DE102020107678A1

DE102020107678A1 - Intelligentes soc-rücksetzsystem für autonomes fahrzeug

Info

Publication number: DE102020107678A1
Application number: DE102020107678.9A
Authority: DE
Inventors: Kevin James Rhodes; Erik J. Christen
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2019-03-21
Filing date: 2020-03-19
Publication date: 2020-09-24
Also published as: US20200298724A1; CN111717070A

Abstract

Die Offenbarung stellt ein intelligentes SOC-Rücksetzsystem für autonomes Fahrzeug bereit. Ein Ladezustandssystem für ein autonomes Fahrzeug kann eine Batterie mit einem assoziierten Schütz, um die Batterie selektiv mit einer Last zu verbinden, und einen Prozessor, der mit dem assoziierten Schütz gekoppelt ist und dazu konfiguriert ist, das Schütz zu steuern, um die Batterie von der Last zu trennen, um eine Messung der Leerlaufspannung (open-circuit-voltage - OCV) als Reaktion auf ein Erkennen zu steuern, dass sich keine Insassen innerhalb des Fahrzeugs befinden, nachdem die Dauer eines Intervalls von einer vorherigen OCV-Messung einen assoziierten Schwellenwert überschritten hat, beinhalten.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Aspekte der Offenbarung betreffen im Allgemeinen Ladezustand-Rücksetzsysteme für autonome Fahrzeuge.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Elektrofahrzeuge beruhen oft auf einer genauen Messung des Ladezustands (state-of-charge - SOC), um viele Bestimmungen vorzunehmen. Der SOC kann dazu verwendet werden, zu bestimmen, wie eine Batterie verwendet wird, welche Energie verfügbar ist usw. Ein unzuverlässiger SOC kann jedoch zu einer ungenauen Verwendung der Batterie führen und die erwartete Lebensdauer der Batterie verringern.
KURZDARSTELLUNG
Ein Ladezustandssystem für ein autonomes Fahrzeug kann eine Batterie mit einem assoziierten Schütz, um die Batterie selektiv mit einer Last zu verbinden, und einen Prozessor, der mit dem assoziierten Schütz gekoppelt ist und dazu konfiguriert ist, das Schütz zu steuern, um die Batterie von der Last zu trennen, um eine Messung der Leerlaufspannung (open-circuit-voltage - OCV) als Reaktion auf ein Erkennen zu steuern, dass sich keine Insassen innerhalb des Fahrzeugs befinden, nachdem die Dauer eines Intervalls von einer vorherigen OCV-Messung einen assoziierten Schwellenwert überschritten hat, beinhalten.
Ein Verfahren zum Steuern eines autonomen Fahrzeugs, einschließlich einer Batterie, die selektiv durch ein Schütz mit einer Last verbunden ist, umfassend, durch einen Prozessor, während eines Schlüsseleinschaltzeitraums, während das Fahrzeug nicht besetzt ist, Öffnen des Schützes, um eine Leerlaufspannung (OCV) der Batterie als Reaktion darauf zu messen, dass ein Intervall von einer vorherigen Leerlaufspannungsmessung der Batterie einen assoziierten Schwellenwert überschreitet, um einen Ladezustand (SOC) einer Batterie basierend auf der OCV zu aktualisieren.
Ein autonomes Fahrzeug kann eine Batterie, ein Schütz, das dazu konfiguriert ist, die Batterie selektiv mit einer Last zu verbinden, einen Fahrzeuginsassendetektor und einen Prozessor, der mit dem Schütz und dem Fahrzeuginsassendetektor kommuniziert, beinhalten, wobei der Prozessor dazu konfiguriert ist, das Schütz zu öffnen, um die Leerlaufspannung (OCV) der Batterie in Intervallen während jedes Schlüsseleinschaltzeitraums als Reaktion darauf zu messen, dass der Insassendetektor angibt, dass das Fahrzeug nicht besetzt ist und dass ein Intervall von einer vorherigen OCV-Messung einen Schwellenwert überschreitet.
Figurenliste
Die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden besonders in den beigefügten Patentansprüchen hervorgehoben. Andere Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen werden jedoch durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher und am besten verstanden, in denen Folgendes gilt:

1 veranschaulicht ein Beispieldiagramm, das ein Fahrzeug mit einem Ladezustand-Rücksetzsystem für autonome Fahrzeuge beinhaltet;
2 veranschaulicht ein beispielhaftes Blockdiagramm für ein SOC-System; und
3 veranschaulicht einen beispielhaften Prozess für das SOC-System.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nach Bedarf werden in dieser Schrift detaillierte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart; es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen rein beispielhaft für die Erfindung sind, die in verschiedenen und alternativen Formen umgesetzt werden kann. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Demnach sind die in vorliegenden Zusammenhang offenbarten konkreten strukturellen und funktionellen Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachmann den vielfältigen Gebrauch der vorliegenden Erfindung zu lehren.
