmotorausgangswelle mit einer Elektromotoreingangswelle verbindbar ist, wodurch der Verbrennungsmotor 108 und die elektrische Maschine 104 in Reihe verbunden werden können. Die elektrische Maschine 104 kann zum Beispiel über einen Drehmomentwandler selektiv mit dem Verbrennungsmotor 108 verbindbar sein.
Das Getriebe 112 ist über eine entsprechende Ausgangswelle mit einem Differential 126 verbunden und Antriebsräder 114 sind über entsprechende Achsen 128 mit dem Differential 126 verbunden. Die von dem Verbrennungsmotor 108 und/oder der elektrischen Maschine 104 aufgebrachte Antriebskraft wird (z. B. über den Drehmomentwandler und/oder das Getriebe 112) auf die Antriebsräder 114 übertragen, wodurch das Fahrzeug 102 angetrieben wird. Das Getriebe 112 kann Planetenradsätze beinhalten, die eine Vielzahl von Reibungselementen aufweisen, die selektiv in Eingriff gebracht werden können, um mehrere Übersetzungsverhältnisse zu erzielen. Die Reibungselemente können über einen Schaltzeitplan steuerbar sein, der bestimmte Elemente der Planetenradsätze verbindet und trennt, um ein Übersetzungsverhältnis zwischen dem Getriebeausgangsdrehmoment und dem Getriebeeingangsdrehmoment zu steuern. In einem Beispiel kann das Getriebe 112 auf Grundlage des Bedarfs des Fahrzeugs 102 automatisch aus einem Übersetzungsverhältnis in ein anderes geschaltet werden.
In einer beispielhaften Anordnung kann es sich bei dem Verbrennungsmotor 108 um eine Hauptleistungsquelle für das Fahrzeug 102 handeln. Bei dem Verbrennungsmotor 108 kann es sich um eine Brennkraftmaschine handeln, wie etwa einen mit Benzin, Diesel oder Erdgas betriebenen Verbrennungsmotor. Der Verbrennungsmotor 108 erzeugt ein Motordrehmoment, das der elektrischen Maschine 104 zugeführt wird, wenn der Verbrennungsmotor 108 und die elektrische Maschine 104 miteinander verbunden sind. Um das Fahrzeug 102 mithilfe des Verbrennungsmotors 108 anzutreiben, gelangt zumindest ein Teil des Motordrehmoments von dem Verbrennungsmotor 108 zu der elektrischen Maschine 104 und anschließend von der elektrischen Maschine 104 zu dem Getriebe 112.
Bei der Traktionsbatterie 106 kann es sich in einigen Anordnungen eine weitere Antriebsleistungsquelle für das Fahrzeug 102 handeln. Wie zum Beispiel in Bezug auf 2B beschrieben, kann die Traktionsbatterie 106 eine Vielzahl von Batteriezellen, z. B. elektrochemische Zellen, umfassen, die elektrisch mit einer Vielzahl von Verbindern und Schaltern verbunden sind, welche die Zuführung und Entnahme elektrischer Energie zu und aus den Batteriezellen aktivieren und deaktivieren. Bei der Vielzahl von Verbindern und Schaltern kann es sich um elektrisch betätigte Schalter, Relais oder andere elektrische, elektronische oder elektromagnetische Komponenten handeln, die konfiguriert sind, um selektiv einen Stromfluss zwischen einem oder mehreren Teilen der Traktionsbatterie 106 und anderen Fahrzeugkomponenten herzustellen, zu unterbrechen oder umzuleiten. Ein Beispiel für einen elektrisch gesteuerten Schalter, der zum Betrieb in einem HEV konfiguriert ist, ist ein Hochspannungsschütz.
Eine Batteriesteuerung 118 kann konfiguriert sein, um den Betrieb der Traktionsbatterie 106 zu überwachen und zu steuern. In einem Beispiel ist die Batteriesteuerung 118 konfiguriert, um die Vielzahl von Verbindern und Schaltern, z. B. Schützen, der Traktionsbatterie 106 zu steuern. In einem solchen Beispiel kann die Batteriesteuerung 118 einen Befehl zum Öffnen oder Schließen eines oder mehrerer Schütze geben, um die Traktionsbatterie 106 mit anderen Komponenten des Fahrzeugs 102 zu verbinden oder von diesen zu trennen.
Die Batteriesteuerung 118 kann elektrisch mit einer oder mehreren anderen Fahrzeugsteuerungen, wie etwa unter anderem einer Karosseriesteuerung, einer Klimaanlagensteuerung, einer Bremssteuerung und so weiter, verbunden sein und in Kommunikation stehen und kann als Reaktion auf Empfangen eines Signals von den anderen Fahrzeugsteuerungen einen Befehl zum Öffnen oder Schließen eines oder mehrerer Schütze geben. Zusätzlich oder alternativ kann die Batteriesteuerung 118 mit der Hybridantriebsstrangsteuerung 110 in Kommunikation stehen und als Reaktion auf ein oder mehrere Signale von der Hybridantriebsstrangsteuerung 110 einen Befehl zum Laden und Entladen der Traktionsbatterie 106 geben. In einigen Beispielen können die Antriebsstrangsteuerung 110, die Batteriesteuerung 118 und andere Fahrzeugsteuerungen miteinander und mit anderen Komponenten des Fahrzeugs 102 über ein oder mehrere fahrzeuginterne Netzwerke, wie unter anderem über einen oder mehrere von einem Fahrzeug-Controller-Area-Network (CAN), einem Ethernet-Netzwerk und einer medienorientierten Systemübertragung (media oriented system transfer - MOST), kommunizieren, um einige Beispiele zu nennen.
Die Batteriesteuerung 118 kann außerdem konfiguriert sein, um Signale von einer Vielzahl von Sensoren (nicht veranschaulicht) des Fahrzeugs 102 zu empfangen, wie unter anderem von einem Batteriespannungssensor, einem Batteriestromsensor, einem Batterietemperatursensor, einem Umgebungstemperatursensor und so weiter. Die Batteriesteuerung 118 kann als Reaktion auf das Empfangen eines Signals von dem einen oder den mehreren Fahrzeugsensoren einen Befehl zum Übertragen von Energie zu und von der Traktionsbatterie 106 geben. Während die Traktionsbatterie 106 der Beschreibung nach elektrochemische Zellen beinhaltet, werden andere Arten von Umsetzungen von Energiespeichervorrichtungen, wie etwa Kondensatoren, ebenfalls in Betracht gezogen.
Das Fahrzeug 102 kann konfiguriert sein, um die Traktionsbatterie 106 über eine Verbindung zu einem Stromnetz wiederaufzuladen. Das Fahrzeug 102 kann zum Beispiel mit einer Elektrofahrzeug-Versorgungseinrichtung (electric vehicle supply equipment - EVSE) 134 einer Ladestation zusammenwirken, um die Ladungsübertragung von dem Stromnetz zu der Traktionsbatterie 106 zu koordinieren. In einem Beispiel kann die EVSE 134 einen Ladestecker zum Einstecken in eine Ladebuchse 136 des Fahrzeugs 102 aufweisen, wie etwa über Steckerstifte, die mit entsprechenden Aussparungen der Ladebuchse 136 zusammenpassen. Die Ladebuchse 136 kann elektrisch mit einer bordeigenen Ladevorrichtung (hierin nachfolgend Ladevorrichtung) 138 verbunden sein. Die Ladevorrichtung 138 kann die Leistung konditionieren, die von der EVSE 134 zugeführt wird, um den richtigen Spannungs- und Strompegel an der Traktionsbatterie 106 bereitzustellen. Die Ladevorrichtung 138 kann elektrisch mit der EVSE 134 verbunden sein und mit diesem in Kommunikation stehen, um die Abgabe von Leistung an das Fahrzeug 102 zu koordinieren.
