DE102020125311A1

DE102020125311A1 - Fahrzeugbatterieleistungsverwaltungssysteme und -verfahren

Info

Publication number: DE102020125311A1
Application number: DE102020125311.7A
Authority: DE
Inventors: Thomas CICCONE; Timothy Baxendale; Rian Edman
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2019-10-01
Filing date: 2020-09-28
Publication date: 2021-04-01
Also published as: US20210094438A1; CN112590754A; US11383614B2

Abstract

Die Offenbarung stellt Fahrzeugbatterieleistungsverwaltungssysteme und -verfahren bereit. Ein Fahrzeug beinhaltet einen Verbrennungsmotor, der dazu konfiguriert ist, mechanische Leistung auszugeben, und eine elektrische Maschine, die an den Motor gekoppelt und dazu konfiguriert ist, die mechanische Leistung in elektrische Leistung umzuwandeln. Das Fahrzeug beinhaltet zudem eine Batterie, um elektrische Leistung mit der elektrischen Maschine auszutauschen. Das Fahrzeug beinhaltet ferner eine Steuerung, die dazu programmiert ist, Benutzereingaben zu empfangen, die eine gewünschten Lagerungsdauer und einen Lagerort angeben, und einen Ladezustand (SOC) der Batterie zu überwachen, während das Fahrzeug gelagert wird. Die Steuerung ist zudem dazu programmiert, als Reaktion darauf, dass sich der SOC während der Lagerung auf weniger als einen vorbestimmten Schwellenwert entleert, einen entfernten Benutzer aufzufordern, einen automatischen Start des Motors zu genehmigen, und den Motor als Reaktion auf eine Genehmigung des entfernen Benutzers automatisch zu starten, um Leistung zum Wiederaufladen der Batterie zu erzeugen. Die Steuerung ist ferner dazu programmiert, den automatischen Start des Motors als Reaktion darauf, dass das Fahrzeug an einem geschlossenen Lagerort aufbewahrt wird, zu verhindern.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Diese Anmeldung betrifft das Erhalten einer Fahrzeugbatterie über einen verlängerten Lagerungszei traum.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Fahrzeuge mit elektrifizierten Antriebssystemen können eine aufladbare Hochspannungsbatterie beinhalten, um eine oder mehrere elektrische Maschinen sowie andere Fahrzeugsysteme mit Leistung zu versorgen. Im Laufe der Zeit kann die Batterieleistung selbst dann verbraucht werden, wenn sie nicht verwendet wird, wie etwa während Zeiträumen einer längeren Fahrzeuglagerung.
KURZDARSTELLUNG
Ein Fahrzeug beinhaltet einen Verbrennungsmotor, der dazu konfiguriert ist, mechanische Leistung auszugeben, und eine elektrische Maschine, die an den Motor gekoppelt und dazu konfiguriert ist, die mechanische Leistung in elektrische Leistung umzuwandeln. Das Fahrzeug beinhaltet zudem eine Batterie, die dazu konfiguriert ist, elektrische Leistung mit der elektrischen Maschine auszutauschen. Das Fahrzeug beinhaltet ferner eine Steuerung, die dazu programmiert ist, eine Benutzereingabe zu empfangen, die mindestens eines von einer gewünschten Lagerungsdauer und einem Lagerort angibt, und einen Ladezustand (state of charge - SOC) der Batterie zu überwachen. Als Reaktion darauf, dass sich der SOC auf weniger als einen vorbestimmten Schwellenwert entleert, während das Fahrzeug gelagert wird, ist die Steuerung dazu programmiert, den Motor automatisch zu starten, um Leistung zum Aufladen der Batterie zu erzeugen. Die Steuerung ist auch dazu programmiert, den Motor als Reaktion darauf, dass der SOC den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, abzuschalten, während das Fahrzeug gelagert wird. Die Steuerung ist ferner dazu programmiert, einen Zähler der automatischen Starts des Motors, die auftreten, während das Fahrzeug dauerhaft zwischen Fahrzyklen gelagert wird, zu verwalten und als Reaktion darauf, dass der Zähler einen Zählerschwellenwert überschreitet, einen verlängerten Motorleerlauf durchzuführen, um überschüssigen Restkraftstoff, der mit Motoröl vermischt ist, zu verbrennen.
Ein Verfahren zum Aufrechterhalten des Batteriezustands während einer Lagerung eines Hybridfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor und einer batteriebetriebenen elektrischen Maschine beinhaltet Überwachen eines Batterie-SOC, während das Hybridfahrzeug geparkt ist. Das Verfahren beinhaltet zudem automatisches Starten des Motors, um Leistung zum Wiederaufladen der Batterie als Reaktion darauf zu erzeugen, dass sich der SOC auf weniger als einen vorbestimmten Schwellenwert entleert. Das Verfahren beinhaltet ferner Abschalten des Motors als Reaktion darauf, dass der SOC auf mehr als den vorbestimmten Schwellenwert regeneriert ist. Das Verfahren beinhaltet ferner Verwalten eines Zählers der automatischen Starts des Motors, die auftreten, während das Fahrzeug dauerhaft zwischen Fahrzyklen gelagert wird, und als Reaktion darauf, dass der Zähler einen Zählerschwellenwert überschreitet, Durchführen eines verlängerten Motorleerlaufs, um überschüssigen Restkraftstoff, der mit Motoröl vermischt ist, zu verbrennen.
Ein Fahrzeug beinhaltet einen Verbrennungsmotor, der dazu konfiguriert ist, mechanische Leistung auszugeben, und eine elektrische Maschine, die an den Motor gekoppelt und dazu konfiguriert ist, die mechanische Leistung in elektrische Leistung umzuwandeln. Das Fahrzeug beinhaltet zudem eine Batterie, die dazu konfiguriert ist, elektrische Leistung mit der elektrischen Maschine auszutauschen. Das Fahrzeug beinhaltet ferner eine Steuerung, die dazu programmiert ist, eine Benutzereingabe zu empfangen, die mindestens eines von einer gewünschten Lagerungsdauer und einem Lagerort angibt, und einen Ladezustand (SOC) der Batterie zu überwachen, während das Fahrzeug gelagert wird. Die Steuerung ist zudem dazu programmiert, als Reaktion darauf, dass sich der SOC auf weniger als einen vorbestimmten Schwellenwert entleert, während das Fahrzeug gelagert wird, einen entfernten Benutzer aufzufordern, einen automatischen Start des Motors zu genehmigen, und den Motor als Reaktion auf eine Genehmigung des entfernen Benutzers automatisch zu starten, um Leistung zum Wiederaufladen der Batterie zu erzeugen. Die Steuerung ist ferner dazu programmiert, den automatischen Start des Motors als Reaktion darauf, dass das Fahrzeug in einem abgeschlossenen Lagerort aufbewahrt wird, zu verhindern.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, das ein elektrifiziertes Antriebssystem aufweist.
2 ist ein Ablaufdiagramm eines ersten Verfahrens zum Aufrechterhalten des Batteriezustands während der Fahrzeuglagerung.
3 ist ein Ablaufdiagramm eines zweiten Verfahrens zum Aufrechterhalten des Batteriezustands während der Fahrzeuglagerung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden in dieser Schrift 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 können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Einzelheiten bestimmter Komponenten zu zeigen. Daher sind die in der vorliegenden Schrift offenbarten konkreten strukturellen und funktionellen Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachmann die vielfältige Verwendung der vorliegenden Erfindung zu lehren. Für den Durchschnittsfachmann versteht es sich, dass verschiedene Merkmale, die in Bezug auf eine beliebige der Figuren veranschaulicht und beschrieben sind, mit Merkmalen kombiniert werden können, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht ausdrücklich veranschaulicht oder beschrieben sind. Die veranschaulichten Kombinationen von Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische 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 Batterietemperatur ist eine wichtige Eingabe für die Wirksamkeit des Leistungsaustauschs mit der Batterie. Wenn ein Hybridelektrofahrzeug (hybrid electric vehicle - HEV) für einen längeren Zeitraum nicht gefahren wird, entleert sich der Ladezustand (SOC) der Hochspannungs- und/oder Niederspannungsbatterie. Gleichzeitig wird dieser Ladungsverlust durch Kälte oder niedrige Umgebungstemperaturen verstärkt. Darüber hinaus kann ein HEV, das auf die Hochspannungsbatterie angewiesen ist, um einen Verbrennungsmotor zu starten, funktionsunfähig werden, nachdem der SOC der Hochspannungsbatterie auf weniger als einen Schwellenwert entleert wurde. Die Hochspannungsbatterie kann nur durch Fahren des Fahrzeugs geladen werden und es gibt keine bequeme Möglichkeit für den Kunden, ein HEV-Hochspannungssystem „mittels Starthilfe zu starten“. Das Ergebnis ist, dass das Fahrzeug zur Wartung zu einem Händler abgeschleppt werden muss, was zu Unzufriedenheit des Kunden, Kosten und Zeitverlust führt.