Aus mehreren Gründen, insbesondere bei autonomen Fahrzeugen (Autonomous Vehicles - AV), kann ein Nachverfolgen eines Ladezustands (SOC) einer Batterie für den effizienten Betrieb davon von entscheidender Bedeutung sein. Der SOC kann bestimmen, wie die Batterie verwendet wird, einschließlich eines Fensters des SOC-Betriebs, der Leistungsgrenzen, der verfügbaren Energie usw. Bei aktuellen Systemen wird der SOC hauptsächlich durch Amperestunden (Ah)-Integration geschätzt. Der SOC kann auch aufgrund der Betriebs- und/oder Leerlaufspannung geschätzt werden. Diese Spannungskurve ist jedoch für Lithium-Ionen-Batterien ziemlich flach, insbesondere in den mittleren SOC-Bereichen, d. h., wo Vollhybrid-Elektrofahrzeuge (Full Hybrid Electric Vehicles - FHEV) normalerweise betrieben werden und wo Plug-in-Elektrofahrzeuge (Plug-in Electric Vehicles - PEV) am häufigsten verwendet werden. In der Regel wird der angezeigte SOC nur zurückgesetzt, wenn das Fahrzeug per Schlüssel ausgeschaltet ist und die Batterie nicht unter Last steht. Dies ermöglicht eine direkte Korrelation der verbleibenden Batterieenergie mit der gemessenen Zellenleerlaufspannung. Somit kann häufig Ah-Integration verwendet werden.
Jedoch kann Ah-Integration einen kumulativen Fehler aufweisen. Im Fall von autonomen Nutzfahrzeugen (AV) kann sich dieses Problem erheblich verschärfen, da das Fahrzeug möglicherweise länger als 16 Stunden im Dauerbetrieb ist. Dies kann dazu führen, dass die SOC-Schätzung der Batterie sehr ungenau wird. Wenn dies der Fall ist, könnte die Batterie mit einem SOC außerhalb ihres zulässigen/erwarteten Bereichs betrieben werden. Dies kann zu erheblichen Schäden an der Batterie führen (z. B. hohe Ladeleistung bei hohem SOC und/oder hohe Entladeleistung bei niedrigem SOC). Zusätzlich und speziell für Plug-In-Elektrofahrzeuge (PEV) wären Schätzungen der nutzbaren Energie falsch. Dies kann zu einer Überschätzung der verfügbaren Reichweiten führen. Im Falle von vollelektrischen Fahrzeugen könnte dies zu einem Stranden des Fahrzeugs/Kunden führen, sobald die gespeicherte Energie des Fahrzeugs aufgebraucht ist. Zusätzlich kann in Städten, die nur für Elektrofahrzeuge befahrbar sind, ein Nutzfahrzeug, das eine Reichweite überschätzt, schließlich den Verbrennungsmotor verwenden, was zu einem Verstoß gegen die örtlichen Gesetze führen könnte.
Damit das Fahrzeug ordnungsgemäß funktioniert, ist eine zuverlässige Schätzung des Batterie-SOC wünschenswert. Dies kann vermieden werden, indem ein Sensor mit sehr hoher Genauigkeit verwendet wird, wobei diese zusätzlichen Sensoren jedoch mit erheblichen Kosten verbunden sein können.
Hierin offenbart ist ein Ladezustand-Rücksetzsystem für autonome Fahrzeuge. Dieses System kann es dem Fahrzeug ermöglichen, eine Leerlaufspannungsmessung durchzuführen, ohne dabei einen vollständigen Schlüsselzyklus durchzuführen. Bei einer kalibrierbaren Durchsatzgrenze, wie etwa einer Zeit- oder Bereichsgrenze, kann das Fahrzeug ein Rücksetzen des SOC anfordern. Das Fahrzeug kann warten, bis das Fahrzeug das nächste Mal nicht besetzt und geparkt ist. Zu diesem Zeitpunkt kann das System die Hochspannungs (high-voltage - HV)-Batterie-Schütze öffnen und es der Batterie ermöglichen, für eine kurze, kalibrierbare Dauer zu ruhen. Dies kann die erwarteten Ankunftszeiten der nächsten Passagiere berücksichtigen. In Fällen, in denen das Fahrzeug Teil einer Auslösekette ist, kann ein zweites Fahrzeug auf die Ankunft des ersten Fahrzeugs warten und während dieser Zeit das Rücksetzen des SOC durchführen. Während die Hochspannungsschütze offen sind, können die Niederspannungs (low-voltage - LV)-Systeme beliebige Rechenanforderungen für das Fahrzeug erfüllen, um einen Neustart des Fahrzeugs insgesamt zu vermeiden. Somit kann das System die Niederspannungsbatterie während dieses Vorgangs vor dem Öffnen von beliebigen Schützen laden.
1 veranschaulicht ein Beispieldiagramm, das ein Fahrzeug 102 mit einem Ladezustand (SOC)-Rücksetzsystem (gezeigt in 2) für autonome Fahrzeuge beinhaltet. Das Fahrzeug 102 kann dazu konfiguriert sein, auf Telematikdienste und mobile Vorrichtungen zuzugreifen. Das Fahrzeug 102 kann verschiedene Arten von Personenkraftwagen beinhalten, wie zum Beispiel Softroader (crossover utility vehicle - CUV), Geländewagen (sports utility vehicle - SUV), LKW, Wohnmobile (recreational vehicle - RV), Boot, Flugzeug oder andere mobile Maschinen zum Befördern von Personen oder Transportieren von Gütern. Das Fahrzeug 102 kann ein Elektrofahrzeug (EV) sein, einschließlich eines Hybrid-Elektrofahrzeugs (hybrid electric vehicle - HEV), das sowohl mit Kraftstoff als auch mit Elektrizität betrieben wird, Plug-In-Hybrid-Elektrofahrzeuge (plug-in hybrid electric vehicles - PHEV) und Batterie-Elektrofahrzeuge (battery electric vehicles - BEV). Telematikdienste können als einige nicht einschränkende Möglichkeiten Navigation, Routenführungen, Fahrzeugdiagnoseberichte, lokale Unternehmenssuche, Unfallmeldungen und Freisprecheinrichtungen beinhalten. In einem Beispiel kann das System 102 das SYNC-System beinhalten, hergestellt durch die Ford Motor Company in Dearborn, MI. Es ist anzumerken, dass das veranschaulichte System 100 lediglich ein Beispiel darstellt und mehr, weniger und/oder anders angeordnete Elemente verwendet werden können.