Das Fahrzeug 102 kann konfiguriert sein, um eine oder mehrere Leistungsarten zu empfangen, wie unter anderem einphasige oder dreiphasige AC-Leistung und DC-Leistung. Das Fahrzeug 102 kann konfiguriert sein, um unterschiedliche Pegel von AC- und DC-Spannung zu empfangen, einschließlich unter anderem Pegel 1 120 Volt(V) AC-Ladung, Pegel 2 240 V AC-Ladung, Pegel 1 200-450 V und 80 Ampere (A) DC-Ladung, Pegel 2 200-450 V und bis zu 200 A DC-Ladung, Pegel 3 200-450 V und bis zu 400 A DC-Ladung und so weiter. Die Zeit, die erforderlich ist, um einen bestimmten Betrag an elektrischer Ladung zu empfangen, kann für die verschiedenen Ladeverfahren variieren. In einigen Fällen kann es, wenn eine Einzelphasen-AC-Ladung verwendet wird, mehrere Stunden dauern, bis die Ladung der Traktionsbatterie 106 wiederaufgefüllt ist. Als ein weiteres Beispiel kann derselbe Betrag an Ladung bei ähnlichen Bedingungen unter Verwendung anderer Ladeverfahren innerhalb von Minuten übertragen werden.
In einem Beispiel können sowohl die Ladebuchse 136 als auch die EVSE 134 konfiguriert sein, um den Branchenstandards zu entsprechen, die das Laden elektrifizierter Fahrzeuge betreffen, wie unter anderem J1772, J1773, J2954 der Society of Automotive Engineers (SAE), 15118-1, 15118-2, 15118-3 der International Organization for Standardization (ISO), der deutschen DIN-Spezifikation 70121, den chinesischen GB/T 27930, GB/T 18487.1, GB/T 20234.1, GB/T 20234.2, GB/T 20234.3 und so weiter. In einem Beispiel können die Aussparungen der Ladebuchse 136 eine Vielzahl von Anschlussklemmen beinhalten, sodass die erste und die zweite Anschlussklemme konfiguriert sein können, um Leistung unter Verwendung von AC-Ladung des Pegels 1 und 2 zu übertragen, und die dritte und die vierte Anschlussklemme DC-Ladungs-Anschlussklemmen und konfiguriert sein können, um Leistung unter Verwendung von DC-Ladung des Pegels 1, 2 oder 3 zu übertragen.
Anders angeordnete Verbinder, die mehr oder weniger Anschlussklemmen aufweisen, werden ebenfalls in Betracht gezogen. In einem Beispiel kann die Ladebuchse 136 Anschlussklemmen beinhalten, die konfiguriert sind, um eine Masseverbindung herzustellen, Steuersignale an die EVSE 134 zu senden und von dieser zu empfangen, Näherungserfassungssignale zu senden oder zu empfangen und so weiter. Bei einem Näherungssignal kann es sich um ein Signal handeln, das einen Eingriffszustand zwischen der Ladebuchse 136 des Fahrzeugs 102 und dem entsprechenden Verbinder der EVSE 134 angibt. Bei einem Steuersignal kann es sich um ein impulsbreitenmoduliertes (pulse-width modulation - PWM) Niederspannungssignal handeln, das zum Überwachen und Steuern des Ladeprozesses verwendet wird. Die Ladevorrichtung 138 kannkonfiguriert sein, um das Übertragen von Energie an das Fahrzeug 102 als Reaktion auf Empfangen eines entsprechenden Signals von der EVSE 134 einzuleiten. In einem Beispiel kann die Ladevorrichtung 138 konfiguriert sein, um das Laden als Reaktion darauf einzuleiten, dass ein Tastverhältnis des Anforderungssignals über einem vordefinierten Schwellenwert liegt.
Die Traktionsbatterie 106 ist elektrisch mit der elektrischen Maschine 104 verbunden 124, sodass die in der Traktionsbatterie 106 gespeicherte Energie durch die elektrische Maschine 104 verwendet und/oder aufgefüllt werden kann. Bei der Verbindung 124 (allgemein als gepunktete Linie veranschaulicht) zwischen der Traktionsbatterie 106 und der elektrischen Maschine 104 kann es sich um eine Hochspannungsverbindung handeln, die zum Übertragen von Spannungen von mehr als 50 Volt (V) konfiguriert ist. In einem Beispiel kann die elektrische Maschine 104 elektrisch mit einem (nicht veranschaulichten) Wechselrichter verbunden sein, der eine bidirektionale Energieübertragung zwischen der elektrischen Maschine 104 und der Traktionsbatterie 106 bereitstellt. Wenn die elektrische Maschine 104 in einem Elektromotormodus betrieben wird, kann der Wechselrichter eine durch die Traktionsbatterie 106 bereitgestellte Ausgabe von Hochspannungs-Gleichstrom (direct current - DC) in einen Dreiphasen-Wechselstrom (alternating current - AC) umwandeln, wie er für eine ordnungsgemäße Funktionsfähigkeit der elektrischen Maschine 104 erforderlich sein kann. Wenn die elektrische Maschine 104 in einem Regenerationsmodus betrieben wird, kann der Wechselrichter die Dreiphasen-AC-Abgabe von der als Generator fungierenden elektrischen Maschine 104 in die von der Traktionsbatterie 106 benötigte DC-Eingabe umwandeln. Zusätzlich zum Bereitstellen von Energie für den Antrieb kann die Traktionsbatterie 106 Energie für andere elektrische Fahrzeugkomponenten bereitstellen, wie etwa ein(en) oder mehrere Verdichter und elektrische Heizelemente, die unter Verwendung von Spannungen von über 50 V betrieben werden.
Die Traktionsbatterie 106 kann konfiguriert sein, um an einer Niederspannungs-DC-Zufuhr, die mit anderen elektrischen Verbrauchern des Fahrzeugs 102 kompatibel ist, Energie bereitzustellen. Ein DC/DC-Wandler 120 kann zwischen einer durch ein/e oder mehrere Niederspannungsteilsysteme oder -komponenten verwendeten Niederspannungsverbindung 122 und der zum Beispiel durch die elektrische Maschine 104 und die Traktionsbatterie 106 verwendeten Hochspannungsverbindung 124 verbunden sein. Die Hoch- und die Niederspannungsverbindung 124, 122 können elektrische Schaltungsverbindungen sein, die dazu dienen, entsprechende Beträge von elektrischem Strom zu übertragen, entsprechenden Beträgen an Spannungsunterschieden standzuhalten und so weiter, die sich voneinander unterscheiden. Als ein Beispiel kann die Hochspannungsverbindung 124 konfiguriert sein, um elektrischen Strom zu übertragen, der höher ist als der elektrische Strom, der durch die Niederspannungsverbindung 122 übertragen wird. Als ein weiteres Beispiel kann die Hochspannungsverbindung 124 mit Komponenten verbunden sein, die eine Betriebsspannung erforderlich machen, die höher als die Betriebsspannung ist, die Komponenten zugeordnet ist, die mit der Niederspannungsverbindung 122 verbunden sind.
In einigen Fällen kann der DC/DC-Wandler 120 ein bidirektionaler Inverswandler sein, der konfiguriert ist, um zu und von der Hochspannungsverbindung 124 und der Niederspannungsverbindung 122 strömende Leistung umzuwandeln. Beispielsweise kann der DC/DC-Wandler 120 im Abwärtsmodus die Hochspannungs-DC-Ausgabe der Traktionsbatterie 106 auf die von den Komponenten der Niederspannungsverbindung 122 benötigte Niederspannungs-DC-Eingabe reduzieren („abwärtswandeln“). In einem weiteren Beispiel kann der DC/DC-Wandler 120 beim Betrieb in einem Aufwärtsmodus die Niederspannungs-DC-Ausgabe der Komponenten der Niederspannungsverbindung 122 auf eine mit der Traktionsbatterie 106 kompatible Hochspannungs-DC-Eingabe erhöhen („aufwärtswandeln“) .