Das von einem Batteriesensor ausgegebene Temperatursignal kann als Grundlage verwendet werden, um den erforderlichen Grad an thermischer Vorkonditionierung zu bestimmen, um gewünschte Batteriebetriebsbedingungen aufrechtzuerhalten. Zusätzliche Aspekte der vorliegenden Offenbarung beinhalten die Verwendung von Daten, die von der entfernten Wetterinformationsquelle zur Systemsteuerung übertragen werden. Da das Fahrzeug bereits mit einem drahtlosen Kommunikationsmodul für Telematik und andere Zwecke ausgestattet ist, kann die Fahrzeugkommunikation verwendet werden, um einen Kunden aufzufordern, die Einleitung des Ladens der Hochspannungsbatterie aus der Ferne zu autorisieren. Dies kann dazu beitragen, die Auswirkungen auf eine Batterie, die durch verlängerte Lagerungszeiträume und/oder kalte Temperaturen verursacht werden, abzuschwächen.
1 zeigt ein Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeugs (plug-in hybrid-electric vehicle - PHEV) 100. Das PHEV 100 beinhaltet ein elektrifiziertes Antriebssystem mit einer oder mehreren batteriebetriebenen elektrischen Maschinen 114, die mechanisch an ein Hybridgetriebe (nicht gezeigt) gekoppelt sind. Jede der elektrischen Maschinen 114 kann dazu in der Lage sein, als Elektromotor oder Generator betrieben zu werden. Zusätzlich sind die elektrischen Maschinen 114 mechanisch an einen Verbrennungsmotor 118 gekoppelt. Wenn er betrieben wird, ist der Motor 118 dazu konfiguriert, Drehmoment auszugeben. Die elektrischen Maschinen 114 sind dazu angeordnet, eine Antriebsdrehmoment- sowie eine Verlangsamungsmomentfähigkeit bereitzustellen, während der Motor 118 entweder betrieben wird oder ausgeschaltet ist. Die elektrischen Maschinen 114 sind zudem dazu in der Lage, als Generatoren betrieben zu werden, um Kraftstoffeffizienzvorteile bereitzustellen, indem Energie zurückgewonnen wird, die normalerweise in einem Reibungsbremssystem als Wärme verloren gehen würde. Die elektrischen Maschinen 114 können zusätzlich ein Gegendrehmoment zu dem Ausgangsdrehmoment des Motors übertragen, um Strom zum Wiederaufladen einer Traktionsbatterie zu erzeugen, während der Motor 118 in Betrieb ist. Die elektrischen Maschinen 114 können ferner Fahrzeugemissionen reduzieren, indem sie den Motor 118 in der Nähe des effizientesten Drehzahl- und Drehmomentbereichs betreiben. Wenn der Motor 118 ausgeschaltet ist, kann das PHEV 100 in einem rein elektrischen Antriebsmodus unter Verwendung der elektrischen Maschinen 114 als einzige Antriebsquelle betrieben werden.
Das Hybridgetriebe ist zudem mechanisch an Laufräder gekoppelt, um Drehmoment aus den elektrischen Maschinen 114 und/oder dem Verbrennungsmotor 118 auszugeben. Während die Topologie des Hybridfahrzeugs 100 beispielhaft bereitgestellt wird, können Aspekte der vorliegenden Offenbarung auf ein beliebiges Fahrzeug mit einem hybridelektrischen Antriebssystem anwendbar sein.
Eine aufladbare Traktionsbatterie oder ein Batteriepack 124 speichert Energie, die zum Versorgen der elektrischen Maschinen 114 mit Leistung verwendet werden kann. Die Batterie 124 stellt üblicherweise eine Hochspannungsgleichstrom-(direct current - DC)-Ausgabe von einem oder mehreren Batteriezellenarrays, die gelegentlich als Batteriezellenstapel bezeichnet werden, innerhalb der Traktionsbatterie 124 bereit. Jedes Batteriezellenarray kann eine oder mehrere Batteriezellen beinhalten. Die Batteriezellen, wie etwa prismatische Zellen, Pouch-Zellen, zylindrische Zellen oder andere Zellenarten, wandeln gespeicherte chemische Energie in elektrische Energie um. Die Zellen können ein Gehäuse, eine positive Elektrode (Kathode) und eine negative Elektrode (Anode) beinhalten. Ein Elektrolyt ermöglicht, dass sich Ionen während der Entladung zwischen einer Anode und Kathode bewegen und dann während der Wiederaufladung zurückkehren. Klemmen können ermöglichen, dass Strom zur Verwendung durch das Fahrzeug aus der Zelle strömt. Es können unterschiedliche Batteriepackkonfigurationen verfügbar sein, um individuellen Fahrzeugvariablen, einschließlich Verbauungseinschränkungen und Leistungsanforderungen, zu entsprechen. Wie hierin genauer erörtert wird, können die Batteriezellen mit einem Wärmeverwaltungssystem wärmereguliert werden. Beispiele für Wärmemanagementsysteme beinhalten Luftkühlsysteme, Flüssigkeitskühlsysteme und eine Kombination aus Luft- und Flüs sigkeitskühl systemen.
Ein oder mehrere Schütze 142 können die Traktionsbatterie 124 selektiv von einem DC-Hochspannungsbus 154A isolieren, wenn sie geöffnet sind, und die Traktionsbatterie 124 an den DC-Hochspannungsbus 154A koppeln, wenn sie geschlossen sind. Die Traktionsbatterie 124 ist über den DC-Hochspannungsbus 154A elektrisch an ein oder mehrere Leistungselektronikmodule 126 gekoppelt. Das Leistungselektronikmodul 126 ist zudem elektrisch an die elektrischen Maschinen 114 gekoppelt und stellt die Fähigkeit bereit, Energie bidirektional zwischen dem einem AC-Hochspannungsbus 154B und den elektrischen Maschinen 114 zu übertragen. Gemäß einigen Beispielen kann die Traktionsbatterie 124 einen Gleichstrom bereitstellen, während die elektrischen Maschinen 114 mit einem Dreiphasenwechselstrom (alternating current - AC) betrieben werden. Das Leistungselektronikmodul 126 kann den Gleichstrom in einen Dreiphasenwechselstrom zum Betreiben der elektrischen Maschinen 114 umwandeln. In einem Regenerationsmodus kann das Leistungselektronikmodul 126 den Dreiphasenwechselstrom von den elektrischen Maschinen 114, die als Generatoren fungieren, in den Gleichstrom umwandeln, die mit der Traktionsbatterie 124 kompatibel ist. Die Beschreibung hierin gilt gleichermaßen für ein vollelektrisches Fahrzeug ohne einen Verbrennungsmotor.
Zusätzlich zu dem Bereitstellen von Antriebsenergie kann die Traktionsbatterie 124 Energie für andere elektrische Fahrzeugsysteme bereitstellen. Ein Fahrzeug 100 kann ein DC/DC-Wandlermodul 128 beinhalten, das elektrisch an den Hochspannungsbus 154A gekoppelt ist. Das DC/DC-Wandlermodul 128 kann elektrisch an einen Niederspannungsbus 156 gekoppelt sein. Das DC/DC-Wandlermodul 128 kann die Hochspannungs-DC-Ausgabe der Traktionsbatterie 124 in eine Niederspannungs-DC-Zufuhr umwandelt, die mit Niederspannungsverbrauchern 152 des Fahrzeugs kompatibel ist. Der Niederspannungsbus 156 kann zudem elektrisch an eine Hilfsbatterie 130 (z. B. eine 12-V-Batterie) gekoppelt sein. Die Niederspannungsverbraucher 152 können über den Niederspannungsbus 156 elektrisch mit einer oder mehreren Leistungsquellen verbunden sein. Die Niederspannungsverbraucher 152 können verschiedene Steuerungen innerhalb des Fahrzeugs 100 beinhalten.
