DE102021121827A1

DE102021121827A1 - Elektrische übertragungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102021121827A1
Application number: DE102021121827.6A
Authority: DE
Inventors: Michael Adel Awad Alla; Ray Siciak; Daniel J. Martin
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2020-08-27
Filing date: 2021-08-23
Publication date: 2022-03-03
Also published as: US20220063527A1; CN114103833A

Abstract

Diese Offenbarung stellt eine elektrische Übertragungsvorrichtung bereit. Eine elektrische Leistungsvorrichtung beinhaltet eine Vielzahl von Schaltern und eine Vielzahl von Schnittstellen, die dazu konfiguriert sind, entfernbar mit einer entsprechenden Batterie eines Fahrzeugs gekoppelt zu sein. Jeder Schalter der Vielzahl von Schaltern ist mit einer Schnittstelle der Vielzahl von Schnittstellen und einem anderen Schalter der Vielzahl von Schaltern verbunden. Die elektrische Leistungsvorrichtung beinhaltet ebenfalls eine Steuerung, die dazu programmiert ist, mindestens einen ersten Schalter der Vielzahl von Schaltern auf Grundlage eines Zustands einer ersten Batterie aus einem offenen Zustand in einen geschlossenen Zustand zu überführen, sodass der erste Schalter in dem geschlossenen Zustand die erste Batterie mit einer zweiten Batterie des Fahrzeugs verbindet.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Offenbarung betrifft im Allgemeinen Leistungsverteilungssysteme von Fahrzeugen und insbesondere eine elektrische Übertragungsvorrichtung, die mit Batterien eines Leistungsverteilungssystems eines Fahrzeugs verbunden ist.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Hybrid-Elektro-, Elektro- und herkömmliche (Brennkraftmaschinen-)Fahrzeuge beinhalten üblicherweise ein Leistungsversorgungssystem zur Leistungszufuhr zu verschiedenen Verbrauchern. Das Leistungssystem beinhaltet typischerweise eine Niederspannungsbatterie, z. B. 12 oder 48 Volt, die die Verbraucher mit Energie versorgen kann. In einem Hybrid-Elektrofahrzeug beinhaltet das Leistungsversorgungssystem einen Gleichspannungswandler, der den Verbrauchern Leistung zuführt, es sei denn, die von den Verbrauchern angeforderte Leistung übersteigt die Kapazität des Gleichspannungswandlers, wobei in diesem Fall die Niederspannungsbatterie die Zufuhr zu den Verbrauchern übernimmt. In einigen Fällen kann ein Fahrzeugsystem Daten herunterladen und/oder hochladen. Wenn das Fahrzeug inaktiv ist, kann das Fahrzeugsystem Leistung aus der Niederspannungsbatterie beziehen, um das Herunterladen und/oder Hochladen der Daten abzuschließen.
KURZDARSTELLUNG
Eine elektrische Leistungsvorrichtung beinhaltet eine Vielzahl von Schaltern und eine Vielzahl von Schnittstellen, die dazu konfiguriert sind, entfernbar mit einer entsprechenden Batterie eines Fahrzeugs gekoppelt zu sein. Jeder Schalter der Vielzahl von Schaltern ist mit einer Schnittstelle der Vielzahl von Schnittstellen und einem anderen Schalter der Vielzahl von Schaltern verbunden. Die elektrische Leistungsvorrichtung beinhaltet ebenfalls eine Steuerung, die dazu programmiert ist, mindestens einen Schalter der Vielzahl von Schaltern aus einem offenen Zustand in einen geschlossenen Zustand zu überführen, auf Grundlage eines Zustands einer ersten Batterie, sodass der erste Schalter die erste Batterie mit einer zweiten Batterie des Fahrzeugs in dem geschlossenen Zustand verbindet.
In anderen Merkmalen ist die Steuerung ferner dazu programmiert, mindestens einen zweiten Schalter der Vielzahl von Schaltern in einen geschlossenen Zustand zu überführen, auf Grundlage des Ladezustands der ersten Batterie, wobei der zweite Schalter zwischen dem ersten Schalter und der zweiten Batterie angeordnet ist.
In anderen Merkmalen umfassen die erste Batterie und die zweite Batterie Niederspannungsbatterien.
In anderen Merkmalen stellen die erste Batterie und die zweite Batterie entsprechenden Leistungsverteilungsplatinen innerhalb des Fahrzeugs Leistung bereit.