Die Rechenplattform 104 kann einen oder mehrere Prozessoren 106 (hierin auch als eine oder mehrere Steuerungen 106 bezeichnet) beinhalten, die dazu konfiguriert sind, Anweisungen, Befehle und andere Routinen durchzuführen, um die hier beschriebenen Prozesse zu unterstützen. Beispielsweise kann die Rechnerplattform 104 so konfiguriert sein, dass sie Anweisungen von Fahrzeuganwendungen zum Bereitstellen von Funktionen, wie beispielsweise Navigation, Unfallmeldung, Satellitenradioentschlüsselung und Freisprecheinrichtung, ausführt. Derartige Anweisungen und andere Daten können nicht flüchtig unter Verwendung einer Vielzahl von Arten von elektronisch lesbaren Speichermedien gepflegt werden. Das computerlesbare Medium (auch als ein prozessorlesbares Medium oder ein prozessorlesbarer Speicher bezeichnet) beinhaltet ein beliebiges nichttransitorisches Medium (z. B. ein physisches Medium), das an der Bereitstellung von Anweisungen oder anderen Daten beteiligt ist, die durch den Prozessor 106 der Rechenplattform 104 gelesen werden können. Durch den Computer ausführbare Anweisungen können von Computerprogrammen zusammengestellt oder interpretiert werden, welche unter Verwendung einer Vielzahl von Programmiersprachen und/oder -technologien hergestellt wurden, einschließlich unter anderem und entweder allein oder in Kombination Java, C, C++, C#, Objective C, Fortran, Pascal, Java Script, Python, Perl und PL/SQL.
Die Rechnerplattform 104 kann ferner Eingaben von Bedienelementen einer Mensch-Maschine-Schnittstelle (Human-Machine Interface - HMI) 136 empfangen, welche so konfiguriert ist, dass sie eine Interaktion zwischen Insassen und Fahrzeug 102 ermöglicht. Die Rechnerplattform 104 kann ferner eine oder mehrere Anzeigen 138 steuern oder anderweitig damit kommunizieren, welche so konfiguriert sind, dass sie über ein Videosteuergerät 140 eine visuelle Ausgabe für die Fahrzeuginsassen bereitstellen. In einigen Fällen kann die Anzeige 138 dazu konfiguriert sein, den Ladezustand (SOC) des Fahrzeugs anzuzeigen, einschließlich anderer Informationen in Verbindung mit der gespeicherten Energie des Fahrzeugs, wie etwa Fahrtreichweite, Batteriereichweite usw.
Die Rechnerplattform 104 kann ferner so konfiguriert sein, dass sie über ein oder mehrere fahrzeuginterne Netzwerke 142 mit anderen Komponenten des Fahrzeugs 102 kommuniziert. Die fahrzeuginternen Netzwerke 142 können als Beispiel eines oder mehrere der Folgenden beinhalten: ein Fahrzeug-CAN (controller area network), ein Ethernet-Netzwerk oder eine mediengebundene Systemübertragung (media oriented system transfer - MOST). Durch die fahrzeuginternen Netzwerke 142 kann die Rechenplattform 104 mit anderen Systemen im Fahrzeug 102 kommunizieren, wie etwa einem Fahrzeugmodem 144 (bei einigen Konfigurationen unter Umständen nicht vorhanden), einem globalen Positionsbestimmungssystemmodul (GPS) 146, das dazu konfiguriert ist, den aktuellen Standort und die Fahrtrichtung des Fahrzeugs 102 bereitzustellen, und verschiedenen Fahrzeug-ECUs 148, die dazu konfiguriert sind, mit der Rechenplattform 104 zusammenzuarbeiten. Unter anderem können die Fahrzeug-ECUs 148 Folgendes beinhalten: ein Antriebsstrangsteuermodul, welches dazu konfiguriert ist, um die Betriebskomponenten des Motors zu steuern (z. B. Leerlaufregler, Komponenten der Kraftstoffzufuhr, Komponenten zur Schadstoffausstoßüberwachung usw.) und die Betriebskomponenten des Motors zu überwachen (z. B. Status von Diagnosecodes des Motors); ein Karosseriesteuermodul, welches dazu konfiguriert ist, unterschiedliche Funktionen zur Leistungssteuerung zu verwalten, wie etwa Außenbeleuchtung, Innenraumbeleuchtung, schlüsselloser Zugang, Fernstart, und den Status von Zugangspunkten überprüft (z. B. Schließstatus der Motorhaube, der Türen und/oder des Kofferraums des Fahrzeugs 102); ein Funk-Sender-Empfängermodul, welches dazu konfiguriert ist, mit Funkschlüsseln oder anderen lokalen Vorrichtungen des Fahrzeugs 102 zu kommunizieren; und ein Klimasteuerungsverwaltungsmodul, welches dazu konfiguriert ist, die Heiz- und Kühlsystemkomponenten zu steuern und zu überwachen (z. B. Steuerung von Kompressorkupplung und Gebläselüfter, Temperatursensorinformationen usw.).