In einigen Beispielen, wie etwa bei einem PHEV, kann die Traktionsbatterie 124 des Fahrzeugs 100 durch eine Leistungsquelle 136 außerhalb des Fahrzeugs aufgeladen werden. Bei der Leistungsquelle 136 außerhalb des Fahrzeugs kann es sich um eine Verbindung mit einer Steckdose handeln. Die externe Leistungsquelle 136 kann elektrisch an eine Ladestation oder eine andere Art von Elektrofahrzeugversorgungsgerät (electric vehicle supply equipment - EVSE) 138 gekoppelt sein. Die Leistungsquelle 136 außerhalb des Fahrzeugs kann zudem ein elektrisches Leistungsverteilungsnetz sein, wie es von einem Elektrizitätsversorgungsunternehmen bereitgestellt wird. Das EVSE 138 stellt Schaltungen und Steuerungen zum Regulieren und Verwalten der Übertragung von Energie zwischen der Leistungsquelle 136 und dem Fahrzeug 100 bereit. Die Leistungsquelle 136 außerhalb des Fahrzeugs kann dem EVSE 138 elektrische Leistung als DC oder AC bereitstellen. Das EVSE 138 beinhaltet einen Ladestecker 140 zum Einstecken in einen Ladeanschluss 134 des Fahrzeugs 100. Der Ladeanschluss 134 kann eine beliebige Art von Anschluss sein, der dazu konfiguriert ist, Leistung von dem EVSE 138 an das Fahrzeug 100 zu übertragen. Der Ladeanschluss 134 kann elektrisch an ein Ladegerät oder ein fahrzeuginternes Leistungsumwandlungsmodul 132 gekoppelt sein. Das Leistungsumwandlungsmodul 132 konditioniert die vom EVSE 138 zugeführte Leistung, um der Traktionsbatterie 124 die richtigen Spannungs- und Strompegel bereitzustellen. Das Leistungsumwandlungsmodul 132 bildet mit dem EVSE 138 eine Schnittstelle, um die Abgabe von Leistung an das Fahrzeug 100 zu koordinieren. Der EVSE-Stecker 140 kann Stifte aufweisen, die mit entsprechenden Aussparungen des Ladeanschlusses 134 zusammenpassen. Alternativ können verschiedene Komponenten, die als elektrisch gekoppelt oder verbunden beschrieben sind, Leistung unter Verwendung einer drahtlosen induktiven Kopplung oder anderer kontaktloser Leistungsübertragungsmechanismen übertragen. Die Ladekomponenten, einschließlich des Ladeanschlusses 134, des Leistungsumwandlungsmoduls 132, des Leistungselektronikmoduls 126 und des DC/DC-Wandlermoduls 128 können gemeinsam als Teil eines Leistungsschnittstellensystems betrachtet werden, das dazu konfiguriert ist, Leistung von der Leistungsquelle 136 außerhalb des Fahrzeugs aufzunehmen.
Wenn das Fahrzeug 100 in das EVSE 138 eingesteckt ist, können sich die Schütze 142 in einem geschlossenen Zustand befinden, sodass die Traktionsbatterie 124 an den Hochspannungsbus 154 und an die Leistungsquelle 136 gekoppelt ist, um die Batterie zu laden. Das Fahrzeug kann sich in einem Zustand mit ausgeschalteter Zündung befinden, wenn es in das EVSE 138 eingesteckt ist. Wenn das Fahrzeug an einem Ort gelagert wird, an dem kein Plug-in-Laden verfügbar ist, können natürlich sowohl die Hochspannungstraktionsbatterie 124 als auch die Niederspannungshilfsbatterie 130 SOC-Entleerungs- und Entladungskapazitätseinschränkungseffekten ausgesetzt sein.
Die Traktionsbatterie 124 kann zudem einen oder mehrere Temperatursensoren 131 aufweisen, wie etwa Thermistoren oder andere Arten von Temperatursensoren. Der Temperatursensor 131 kann mit der Steuerung 148 in Kommunikation stehen, um Daten bereitzustellen, die die Temperatur der Batteriezellen angeben. Das Fahrzeug 100 kann zudem einen Temperatursensor 150 beinhalten, um Daten bereitzustellen, die die Umgebungslufttemperatur angeben. In dem beispielhaften Schema der 1 ist der Temperatursensor 150 in einem Fahrzeugseitenspiegel angeordnet, es versteht sich jedoch, dass sich der Temperatursensor an einer beliebigen Stelle im Fahrzeug befinden kann, die zum Erkennen der Umgebungstemperatur geeignet ist.
Ein oder mehrere elektrische Hochspannungsverbraucher 146 können an den Hochspannungsbus 154 gekoppelt sein. Die elektrischen Hochspannungsverbraucher 146 können eine zugehörige Steuerung aufweisen, welche die elektrischen Hochspannungsverbraucher 146 gegebenenfalls betreibt und steuert. Die Hochspannungsverbraucher 146 können Kompressoren und elektrische Heizungen hinsichtlich des Klimatisierungssystems 158 des Fahrzeugs beinhalten. Zum Beispiel kann das Fahrzeugklimatisierungssystem Hochspannungslasten im Bereich von 6 kW-11 kW unter hohen Kühllasten entnehmen. Gemäß einigen Beispielen versorgt die aufladbare Batterie 124 mindestens einen Teil des Klimatisierungssystems 158 mit Leistung.
Das Fahrzeug 100 beinhaltet ferner mindestens ein Drahtloskommunikationsmodul 160, das dazu konfiguriert ist, mit externen Vorrichtungen über ein drahtloses Netzwerk zu kommunizieren. Gemäß einigen Beispielen beinhaltet das Drahtloskommunikationsmodul einen BLUETOOTH-Transceiver, um mit einer entfernten Vorrichtung 162 eines Benutzers (z. B. Mobiltelefon, Smartphone, PDA oder einer beliebigen anderen Vorrichtung mit drahtloser entfernter Netzwerkkonnektivität) zu kommunizieren. Die mobile Vorrichtung 162 kann wiederum verwendet werden, um mit einem Netzwerk 164 außerhalb des Fahrzeugs 100 zu kommunizieren, zum Beispiel mittels Kommunikation mit einem Mobilfunkmast 166. In einigen Beispielen kann es sich bei dem Mast 166 um einen WiFi-Zugangspunkt handeln.
Zwischen dem Drahtloskommunikationsmodul 160 und einem entfernten Netzwerk, das beispielsweise einen Datentarif, Daten über Sprache oder DTMF-Töne nutzt, die der entfernten Vorrichtung 162 zugeordnet sind, können Daten kommuniziert werden. Alternativ kann das Drahtloskommunikationsmodul 160 ein fahrzeuginternes Modem beinhalten, das eine Antenne aufweist, um Daten über das Sprachband mit dem Netzwerk 164 auszutauschen. Gemäß einigen Beispielen ist die Steuerung 148 mit einem Betriebssystem bereitgestellt, das eine API zum Kommunizieren mit einer Modemanwendungssoftware beinhaltet. Die Modemanwendungssoftware kann auf ein eingebettetes Modul oder eine Firmware auf dem BLUETOOTH-Transceiver zugreifen, um die Drahtloskommunikation mit einem Remote-BLUETOOTH-Transceiver (wie etwa demjenigen, der in einer Mobilvorrichtung aufzufinden ist) abzuschließen. Bei Bluetooth handelt es sich um eine Teilmenge der Protokolle IEEE 802 PAN (Personal Area Network). IEEE-802-LAN-Protokolle (lokales Netzwerk) beinhalten WiFi und haben eine beträchtliche Kreuzfunktionalität mit IEEE 802 PAN. Beide sind für die drahtlose Kommunikation innerhalb eines Fahrzeugs geeignet. Ein weiteres Kommunikationsmittel, welches in diesem Bereich eingesetzt werden kann, sind die optische Freiraumkommunikation (wie beispielsweise IrDA) und nicht standardisierte Verbraucher-IR-Protokolle.
In einem weiteren Beispiel beinhaltet die entfernte Vorrichtung 162 ein Modem zur Sprachband- oder Breitbanddatenkommunikation. In dem Daten-über-Sprache-Beispiel kann eine Technik umgesetzt werden, die als Frequenzmultiplexverfahren bekannt ist, wenn der Besitzer der Mobilvorrichtung bei gleichzeitiger Datenübertragung über die Vorrichtung sprechen kann. Zu anderen Zeitpunkten, wenn der Besitzer die Vorrichtung nicht verwendet, kann die Datenübertragung die gesamte Bandbreite verwenden. Weitere Datenübertragungsprotokolle können ebenfalls gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung geeignet sein, zum Beispiel wie Code Domain Multiple Access (CDMA), Time Domain Multiple Access (TDMA) und Space-Domain Multiple Access (SDMA) für digitale Mobilfunkkommunikation.