Die Batteriesteuerung 118 kann den Betrieb des DC/DC-Wandlers 120 und der Niederspannungsteilsysteme oder -komponenten überwachen und steuern, wie etwa Aktivieren des Wandlers 120 zum Laden oder Entladen der Komponenten der Niederspannungsverbindung 122, Aktivieren der Komponenten der Niederspannungsverbindung 122 zum Übertragen von Leistung zur Unterstützung des Antriebs, Ein- oder Ausschalten der Komponenten der Niederspannungsverbindung 122, wenn der Verbrennungsmotor 108 ausgeschaltet ist, Ermöglichen oder Verhindern der Aktivierung des Wandlers 120 und so weiter. Zusätzlich oder alternativ können der DC/DC-Wandler 120 und einige oder alle der Komponenten der Niederspannungsverbindung 122 konfiguriert sein, i, Befehlssignale von der Hybridantriebsstrangsteuerung 110 zu empfangen. In einigen Fällen können die Niederspannungsteilsysteme oder -komponenten, die über die Niederspannungsverbindung 122 elektrisch miteinander und mit anderen Teilen des elektrischen Verteilnetzwerks des Fahrzeugs 102 verbunden sind, allgemein als Niederspannungsbus bezeichnet werden.
Der Niederspannungsbus kann ein elektrischer Bus sein, der eine oder mehrere Komponenten der Niederspannungsverbindung 122 miteinander verbindet, wie unter anderem eine Leistungsquelle 130 von Nebenverbrauchern und Nebenverbraucher 132. Die mit der Niederspannungsverbindung 122 verbundene Leistungsquelle 130 der Nebenverbraucher kann konfiguriert sein, um Energie an den Nebenverbrauchern 132, wie unter anderem an einer Klimaanlagensteuerung für den Innenraum und das Antriebssystem, einer Innenraumbeleuchtung, einem Audiosystem des Fahrzeugs und so weiter, bereitzustellen. Bei anderen Beispielen für das Versorgen der Nebenverbraucher 132 mit Leistung kann es sich um das Versorgen eines oder mehrere elektrischer Verbraucher des Fahrzeugs 102 während eines Zündungsausschalt- und/oder Motorausschaltzustands handeln.
2 veranschaulicht einen beispielhaften Graphen 200 für Betriebsmodi des Fahrzeugs 102. Der Graph 200 beinhaltet eine vertikale Achse 204, die einen SOC der Traktionsbatterie 106 angibt, und eine horizontale Achse 202, die eine Zeit angibt. Eine Kurve 206 kann eine zeitliche Änderung des SOC der Traktionsbatterie 106 angeben. Ein Vorgang oder mehrere Vorgänge, die in Bezug auf den Betrieb des Fahrzeugs 102 und die Änderung des SOC der Traktionsbatterie 106 im Zeitverlauf beschrieben sind, können als Anweisungen gespeichert und durch einen entsprechenden Prozessor von einer oder beiden von der Hybridantriebsstrangsteuerung 110 und der Batteriesteuerung 118 ausgeführt werden. Während die Hybridantriebsstrangsteuerung 110 und die Batteriesteuerung 118 so beschrieben sein können, dass sie einen gegebenen Vorgang ausführen, wird dementsprechend außerdem in Betracht gezogen, dass jeder Vorgang von der anderen der Steuerungen 110, 118 ausgeführt werden kann und/oder von einer oder mehreren zusätzlichen oder alternativen Steuerungen des Fahrzeugs 102 ausgeführt wird.
Die Steuerung 118 kann konfiguriert ist, um das Fahrzeug 102 und die Batterie 106 in dem Ladungserschöpfungsmodus zu betreiben, wenn der Traktionsbatterie-SOC zwischen einer oberen (maximalen) Erschöpfungsschwelle 208 und einer unteren (minimalen) Erschöpfungsschwelle 210a liegt, wobei die obere und untere Erschöpfungsschwelle 208, 210a einen SOC-Erschöpfungsbereich 212 definieren. Ferner kann die Steuerung 118 in dem Ladungserhaltungsmodus betrieben werden, wenn der Traktionsbatterie-SOC zwischen einer oberen (maximalen) Erhaltungsschwelle 210b und einer unteren (minimalen) Erhaltungsschwelle 214 liegt, wobei die obere und untere Erhaltungsschwelle 210b, 214 einen SOC-Erhaltungsbereich 216 definieren. Während die untere Erschöpfungsschwelle 210a so veranschaulicht ist, dass sie ungefähr gleich der oberen Erhaltungsschwelle 210b ist, sodass bei Verlassen des Ladungserschöpfungsmodus das Fahrzeug in dem Ladungserhaltungsmodus betrieben werden kann, ist die Offenbarung nicht hierauf beschränkt und können sich die SOC-Bereiche, die jedem von dem Ladungserhaltungs- und -erschöpfungsmodus entsprechen, überlappen, kann es sich hierbei um größere, kleinere oder unterschiedliche SOC-Bereiche handeln und können diese größere, kleinere oder andere maximale und minimale Schwellenwerte beinhalten.
In einigen Fällen kann die Batteriesteuerung 118 konfiguriert sein, um den SOC der Batterie 106 innerhalb eines Bereichs zu halten, der größer als eine absolute SOC-Minimalschwelle SOC_{min_abs} 218 ist, indem sie z. B. verhindert, dass der SOC unter die SOC-Mindestschwelle SOC_{min_abs} 218 fällt. Die absolute SOC-Mindestschwelle SOC_{min_abs} 218 einer gegebenen Traktionsbatterie können gemäß einem oder mehreren von Herstelleranforderungen, einer chemischen Zusammensetzung der Batteriezellen, einer Batteriezellenanordnung und anderen Vorgaben festgelegt werden, die durch eine Gestaltung, Herstellung, Tests oder Validierungsverfahren und -ergebnisse des Systems und so weiter bestimmt werden.
Die Batteriesteuerung 118 kann konfiguriert sein, um das Fahrzeug 102 in einem von einem Ladungserschöpfungsmodus und einem Ladungserhaltungsmodus zu betreiben. In einigen Fällen kann das Betreiben des Fahrzeugs 102 in dem Ladungserhaltungsmodus Begrenzen der von der Traktionsbatterie 106 abgegebenen Leistung auf weniger als eine vordefinierte Leistungsschwelle beinhalten und kann das Betreiben des Fahrzeugs 102 in dem Ladungserschöpfungsmodus das Nichtbegrenzen der Ausgangsleistung der Traktionsbatterie 106 beinhalten, sodass die Batterie 106 eine Leistung abgibt, die größer als die Leistungsschwelle ist. Während die Ausgangsleistung der Batterie 106 als ein Beispiel für einen Unterschied zwischen dem Betrieb in dem Ladungserschöpfungs- und Ladungserhaltungsmodus beschrieben ist, können ein oder mehrere zusätzliche oder alternative Betriebskriterien, Parameter und Werte ausgewertet werden, um jeden von dem Ladungserschöpfungs- und Ladungserhaltungsmodus des Fahrzeugs 102 im Allgemeinen und der Traktionsbatterie 106 im Besonderen zu definieren.