In anderen Merkmalen ist die Steuerung ferner dazu programmiert, den Ladezustand der ersten Batterie mit einem vorbestimmten Ladeschwellenwert zu vergleichen, wenn eine mit der ersten Batterie verbundene Leistungsverteilungsplatine mindestens eines von Hochladen von Daten oder Herunterladen von Daten durchführt.
In anderen Merkmalen beinhaltet die elektrische Übertragungsvorrichtung eine Ladungserfassungsschaltung, die zwischen mindestens einer Schnittstelle der Vielzahl von Schnittstellen und der Steuerung angeordnet ist, wobei die Ladungserfassungsschaltung den Ladezustand der ersten Batterie misst und ein Signal bereitstellt, das der Steuerung den Ladezustand angibt.
In anderen Merkmalen umfasst die Erfassungsschaltung einen Verstärker.
Eine elektrische Leistungsvorrichtung beinhaltet eine Vielzahl von Schaltern und eine Vielzahl von Schnittstellen, die dazu konfiguriert sind, entfernbar mit einer entsprechenden Batterie eines Fahrzeugs gekoppelt zu sein. Jeder Schalter der Vielzahl von Schaltern ist mit einer Schnittstelle der Vielzahl von Schnittstellen und einem anderen Schalter der Vielzahl von Schaltern verbunden. Die elektrische Leistungsvorrichtung beinhaltet ebenfalls eine Steuerung, die dazu programmiert ist, mindestens einen Schalter der Vielzahl von Schaltern aus einem offenen Zustand in einen geschlossenen Zustand zu überführen, auf Grundlage eines Zustands einer ersten Batterie, sodass der erste Schalter die erste Batterie mit einer zweiten Batterie des Fahrzeugs in dem geschlossenen Zustand verbindet. Die elektrische Leistungsvorrichtung beinhaltet zudem ein Gehäuse, das die Vielzahl von Schaltern, die Vielzahl von Schnittstellen und die Steuerung zumindest teilweise umschliel t.
In anderen Merkmalen ist die Steuerung ferner dazu programmiert, mindestens einen zweiten Schalter der Vielzahl von Schaltern in einen geschlossenen Zustand zu überführen, auf Grundlage des Ladezustands der ersten Batterie, wobei der zweite Schalter zwischen dem ersten Schalter und der zweiten Batterie angeordnet ist.
In anderen Merkmalen umfassen die erste Batterie und die zweite Batterie Niederspannungsbatterien.
In anderen Merkmalen stellen die erste Batterie und die zweite Batterie entsprechenden Leistungsverteilungsplatinen innerhalb des Fahrzeugs Leistung bereit.
In anderen Merkmalen ist die Steuerung ferner dazu programmiert, den Ladezustand der ersten Batterie mit einem vorbestimmten Ladeschwellenwert zu vergleichen, wenn eine mit der ersten Batterie verbundene Leistungsverteilungsplatine mindestens eines von Hochladen von Daten oder Herunterladen von Daten durchführt und den ersten Schalter auf Grundlage des Vergleichs selektiv in den geschlossen Zustand überführt.
In anderen Merkmalen beinhaltet die elektrische Übertragungsvorrichtung eine Ladungserfassungsschaltung, die zwischen mindestens einer Schnittstelle der Vielzahl von Schnittstellen und der Steuerung angeordnet ist, wobei die Ladungserfassungsschaltung den Ladezustand der ersten Batterie misst und ein Signal bereitstellt, das der Steuerung den Ladezustand angibt.
Ein Verfahren beinhaltet Empfangen, an einer Steuerung, eines elektrischen Ladesignals, das einen Ladezustand einer ersten Batterie angibt, wobei die erste Batterie mit einer Leistungsverteilungsplatine verbunden ist; Vergleichen des Ladezustands der ersten Batterie mit einem vorbestimmten Ladeschwellenwert; und Veranlassen, dass mindestens ein erster Schalter einer Vielzahl von Schaltern auf Grundlage des Vergleichs von einem offenen Zustand in einen geschlossenen Zustand übergeht, wobei der erste Schalter die erste Batterie im geschlossenen Zustand elektrisch mit einer zweiten Batterie des Fahrzeugs verbindet.
In anderen Merkmalen beinhaltet das Verfahren Veranlassen von mindestens einem zweiten Schalter der Vielzahl von Schaltern dazu, in einen geschlossenen Zustand überzugehen, auf Grundlage des Vergleichs, wobei der zweite Schalter zwischen dem ersten Schalter und der zweiten Batterie angeordnet ist.