Die verschiedenen erörterten Komponenten können eine oder mehrere zugehörige Steuerungen aufweisen, um den Betrieb der Komponenten zu steuern, zu überwachen und zu koordinieren. Die Steuerungen können über einen seriellen Bus (z. B. ein Controller Area Network (CAN)) oder über separate Leiter kommunizieren. Zusätzlich kann eine Fahrzeugsystemsteuerung 148 bereitgestellt sein, um den Betrieb der verschiedenen Komponenten zu koordinieren.
Obwohl die Systemsteuerung 148 als einzelne Steuerung dargestellt ist, kann sie als eine oder mehrere Steuerungen umgesetzt sein. Die Steuerung 148 kann Betriebsbedingungen verschiedener Fahrzeugsysteme überwachen. Gemäß dem Beispiel der 1 stehen mindestens die elektrischen Maschinen 114, der Motor 118, die Traktionsbatterie 124, die Hilfsbatterie 130, der DC/DC-Wandler 128, das Lademodul 132, die Hochspannungsverbraucher 146, die Niederspannungsverbraucher 152 und das Sichtsystem 158 in Kommunikation mit der Steuerung 148.
Die Steuerung 148 beinhaltet im Allgemeinen zudem eine beliebige Anzahl an Teilkomponenten, wie etwa Mikroprozessoren, ASICs, ICs, Speicher (z. B. FLASH, ROM, RAM, EPROM und/oder EEPROM) und Softwarecode, um zusammenzuwirken, um verschiedene Vorgänge durchzuführen. Die Teilkomponenten ermöglichen die fahrzeuginterne Verarbeitung von Befehlen und führen eine beliebige Anzahl von vorbestimmten Routinen gemäß einem gewünschten Zeitpunkt oder alternativ als Reaktion auf eine oder mehrere Eingaben aus, die von Fahrzeugsystemen empfangen werden. Die Prozessoren können an nicht dauerhaften Speicher und dauerhaften Speicher gekoppelt sein. In einer beispielhaften Konfiguration handelt es sich bei dem nicht dauerhaften Speicher um einen RAM und bei dem dauerhaften Speicher um Flash-Speicher. Im Allgemeinen kann dauerhafter (nichttransitorischer) Speicher alle Formen von Speicher beinhalten, die Daten aufbewahren, wenn ein Computer oder eine andere Vorrichtung heruntergefahren ist. Die Steuerung 148 kann außerdem vorbestimmte Daten innerhalb des Speichers, wie etwa „Lookup-Tabellen“, speichern, die auf Berechnungen und/oder Testdaten basieren. Die Steuerung kommuniziert über eine oder mehrere drahtgebundene oder drahtlose Fahrzeugverbindungen unter Verwendung üblicher Busprotokolle (z. B. CAN und LIN) mit anderen Fahrzeugsystemen und Teilsteuerungen. Wie hierin verwendeten Sinne beziehen sich Bezugnahmen auf „eine Steuerung“ auf eine oder mehrere Steuerungen.
Die Traktionsbatterie 124 beinhaltet einen Stromsensor, um ein Signal auszugeben, das eine Größenordnung und Richtung von Strom angibt, der in die Traktionsbatterie 124 hinein- oder aus dieser herausfließt. Die Traktionsbatterie 124 beinhaltet zudem einen Spannungssensor, um eine Spannung an Klemmen der Traktionsbatterie 124 zu erfassen. Der Spannungssensor gibt ein Signal aus, das die Spannung an den Klemmen der Traktionsbatterie 124 angibt. Die Traktionsbatterie 124 kann zudem einen oder mehrere Temperatursensoren 131 aufweisen, wie etwa Thermistoren oder andere Arten von Temperatursensoren. Der Temperatursensor 131 kann mit der Steuerung 148 in Kommunikation stehen, um Daten bereitzustellen, die die Temperatur der Batteriezellen angeben.
Die Ausgaben des Stromsensors, des Spannungssensors und des Temperatursensors der Traktionsbatterie 124 werden der Steuerung 148 bereitgestellt. Die Steuerung 148 kann programmiert sein, um den SOC der Batterie auf Grundlage der Signale von dem Stromsensor und dem Spannungssensor der Traktionsbatterie 124 zu berechnen. Verschiedene Techniken können zum Berechnen des Ladezustands verwendet werden. Zum Beispiel kann eine Ampere-Stunden-Integration implementiert werden, bei der der Strom durch die Traktionsbatterie 124 über die Zeit integriert wird. Der SOC kann zudem auf Grundlage der Ausgabe des Spannungssensors der Traktionsbatterie geschätzt werden. Die konkrete verwendete Technik kann von der chemischen Zusammensetzung und den Merkmalen der jeweiligen Batterie abhängen.
Ein gewünschter Temperaturbetriebsbereich kann ebenfalls für die Traktionsbatterie spezifiziert werden. Der Temperaturbetriebsbereich kann eine obere und untere Wärmegrenze definieren, innerhalb derer die Batterie 124 betrieben wird. Als Reaktion darauf, dass sich eine erfasste Temperatur einer Wärmegrenze nähert, kann der Betrieb der Traktionsbatterie 124 modifiziert werden oder es können andere Minderungsmaßnahmen eingeleitet werden, um die Temperatur aktiv zu regulieren. Gemäß einigen beispielhaften Konfigurationen werden die Traktionsbatterie 124 sowie andere Fahrzeugkomponenten mit einem oder mehreren Wärmeverwaltungssystemen wärmereguliert.
Wie nachstehend ausführlicher erörtert, kann das Fahrzeug die Batterie auf Grundlage des Ausführens eines oder mehrerer in der Steuerung 148 gespeicherter Algorithmen konditionieren. Gemäß einigen Beispielen wird der Motor während verlängerter Lagerungszeiträume gestartet, um den Batterie-SOC für einen optimalen Betrieb bei Bedarf aufrechtzuerhalten. Die Steuerung überwacht den Zustand der Hochspannungsbatterie, während sie nicht in Betrieb ist, und wenn die Hochspannungsbatterie aus einem beliebigen Grund auf weniger als ein vorbestimmtes SOC-Niveau entleert ist, wird der Benutzer durch eine Smartphone-Anwendung aufgefordert, das Fahrzeug aus der Ferne zu starten. Der Benutzer muss möglicherweise vor dem Starten des Motors bestätigen, dass sich das Fahrzeug an einem nicht geschlossenen Lagerort befindet. Der Benutzer wird auch über aktuelle Kraftstoffstände informiert. Wenn der Benutzer die erforderliche Bestätigung bereitstellt, startet das Fahrzeug automatisch den Motor, lädt die Hochspannungsbatterie und/oder die Niederspannungsbatterie und schaltet dann den Motor ab. In anderen Beispielen kann der Motor während verlängerter Lagerungszeiträume automatisch gestartet werden, um die Batterie thermisch vorzukonditionieren, um einen optimalen Energieaustausch aufrechtzuerhalten und eine verschlechterte Leistung aufgrund von kalten Bedingungen zu vermeiden. In weiteren Beispielen ist die Steuerung dazu programmiert, einen Befehl zum periodischen Betreiben des Motors während der Lagerung auf Grundlage mindestens eines von einer gemessenen Lagerungsdauer, einem Batterie-SOC-Signal, einem Batterietemperatursignal, einem Kraftstoffstand und einer vom Benutzer geplanten Abfahrtszeit auszugeben.
Unter Bezugnahme auf 2 stellt das Verfahren 200 einen Algorithmus zum Aufrechterhalten der gewünschten Batteriebetriebsbedingungen während verlängerter Lagerungszeiträume dar. Bei Schritt 202 beinhaltet der Algorithmus Empfangen von Daten, die die Absicht eines Benutzers angeben, das Fahrzeug zu lagern. In einigen Beispielen ermöglicht eine Benutzerschnittstelle innerhalb des Fahrzeugs dem Benutzer, das Fahrzeug so zu kennzeichnen, dass es in einen „Lagerungsmodus“ eintritt, der nachstehend ausführlicher erörtert wird. In anderen Beispielen ermöglicht eine Smartphone-Anwendung dem Benutzer, eine Absicht zu erklären, das Fahrzeug abzustellen. In weiteren Beispielen wird eine Kalenderintegration bereitgestellt, sodass ein Benutzer einen Langzeitlagerungsmodus im Voraus planen kann. Der Benutzer kann aufgefordert werden, die Zeitdauer anzugeben, während der das Fahrzeug gelagert wird, und ob das Fahrzeug in einem abgeschlossenen Raum gelagert werden soll. Der Benutzer kann zu diesem Zeitpunkt auch über den Fahrzeugkraftstoffstand benachrichtigt werden. Der durch den Benutzer eingegebene Betrag der Lagerungszeit kann verwendet werden, um einen gewünschten SOC der Hochspannungsbatterie zu bestimmen. Im Lagerungsmodus kann das Fahrzeug den Motor und die Leerlaufladung automatisch starten, bis der gewünschte SOC erreicht ist.