In einem Beispiel kann die Batteriesteuerung 118 als Reaktion darauf, dass der SOC der Traktionsbatterie 106 größer als eine untere Erschöpfungsschwelle 210 ist, den Modusflag-Wert auf den Boole'schen Wert 1 einstellen und das Fahrzeug 102 in dem Ladungserschöpfungsmodus betreiben. In einem weiteren Beispiel kann die Batteriesteuerung 118 als Reaktion darauf, dass der SOC der Traktionsbatterie 106 unter die untere Erschöpfungsschwelle 210 fällt, den Modusflag-Wert auf den Boole'schen Wert 0 einstellen und das Fahrzeug 102 in dem Ladungserhaltungsmodus betreiben. In einigen Fällen kann die Batteriesteuerung 118 als Reaktion darauf, dass der SOC der Traktionsbatterie 106 unter einen Mittelwert 220 des Ladungserhaltungsmodus fällt, gemäß einer Hysterese zwischen dem Ladungserschöpfungs- und dem Ladungserhaltungsmodus wechseln, wie etwa durch Ändern des Modusflag-Werts auf den Boole'schen Wert 0, wodurch der Ladungserhaltungsmodus angegeben wird.
3 veranschaulicht einen beispielhaften Graphen 300 für Betriebsmodi des Fahrzeugs 102. Der Graph 300 beinhaltet eine vertikale Achse 304, die einen SOC der Traktionsbatterie 106 angibt, und eine horizontale Achse 302, die eine Zeit angibt. Eine Kurve 306 kann eine zeitliche Änderung des SOC der Traktionsbatterie 106 angeben. Wie in Bezug auf zumindest 2 beschrieben, können ein Vorgang oder mehrere Vorgänge, die in Bezug auf den Betrieb des Fahrzeugs 102 und die Änderung des SOC der Traktionsbatterie 106 im Zeitverlauf beschrieben sind, als Anweisungen gespeichert und durch einen entsprechenden Prozessor von einer oder beiden von der Hybridantriebsstrangsteuerung 110 und der Batteriesteuerung 118 ausgeführt werden, und, wenngleich die Hybridantriebsstrangseuerung 110 und die Batteriesteuerung 118 so beschrieben sein können, dass sie einen gegebenen Vorgang ausführen, wird außerdem in Erwägung gezogen, dass jeder Vorgang durch die andere von den Steuerungen 110, 118 ausgeführt wird und/oder durch eine oder mehrere zusätzliche oder alternative Steuerungen des Fahrzeugs 102 gesteuert wird.
Die Steuerung 118 kann konfiguriert sein, um den Betrieb der Batterie 106 in dem Ladungserhaltungsmodus als Reaktion darauf einzuleiten, dass der Batterie-SOC z. B. zu oder ungefähr zu einem Zeitpunkt t unter eine minimale SOC-Erschöpfungsschwelle 310 fällt. Bei Eintreten in den Ladungserhaltungsmodus, d. h. bei Einstellen des Modus-Flag auf den Boole'schen Wert 0 und/oder bei Einleiten eines Begrenzens der Leistungsabgabe durch die Traktionsbatterie 106, kann die Steuerung 118 konfiguriert sein, um den SOC der Batterie 106 innerhalb des durch eine erste maximale Erhaltungschwelle 310 und eine erste minimale Erhaltungsschwelle 312 definierten SOC-Erhaltungsbereichs 216 zu halten, wobei die erste minimale Erhaltungsschwelle 312 größer als eine absolute SOC-Minimalschwelle 314 der Traktionsbatterie 106 ist.
4 veranschaulicht einen beispielhaften Graphen 400 für Betriebsmodi des Fahrzeugs 102. Der Graph 400 beinhaltet eine vertikale Achse 404, die einen SOC der Traktionsbatterie 106 angibt, und eine horizontale Achse 402, die eine Zeit angibt. Eine Kurve 406 kann eine zeitliche Änderung des SOC der Traktionsbatterie 106 angeben. Bei Eintreten in den Ladungserhaltungsmodus, d. h. bei Einstellen des Modus-Flag auf den Boole'schen Wert 0 und/oder bei Einleiten eines Begrenzens der Leistungsabgabe durch die Traktionsbatterie 106, kann die Steuerung 118 konfiguriert sein, um den SOC der Batterie 106 innerhalb des durch die erste maximale Erhaltungschwelle 310 definierten SOC-Erhaltungsbereichs 216 zu halten.
In einigen Fällen kann die Steuerung 118, während sie sich in dem Ladungserhaltungsmodus befindet, als Reaktion darauf, dass die Betriebsleistung des Verbrennungsmotors 108 größer als eine Wirkungsgradschwelle, z. B 20 %, ist, den Batterie-SOC innerhalb eines Bereichs halten, der durch eine zweite maximale Erhaltungsschwelle 410 definiert ist, die größer als die erste maximale Erhaltungsschwelle 310 ist. Zusätzlich oder alternativ kann die Steuerung 118 den Batterie-SOC als Reaktion darauf, dass die aktuelle Betriebsleistung des Verbrennungsmotors 108 größer ist als die geschätzte Betriebsleistung des Verbrennungsmotors 108, die sich aus einer Änderung des Betriebszustands des Verbrennungsmotors ergibt, innerhalb eines Bereichs halten, der durch die zweite maximale Erhaltungsschwelle 410 definiert ist.
In noch weiteren Beispielen kann die Steuerung 118 konfiguriert sein, um eine geschätzte Gesamtenergie zum Betreiben des Verbrennungsmotors 108 bei einem aktuell hohen Wirkungsgrad zu vergleichen, um die Batterie 106 zu laden und die Batterie 106 anschließend auf eine geschätzte Gesamtenergie zum Verringern oder Beenden des Batterieladens zum Antrieb zu entladen, um den Verbrennungsmotor mit einem niedrigeren Wirkungsgrad zu betreiben und um keine zusätzliche Batterieenergie für den späteren Antrieb zu haben. Als Reaktion darauf, dass die Energie, die an dem Ausgang der Batterie verloren geht, niedriger ist als die Energie, die aufgrund eines Abfalls des Verbrennungsmotorwirkungsgrades verloren geht, kann die Steuerung 118 den Verbrennungsmotor 108 mit einem aktuell hohen Wirkungsgrad betreiben, um die Batterie 106 auf den zweiten SOC-Ladungserhaltungsbereich 412 zu laden, der größer ist als der erste SOC-Ladungserhaltungsbereich 216. In einem Beispiel kann der zweite SOC-Ladungserhaltungsbereich 412 die zweite maximale Erhaltungsschwelle 410 beinhalten, die größer als die erste maximale Erhaltungsschwelle 310 ist, die dem ersten SOC-Ladungserhaltungsbereich 216 zugeordnet ist.
5A veranschaulicht einen beispielhaften Prozess 500-A zum Betreiben des Fahrzeugs 102 entsprechend eines von dem ersten und zweiten SOC-Ladungserhaltungsbereich. Der Prozess 500-A kann bei Block 502 beginnen, bei dem die Steuerung 118 erfassen kann, dass das Fahrzeug 102 EINGESCHALTET wurde. In einigen Fällen kann der Fahrzeug-EIN-Zustand anhand von Signalen, wie unter anderem einem Zündschalterzustand, einer Motordrehzahl, einer Raddrehzahl und so weiter, erfasst werden. Die Steuerung 118 kann bei Block 504 bestimmen, ob der SOC der Traktionsbatterie 106 größer als eine SOC-Erschöpfungsschwelle ist. In einem Beispiel kann die Steuerung 118 den SOC der Traktionsbatterie 106 mit einer SOC-Schwelle vergleichen, z. B. 20 %, wodurch angegeben wird, dass das Fahrzeug 102 und/oder die Traktionsbatterie 106 in dem Ladungserschöpfungsmodus betrieben werden können/kann.
Als Reaktion darauf, dass der SOC der Traktionsbatterie 106 über der SOC-Ladungserschöpfungsschwelle liegt, kann die Steuerung 118 bei Block 506 die Traktionsbatterie 106 und/oder das Fahrzeug 102 in dem Ladungserschöpfungsmodus betreiben. Als einige nicht einschränkende Beispiele kann der Ladungserschöpfungsbetriebssmodus Betreiben der Traktionsbatterie 106 beinhalten, um eine erste maximale Energie E_{max_CD} abzugeben, z.B. 6 Kilowattstunden (kWh), um Systemanforderungen bezüglich Antrieb und Nichtantrieb, einer Benutzeranforderung bezüglich Beschleunigung, Leistung und Drehmoment und so weiter zu entsprechen.