In anderen Merkmalen umfassen die erste Batterie und die zweite Batterie Niederspannungsbatterien.
In anderen Merkmalen stellen die erste Batterie und die zweite Batterie entsprechenden Leistungsverteilungsplatinen innerhalb des Fahrzeugs Leistung bereit.
In anderen Merkmalen beinhaltet das Verfahren Vergleichen des Ladezustands der ersten Batterie mit dem vorbestimmten Ladeschwellenwert, wenn die mit der ersten Batterie verbundene Leistungsverteilungsplatine mindestens eines von Hochladen von Daten oder Herunterladen von Daten durchführt.
In anderen Merkmalen beinhaltet das Verfahren Empfangen des elektrischen Ladungssignals von einer Ladungserfassungsschaltung, die zwischen mindestens einer Schnittstelle und der Steuerung angeordnet ist.
In anderen Merkmalen misst die Ladungserfassungsschaltung den Ladezustand der ersten Batterie und stellt der Steuerung ein Signal bereit, das den Ladezustand angibt.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm von Elementen eines beispielhaften Fahrzeugs.
2 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Antriebssystems des Fahrzeugs aus 1.
3 ist ein Schaltplan eines beispielhaften Leistungsverteilungssystems des Fahrzeugs aus 1, das eine elektrische Übertragungsvorrichtung beinhaltet, die mit Batterien des Leistungsverteilungssystems verbunden ist.
4 ist ein Blockdiagramm der elektrischen Übertragungsvorrichtung.
5 ist ein Prozessablaufdiagramm eines beispielhaften Prozesses zum Leiten von elektrischer Leistung zwischen den Batterien des Leistungsverteilungssystems mit der elektrischen Übertragungsvorrichtung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Fahrzeuge mit fortschrittlicher Fahrerassistenztechnologie, halbautonome und/oder autonome Fahrzeuge können eine hohe Menge an elektrischer Leistung benötigen. Diese elektrische Leistung wird hauptsächlich zum Versorgen der Sensoren und der Computer verwendet, die zum Verarbeiten der durch die Sensoren gesammelten Daten verwendet werden. In einigen Fällen können Fahrzeuge zusätzliche Daten benötigen, um ein oder mehrere Fahrzeugsysteme zu aktualisieren. Zum Beispiel kann ein Fahrzeugführungssystem heruntergeladene Daten erfordern, um die Genauigkeit von Karten für die Navigation zu verbessern. Während der Datenübertragung erfordern die verschiedenen Komponenten eine kontinuierliche Verteilung der elektrischen Leistung, und einige Datenübertragungen können viele Minuten, z. B. bis zu vierzig (40) Minuten, zum Abschluss erfordern.
In einigen Fällen können Fahrzeuge Anschlüsse für Landstrom beinhalten, z. B. Bereitstellen von elektrischer Leistung, während der Fahrzeugmotor inaktiv ist. Die Schaltung für Landstrom kann jedoch die Komplexität und die Kosten des Fahrzeugs erhöhen.
Wie hierin erörtert, kann eine elektrische Übertragungsvorrichtung vorübergehend in einem Fahrzeug installiert sein, um die Ladung zwischen den Batterien des Fahrzeugs umzuleiten. Zum Beispiel kann die elektrische Übertragungsvorrichtung bestimmen, ob eine Batterie eine zusätzliche Ladung benötigt, um die Datenübertragung abzuschließen und eine andere Fahrzeugbatterie zu Ladezwecken elektrisch zu verbinden. Sobald die Datenübertragung abgeschlossen ist, kann die elektrische Übertragungsvorrichtung aus dem Fahrzeug entfernt werden. Die elektrische Übertragungsvorrichtung kann eine eigenständige Vorrichtung sein, die vorübergehend installiert werden kann, wenn ein oder mehrere Fahrzeugsysteme eine Datenübertragung erfordern.
Unter Bezugnahme auf die Figuren beinhaltet ein Fahrzeug 30 zumindest eine Niederspannungsbatterie 32, die elektrisch an einen Antriebsstrang 34 gekoppelt ist, und einen Computer 36, der dazu programmiert ist, das Fahrzeug 30 als Reaktion darauf, dass ein Ladezustand der Spannungsbatterie 32 unter einen Schwellenwert fällt, in einen Minimalrisikozustand zu versetzen.