Das Fahrzeug kann bei Schritt 206 formell in den Lagerungsmodus eintreten, wenn die gewünschte Lagerungsdauer bei Schritt 204 größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist. Wenn andererseits bei Schritt 204 die gewünschte Lagerungsdauer unter dem Schwellenwert liegt, kann das Fahrzeug in einem standardmäßigen ausgeschalteten Fahrzeugzustand bleiben, während es gelagert wird.
Sobald es sich im Lagerungsmodus befindet, beginnt das Fahrzeug bei Schritt 208, den Batterie-SOC zu überwachen. Solange der Batterie-SOC bei Schritt 210 größer als SOC_{Schwellenwert_1} bleibt, ergreift das Fahrzeug keine zusätzliche Minderungsmaßnahme und bleibt im Lagerungsmodus, während weiterhin der Batterie-SOC überwacht wird.
Wenn der Batterie-SOC bei Schritt 210 auf weniger als SOC_{Schwellenwert_1} entleert ist, beinhaltet der Algorithmus Bewerten, ob ausreichend Benzinkraftstoff zum Betreiben des Verbrennungsmotors vorhanden ist. Bei Schritt 212 kann das Fahrzeug, wenn der Benzinkraftstoffstand geringer als Kraftstoff_{Schwellenwert} ist, bestimmte Batterieerhaltungsabschnitte des Lagerungsmodus verlassen, da nicht genügend Kraftstoff verfügbar ist, um den Motor zum Laden zu betreiben. In einigen Beispielen kann unzureichender Kraftstoff eine Warnmeldung auslösen, die an den Benutzer gesendet wird, um anzugeben, dass das automatische Starten zum Wiederaufladen während des Lagerungsmodus deaktiviert ist. Gemäß einigen Beispielen ist die Steuerung dazu programmiert, den automatischen Start des Motors als Reaktion darauf zu verhindern, dass ein Benzinkraftstoffstand unter einem Kraftstoffschwellenwert liegt.
Wenn bei Schritt 212 der Kraftstoffstand des Fahrzeugs größer als Kraftstoff_{Schwellenwert} ist, beinhaltet der Algorithmus Bestimmen, ob der Standort des Fahrzeugs für einen automatischen Start geeignet ist. Wie vorstehend beschrieben, kann ein Teil der Benennung des Lagerungsmodus durch einen Benutzer das Anfordern einer Angabe des Lagerorts des Fahrzeugs beinhalten. Gemäß einigen Beispielen bestimmt das Fahrzeug selbst, ob der Lagerort abgeschlossen oder nicht abgeschlossen ist. Gemäß einigen spezifischeren Beispielen gibt ein an dem Fahrzeug angeordneter GPS-Sensor ein Signal aus, das den geografischen Standort des Fahrzeugs angibt, um zu bestimmen, ob der Lagerort abgeschlossen ist. In anderen Fällen kann ein Benutzer bestimmte Lagerorte bestimmen, wie zum Beispiel einen Lagerort „Zuhause“ oder einen Lagerort „Arbeitsplatz“.
Wenn das Fahrzeug bei Schritt 214 an einem abgeschlossenen Ort gelagert wird, kann der Algorithmus Abschnitte zum automatischen Start deaktivieren, aber dennoch andere Abschnitte der Batterieerhaltungsprozeduren durchlaufen. Wenn das Fahrzeug in einem abgeschlossenen Raum gelagert wird, während es sich bei Schritt 214 im Lagerungsmodus befindet, beinhaltet der Algorithmus das Fortsetzen der Überwachung des SOC einer oder mehrerer Fahrzeugbatterien während der Lagerungszeit. Wenn sich die Batterie einem kritischen Ladeniveau nähert, wird der Kunde auf den Ladestatus aufmerksam gemacht und kann bestätigen, dass der abgeschlossene Raum geöffnet wurde, bevor das Fahrzeug automatisch starten kann. Wenn der Batterie-SOC bei Schritt 216 auf weniger als SOC_kritisch entleert ist, beinhaltet der Algorithmus Senden einer Benachrichtigungsmeldung an den Benutzer bei Schritt 218, die angibt, dass der abgeschlossene Lagerort einen automatischen Start verhindert. Auf diese Weise kann dem Benutzer ermöglicht werden, ein Garagentor oder eine andere Öffnung aus der Ferne zu öffnen, um einen nicht abgeschlossenen Raum zu erzeugen, bevor dem Fahrzeug ermöglicht wird, automatisch zum Laden der Batterie zu starten.
Gemäß alternativen Beispielen können andere Bedingungen eine Verhinderung eines automatischen Starts im Lagerungsmodus veranlassen. Zum Beispiel kann das Fahrzeug mit einem oder mehreren Sensoren ausgestattet sein, die dazu in der Lage sind, Signale auszugeben, die die Erkennung eines externen Objekts angeben. Insbesondere können Sensoren, die autonome oder halbautonome Fahrzeugfahrfunktionen unterstützen, verwendet werden, um ein externes Objekt innerhalb einer Nähe des Fahrzeugs während der Lagerung zu erkennen. Noch konkreter kann ein externes Objekt zum Zwecke des Verhinderns eines automatischen Starts im Lagerungsmodus als in der Nähe befindlich betrachtet werden, wenn sich das erkannte Objekt innerhalb von 2 Fuß von dem Fahrzeug befindet. Somit kann eine Steuerung ferner dazu programmiert sein, den automatischen Start des Motors als Reaktion auf die Erkennung eines externen Objekts in einer Nähe des Fahrzeugs zu verhindern.
Der Algorithmus kann ferner Bestätigen beinhalten, dass der Benutzer den abgeschlossenen Raum geöffnet hat, bevor ein automatischer Start ermöglicht wird. Wenn bei Schritt 220 bestätigt wird, dass der Benutzer die Einhausung geöffnet hat, beinhaltet der Algorithmus Starten des Motors bei Schritt 222. Gemäß einigen Beispielen kann der Benutzer bestätigen, dass der zuvor abgeschlossene Raum geöffnet wurde, indem er eine Bestätigung über eine Benutzerschnittstelle der mobilen Anwendung auswählt. In anderen Beispielen kann ein Fahrzeugsichtsystem visuelle Änderungen in der Umgebung in der Nähe des Fahrzeugs beobachten und Daten ausgeben, die ausreichen, damit die Fahrzeugsteuerung bestimmt, dass der zuvor abgeschlossene Raum geöffnet wurde.
Wenn das Fahrzeug bei Schritt 214 nicht in einem abgeschlossenen Raum gelagert wird, kann das Fahrzeug den Motor automatisch starten, um einen guten Batterie-SOC während der Lagerung aufrechtzuerhalten. Bei Schritt 224 wird der Kunde über eine Smartphone-App benachrichtigt und dem Kunden werden Optionen gegeben, wann der automatische Motorstart zum Aufladen erfolgen soll. Bei Schritt 224 beinhaltet der Algorithmus Auffordern eines entfernten Benutzers, einen automatischen Motorstart zu genehmigen. Als Reaktion auf die Genehmigung des entfernten Benutzers bei Schritt 226 beinhaltet der Algorithmus bei Schritt 222 ein automatisches Starten des Motors. Während eine Bestätigung des entfernten Benutzers als Teil einiger Beispiele erforderlich ist, können andere alternative Beispiele das automatische Starten des Fahrzeugs beinhalten, um den Batterie-SOC ohne eine ausdrückliche Benutzerbestätigung zu erhalten.
Sobald der Motor gestartet ist, wird die elektrische Maschine verwendet, um Leistung aus dem Motorausgangsdrehmoment zu erzeugen. Die erzeugte Leistung wird der Batterie bereitgestellt, damit sie sich auf ein geeignetes SOC-Niveau auflädt. Der Algorithmus überwacht weiterhin den Batterie-SOC während des Aufladens und hält den Motorbetrieb aufrecht, solange der SOC unter SOC_{Schwellenwert_2} liegt. Wenn der SOC bei Schritt 230 auf mehr als SOC_{Schwellenwert_2} regeneriert wurde, wird der Motor bei Schritt 232 abgeschaltet und der Algorithmus beinhaltet Neustarten des Lagerungsmodus bei Schritt 206 und das Überwachen des Batteriezustands.