Als einige nicht einschränkende Möglichkeiten können die Fahrzeug-ECU 148 eine Belegungserfassungseinheit oder ein Belegungserfassungsmodul (wie in 2 veranschaulicht) beinhalten. Das Belegungserfassungsmodul kann dazu konfiguriert sein, mit verschiedenen Fahrzeugsensoren zu kommunizieren, die in der Lage sind, die Anwesenheit eines Benutzers oder eines Kunden innerhalb des Fahrzeugs zu erfassen. Diese Sensoren können verschiedene Beschleunigungsmesser, Drucksensoren, haptische Sensoren, biometrische Sensoren usw. beinhalten. Wenn ein Benutzer innerhalb des Fahrzeugs erfasst wird, kann das SOC-Rücksetzsystem 100 den SOC nicht zurücksetzen. Das System 100 kann auch bestimmen, ob ein Fahrzeug basierend auf den verschiedenen AV-Systemen und Daten, die den Zeitplan der Reisekette angeben, besetzt ist.
Die ECU 148 können über eine Antriebsstrangsteuerung oder dergleichen der Steuerung oder dem Prozessor 106 auch einen Fahrzeugzustand wie Parkmodus, Neutralmodus, Fahrmodus usw. bereitstellen. Die Steuerung 106 verwendet diesen Zustand, um zu bestimmen, ob eine Leerlaufspannungsmessung der Batterie angemessen ist. Dies wird nachstehend ausführlicher erörtert.
Das Fahrzeug 102 beinhaltet ein Batteriesystem 170. Das Batteriesystem 170 kann mindestens eine Hochspannungs (HV)-Batterie 178 (in 2 gezeigt), wie etwa eine Traktionsbatterie, und mindestens eine Niederspannungs (LV)-Batterie 177 (in 2 gezeigt) beinhalten. Die Hochspannungsbatterie 178 kann dazu verwendet werden, Elektrofahrzeuge anzutreiben. Die Hochspannungsbatterie 178 kann einen Hochspannungsgleichstromausgang bereitstellen. Zusätzlich zum Bereitstellen von Energie zum Antrieb kann die Traktionsbatterie Energie für andere elektrische Fahrzeugsysteme bereitstellen.
Typischerweise werden aktuelle SOC-Bestimmungen basierend auf Amperestunden (Ah)-Integration durchgeführt. Der SOC kann auch unter Verwendung der Betriebs- und/oder Leerlaufspannung geschätzt werden. Unter bestimmten Umständen kann das Batteriesystem 170 jedoch eine Lithium-Ionen-Batterie sein. Der SOC von Lithium-Ionen-Batterien kann schwieriger zu bestimmen sein, da Lithium-Ionen-Batterien typischerweise eine flache Entladung und damit eine flache Spannungskurve aufweisen, insbesondere in dem mittleren SOC-Bereich. Der über die Anzeige 138 angezeigte SOC kann nur rückgesetzt werden, wenn das Fahrzeug per Schlüssel ausgeschaltet ist und die Hochspannungsbatterie 178 nicht unter Last steht. Dies ermöglicht eine direkte Korrelation der verbleibenden Batterieenergie mit der Zellenleerlaufspannung.
Bei autonomen Fahrzeugen (AV) kann jedoch ein Fehler in dem Ah-Integrationsverfahren aufgrund des kontinuierlichen Betriebs des Fahrzeugs häufig extremer sein. Die SOC-Schätzung der Batterie kann daher sehr ungenau werden. Wenn dies der Fall ist, könnte die Hochspannungsbatterie 178 bei einem SOC betrieben werden, der außerhalb der erwarteten Ladung liegt, was sich nachteilig auf die Leistung und den Betrieb der Hochspannungsbatterie auswirken kann, wie etwa Bereitstellen einer hohen Ladeleistung bei einem hohen SOC und/oder hohe Entladeleistung bei einem niedrigen SOC. Schätzungen der nutzbaren Energie können auch falsch sein, speziell für Plug-In-Elektrofahrzeuge. Einige Städte können damit beginnen, zu verlangen, dass alle Fahrzeuge Elektrofahrzeuge sind. In diesen Fällen könnte eine Überschätzung des SOC und der letztendlichen Fahrtreichweite dazu führen, dass das Fahrzeug den Motor benutzt, wodurch die Stadtregeln, die nur elektrischen Antrieb gestatten und möglicherweise Geldstrafen verhängen, verletzt werden.
Damit AV effizient mit elektrischer Energie arbeiten können, ist daher eine zuverlässige SOC-Schätzung erwünscht. Dies kann durch Umsetzen eines SOC-Systems (wie in 2 gezeigt), das eine Messung der Leerlaufspannung (OCV) ermöglicht, ohne dass ein vollständiger Schlüsselzyklus des Fahrzeugs erforderlich ist, erreicht werden. Als Reaktion darauf, dass sich das Fahrzeug im Parkmodus befindet und keinen Passagier aufweist, kann die Steuerung 106 das Hochspannungsbatteriesystem anweisen, bestimmte Schütze zu öffnen und zu schließen, und es der Hochspannungsbatterie 178 ermöglichen, für eine vordefinierte Zeitspanne zu ruhen oder keine Last oder eine niedrige Last anzuwenden. In dem Beispiel, in dem das Fahrzeug ein kommerzielles autonomes Fahrzeug war, kann die vordefinierte Zeitspanne die Zeitspanne bis dahin berücksichtigen, bis das Fahrzeug den nächsten Passagier aufnehmen kann. In einer Beispielsituation kann das Fahrzeug Teil einer Auslösekette sein. Ein erstes Fahrzeug kann sich einem zweiten Fahrzeug nähern und das zweite Fahrzeug kann den Ruhebetrieb ausführen, während es auf die Ankunft des ersten Fahrzeugs wartet. Während sich das zweite Fahrzeug in einem derartigen Ruhezustand befindet, kann das Niederspannungsfahrzeugsystem die erforderlichen AV-Systeme mit Strom versorgen, um einen Neustart derartiger Systeme zu vermeiden.