Unter Bezugnahme auf 1 kann es sich bei dem Fahrzeug 30 um ein autonomes oder halbautonomes Fahrzeug handeln. Ein Computer 38 eines autonomen Fahrzeugs kann dazu programmiert sein, das Fahrzeug 30 vollständig oder in geringerem Ausmal unabhängig vom Eingreifen eines menschlichen Fahrers zu betreiben. Der Computer 38 des autonomen Fahrzeugs kann dazu programmiert sein, einen Antrieb 40, ein Bremssystem 42, ein Lenksystem 44 und/oder andere Fahrzeugsysteme zu betreiben. Für die Zwecke dieser Offenbarung bedeutet autonomer Betrieb, dass der Computer 38 des autonomen Fahrzeugs den Antrieb 40, das Bremssystem 42 und das Lenksystem 44 ohne eine Eingabe von einem menschlichen Fahrer steuert; bedeutet halbautonomer Betrieb, dass der Computer 38 des autonomen Fahrzeugs eines oder zwei von dem Antrieb 40, dem Bremssystem 42 und dem Lenksystem 44 steuert und ein menschlicher Fahrer den Rest steuert; und bedeutet nicht autonomer Betrieb, dass ein menschlicher Fahrer den Antrieb 40, das Bremssystem 42 und das Lenksystem 44 steuert.
Der Computer 38 des autonomen Fahrzeugs ist ein mikroprozessorbasierter Computer. Der Computer 38 des autonomen Fahrzeugs beinhaltet einen Prozessor, einen Speicher usw. Der Speicher des Computers 38 des autonomen Fahrzeugs beinhaltet einen Speicher zum Speichern von Anweisungen, die durch den Prozessor ausgeführt werden können, sowie zum elektronischen Speichern von Daten und/oder Datenbanken.
Bei dem Computer 36 handelt es sich um einen oder mehrere mikroprozessorbasierte(n) Computer. Der Computer 36 beinhaltet einen Speicher, zumindest einen Prozessor usw. Der Speicher des Computers 36 beinhaltet einen Speicher zum Speichern von Anweisungen, die durch den Prozessor ausgeführt werden können, sowie zum elektronischen Speichern von Daten und/oder Datenbanken. Der Computer 36 kann der gleiche Computer wie der Computer 38 des autonomen Fahrzeugs sein oder bei dem Computer 36 kann es sich um einen oder mehrere separate Computer handeln, die über ein Kommunikationsnetzwerk 46 mit dem Computer 38 des autonomen Fahrzeugs in Kommunikation stehen, oder der Computer 36 kann mehrere Computer umfassen, einschließlich des Computers 38 des autonomen Fahrzeugs. Als ein separater Computer kann der Computer 36 ein/e oder mehrere elektronische Steuereinheiten oder -module (electronic control units or modules - ECU oder ECM) sein oder beinhalten, die in einem Fahrzeug beinhaltet sein können, z. B. ein Hybridantriebsstrangsteuermodul 48 und/oder ein Batterieenergiesteuermodul 50. Andere ECMs können Folgendes beinhalten: ein Karosseriesteuermodul 52, ein Antiblockiersteuermodul 54, ein erstes Servolenkungssteuermodul 56, ein zweites Servolenkungssteuermodul 120, ein Kollisionsminderungssystemsteuermodul 58, ein Steuermodul 60 für die Plattformschnittstelle des autonomen Fahrzeugs, ein Motorsteuermodul 62, ein Objekterfassungs-Wartungssteuermodul 64, ein Rückhaltesteuermodul 66 und ein Zubehörsteuermodul 68 (in 3 gezeigt).
Der Computer 36 kann Daten über das Kommunikationsnetzwerk 46 senden und empfangen, bei dem es sich um Folgendes handeln kann: einen Controller-Area-Network-(CAN-)Bus, Ethernet, WLAN, ein Local Interconnect Network (LIN), einen On-Board-Diagnoseanschluss (OBD-II), und/oder über ein sonstiges drahtgebundenes oder drahtloses Kommunikationsnetzwerk. Der Computer 36 kann über das Kommunikationsnetzwerk 46 kommunikativ an den Computer 38 des autonomen Fahrzeugs, die anderen ECMs 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, den Antrieb 40, das Bremssystem 42, das Lenksystem 44, Sensoren 70 und andere Komponenten gekoppelt sein.