Wenn das Laden erfolgt, während der SOC geringer als SOC_{Schwellenwert_2} ist, beinhaltet der Algorithmus Überwachen des Kraftstoffstands des Fahrzeugs, während der Motor läuft. Bei Schritt 234, wenn der Kraftstoffstand größer als Kraftstoff_{Schwellenwert} ist, wird der Motor weiterhin betrieben, um Leistung zum Wiederaufladen der Batterie zu erzeugen. Sobald ein ausreichender SOC erreicht ist, beinhaltet der Algorithmus Zurückkehren zu den Überwachungsabschnitten des Lagerungsmodus, zum Beispiel ein Zurückkehren zu Schritt 206.
Wenn bei Schritt 234 der Kraftstoffstand geringer als Kraftstoffschwellenwert ist, ist die Steuerung dazu programmiert, eine Benachrichtigung über den geringen Kraftstoff bei Schritt 236 auszugeben. Der Motor wird dann bei Schritt 232 abgeschaltet und der Algorithmus tritt bei Schritt 206 erneut in den Lagerungsmodus ein. Sobald ein Benutzer über eine Bedingung mit wenig Kraftstoff benachrichtigt wird, hat der Benutzer somit die Möglichkeit, das Fahrzeug zu betanken, während es ihm ermöglicht wird, für zukünftige automatische Starts im Lagerungsmodus zu bleiben, um den Zustand der Batterie zu fördern. In einem konkreten Beispiel kann ein Fahrzeug, das langfristig als Teil einer Fahrzeugflotte oder eines Händlerbestands gelagert wird, das Wartungspersonal über eine Bedingung mit wenig Kraftstoff benachrichtigen und nach einem Auftanken weiterhin automatische Starts nach Bedarf durchführen, um den Batterie-SOC innerhalb eines gewünschten Bereichs zu halten.
Wenn das Fahrzeug lange genug im Lager bleibt, wird dieser Prozess unbegrenzt wiederholt, um ein gutes SOC-Niveau beizubehalten und somit einen ordnungsgemäßen Betrieb des Fahrzeugs bei der Rückkehr des Benutzers sicherzustellen. Wenn jedoch ein Fahrzeug kalt gestartet wird, wird zusätzlicher Kraftstoff eingespritzt, um die Verbrennung und Stabilität des Motorstartereignisses zu verbessern. Wenn zugelassen wird, dass sich dieser Motorstartprozess im Lagerungsmodus wiederholt, und das Fahrzeug nie die Betriebstemperatur erreicht, kann überschüssiger Kraftstoff im Motoröl verbleiben, was möglicherweise zu einer Ansammlung von Kohlenstoffablagerungen an den Zündkerzen führt. Im Laufe der Zeit können diese Faktoren verschmutzte Zündkerzen, falsches adaptives Erkennen des Kraftstoffs und Motorfehlstarts verursachen. Somit kann das Fahrzeug nach einer kalibrierbaren Anzahl von Motorstartereignissen im Lagerungsmodus einem verlängerten Start unterzogen werden und weiterlaufen, bis die Öltemperatur eine volle Betriebstemperatur erreicht. Auf diese Weise kann der Motor jeglichen Restkraftstoff, der in das Motoröl ausgetreten ist, abbrennen. Der Kunde wird über diesen „verlängerten Leerlauf‟ benachrichtigt. Diese Subroutine kann besonders für Kunden nützlich sein, die in kalten Klimazonen wohnen und vorwiegend kurze Fahrten unternehmen. Diese Kunden benötigen möglicherweise häufigere verlängerte Leerlaufprozeduren.
Während die vorstehenden Systeme und Verfahren so beschrieben sind, dass sie zum Regenerieren der Hochspannungsbatterie verwendet werden, versteht es sich, dass derartige Systeme und Verfahren gleichermaßen zum Regenerieren einer beliebigen Anzahl anderer Speichervorrichtungen für elektrische Leistung gelten können, einschließlich beispielsweise der Niederspannungshilfsbatterie.
Unter Bezugnahme auf 3 stellt das Verfahren 300 eine Algorithmussubroutine zum Umsetzen verlängerter Leerlaufbedingungen dar. Bei Schritt 302 beinhaltet der Algorithmus Empfangen einer Motorstartanforderung im Lagerungsmodus. Als Teil der Auswahl der konkreten Art des Starts beinhaltet der Algorithmus bei Schritt 304 Abrufen der vorherigen Anzahl n von automatischen Starts im Lagerungsmodus, die zum Batterieaufladen durch Motorleerlauf seit dem letzten Fahrzeugfahrzyklus verwendet wurden, aus dem Speicher. Gemäß einigen Beispielen ist die Steuerung dazu programmiert, einen Zähler von automatischen Motorstarts seit der letzten Fahrzeugfahrt zu verwalten.
Bei Schritt 306 beinhaltet der Algorithmus Erhöhen des Zählers n der automatischen Starts im Lagerungsmodus auf gleich (n + 1). Wenn der aktualisierte Startzähler bei Schritt 308 kleiner als ein Startzählerschwellenwert ist, beinhaltet der Algorithmus Vornehmen einer Leerlaufaufladung im Lagerungsmodus mit Standarddauer bei Schritt 310 ähnlich wie die vorstehend erörterten beispielhaften Prozeduren. Bei Schritt 312 beinhaltet der Algorithmus Überwachen des SOC der Hochspannungsbatterie, während der Motor im Leerlauf ist und die Batterie geladen wird. Bei Schritt 314 kehrt der Algorithmus zu Schritt 312 zurück und fährt fort, den SOC zu überwachen, wenn der SOC noch nicht auf SOCSchwellenwert regeneriert wurde.
Wenn der Batterie-SOC bei Schritt 314 gleich SOCSchwellenwert oder größer als dieser ist, wurde eine ausreichende Aufladung erreicht und der Algorithmus beinhaltet bei Schritt 316 Abschalten des Motors. Nach der Abschaltung beinhaltet der Algorithmus ferner Speichern des aktualisierten Zählers n der automatischen Starts in einem Speicher zur zukünftigen Verwendung.
Wenn bei Schritt 308 der aktualisierte Zählers n der automatischen Starts gleich dem oder größer als der Startzählerschwellenwert ist, beinhaltet der Algorithmus bei Schritt 320, dass ein Motorleerlauf mit verlängerter Dauer vorgenommen wird, um überschüssigen Restkraftstoff, der mit dem Motoröl vermischt ist, abzubrennen. Bei Schritt 322 beinhaltet der Algorithmus Überwachen der Motoröltemperatur, wie sie zum Beispiel von einer beliebigen Anzahl von Temperatursensoren empfangen wird, die an dem Motor angeordnet sind.
Wenn die Öltemperatur bei Schritt 324 einen vorbestimmten Öltemperaturschwellenwert noch nicht erreicht hat, kehrt der Algorithmus zu Schritt 322 zurück und ermöglicht dem Motor, den Leerlauf fortzusetzen, während die Öltemperatur überwacht wird.
Wenn die Motoröltemperatur bei Schritt 324 über dem Öltemperaturschwellenwert liegt, kann der Algorithmus den Startzähler n bei Schritt 326 auf null zurücksetzen. Gemäß einigen Beispielen kann der Algorithmus Zurückkehren zu Schritt 312 und Beginnen des Überwachens des SOC beinhalten, um eine angemessene Hochspannungsbatterieladung für zukünftige Fahrzyklen sicherzustellen. Durch Priorisieren der Öltemperatur, dann des SOC, stellt der Algorithmus sowohl das Abbrennen von Restkraftstoffablagerungen als auch eine ausreichende Batterieladung für zukünftige Fahrzyklen sicher. Gemäß einigen Beispielen ist die Steuerung dazu programmiert, als Reaktion darauf, dass der Zähler der automatischen Starts des Motors einen Schwellenwert überschreitet, einen verlängerten Motorleerlauf mit einer Dauer durchzuführen, die ausreichend ist, um überschüssigen Restkraftstoff, der mit Motoröl vermischt ist, abzubrennen. In einigen alternativen Beispielen kann die durch das Verfahren 300 dargestellte Algorithmussubroutine nach Erreichen einer ausreichenden Öltemperatur enden.