Die Steuerung 118 kann bei Block 508 bestimmen, ob das Fahrzeug 102 AUSGESCHALTET wurde. Als Reaktion darauf, dass das Fahrzeug 102 EINGESCHALTET wird, kann die Steuerung 118 zu Block 504 zurückkehren, bei dem sie bestimmt, ob der Traktionsbatterie-SOC über der SOC-Ladungserschöpfungsschwelle liegt. Wenn das Fahrzeug 102 AUSGESCHALTET ist, kann die Steuerung 118 den Prozess 500-A verlassen. In einigen Fällen kann die Steuerung 118 vor dem Verlassen des Prozesses 500-A einen Modusflag-Wert zwischenspeichern oder speichern, wodurch angegeben wird, ob das Fahrzeug 102 in dem Ladungserschöpfungsmodus (Boole'scher Wert 1) oder dem Ladungserhaltungsmodus (Boole'scher Wert 0) betrieben wird, oder einen anderen Vorgang oder mehrere andere Vorgänge ausführen.
Als Reaktion darauf, dass der SOC der Traktionsbatterie unter der SOC-Ladungserschöpfungsschwelle liegt, z. B. unter 20 %, kann die Steuerung 118 bei Block 510 die Traktionsbatterie 106 und/oder das Fahrzeug 102 in dem Ladungserhaltungsmodus betreiben. In einem Beispiel kann der Ladungserhaltungsbetriebsmodus Betreiben der Traktionsbatterie 106 beinhalten, um eine zweite maximale Energie E_{max_CS} abzugeben, z. B. 0,4 kWh, die kleiner als die erste maximale Energie E_{max_CD} ist. Die in dieser Schrift angegebenen Batterieenergieabgabewerte sind lediglich Beispiele und nicht hierauf beschränkt. In einigen Fällen können eine oder beide von der ersten und zweiten maximalen Energie E_{max_CD} und E_{max_CS} aufgrund von Fahrzeugbetriebsbedingungen, Benutzeranforderungen und so weiter variieren, sodass die zweite maximale Ausgabeenergie E_{max_CS} kleiner ist als die erste maximale Ausgabeenergie E_{max_CD}.
Bei Block 512 kann die Steuerung 118 bestimmen, ob Ausnahmen für den Betrieb der Traktionsbatterie 106 in dem zweiten SOC-Ladungserhaltungsbereich zutreffen. Die Ausnahmen können Betriebsbedingungen des Fahrzeugs 102 beinhalten, wie unter anderem Temperaturen, die unter einer Temperaturschwelle liegen, und so weiter. Wenn die Ausnahmebedingungen zutreffen, z. B. eine Betriebstemperatur unter der Temperaturschwelle liegt, kann die Steuerung 118 bei Block 516 die Batterie 106 gemäß dem ersten SOC-Ladungserhaltungsbereich betreiben. Zum Beispiel kann die Steuerung 118 eine Übertragung von Energie, die von dem Verbrennungsmotor 108 erzeugt wird, an die Traktionsbatterie 106 verhindern, um die Batterie aufzuladen, wodurch die Traktionsbatterie 106 und das Fahrzeug 102 gemäß dem ersten SOC-Ladungserhaltungsbereich betrieben werden.
Als Reaktion darauf, dass die Ausnahmebetriebsbedingungen, nicht zutreffen, z. B. eine Temperatur über der Temperaturschwelle liegt, kann die Steuerung 118 bei Block 514 die Traktionsbatterie 106 gemäß dem zweiten SOC-Ladungserhaltungsbereich betreiben. Zum Beispiel kann die Steuerung 118 Energie, die von dem Verbrennungsmotor 108 oder anderen Komponenten des Fahrzeugs 102 erzeugt wird, an die Traktionsbatterie 106 übertragen, um die Batterie 106 aufzuladen, wodurch die Traktionsbatterie 106 und das Fahrzeug 102 gemäß dem zweiten SOC-Ladungserhaltungsbereich betrieben werden, der größer als der erste SOC-Ladungserhaltungsbereich ist. In einem Beispiel kann der zweite SOC-Ladungserhaltungsbereich eine obere SOC-(Maximal-)Schwelle beinhalten, die größer als eine obere SOC-(Maximal-)Schwelle ist, die dem ersten SOC-Ladungserhaltungsbereich zugeordnet ist.
Die Steuerung 118 kann bei Block 518 bestimmen, ob das Fahrzeug 102 AUSGESCHALTET wurde. Als Reaktion darauf, dass das Fahrzeug 102 EINGESCHALTET ist, kann die Steuerung 118 zu Block 512 zurückkehren, bei dem sie bestimmt, ob Ausnahmen für den Betrieb der Traktionsbatterie 106 in dem zweiten SOC-Ladungserhaltungsbereich zutreffen. Wenn das Fahrzeug 102 AUSGESCHALTET ist, kann die Steuerung 118 den Prozess 500-A verlassen. In einigen Fällen kann die Steuerung 118 vor dem Verlassen des Prozesses 500-A einen Modusflag-Wert Zwischenspeichern oder speichern, wodurch angegeben wird, ob das Fahrzeug 102 in dem Ladungserschöpfungsmodus (Boole'scher Wert 1) oder dem Ladungserhaltungsmodus (Boole'scher Wert 0) betrieben wird, oder einen anderen Vorgang oder mehrere andere Vorgänge ausführen. Der Prozess 500-A kann dann enden. In einigen Fällen kann der Prozess 500-A als Reaktion auf Erfassen, dass das Fahrzeug 102 EINGESCHALTET wurde, oder als Reaktion auf Erfassen eines anderen Signals oder Befehls wiederholt werden.
5B veranschaulicht einen beispielhaften Prozess 500-B zum Betreiben des Fahrzeugs 102 entsprechend eines von dem ersten und zweiten SOC-Ladungserhaltungsbereich. Der Prozess 500-B kann bei Block 522 beginnen, bei dem die Steuerung 118 erfassen kann, dass das Fahrzeug 102 EINGESCHALTET wurde. In einigen Fällen kann der Fahrzeug-EIN-Zustand anhand von Signalen, wie unter anderem einem Zündschalterzustand, einer Motordrehzahl, einer Raddrehzahl und so weiter, erfasst werden. Die Steuerung 118 kann bei Block 524 bestimmen, ob der SOC der Traktionsbatterie 106 größer als eine SOC-Erschöpfungsschwelle ist. In einem Beispiel kann die Steuerung 118 den SOC der Traktionsbatterie 106 mit einer SOC-Schwelle vergleichen, z. B. 20 %, wodurch angegeben wird, dass das Fahrzeug 102 und/oder die Traktionsbatterie 106 in dem Ladungserschöpfungsmodus betrieben werden können/kann.
Als Reaktion darauf, dass der SOC der Traktionsbatterie 106 über der SOC-Ladungserschöpfungsschwelle liegt, kann die Steuerung 118 bei Block 526 die Traktionsbatterie 106 und/oder das Fahrzeug 102 in dem Ladungserschöpfungsmodus betreiben. Als einige nicht einschränkende Beispiele kann der Ladungserschöpfungsbetriebssmodus Betreiben der Traktionsbatterie 106 beinhalten, um eine erste maximale Energie E_{max_CD} abzugeben, z.B. 6 Kilowattstunden (kWh), um Systemanforderungen bezüglich Antrieb und Nichtantrieb, einer Benutzeranforderung bezüglich Beschleunigung, Leistung und Drehmoment und so weiter zu entsprechen.