Die Sensoren 70 können Daten über den Betrieb des Fahrzeugs 30 bereitstellen, zum Beispiel die Raddrehzahl, Radausrichtung und Motor- und Getriebedaten (z. B. Temperatur, Kraftstoffverbrauch usw.). Die Sensoren 70 können den Standort und/oder die Ausrichtung des Fahrzeugs 30 erfassen. Die Sensoren 70 können zum Beispiel Folgendes einschliel en: Sensoren eines globalen Positionsbestimmungssystems (GPS); Beschleunigungsmesser, wie etwa piezoelektrische oder mikroelektromechanische Systeme (MEMS); Gyroskope, wie etwa Raten-, Ringlaser- oder Faseroptik-Gyroskope; inertiale Messeinheiten (inertial measurements units - IMU); und Magnetometer. Die Sensoren 70 können die Außenwelt erfassen, z. B. Objekte und/oder Eigenschaften der Umgebung des Fahrzeugs 30, wie etwa andere Fahrzeuge, Fahrbahnmarkierungen, Verkehrsampeln und/oder Verkehrsschilder, Ful gänger usw. Zum Beispiel können die Sensoren 70 Radarsensoren, Abtastlaserentfernungsmesser, Light-Detection-and-Ranging-(LIDAR-)Vorrichtungen und Bildverarbeitungssensoren, wie etwa Kameras, beinhalten. Die Sensoren 70 können Kommunikationsvorrichtungen beinhalten, z. B. Fahrzeug-zu-Infrastruktur-(V2I-) oder Fahrzeug-zu-Fahrzeug-(V2V-)Vorrichtungen. Der Antrieb 40 des Fahrzeugs 30 erzeugt Energie und wandelt die Energie in Bewegung des Fahrzeugs 30 um. Insbesondere kann der Antrieb 40 ein Hybridantrieb sein. Der Antrieb 40 kann den Antriebsstrang 34 in einer beliebigen Hybridanordnung beinhalten, z. B. einen Serienhybridantriebsstrang (wie in 2 gezeigt), einen Parallelhybridantriebsstrang, einen Leistungsverzweigungs-(Serien-Parallel-)Hybridantriebsstrang usw. Der Antrieb 40 wird nachstehend in Bezug auf 2 detaillierter beschrieben. Der Antrieb 40 kann eine elektronische Steuereinheit (electronic control unit - ECU) oder dergleichen beinhalten, die mit dem Computer 38 des autonomen Fahrzeugs und/oder einem menschlichen Fahrer, in Verbindung steht und Eingaben von diesem empfängt, z. B. das Hybridantriebsstrangsteuermodul 48. Der menschliche Fahrer kann den Antrieb 40 z. B. über ein Gaspedal und/oder einen Gangschalthebel steuern.
Das Bremssystem 42 ist üblicherweise ein herkömmliches Teilsystem zum Bremsen eines Fahrzeugs und wirkt der Bewegung des Fahrzeugs 30 entgegen, um dadurch das Fahrzeug 30 abzubremsen und/oder anzuhalten. Das Bremssystem 42 kann Reibungsbremsen, wie etwa Scheibenbremsen, Trommelbremsen, Bandbremsen usw.; Nutzbremsen; eine beliebige andere geeignete Art von Bremsen; oder eine Kombination beinhalten. Das Bremssystem 42 kann eine elektronische Steuereinheit (electronic control unit - ECU) oder dergleichen beinhalten, die mit dem Computer 38 des autonomen Fahrzeugs und/oder einem menschlichen Fahrer in Kommunikation steht und Eingaben von diesen/diesem empfängt, z. B. das Antiblockiersteuermodul 54. Der menschliche Fahrer kann das Bremssystem 42 steuern, z. B. über ein Bremspedal.
Das Lenksystem 44 ist üblicherweise ein herkömmliches Teilsystem zum Lenken eines Fahrzeugs und steuert das Drehen der Räder 72. Das Lenksystem 44 kann ein Zahnstangensystem mit elektrisch unterstützter Lenkung, ein Steer-by-Wire-System, wie sie beide bekannt sind, oder ein beliebiges anderes geeignetes System sein. Das Lenksystem 44 kann eine elektronische Steuereinheit (electronic control unit - ECU) oder dergleichen beinhalten, die mit dem Computer 38 des autonomen Fahrzeugs und/oder einem menschlichen Fahrer in Kommunikation steht und Eingaben von diesem/diesen empfängt, z. B. das erste und/oder zweite Servolenksteuermodul 56, 120. Der menschliche Fahrer kann die Lenkung steuern, z. B. über ein Lenkrad.