Die vorstehenden Systeme und Methodiken machen es dem Kunden einfacher, das Fahrzeug über eine Saison, vor einer Fahrt oder sogar über Nacht zu lagern und das Vertrauen zu behalten, dass es zuverlässig startet, wenn er zurückkehrt, insbesondere bei kaltem Wetter und gegen Ende der Lebensdauer des Fahrzeugs. Fehlgeschlagene Motorstarts führen dazu, dass der Kunde liegenbleibt und/oder ein Abschleppen zu einem Wartungsstandort erforderlich wird. Wenn das Fahrzeug und die Hochspannungsbatterie altern, nimmt die Leistungsfähigkeit der Batterie ab. Die Systeme und Verfahren der vorliegenden Offenbarung tragen dazu bei, sicherzustellen, dass es weniger wahrscheinlich ist, dass der Kunde liegenbleibt, wenn sein Fahrzeug altert. Somit sind die Algorithmen der vorliegenden Offenbarung selbsteinstellend gemäß den Echtzeitbedingungen der Batterie und starten mehr oder weniger häufig automatisch auf Grundlage des Alters des Fahrzeugs. Darüber hinaus ist ein nicht betriebsfähiges Fahrzeug unter derartigen Bedingungen noch unpraktischer als unter warmen Bedingungen, da kalte Temperaturen stark dazu beitragen, dass sich der SOC einer Hochspannungsbatterie verschlechtert. Durch die Verwendung der hierin beschriebenen Systeme und Verfahren werden Schwächen, die mit der Aufrechterhaltung der elektrischen Leistung während der verlängerten Lagerung verknüpft sind, ausgeglichen und das Fahrzeug kann für extrem lange Zeiträume gelagert, aber dennoch vollständig betriebsbereit bleiben.
Die in dieser Schrift offenbarten Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können einer Verarbeitungsvorrichtung, einer Steuerung oder einem Computer zuführbar sein/davon umgesetzt werden, die/der eine beliebige existierende programmierbare elektronische Steuerungseinheit oder eine dedizierte elektronische Steuereinheit beinhalten kann. Ebenso können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen als Daten und Anweisungen gespeichert sein, die von einer Steuerung oder einem Computer in vielen Formen, einschließlich unter anderem Informationen, die permanent in nicht beschreibbaren Speichermedien wie ROM-Vorrichtungen gespeichert sind, und Informationen, die veränderbar in beschreibbaren Speichermedien wie Disketten, Magnetbändern, CDs, RAM-Vorrichtungen und sonstigen magnetischen und optischen Medien gespeichert sind, ausführbar sind. Die Prozesse, Verfahren und Algorithmen können auch in einem mit Software ausführbaren Objekt umgesetzt sein. Alternativ können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen ganz oder teilweise unter Verwendung geeigneter Hardwarekomponenten ausgeführt sein, wie etwa anwendungsspezifischer integrierter Schaltungen (Application Specific Integrated Circuits - ASICs), feldprogrammierbarer Gate-Arrays (Field-Programmable Gate Arrays - FPGAs), Zustandsmaschinen, Steuerungen oder anderer Hardwarekomponenten oder Vorrichtungen oder einer Kombination aus Hardware-, Software- und Firmwarekomponenten.
Wenngleich vorstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben sind, sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen Formen beschreiben, die durch die Patentansprüche eingeschlossen werden. Die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke sind vielmehr beschreibende als einschränkende Ausdrücke und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie vorstehend 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 so beschrieben worden sein könnten, dass sie Vorteile bereitstellen oder gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen des Stands der Technik in Bezug auf eine oder mehrere gewünschte Eigenschaften bevorzugt sind, erkennt der Durchschnittsfachmann, dass hinsichtlich eines oder mehrerer Merkmale oder einer oder mehrerer Eigenschaften Kompromisse eingegangen werden können, um gewünschte Gesamtattribute des Systems zu erzielen, die von der konkreten Anwendung und Umsetzung abhängig sind. Diese Attribute können unter anderem Folgendes beinhalten: Kosten, Festigkeit, Lebensdauer, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Verpackung, Größe, Betriebsfähigkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Einfachheit der Montage usw. Somit liegen Ausführungsformen, welche in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen des Standes der Technik beschrieben sind, nicht außerhalb des Umfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das Folgendes aufweist: einen Verbrennungsmotor, der dazu konfiguriert ist, mechanische Leistung auszugeben; eine elektrische Maschine, die an den Motor gekoppelt und dazu konfiguriert ist, die mechanische Leistung in elektrische Leistung umzuwandeln; eine Batterie, die dazu konfiguriert ist, elektrische Leistung mit der elektrischen Maschine auszutauschen, und eine Steuerung, die dazu programmiert ist, eine Benutzereingabe zu empfangen, die mindestens eines von einer gewünschten Lagerungsdauer und einem Lagerort angibt, einen Batterieladezustand (SOC) zu überwachen, als Reaktion darauf, dass der SOC auf weniger als einen vorbestimmten Schwellenwert entleert ist, während das Fahrzeug gelagert wird, den Motor automatisch zu starten, um Leistung zum Aufladen der Batterie zu erzeugen, als Reaktion darauf, dass der SOC den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, während das Fahrzeug gelagert wird, den Motor abzuschalten, einen Zähler der automatischen Motorstarts, die auftreten, während das Fahrzeug dauerhaft zwischen Fahrzyklen gelagert wird, zu verwalten, und als Reaktion darauf, dass der Zähler einen Zählerschwellenwert überschreitet, einen verlängerten Motorleerlauf durchzuführen, um mit Motoröl vermischten Restkraftstoff abzubrennen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu programmiert, den automatischen Start des Motors als Reaktion darauf, dass das Fahrzeug in einem geschlossenen Lagerort aufbewahrt wird, zu verhindern.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu programmiert, eine Benutzeranweisung zum Öffnen des abgeschlossenen Orts bereitzustellen und als Reaktion auf eine Bestätigung des Öffnens des abgeschlossenen Orts den automatischen Start des Motors zu ermöglichen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu programmiert, einen automatischen Start des Motors als Reaktion darauf zu verhindern, dass ein Benzinkraftstoffstand unter einem Kraftstoffschwellenwert liegt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu programmiert, während des verlängerten Leerlaufs den Motor als Reaktion darauf, dass eine Motoröltemperatur einen Temperaturschwellenwert überschreitet, abzuschalten.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu programmiert, den automatischen Start des Motors als Reaktion auf eine Erkennung eines externen Objekts in einer Nähe des Fahrzeugs zu verhindern.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu programmiert, eine Benutzerbenachrichtigung an eine mobile Vorrichtung auszugeben, die den automatischen Start angibt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Aufrechterhalten eines Batteriezustands während einer Lagerung eines Hybridfahrzeugs, das einen Verbrennungsmotor, und eine batteriebetriebene elektrische Maschine aufweist, Überwachen eines Ladezustands (SOC) einer Batterie, während das Hybridfahrzeug geparkt ist; automatisches Starten des Motors, um Leistung zum Wiederaufladen der Batterie zu erzeugen, als Reaktion darauf, dass der SOC auf weniger als einen vorbestimmten Schwellenwert entleert ist, Abschalten des Motors als Reaktion darauf, dass der SOC auf mehr als den vorbestimmten Schwellenwert regeneriert ist; Verwalten eines Zählers der automatischen Starts des Motors, die auftreten, während das Fahrzeug dauerhaft zwischen Fahrzyklen gelagert wird, und als Reaktion darauf, dass der Zähler einen Schwellenwert überschreitet, Durchführen eines verlängerten Motorleerlaufs, um mit Motoröl gemischten Restkraftstoff abzubrennen.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Verhindern eines automatischen Starts des Motors als Reaktion auf Erkennen, dass das Fahrzeug an einem abgeschlossenen Ort gelagert wird.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Ausgeben einer Benutzeranweisung zum Öffnen des abgeschlossenen Orts und als Reaktion auf eine Bestätigung des Öffnens des abgeschlossenen Orts Ermöglichen des automatischen Starts des Motors.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren während des verlängerten Leerlaufs Abschalten des Motors als Reaktion darauf, dass eine Motoröltemperatur einen Temperaturschwellenwert überschreitet.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Verhindern eines automatischen Starts des Motors als Reaktion darauf, dass ein Benzinkraftstoffstand unter einem Kraftstoffschwellenwert liegt.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Ausgeben einer Benachrichtigung über einen niedrigen Kraftstoffstand an einen Benutzer als Reaktion darauf, dass ein Benzinkraftstoffstand auf weniger als einen Kraftstoffschwellenwert entleert ist, während das Fahrzeug gelagert wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das Folgendes aufweist: einen Verbrennungsmotor, der dazu konfiguriert ist, mechanische Leistung auszugeben; eine elektrische Maschine, die an den Motor gekoppelt und dazu konfiguriert ist, die mechanische Leistung in elektrische Leistung umzuwandeln; eine Batterie, die dazu konfiguriert ist, elektrische Leistung mit der elektrischen Maschine auszutauschen, und eine Steuerung, die dazu programmiert ist, eine Benutzereingabe zu empfangen, die mindestens eines von einer gewünschten Lagerungsdauer und einem Lagerort angibt, einen Batterieladezustand (SOC) zu überwachen, während das Fahrzeug gelagert wird, als Reaktion darauf, dass der SOC auf weniger als einen vorbestimmten Schwellenwert entleert ist, während das Fahrzeug gelagert wird, einen entfernten Benutzer aufzufordern, einen automatischen Start des Motors zu genehmigen, den Motor als Reaktion auf eine Genehmigung des entfernten Benutzers automatisch zu starten, um Leistung zum Wiederaufladen der Batterie zu erzeugen, und den automatischen Start des Motors als Reaktion darauf, dass das Fahrzeug an einem abgeschlossenen Lagerort gelagert ist, zu verhindern.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu programmiert, als Reaktion darauf, dass der SOC auf mehr als den vorbestimmten Schwellenwert regeneriert ist, den Motor abzuschalten.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu programmiert, eine Anweisung an den entfernten Benutzer zum Öffnen des abgeschlossenen Orts bereitzustellen und als Reaktion auf eine Bestätigung des Öffnens des abgeschlossenen Orts den automatischen Start des Motors zu ermöglichen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu programmiert, einen Zähler der automatischen Starts des Motors, die auftreten, während das Fahrzeug dauerhaft seit dem letzten Fahrzyklus gelagert wird, zu verwalten und als Reaktion darauf, dass der Zähler einen Schwellenwert überschreitet, einen verlängerten Motorleerlauf durchzuführen, um überschüssigen Restkraftstoff, der mit Motoröl vermischt ist, zu verbrennen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu programmiert, den Motor als Reaktion darauf, dass eine Motoröltemperatur einen Temperaturschwellenwert während des verlängerten Motorleerlaufs überschreitet, abzuschalten.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu programmiert, den automatischen Start des Motors als Reaktion darauf zu verhindern, dass ein Benzinkraftstoffstand unter einem Kraftstoffschwellenwert liegt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu programmiert, eine Benachrichtigung über einen niedrigen Kraftstoffstand an einen Benutzer als Reaktion darauf, dass sich ein Benzinkraftstoffstand auf weniger als einen Kraftstoffschwellenwert verringert, während das Fahrzeug gelagert wird, auszugeben.