2 veranschaulicht ein beispielhaftes Blockdiagramm für ein SOC-System 200. Das System 200 kann die Steuerung 106 beinhalten. Das System 200 kann das Batteriesystem 170 mit einer Batterie wie etwa einer Traktionsbatterie beinhalten. Das Batteriesystem 170 kann dazu verwendet werden, Elektrofahrzeuge mit Strom zu versorgen. Das Batteriesystem 170 kann eine Niederspannungsbatterie 177 wie etwa eine Bleisäurebatterie mit einer Nennspannung von beispielsweise 12 V oder 24 V und eine Hochspannungsbatterie wie etwa eine Lithium-Ionen-Batterie mit einer Nennspannung von beispielsweise 300 V-400 V beinhalten. Das Batteriesystem 170 kann durch die Steuerung 106 oder eine andere Steuerung mit einem Prozessor gesteuert werden, der dazu konfiguriert ist, Operationen auszuführen, wie sie hierin offenbart sind. Das Batteriesystem 170 kann ein oder mehrere Schütze beinhalten, die dazu konfiguriert sind, den Stroms ein- und auszuschalten. Das Batteriesystem 170 kann verschiedene Niederspannungsschütze 172 und Hochspannungsschütze 174 beinhalten. Die Niederspannungsschütze 172 können es einem Strom ermöglichen, zu dem Fahrzeugsystem und zu den ECU 148, die durch Niederspannung angetrieben werden können, zu fließen. Die Hochspannungsschütze 174 können es einem Strom ermöglichen, zu dem Fahrzeugsystem und zu den ECU 148, die Hochspannung für den Betrieb erfordern, zu fließen. Die Schütze 172, 174 können sich außerhalb der Batterie innerhalb des Batteriesystems 170 befinden.
Wie vorstehend erläutert, können die Fahrzeug-ECU 148 eine Belegungserfassungseinheit 176 beinhalten. Diese Erfassungseinheit 176 kann erfassen, wenn sich ein Passagier oder ein anderer Insasse innerhalb des Fahrzeugs 102 befindet. Diese Erfassungseinheit 176 kann verschiedene Sensoren beinhalten, die in der Lage sind zu bestimmen, ob sich mindestens ein Insasse im Fahrzeug befindet. Beispielsweise können die Sensoren Beschleunigungsmesser beinhalten, die dazu konfiguriert sind, zu bestimmen, ob sich ein Passagier in einem Fahrzeugsitz befindet. Die Sensoren können auch Ultraschallsensoren beinhalten, die dazu konfiguriert sind, Bewegung zu erfassen. Aktoren innerhalb einer Fahrzeugtür können bestimmen, ob sich eine Tür geöffnet und geschlossen hat usw.
Die Fahrzeug-ECU 148 können der Steuerung 106 auch einen Fahrzeugzustand bereitstellen. Der Fahrzeugzustand kann einen Fahrzeugantriebszustand wie etwa Parkmodus, Neutralmodus, Fahrmodus, Rückwärtsfahrmodus usw. beinhalten.
Der Speicher 108 kann eine Ladezustand-Lookup-Tabelle 180 führen. Diese Lookup-Tabelle kann eine Tabelle mit OCV-Werten beinhalten, die geschätzten SOC-Werten entsprechen. Im Allgemeinen steigt mit zunehmender OCV auch der SOC, wobei diese Assoziation nichtlinear sein kann. Der SOC kann auch eine Funktion der Temperatur sein und eine Temperaturtabelle, wie sie sich auf den SOC bezieht, kann in dem Speicher 108 beinhaltet sein.
Der Speicher 108 kann auch eine oder mehrere Variablen, die mit dem Messen oder Überwachen der Intervalle zwischen OCV-Messungen assoziiert sind, durch Speichern von einem oder mehreren Parametern, die mindestens mit der aktuellsten OCV-Messung assoziiert sind, wie beispielsweise Zeit, zurückgelegte Entfernung oder akkumulierter oder integrierter Durchsatz, pflegen. Die Steuerung 106 kann die Dauer des Intervalls überwachen und bestimmen, ob und wann die Dauer einen zugeordneten Schwellenwert überschreitet. Dieser OCV-Messschwellenwert kann die Steuerung 106 veranlassen, den Fahrzeugzustand und die Belegung zu überwachen, um die geeignete Zeit zum Durchführen einer weiteren OCV-Messung zu bestimmen. In einem Beispiel kann der OCV-Messschwellenwert eine Zeitspanne sein und der vordefinierte Dauerschwellenwert kann 4 Stunden betragen. In einem weiteren Beispiel kann der OCV-Messschwellenwert eine Entfernung sein und der vordefinierte Dauerschwellenwert kann 250 Meilen betragen. Darüber hinaus kann der OCV-Messschwellenwert ein vordefinierter Ah-Durchsatz sein, beispielsweise 50 Ah. Die Steuerung 106 kann auch eine aktualisierte Messung anfordern, wenn einer oder mehrere der vordefinierten Zeitschwellenwerte, vordefinierten Entfernungsschwellenwerte oder Ah-Durchsatzschwellenwerte überschritten werden.