Unter Bezugnahme auf 2 beinhaltet der Antrieb 40 den Antriebsstrang 34, der Leistung von einem Motor 74, von einer Hochspannungsbatterie 76 oder sowohl von dem Motor 74 als auch der Hochspannungsbatterie 76 an ein Getriebe 77 und letztendlich an die Räder 72 des Fahrzeugs 30 überträgt. Der Motor 74 ist eine Brennkraftmaschine und kann Zylinder beinhalten, die als Brennkammern dienen, die Kraftstoff aus einem Behälter 78 in kinetische Drehenergie umwandeln. Ein Generator 80 kann die kinetische Rotationsenergie von dem Motor 74 empfangen. Der Generator 80 wandelt die kinetische Rotationsenergie in elektrische Stromstärke, z. B. Wechselstrom, um und versorgt einen Elektromotor 82. Ein Ladegerät/Wechselrichter 84 kann die Ausgabe des Generators 80, z. B. den Wechselstrom, in Hochspannungsgleichstrom umwandeln, um die Zufuhr zu der Hochspannungsbatterie 76 und einem Leistungsverteilungssystem 86 zu übernehmen. Für die Zwecke dieser Offenbarung ist „Hochspannung“ als mindestens 60 Volt Gleichstrom oder mindestens 30 Volt Wechselstrom definiert. Zum Beispiel kann der Hochspannungsgleichstrom in der Gröl enordnung von 400 Volt liegen. Das Ladegerät/der Wechselrichter 84 steuert, wie viel Leistung dem Generator 80 des Antriebsstrangs 34 von der Hochspannungsbatterie 76 zugeführt wird. Der Elektromotor 82 kann den elektrischen Strom von dem Generator 80 in kinetische Rotationsenergie umwandeln, die an das Getriebe 77 übertragen wird. Das Getriebe 77 überträgt die kinetische Energie z. B. über eine Antriebsachse an die Räder 72, während eine Gangübersetzung angewendet wird, die verschiedene Kompromisse zwischen Drehmoment und Drehzahl ermöglicht.
Die Hochspannungsbatterie 76 erzeugt eine Spannung von zumindest 60 Volt Gleichstrom, z. B. in der Gröl enordnung von 400 Volt Gleichstrom. Die Hochspannungsbatterie 76 kann von einer beliebigen Art sein, die dazu geeignet ist, elektrischen Hochspannungsstrom zum Betreiben des Fahrzeugs 30 bereitzustellen, z. B. Lithiumionen, Bleisäure usw. Die Hochspannungsbatterie 76 ist über das Ladegerät/den Wechselrichter 84 elektrisch an den Antriebsstrang 34 gekoppelt.
Unter Bezugnahme auf 3 kann das Leistungsverteilungssystem 86 eine Vielzahl von DC/DC-Wandlern 88 beinhalten. Die DC/DC-Wandler 88 sind über das Ladegerät/den Wechselrichter 84 (wie in 2 gezeigt) elektrisch an den Antriebsstrang 34 gekoppelt und sind an die Niederspannungsbatterien 32 gekoppelt. Die DC/DC-Wandler 88 können Hochspannungsgleichstrom von dem Ladegerät/Wechselrichter 84 und/oder der Hochspannungsbatterie 76 empfangen und den Hochspannungsgleichstrom in Niederspannungsgleichstrom umwandeln. Für die Zwecke dieser Offenbarung ist „Niederspannung“ als Gleichstrom von unter 60 Volt oder Wechselstrom von unter 30 Volt definiert. Zum Beispiel kann der Niederspannungsgleichstrom 12 Volt oder 48 Volt betragen. Jeder DC/DC-Wandler 88 kann den Niederspannungsgleichstrom mit einer der Niederspannungsbatterien 32 austauschen und jeder DC/DC-Wandler 88 kann den Niederspannungsgleichstrom einem von einer Vielzahl von Leistungsverteilungsplatinen-Bussen 96, 98, 100 zuführen.