Die Steuerung 118 kann bei Block 528 bestimmen, ob das Fahrzeug 102 AUSGESCHALTET wurde. Als Reaktion darauf, dass das Fahrzeug 102 EINGESCHALTET wird, kann die Steuerung 118 zu Block 524 zurückkehren, bei dem sie bestimmt, ob der Traktionsbatterie-SOC über der SOC-Ladungserschöpfungsschwelle liegt. Wenn das Fahrzeug 102 AUSGESCHALTET ist, kann die Steuerung 118 den Prozess 500-B verlassen. In einigen Fällen kann die Steuerung 118 vor dem Verlassen des Prozesses 500-B einen Modusflag-Wert zwischenspeichern oder speichern, wodurch angegeben wird, ob das Fahrzeug 102 in dem Ladungserschöpfungsmodus (Boole'scher Wert 1) oder dem Ladungserhaltungsmodus (Boole'scher Wert 0) betrieben wird, oder einen Vorgang oder mehrere andere Vorgänge ausführen.
Als Reaktion darauf, dass der SOC der Traktionsbatterie unter der SOC-Ladungserschöpfungsschwelle liegt, z. B. unter 20 %, kann die Steuerung 118 bei Block 530 die Traktionsbatterie 106 und/oder das Fahrzeug 102 in dem Ladungserhaltungsmodus betreiben. In einem Beispiel kann der Ladungserhaltungsbetriebsmodus Betreiben der Traktionsbatterie 106 beinhalten, um eine zweite maximale Energie E_{max_CS} abzugeben, z. B. 0,4 kWh, die kleiner als die erste maximale Energie E_{max_CD} ist. Die in dieser Schrift angegebenen Batterieenergieabgabewerte sind lediglich Beispiele und nicht hierauf beschränkt. In einigen Fällen können eine oder beide von der ersten und zweiten maximalen Energie E_{max_CD} und E_{max_CS} aufgrund von Fahrzeugbetriebsbedingungen, Benutzeranforderungen und so weiter variieren, sodass die zweite maximale Ausgabeenergie E_{max_CS} kleiner ist als die erste maximale Ausgabeenergie E_{max_CD}.
Bei Block 532 kann die Steuerung 118 einen aktuellen Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors 108 bei aktuellen Betriebsbedingungen mit einem alternativen Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors 108 vergleichen, d. h. einem Wirkungsgrad, der sich aus einer Änderung des Betriebs des Verbrennungsmotors 108 ergibt. Als Reaktion darauf, dass der aktuelle Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors 108 kleiner als der alternative Wirkungsgrad ist, kann die Steuerung 118 bei Block 534 den Betrieb des Verbrennungsmotors 108 ändern. Zum Beispiel kann die Steuerung 118 eine Übertragung von Energie, die von dem Verbrennungsmotor 108 erzeugt wird, an die Traktionsbatterie 106 verhindern, um die Batterie aufzuladen, wodurch die Traktionsbatterie 106 und das Fahrzeug 102 gemäß dem ersten SOC-Ladungserhaltungsbereich betrieben werden.
Dementsprechend kann die Steuerung 118 als Reaktion darauf, dass ein aktueller Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors 108 bei aktuellen Betriebsbedingungen größer als ein alternativer Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors 108 ist, d. h. ein Wirkungsgrad, der sich aus einer Änderung des Betriebs des Verbrennungsmotors 108 ergibt, bei Block 536 den aktuellen Betrieb des Verbrennungsmotors 108 aufrechterhalten. Zum Beispiel kann die Steuerung 118 Energie, die von dem Verbrennungsmotor 108 erzeugt wird, an die Traktionsbatterie 106 übertragen, um die Batterie 106 aufzuladen, wodurch die Traktionsbatterie 106 und das Fahrzeug 102 gemäß dem zweiten SOC-Ladungserhaltungsbereich betrieben werden, der größer als der erste SOC-Ladungserhaltungsbereich ist. In einem Beispiel kann der zweite SOC-Ladungserhaltungsbereich eine obere SOC-(Maximal-)Schwelle beinhalten, die größer als eine obere SOC-(Maximal-)Schwelle ist, die dem ersten SOC-Ladungserhaltungsbereich zugeordnet ist.
Während bei Block 532 die Steuerung 118 so beschrieben ist, dass sie einen aktuellen und alternativen Wirkungsgrad vergleicht, werden außerdem andere Umsetzungen in Betracht gezogen. Als ein Beispiel kann die Steuerung 118 eine geschätzte Gesamtenergie zum Betreiben des Verbrennungsmotors 108 bei einem aktuell hohen Wirkungsgrad vergleichen, um die Batterie 106 zu laden und die Batterie 106 anschließend auf eine geschätzte Gesamtenergie zum Verringern oder Abschließen des Batterieladens zum Antrieb zu entladen, um den Verbrennungsmotor 108 mit einem niedrigeren Wirkungsgrad zu betreiben und um keine zusätzliche Energie der Batterie 106 für den späteren Antrieb zu haben. Wenn das Verringern der Betriebsleistung des Verbrennungsmotors zu geringeren Energieverlusten führt als bei dem aktuellen Wirkungsgrad, kann die Steuerung 118 die (niedrigere) Betriebsleistung des Verbrennungsmotors 108 ändern. Zum Beispiel kann die Steuerung 118 eine Übertragung von Energie, die von dem Verbrennungsmotor 108 erzeugt wird, an die Traktionsbatterie 106 verhindern, um die Batterie aufzuladen, wodurch die Traktionsbatterie 106 und das Fahrzeug 102 gemäß dem ersten SOC-Ladungserhaltungsbereich betrieben werden.
Als ein weiteres Beispiel kann die Steuerung 118 als Reaktion darauf, das ein geschätzter Motorbetrieb mit niedrigerem Wirkungsgrad zu größeren Energieverlusten führt als das Halten des Betriebs des Motors 108 auf einem aktuellen Wirkungsgrad, die Betriebsleistung des Verbrennungsmotors 108 aufrechterhalten. Zum Beispiel kann die Steuerung 118 Energie, die von dem Verbrennungsmotor 108 erzeugt wird, an die Traktionsbatterie 106 übertragen, um die Batterie 106 aufzuladen, wodurch die Traktionsbatterie 106 und das Fahrzeug 102 gemäß dem zweiten SOC-Ladungserhaltungsbereich betrieben werden, der größer als der erste SOC-Ladungserhaltungsbereich ist. In einem Beispiel kann der zweite SOC-Ladungserhaltungsbereich eine obere SOC-(Maximal-)Schwelle beinhalten, die größer als eine obere SOC-(Maximal-)Schwelle ist, die dem ersten SOC-Ladungserhaltungsbereich zugeordnet ist.
Die Steuerung 118 kann bei Block 538 bestimmen, ob das Fahrzeug 102 AUSGESCHALTET wurde. Als Reaktion darauf, dass das Fahrzeug 102 EINGESCHALTET ist, kann die Steuerung 118 zu Block 532 zurückkehren, bei dem sie einen Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors 108 im laufenden Betrieb mit einem alternativen Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors 108 vergleicht, d. h. einem Wirkungsgrad, der sich aus einer Änderung des Betriebs des Verbrennungsmotors 108 ergibt. Wenn das Fahrzeug 102 AUSGESCHALTET ist, kann die Steuerung 118 den Prozess 500-B verlassen. In einigen Fällen kann die Steuerung 118 vor dem Verlassen des Prozesses 500-B einen Modusflag-Wert Zwischenspeichern oder speichern, wodurch angegeben wird, ob das Fahrzeug 102 in dem Ladungserschöpfungsmodus (Boole'scher Wert 1) oder dem Ladungserhaltungsmodus (Boole'scher Wert 0) betrieben wird, oder einen Vorgang oder mehrere andere Vorgänge ausführen. Der Prozess 500-B kann dann enden. In einigen Fällen kann der Prozess 500-B als Reaktion auf Erfassen, dass das Fahrzeug 102 EINGESCHALTET wurde, oder als Reaktion auf Erfassen eines anderen Signals oder Befehls wiederholt werden.