Wenn einer der OCV-Messschwellenwerte überschritten wurde, kann die Steuerung 106 dann unter Verwendung der Belegungserfassungseinheit 176 bestimmen, ob das Fahrzeug einen Insassen beinhaltet. Als Reaktion darauf, dass kein Insasse erfasst wird, kann die Steuerung 106 über den Fahrzeugstatus bestimmen, ob sich das Fahrzeug im Parkmodus befindet. Wenn sich das Fahrzeug 102 nicht im Parkmodus befindet, kann die Steuerung 106 das Fahrzeug 102 anweisen, zu parken. Sobald die Steuerung 106 eine Angabe erhält, dass sich das Fahrzeug im Parkmodus befindet, kann die Steuerung 106 die Hochspannungsschütze 174 anweisen, sich zu öffnen. Die Steuerung 106 kann auch anweisen, die Niederspannungsbatterie 177 (Niederspannungszellen) im Leerlauf auf voll zu laden. Das heißt, die Niederspannungszellen der Batterie können vollständig geladen werden. Dies kann durch Verwenden von Energie aus der Hochspannungsbatterie 178 oder durch Betreiben des Fahrzeugmotors als ein Generator über den Motor erreicht werden. Sobald die Niederspannungsbatterie 177 oder die Niederspannungszellen voll aufgeladen sind, wird die Steuerung 106 die Hochspannungsschütze anweisen, sich zu öffnen, und den AV-Rechencluster von der Niederspannungsbatterie 177 ausführen. Diese Cluster können Fahrzeugsysteme beinhalten, die von den ECU 148, dem Prozessor 106 und/oder anderen Recheneinheiten innerhalb des Fahrzeugs ausgeführt werden. Diese Rechencluster können sich auf autonome Merkmale innerhalb des Fahrzeugs beziehen, die ihre assoziierten Funktionen auch dann weiterhin ausführen können, wenn das Fahrzeug per Schlüssel ausgeschaltet ist. Das Fahrzeug 102 kann für eine vordefinierte Zeitspanne ruhen, wie beispielsweise eine Minute. Dies ermöglicht es der Hochspannungsbatterie 178, sich zu erholen. Sobald die vordefinierte Zeitspanne abgelaufen ist, kann die Steuerung 106 eine OCV-Messung anweisen. Die Steuerung 106 kann die OCV von der Hochspannungsbatterie 178 empfangen und kann diese OCV dazu verwenden, auf die SOC-Lookup-Tabelle in dem Speicher 108 zuzugreifen. Die Lookup-Tabelle kann eine Tabelle mit OCV-Werten beinhalten, die einem geschätzten SOC entsprechen. Im Allgemeinen steigt mit zunehmender OCV auch der SOC, wobei diese Assoziation nichtlinear sein kann.
Sobald der SOC basierend auf der OCV bestimmt ist, kann die restliche Batterieenergie bestimmt werden. Die Steuerung 106 kann dann die Hochspannungsschütze anweisen, sich zu schließen, und den Betrieb von der Hochspannungsbatterie 178 wieder aufnehmen. Der SOC kann über die Anzeige 138 angezeigt und in dem Speicher 108 gespeichert werden.
3 veranschaulicht einen beispielhaften Prozess 300 für das SOC-Rücksetzsystem 200.
In Block 302 kann die Steuerung 106 aus dem Speicher 108 die aktuellste OCV-Messdauer empfangen. Wie erläutert, kann diese Dauer eine Zeit, eine Entfernung oder eine Ah-Integrationsdauer seit der letzten OCV sein.
In Block 305 kann die Steuerung 106 bestimmen, ob die aktuellste Dauer den vordefinierten Schwellenwert überschreitet. In einem Beispiel kann der vordefinierte Schwellenwert eine vordefinierte Zeit sein, beispielsweise vier Stunden. In einem anderen Beispiel kann der Schwellenwert eine vordefinierte Entfernung sein, beispielsweise 250 Meilen. Die Steuerung 106 kann bestimmen, ob einer der Schwellenwerte überschritten wurde. In einem anderen alternativen Beispiel kann die Steuerung 106 bestimmen, ob jeder der vordefinierten Schwellenwerte überschritten wurde. Wenn der Schwellenwert überschritten wurde, kann der Prozess 300 zu Block 310 übergehen. Falls nicht, kann der Prozess 300 zu Block 302 zurückkehren.
Die Steuerung 106 kann in Block 310 Belegungsdaten von den Fahrzeug-ECU 148, insbesondere von der Belegungserfassungseinheit 176, empfangen. Die Belegungsdaten können Daten beinhalten, die angeben, ob sich mindestens ein Passagier innerhalb des Fahrzeugs 102 befindet.
In Block 315 kann die Steuerung 106 basierend auf den Belegungsdaten bestimmen, ob ein Passagier innerhalb des Fahrzeugs 102 vorhanden ist. Wenn ein Passagier vorhanden ist, kann der Prozess 300 zu Block 320 übergehen. Falls nicht, kann der Prozess 300 zu Block 305 zurückkehren.
Die Steuerung 106 kann in Block 320 das Fahrzeug 102 anweisen, zu parken.
In Block 325 kann die Steuerung 106 bestimmen, ob das Fahrzeug über die von den Fahrzeug-ECU 148 empfangenen Fahrzeugstatusdaten geparkt hat. Sobald das Fahrzeug 102 geparkt hat, geht der Prozess 300 zu Block 330 über.
Anschließend kann die Steuerung 106 in Block 330 anweisen, die Niederspannungsbatterie 177 auf voll zu laden. Sobald die Niederspannungsbatterie 177 vollständig geladen ist, kann der Prozess 300 zu Block 335 übergehen.