Eine Vielzahl von Leistungsverteilungsplatinen 90, 92, 94 beinhaltet eine Basisleistungsverteilungsplatine 90, eine primäre Leistungsverteilungsplatine 92 und eine sekundäre Leistungsverteilungsplatine 94. Die Leistungsverteilungsplatinen 90, 92, 94 verteilen elektrischen Strom auf Nebenstromkreise, d. h. eine Vielzahl von Verbrauchern 102, 104. Ein Verbraucher ist eine Vorrichtung, die elektrische Leistung verbraucht. Somit kann ein Verbraucher 102, 104 eine elektrische Komponente oder ein Abschnitt einer Schaltung sein, die elektrische Leistung verbraucht, wie etwa abschaltbare Verbraucher 102 und nicht abschaltbare Verbraucher 104, die nachstehend ausführlicher beschrieben werden. Die Leistungsverteilungsplatinen 90, 92, 94 beinhalten jeweils einen der Leistungsverteilungsplatinen-Busse und eine oder mehrere Sicherungen 122. Die Leistungsverteilungsplatinen-Busse 96, 98, 100 beinhalten einen Basisleistungsverteilungsplatinen-Bus 96 in der Basisleistungsverteilungsplatine 90, einen primären Leistungsverteilungsplatinen-Bus 98 in der primären Leistungsverteilungsplatine 92 und einen sekundären Leistungsverteilungsplatinen-Bus 100 in der sekundären Leistungsverteilungsplatine 94.
Die Niederspannungsbatterien 32 erzeugen jeweils eine Spannung von unter 60 Volt Gleichstrom, z. B. 12 oder 48 Volt Gleichstrom. Die Niederspannungsbatterien 32 können von einer beliebigen Art sein, die dazu geeignet ist, elektrischen Hochspannungsstrom zum Antreiben der Verbraucher 102, 104 bereitzustellen, z. B. Lithiumionen, Bleisäure usw. Zum Beispiel ist die elektrisch an die Basisleistungsverteilungsplatine 90 gekoppelte Niederspannungsbatterie 32 eine Bleisäurebatterie und sind die elektrisch an die primäre Leistungsverteilungsplatine 92 und die sekundäre Leistungsverteilungsplatine 94 gekoppelten Niederspannungsbatterien 32 Lithiumionenbatterien. Die Niederspannungsbatterien 32 sind über den jeweiligen DC/DC-Wandler 88 und das Ladegerät/den Wechselrichter 84 elektrisch an den Antriebsstrang 34 gekoppelt.
Die Verbraucher 102, 104 beinhalten abschaltbare Verbraucher 102 und nicht abschaltbare Verbraucher 104. Für die Zwecke dieser Offenbarung ist ein „abschaltbarer Verbraucher“ als ein Verbraucher definiert, der dazu bestimmt ist, ausgeschaltet zu werden, wenn die Verbraucher 102, 104 mehr Leistung als verfügbar anfordern, und ist ein „nicht abschaltbarer Verbraucher“ als ein Verbraucher definiert, der dazu bestimmt ist, eingeschaltet zu bleiben, wenn die Verbraucher 102, 104 mehr Leistung als verfügbar anfordern. Die abschaltbaren Verbraucher 102 können z. B. ein Klimatisierungssystem 106 oder Komponenten oder Einstellungen des Klimatisierungssystems 106, wie etwa einen AC-Lüfter oder einen Hochgeschwindigkeitsmodus; das Zubehörsteuermodul 68; einen Lüfter 108 zum Kühlen des Motors 74; eine elektrische Wasserpumpe 110 für den Motor 74; und Leistungspunkte 112 (d. h. Steckdosen in einer Fahrgastkabine, in die Fahrgäste in persönliche Vorrichtung einstecken können) beinhalten, wie in 3 gezeigt. Die nicht abschaltbaren Verbraucher 104 können z. B. Folgendes beinhalten: das Batterieenergiesteuermodul 50, ein Hochspannungsschütz 114 für das Batterieenergiesteuermodul 50 zum Steuern eines Stromflusses zu den DC/DC-Wandlern 88 usw., das Hybridantriebsstrangsteuermodul 48, das Motorsteuermodul 62, das Karosseriesteuermodul 52, das Rückhaltesteuermodul 66, einen Datenrekorder 116 (wie in 3 gezeigt), das Steuermodul 60 für die Plattformschnittstelle des autonomen Fahrzeugs, das Antiblockiersteuermodul 54, das Servolenkungssteuermodul 56, das Kollisionsminderungssystemsteuermodul 58 (wie in 3 gezeigt), das Objekterfassungs-Wartungssteuermodul 64, eine Antiblockiersystemunterstützung 118, das zweite Servolenksteuermodul 120 und den Computer 38 des autonomen Fahrzeugs.