6 veranschaulicht einen beispielhaften Prozess 600 zum Betreiben des Fahrzeugs 102 entsprechend eines von dem ersten und zweiten SOC-Ladungserhaltungsbereich. Der Prozess 600 kann bei Block 602 beginnen, bei dem die Steuerung 118 auf Grundlage eines Zündschalterzustands, einer Motordrehzahl, einer Raddrehzahl und so weiter erfassen kann, dass das Fahrzeug 102 EINGESCHALTET wurde. Die Steuerung 118 kann bei Block 604 bestimmen, ob das Fahrzeug 102 und/oder die Traktionsbatterie 106 in dem Ladungserschöpfungsmodus gestartet wurden/wurde. In einigen Fällen kann die Steuerung 118 einen Boole'schen Wert analysieren, der dem Modusflag zugeordnet ist, wobei durch den Boole'schen Wert 1 ein Betrieb in dem Ladungserschöpfungsmodus angegeben wird oder durch den Boole'sche Wert 0 ein Betrieb in dem Ladungserhaltungsmodus angegeben wird und so weiter.
Als Reaktion darauf, dass das Fahrzeug 102 in dem Ladungserhaltungsmodus gestartet wurde, kann die Steuerung 118 bei Block 606 bestimmen, ob der SOC der Traktionsbatterie 106 über der SOC-Erschöpfungsschwelle liegt. In einem Beispiel kann die Steuerung 118 den SOC der Traktionsbatterie 106 mit einer SOC-Schwelle vergleichen, z. B. 20 %, wodurch angegeben wird, dass das Fahrzeug 102 und/oder die Traktionsbatterie 106 in dem Ladungserschöpfungsmodus betrieben werden können/kann. Als Reaktion darauf, dass der SOC der Traktionsbatterie unter der SOC-Ladungserschöpfungsschwelle liegt, z. B. unter 20 %, kann die Steuerung 118 bei Block 608 die Traktionsbatterie 106 und/oder das Fahrzeug 102 in dem Ladungserhaltungsmodus gemäß dem zweiten SOC-Ladungserhaltungsbereich betreiben, der größer als der erste SOC-Ladungserhaltungsbereich ist. In einem Beispiel kann der zweite SOC-Ladungserhaltungsbereich eine obere SOC-(Maximal-)Schwelle beinhalten, die größer als eine obere SOC-(Maximal-)Schwelle ist, die dem ersten SOC-Ladungserhaltungsbereich zugeordnet ist.
Als Reaktion darauf, dass der SOC der Traktionsbatterie 106 über der SOC-Ladungserschöpfungsschwelle liegt, kann die Steuerung 118 bei Block 610 die Traktionsbatterie 106 und/oder das Fahrzeug 102 in dem Ladungserschöpfungsmodus betreiben. Als einige nicht einschränkende Beispiele kann der Ladungserschöpfungsbetriebssmodus Betreiben der Traktionsbatterie 106 beinhalten, um die erste maximale Energie E_{max_CD} abzugeben, z. B. 6 Kilowattstunden (kWh), die größer als die zweite maximale Energie E_{max_CD} ist, um Systemanforderungen bezüglich Antrieb und Nichtantrieb, einer Benutzeranforderung bezüglich Beschleunigung, Leistung und Drehmoment zu entsprechen. Die Steuerung 118 kann dann zu Block 618 übergehen, bei dem sie bestimmen kann, ob das Fahrzeug 102 AUSGESCHALTET wurde.
Als Reaktion darauf, dass das Fahrzeug 102 in dem Ladungserschöpfungsmodus gestartet wurde, kann die Steuerung 118 bei Block 612 bestimmen, ob der SOC der Traktionsbatterie 106 kleiner als die obere (maximale) SOC-Ladungserhaltungsschwelle ist. In einem Beispiel kann die Steuerung 118 den SOC der Traktionsbatterie 106 mit einer SOC-Schwelle vergleichen, z. B. 20 %, wodurch angegeben wird, ob das Fahrzeug 102 und/oder die Traktionsbatterie 106 in dem Ladungserschöpfungs- oder Ladungserhaltungsmodus betrieben werden können/kann. Wenn der Batterie-SOC über der oberen (maximalen) SOC-Ladungserhaltungsschwelle liegt, kann die Steuerung 118 dann zu Block 618 übergehen, bei dem sie bestimmen kann, ob das Fahrzeug 102 AUSGESCHALTET wurde.
Als Reaktion darauf, dass der SOC der Traktionsbatterie unter der oberen (maximalen) SOC-Ladungserhaltungsschwelle liegt, z. B. unter 20 %, kann die Steuerung 118 bei Block 614 ein Modusänderungsflag aktivieren. In einem Beispiel kann die Steuerung 118 den Boole'schen Wert, der dem Modusänderungsflag zugeordnet ist, gleich dem Boole'schen Wert 1 setzen, wodurch angegeben wird, dass das Modusänderungsflag aktiv ist. Die Steuerung 118 kann bei Block 616 die Traktionsbatterie 106 und/oder das Fahrzeug 102 in dem Ladungserhaltungsmodus gemäß dem ersten SOC-Ladungserhaltungsbereich betreiben, der kleiner als der zweite SOC-Ladungserhaltungsbereich ist. In einem Beispiel kann der zweite SOC-Ladungserhaltungsbereich eine obere SOC-(Maximal-)Schwelle beinhalten, die größer als eine obere SOC-(Maximal-)Schwelle ist, die dem ersten SOC-Ladungserhaltungsbereich zugeordnet ist. Die Steuerung 118 kann dann zu Block 618 übergehen, bei dem sie bestimmen kann, ob das Fahrzeug 102 AUSGESCHALTET wurde.
Als Reaktion darauf, dass das Fahrzeug 102 EINGESCHALTET wurde, kann die Steuerung 118 zu Block 604 zurückkehren, bei dem sie bestimmt, ob das Fahrzeug 102 und/oder die Traktionsbatterie 106 in dem Ladungserschöpfungsmodus betrieben werden/wird. Wenn das Fahrzeug 102 AUSGESCHALTET ist, kann die Steuerung 118 bei Block 620 bestimmen, ob ein Modusänderungsflag aktiv ist. In einem Beispiel kann die Steuerung 118 einen Boole'schen Wert analysieren, der dem Modusänderungsflag zugeordnet ist, wobei durch einen Boole'schen Wert von1 angegeben wird, dass das Modusänderungsflag aktiv ist, und durch einen Boole'schen Wert von 0 angegeben wird, dass das Modusänderungsflag inaktiv ist. Wenn das Modusänderungsflag inaktiv ist, kann die Steuerung 118 dann den Prozess 600 verlassen. In einigen Fällen kann die Steuerung 118 vor dem Verlassen des Prozesses 600-B einen Modusflag-Wert Zwischenspeichern oder speichern, wodurch angegeben wird, ob das Fahrzeug 102 in dem Ladungserschöpfungsmodus (Boole'scher Wert 1) oder dem Ladungserhaltungsmodus (Boole'scher Wert 0) betrieben wird, oder einen Vorgang oder mehrere andere Vorgänge ausführen.