Claims

Fahrzeug, das Folgendes umfasst: einen Verbrennungsmotor, der dazu konfiguriert ist, mechanische Leistung auszugeben; eine elektrische Maschine, die an den Motor gekoppelt und dazu konfiguriert ist, die mechanische Leistung in elektrische Leistung umzuwandeln; eine Batterie, die dazu konfiguriert ist, elektrische Leistung mit der elektrischen Maschine auszutauschen; und eine Steuerung, die programmiert ist, um eine Benutzereingabe zu empfangen, die mindestens eines von einer gewünschten Lagerungsdauer und einem Lagerort angibt, einen Batterieladezustand (SOC) zu überwachen, als Reaktion darauf, dass der SOC auf weniger als einen vorbestimmten Schwellenwert entleert ist, während das Fahrzeug gelagert wird, den Motor automatisch zu starten, um Leistung zum Aufladen der Batterie zu erzeugen, als Reaktion darauf, dass der SOC den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, während das Fahrzeug gelagert wird, den Motor abzuschalten, einen Zähler der automatischen Motorstarts, die auftreten, während das Fahrzeug dauerhaft zwischen Fahrzyklen gelagert wird, zu verwalten, und als Reaktion darauf, dass der Zähler einen Zählerschwellenwert überschreitet, einen verlängerten Motorleerlauf durchzuführen, um mit Motoröl vermischten Restkraftstoff abzubrennen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, den automatischen Start des Motors als Reaktion auf ein Erkennen, dass das Fahrzeug an einem abgeschlossenen Lagerort aufbewahrt wird, zu verhindern.
Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, eine Benutzeranweisung zum Öffnen des abgeschlossenen Orts bereitzustellen und als Reaktion auf eine Bestätigung des Öffnens des abgeschlossenen Orts den automatischen Start des Motors zu ermöglichen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, einen automatischen Start des Motors als Reaktion darauf, dass ein Benzinkraftstoffstand unter einem Kraftstoffschwellenwert liegt, zu verhindern.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, während des verlängerten Leerlaufs den Motor als Reaktion darauf, dass eine Motoröltemperatur einen Temperaturschwellenwert überschreitet, abzuschalten.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, den automatischen Start des Motors als Reaktion auf die Erkennung eines externen Objekts in einer Nähe des Fahrzeugs zu verhindern.
Verfahren zum Aufrechterhalten des Batteriezustands während einer Lagerung eines Hybridfahrzeugs, das einen Verbrennungsmotor und eine batteriebetriebenen elektrische Maschine aufweist, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Überwachen eines Ladezustands (SOC) einer Batterie, während das Hybridfahrzeug geparkt ist; automatisches Starten des Motors, um Leistung zum Wiederaufladen der Batterie zu erzeugen, als Reaktion darauf, dass der SOC auf weniger als einen vorbestimmten Schwellenwert entleert ist, Abschalten des Motors als Reaktion darauf, dass der SOC auf mehr als den vorbestimmten Schwellenwert regeneriert ist; Verwalten eines Zählers der automatischen Starts des Motors, die auftreten, während das Fahrzeug dauerhaft zwischen Fahrzyklen gelagert wird; und als Reaktion darauf, dass der Zähler einen Schwellenwert überschreitet, Durchführen eines verlängerten Motorleerlaufs, um mit Motoröl gemischten Restkraftstoff abzubrennen.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend Verhindern eines automatischen Starts des Motors als Reaktion auf Erkennen, dass das Fahrzeug an einem abgeschlossenen Ort gelagert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend Ausgeben einer Benutzeranweisung zum Öffnen des abgeschlossenen Orts und als Reaktion auf eine Bestätigung des Öffnens des abgeschlossenen Orts Ermöglichen des automatischen Starts des Motors.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend, während des verlängerten Leerlaufs, Abschalten des Motors als Reaktion darauf, dass eine Motoröltemperatur einen Temperaturschwellenwert überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend Ausgeben einer Benachrichtigung über einen niedrigen Kraftstoffstand an einen Benutzer als Reaktion darauf, dass ein Benzinkraftstoffstand auf weniger als einen Kraftstoffschwellenwert entleert ist, während das Fahrzeug gelagert wird.
Fahrzeug, das Folgendes umfasst: einen Verbrennungsmotor, der dazu konfiguriert ist, mechanische Leistung auszugeben; eine elektrische Maschine, die an den Motor gekoppelt und dazu konfiguriert ist, die mechanische Leistung in elektrische Leistung umzuwandeln; eine Batterie, die dazu konfiguriert ist, elektrische Leistung mit der elektrischen Maschine auszutauschen; und eine Steuerung, die programmiert ist, um eine Benutzereingabe zu empfangen, die mindestens eines von einer gewünschten Lagerungsdauer und einem Lagerort angibt, einen Batterieladezustand (SOC) zu überwachen, während das Fahrzeug gelagert wird, als Reaktion darauf, dass der SOC auf weniger als einen vorbestimmten Schwellenwert entleert ist, während das Fahrzeug gelagert wird, einen entfernten Benutzer aufzufordern, einen automatischen Start des Motors zu genehmigen, den Motor als Reaktion auf eine Genehmigung des entfernten Benutzers automatisch zu starten, um Leistung zum Aufladen der Batterie zu erzeugen, und den automatischen Start des Motors als Reaktion darauf, dass das Fahrzeug in einem abgeschlossenen Lagerort gelagert ist, zu verhindern.
Fahrzeug nach Anspruch 12, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, eine Anweisung an den entfernten Benutzer zum Öffnen des abgeschlossenen Orts bereitzustellen und als Reaktion auf eine Bestätigung des Öffnens des abgeschlossenen Orts den automatischen Start des Motors zu ermöglichen.
Fahrzeug nach Anspruch 12, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, einen Zähler der automatischen Starts des Motors, die auftreten, während das Fahrzeug dauerhaft seit dem letzten Fahrzyklus gelagert wird, zu verwalten und als Reaktion darauf, dass der Zähler einen Schwellenwert überschreitet, einen verlängerten Motorleerlauf durchzuführen, um überschüssigen Restkraftstoff, der mit Motoröl vermischt ist, zu verbrennen.
Fahrzeug nach Anspruch 12, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, eine Benachrichtigung über einen niedrigen Kraftstoffstand an einen Benutzer als Reaktion darauf, dass sich ein Benzinkraftstoffstand auf weniger als einen Kraftstoffschwellenwert verringert, während das Fahrzeug gelagert wird, auszugeben.