In Block 335 kann die Steuerung 106 die Hochspannungsschütze 174 der Hochspannungsbatterie 178 anweisen, sich zu öffnen.
Die Steuerung 106 kann dann in Block 340 eine vordefinierte Zeitspanne warten, bis sich die Hochspannungsbatterie 178 vollständig oder fast vollständig ausgeruht hat. Sobald die vordefinierte Zeitdauer, beispielsweise eine Minute, vergangen ist, geht der Prozess 300 zu Block 345 über.
In Block 345 kann die Steuerung 106 anweisen, dass die OCV-Messung durchgeführt werden soll. Als Reaktion darauf kann die Steuerung 106 die OCV-Messung von der Hochspannungsbatterie 178 über das Voltmeter empfangen.
In Block 350 kann die Steuerung 106 die OCV-Messung mit der Lookup-Tabelle in dem Speicher 108 vergleichen. Die Steuerung 106 kann die restliche Batterieenergie basierend auf dem SOC bestimmen.
Als nächstes kann die Steuerung 106 in Block 355 die Hochspannungsschütze 174 anweisen, sich zu schließen.
In Block 360 kann die Steuerung 106 die Anzeige 138 anweisen, den SOC zu aktualisieren, und den Speicher 108 anweisen, den SOC zu speichern.
Der Prozess 300 kann dann enden.
Rechenvorrichtungen, wie etwa die Steuerung oder der Prozessor 106, ECU 148, externe Server, mobile Vorrichtungen usw., beinhalten im Allgemeinen computerausführbare Anweisungen, wobei die Anweisungen durch eine oder mehrere Rechenvorrichtungen, wie etwa die vorstehen aufgeführten, ausgeführt werden können. Computerausführbare Anweisungen können von Computerprogrammen zusammengestellt oder interpretiert werden, die unter Verwendung vielfältiger Programmiersprachen und/oder -technologien erstellt worden sind, einschließlich unter anderem, entweder allein oder in Kombination, Java™, C, C++, Visual Basic, Java Script, Perl usw. Im Allgemeinen empfängt ein Prozessor (z. B. ein Mikroprozessor) Anweisungen, z. B. von einem Speicher, einem computerlesbaren Medium usw., und führt diese Anweisungen aus, wodurch er einen oder mehrere Prozesse durchführt, einschließlich eines oder mehrerer der in dieser Schrift beschriebenen Prozesse. Derartige Anweisungen und anderen Daten können unter Verwendung vielfältiger computerlesbarer Medien gespeichert und übertragen werden.
Obwohl vorstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben sind, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen der Erfindung beschreiben. Vielmehr sind die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke beschreibende und keine einschränkenden Ausdrücke und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen. Zusätzlich können die Merkmale verschiedener umgesetzter Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Ladezustandssystem für ein autonomes Fahrzeug bereitgestellt, aufweisend: eine Batterie mit einem assoziierten Schütz, um die Batterie selektiv mit einer Last zu verbinden, und einen Prozessor, der mit dem assoziierten Schütz gekoppelt ist und dazu konfiguriert ist, das Schütz zu steuern, um die Batterie von der Last zu trennen, um eine Messung der Leerlaufspannung (OCV) als Reaktion auf ein Erkennen zu steuern, dass sich keine Insassen innerhalb des Fahrzeugs befinden, nachdem die Dauer eines Intervalls von einer vorherigen OCV-Messung einen assoziierten Schwellenwert überschritten hat.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor ferner dazu konfiguriert, das autonome Fahrzeug basierend auf einem Batterieladezustand, der mit der OCV der Batterie assoziiert ist, zu steuern.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor ferner dazu konfiguriert, als Reaktion auf das Erfassen, dass sich keine Insassen innerhalb des Fahrzeugs befinden, das Fahrzeug anzuweisen zu parken.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor ferner dazu konfiguriert, einen Fahrzeugstatus zu empfangen, der angibt, ob das Fahrzeug das Parken abgeschlossen hat.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Trennen des Schützes als Reaktion darauf, dass der Fahrzeugstatus angibt, dass das Fahrzeug das Parken abgeschlossen hat.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor ferner dazu konfiguriert, anzuweisen, die Batterie zu laden, bevor das Schütz angewiesen wird, sich zu öffnen.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Trennen des Schützes in den offenen Zustand als Reaktion darauf, dass seit dem Laden der Batterie eine vorbestimmte Zeit abgelaufen ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Schwellenwert ein Entfernungsschwellenwert.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Schwellenwert ein Zeitschwellenwert.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Schwellenwert mindestens einer von einem Zeitschwellenwert, einem Entfernungsschwellenwert und einem Ah-Durchsatzschwellenwert, und wobei der Prozessor dazu konfiguriert ist, keine Insassen innerhalb des Fahrzeugs als Reaktion darauf zu erfassen, dass einer der Schwellenwerte überschritten wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Steuern eines autonomen Fahrzeugs, einschließlich einer Batterie, die selektiv durch ein Schütz mit einer Last verbunden ist, durch einen Prozessor, während eines Schlüsseleinschaltzeitraums, während das Fahrzeug nicht besetzt ist, Öffnen des Schützes, um eine Leerlaufspannung (OCV) der Batterie als Reaktion darauf zu messen, dass ein Intervall von einer vorherigen Leerlaufspannungsmessung der Batterie einen assoziierten Schwellenwert überschreitet, um einen Ladezustand (SOC) einer Batterie basierend auf der OCV zu aktualisieren.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Schwellenwert ein Zeitschwellenwert.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Schwellenwert ein Entfernungsschwellenwert.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Schwellenwert ein vordefinierter Ah-Durchsatzschwellenwert.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet, als Reaktion auf das den Empfangen einer Angabe, dass keine Belegung innerhalb des Fahrzeugs vorliegt, durch Anweisen des Fahrzeugs zu parken.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch Empfangen eines Fahrzeugstatus, der angibt, ob das Fahrzeug das Parken abgeschlossen hat.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Öffnen des Schützes als Reaktion darauf, dass der Fahrzeugstatus angibt, dass das Fahrzeug das Parken abgeschlossen hat.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch Anweisen, Niederspannungszellen der Batterie im Leerlauf zu laden, bevor das Schütz angewiesen wird, sich zu öffnen.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Öffnen des Schützes, um die Leerlaufspannung (OCV) der Batterie zu messen, als Reaktion darauf, dass seit dem Laden der Batterie im Leerlauf eine vorbestimmte Zeit abgelaufen ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein autonomes Fahrzeug bereitgestellt, aufweisend: eine Batterie; ein Schütz, das dazu konfiguriert ist, die Batterie selektiv mit einer Last zu verbinden; einen Fahrzeuginsassendetektor; und einen Prozessor, der mit dem Schütz und dem Fahrzeuginsassendetektor kommuniziert, wobei der Prozessor dazu konfiguriert ist, das Schütz zu öffnen, um die Leerlaufspannung (OCV) der Batterie in Intervallen während jedes Schlüsseleinschaltzeitraums als Reaktion darauf zu messen, dass der Insassendetektor angibt, dass das Fahrzeug nicht besetzt ist und dass ein Intervall von einer vorherigen OCV-Messung einen Schwellenwert überschreitet.