Wenn das Modusänderungsflag aktiv ist, kann die Steuerung 118 bei Block 622 den dem Betriebsmodusflag zugeordneten Boole'schen Wert umschalten. Die Steuerung 118 kann bei Block 624 das Modusänderungsflag als Reaktion auf das Umschalten des Wertes des Modusflags deaktivieren, z. B. den Wert des Modusänderungsflags gleich dem Boole'schen Wert 0 einstellen. Die Steuerung 118 kann dann den Prozess 600 verlassen, einschließlich nach dem Zwischenspeichern oder Speichern eines Modusflag-Werts, der angibt, ob das Fahrzeug 102 in dem Ladungserschöpfungsmodus (Boole'scher Wert 1) oder dem Ladungserhaltungsmodus (Boole'schwer Wert 0) betrieben wird, oder einen Vorgang oder mehrere andere Vorgänge ausführen. Der Prozess 600 kann dann enden. In einigen Fällen kann der Prozess 600-B als Reaktion auf Erfassen, dass das Fahrzeug 102 EINGESCHALTET wurde, oder als Reaktion auf Erfassen eines anderen Signals oder Befehls wiederholt werden.
Die hierin offenbarten Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können einer Verarbeitungsvorrichtung, einer Steuerung oder einem Computer zuführbar sein oder davon umgesetzt werden, die/der eine beliebige bestehende programmierbare elektronische Steuereinheit oder eine dedizierte elektronische Steuereinheit beinhalten kann. Gleichermaßen können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen als Daten und Anweisungen gespeichert sein, die durch eine Steuerung oder einen Computer in vielen Formen ausgeführt werden können, einschließlich unter anderem Informationen, die permanent auf nicht beschreibbaren Speichermedien, wie etwa ROM-Vorrichtungen, gespeichert sind, und Informationen, die veränderbar auf beschreibbaren Speichermedien, wie etwa Disketten, Magnetbändern, CDs, RAM-Vorrichtungen und anderen magnetischen und optischen Medien, gespeichert sind. Die Prozesse, Verfahren und Algorithmen können zudem in einem durch Software ausführbaren Objekt umgesetzt sein. Alternativ können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen ganz oder teilweise unter Verwendung geeigneter Hardwarekomponenten, wie etwa anwendungsspezifischer integrierter Schaltungen (Application Specific Integrated Circuits - ASIC), feldprogrammierbarer Gate-Arrays (Field-Programmable Gate Arrays - FPGA), Zustandsmaschinen, Steuerungen oder anderer Hardwarekomponenten oder Vorrichtungen oder einer Kombination aus Hardware-, Software- und Firmwarekomponenten, ausgeführt sein.
Bei den in der Beschreibung verwendeten Ausdrücken handelt es sich um beschreibende und nicht um einschränkende Ausdrücke, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie vorangehend beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die unter Umständen nicht ausdrücklich beschrieben oder veranschaulicht sind. Wenngleich verschiedene Ausführungsformen gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik hinsichtlich einer oder mehrerer gewünschter Eigenschaften als vorteilhaft oder bevorzugt beschrieben sein können, erkennt ein Durchschnittsfachmann, dass ein oder mehrere Merkmale oder eine oder mehrere Eigenschaften in Frage gestellt werden können, um die gewünschten Gesamtattribute des Systems zu erzielen, die von der konkreten Anwendung und Umsetzung abhängig sind. Zu diesen Attributen können unter anderem Kosten, Festigkeit, Lebensdauer, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Verpackung, Größe, Betriebsfähigkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, einfache Montage usw. gehören. Demnach liegen Ausführungsformen, die in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik beschrieben sind, nicht außerhalb des Umfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.

Claims

Fahrzeug, umfassend: eine Traktionsbatterie; und eine Steuerung, die konfiguriert ist, um einen Ladezustand (state of charge - SOC) der Batterie als Reaktion auf einen Übergang aus einem Erschöpfungsmodus in einen Erhaltungsmodus während eines ersten Fahrzyklus innerhalb eines Bereichs zu halten, der durch einen ersten Höchstwert definiert ist, und um den SOC als Reaktion auf eine Einleitung eines nächsten Fahrzyklus in dem Erhaltungsmodus innerhalb eines Bereichs zu halten, der durch einen zweiten Höchstwert definiert ist, der größer ist als der erste.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist, um einen Übergang aus dem Erhaltungsmodus in den Erschöpfungsmodus zu verhindern, wenn der SOC größer als der erste Höchstwert ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Erschöpfungsmodus beinhaltet, dass eine Ausgangsleistung der Batterie größer ist als eine Leistungsschwelle, und der Erhaltungsmodus beinhaltet, dass die Ausgangsleistung kleiner als die Leistungsschwelle ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Halten des SOC der Batterie innerhalb des durch den ersten Höchstwert definierten Bereichs Verwenden einer Leistungsabgabe durch einen Motor beinhaltet.
Fahrzeug nach Anspruch 4, wobei das Halten des SOC der Batterie innerhalb des durch den zweiten Höchstwert definierten Bereichs ferner als Reaktion darauf erfolgt, dass eine Differenz zwischen einem Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors in einem aktuellen Betriebszustand und einem geschätzten Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors in einem anderen Betriebszustand größer als eine Differenzschwelle ist.
Verfahren, umfassend: durch eine Steuerung, Halten eines Ladezustands (state of charge - SOC) einer Traktionsbatterie innerhalb eines Bereichs, der durch einen ersten Höchstwert definiert ist, als Reaktion auf einen Übergang aus einem Erschöpfungsmodus in einen Erhaltungsmodus während eines ersten Fahrzyklus und Halten des SOC innerhalb eines Bereichs, der durch einen zweiten Höchstwert definiert ist, der größer ist als der erste Maximalwert, als Reaktion auf eine Einleitung eines nächsten Fahrzyklus in dem Erhaltungsmodus.
Verfahren nach Anspruch 6 ferner umfassend Verhindern eines Übergangs aus dem Erhaltungsmodus in den Erschöpfungsmodus, wenn der SOC größer als der erste Höchstwert ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Erschöpfungsmodus beinhaltet, dass eine Ausgangsleistung der Batterie größer ist als eine Leistungsschwelle, und der Erhaltungsmodus beinhaltet, dass die Ausgangsleistung kleiner als die Leistungsschwelle ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Halten des SOC der Batterie innerhalb des durch den ersten Höchstwert definierten Bereichs Laden der Batterie unter Verwendung einer Leistungsabgabe durch einen Verbrennungsmotor beinhaltet.
Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei das Halten des SOC der Batterie innerhalb des durch den zweiten Höchstwert definierten Bereichs ferner als Reaktion darauf erfolgt, dass eine Differenz zwischen einem Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors in einem aktuellen Betriebszustand und einem geschätzten Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors in einem anderen Betriebszustand größer als eine Differenzschwelle ist.
System für ein Fahrzeug, umfassend: eine Traktionsbatterie; und eine Steuerung, die konfiguriert ist, um während eines selben Fahrzyklus: als Reaktion darauf, dass ein Ladezustand (state of charge - SOC) der Batterie unter einen ersten Schwellenwert fällt, aus einem Erschöpfungsmodus in einen Erhaltungsmodus übergeht und den SOC während des Erhaltungsmodus durch selektives Laden der Batterie innerhalb eines Bereichs hält, der durch einen Höchstwert definiert ist, der größer als der ersten Schwellenwert ist.
System nach Anspruch 11, wobei das selektive Laden Verwenden einer Energieabgabe durch einen Verbrennungsmotor beinhaltet.
System nach Anspruch 12, wobei das Halten ferner als Reaktion darauf erfolgt, dass eine Differenz zwischen einem Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors in einem aktuellen Betriebszustand und einem geschätzten Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors in einem anderen Betriebszustand größer als eine Differenzschwelle ist.
System nach Anspruch 13, wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist, um als Reaktion darauf, dass die Differenz unter der Differenzschwelle liegt, das Halten zu unterbrechen und das selektive Laden zu verhindern.
System nach Anspruch 14, wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist, um als Reaktion darauf, dass die Differenz unter der Differenzschwelle liegt, einen Betriebszustand des Verbrennungsmotors in einen anderen Betriebszustand zu ändern.