Claims

Ladezustandsystem für ein autonomes Fahrzeug, umfassend: eine Batterie mit einem assoziierten Schütz, um die Batterie selektiv mit einer Last zu verbinden; und einen Prozessor, der mit dem assoziierten Schütz gekoppelt ist und dazu konfiguriert ist, das Schütz zu steuern, um die Batterie von der Last zu trennen, um eine Messung der Leerlaufspannung (open-circuit-voltage - OCV) als Reaktion auf ein Erkennen zu steuern, dass sich keine Insassen innerhalb des Fahrzeugs befinden, nachdem die Dauer eines Intervalls von einer vorherigen OCV-Messung einen assoziierten Schwellenwert überschritten hat.
System nach Anspruch 1, wobei der Prozessor ferner dazu konfiguriert ist, das autonome Fahrzeug basierend auf einem Batterieladezustand, der mit der OCV der Batterie assoziiert ist, zu steuern.
System nach Anspruch 1, wobei der Prozessor ferner dazu konfiguriert ist, als Reaktion auf das Erfassen, dass sich keine Insassen innerhalb des Fahrzeugs befinden, das Fahrzeug anzuweisen zu parken.
System nach Anspruch 3, wobei der Prozessor ferner dazu konfiguriert ist, einen Fahrzeugstatus zu empfangen, der angibt, ob das Fahrzeug das Parken abgeschlossen hat.
System nach Anspruch 4, wobei das Anweisen des Schützes, sich zu öffnen, als Reaktion darauf erfolgt, dass der Fahrzeugstatus angibt, dass das Fahrzeug das Parken abgeschlossen hat.
System nach Anspruch 1, wobei der Prozessor ferner dazu konfiguriert ist, anzuweisen, die Batterie zu laden, bevor das Schütz angewiesen wird, sich zu öffnen.
System nach Anspruch 6, wobei das Anweisen des Schützes, sich zu öffnen, als Reaktion darauf erfolgt, dass seit dem Laden der Batterie eine vorbestimmte Zeit abgelaufen ist.
System nach Anspruch 1, wobei der Schwellenwert ein Entfernungsschwellenwert ist.
System nach Anspruch 1, wobei der Schwellenwert ein Zeitschwellenwert ist.
System nach Anspruch 1, wobei der Schwellenwert mindestens einer von einem Zeitschwellenwert, einem Entfernungsschwellenwert und einem Ah-Durchsatzschwellenwert ist, und wobei der Prozessor dazu konfiguriert ist, keine Insassen innerhalb des Fahrzeugs als Reaktion darauf zu erfassen, dass einer der Schwellenwerte überschritten wird.
Verfahren zum Steuern eines autonomen Fahrzeugs, einschließlich einer Batterie, die selektiv durch ein Schütz mit einer Last verbunden ist, umfassend, durch einen Prozessor: während eines Schlüsseleinschaltzeitraums, während das Fahrzeug nicht besetzt ist, Öffnen des Schützes, um eine Leerlaufspannung (OCV) der Batterie als Reaktion darauf zu messen, dass ein Intervall von einer vorherigen Leerlaufspannungsmessung der Batterie einen assoziierten Schwellenwert überschreitet, um einen Ladezustand (SOC) einer Batterie basierend auf der OCV zu aktualisieren.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend, als Reaktion auf das den Empfangen einer Angabe, dass keine Belegung innerhalb des Fahrzeugs vorliegt, Anweisen des Fahrzeugs zu parken.
Verfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend Empfangen eines Fahrzeugstatus, der angibt, ob das Fahrzeug das Parken abgeschlossen hat.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Anweisen des Schützes, sich zu öffnen, als Reaktion darauf erfolgt, dass der Fahrzeugstatus angibt, dass das Fahrzeug das Parken abgeschlossen hat.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend Anweisen, Niederspannungszellen der Batterie im Leerlauf zu laden, bevor das Schütz angewiesen wird, sich zu öffnen.