Im Normalbetrieb werden die Verbraucher 102, 104 üblicherweise über die DC/DC-Wandler 88 versorgt, ohne Leistung aus den Niederspannungsbatterien 32 zu beziehen. Die Niederspannungsbatterien 32 führen in dem Fall von kurzzeitigen Anforderungen von den Verbrauchern 102, 104 nach mehr Leistung als die DC/DC-Wandler 88 zuführen können Leistung zu.
Wie in 3 gezeigt, kann eine elektrische Übertragungsvorrichtung 300 mit den Batterien 32-1, 32-2, 32-3 verbunden sein. Wie nachstehend in Bezug auf 4 ausführlicher erörtert, ermöglicht die elektrische Übertragungsvorrichtung 300 das Laden einer oder mehrerer der Batterien 32-1, 32-2, 32-3, wenn der Motor 72 inaktiv ist und eine oder mehrere Komponenten der Leistungsverteilungsplatinen 90, 92, 94 während einer Datenübertragung Daten empfangen oder hochladen. Zum Beispiel kann die elektrische Übertragungsvorrichtung 300 während einer Datenübertragung die Ladung von einer Batterie 32-1, 32-2, 32-3 zu einer anderen Batterie 32-1, 32-2, 32-3 umleiten, sodass die Komponenten der Leistungsverteilungsplatinen 90, 92, 94 ausreichend elektrische Leistung empfangen können, um die Datenübertragung ohne die Unterstützung des Motors 72 durchzuführen. In einer oder mehreren Umsetzungen ist die elektrische Übertragungsvorrichtung 300 eine entfernbare Vorrichtung, sodass die elektrische Übertragungsvorrichtung 300 entfernt werden kann, nachdem die Datenübertragung abgeschlossen ist.
4 veranschaulicht eine beispielhafte elektrische Übertragungsvorrichtung 300. Die elektrische Übertragungsvorrichtung 300 beinhaltet Schnittstellen 402, 404, 406, die elektrisch mit entsprechenden Batterien 32-1, 32-2, 32-3 (in 3 gezeigt) eine Schnittstelle bilden. In einer beispielhaften Umsetzung können die Schnittstellen 402, 404, 406 Verbinder, Klemmen oder dergleichen umfassen. Die elektrische Übertragungsvorrichtung 300 beinhaltet zudem eine Erfassungsschaltung 408, 410, 412, die eine elektrische Ladung von den entsprechenden Schnittstellen 402, 404, 406 empfängt. Die Erfassungsschaltung 408, 410, 412 empfängt die elektrische Ladung und gibt ein erfasstes elektrisches Ladungssignal an eine Steuerung 414 aus. Die Steuerung 414 ist ein mikroprozessorbasierter Computer, der einen Prozessor, einen Speicher usw. beinhaltet. Der Speicher der Steuerung 414 beinhaltet einen Speicher zum Speichern von Anweisungen, die durch den Prozessor ausführbar sind, sowie zum elektronischen Speichern von Daten und/oder Datenbanken. In einer beispielhaften Umsetzung umfasst die Steuerung 414 einen eigenständigen mikroprozessorbasierten Computer innerhalb der elektrischen Übertragungsvorrichtung 300.
Das erfasste elektrische Ladungssignal gibt einen Ladezustand (SoC) an, das heil t einen Ladezustand, der den entsprechenden Batterien 32-1, 32-2, 32-3 zugeordnet ist. Der Ladezustand der Niederspannungsbatterien 32-1, 32-2, 32-3 kann somit über eine beliebige geeignete Technik bestimmt werden und kann zwischen 0 (null, das heil t keine verbleibende Ladung) und 100 % (vollständig geladen) variieren. In verschiedenen Umsetzungen kann die Erfassungsschaltung 408, 410, 412 geeignete elektronische Komponenten, wie etwa einen Verstärker oder dergleichen, umfassen.
Die Steuerung 414 empfängt das erfasste elektrische Ladungssignal als Eingabe und steuert die Schalter 418, 420, 422 auf Grundlage des erfassten elektrischen Ladungssignals. Die Schalter 418, 420, 422 können auf Grundlage von Steuersignalen, die durch die Steuerung 414 erzeugt werden, zwischen einem offenen Zustand und einem geschlossenen Zustand überführen. Die Schalter 418, 420, 422 können eine beliebige geeignete elektrische Komponente umfassen, die einen leitenden Pfad zwischen den Batterien 32-1, 32-2, 32-3 auf Grundlage der Steuersignale trennen oder verbinden kann. Zum Beispiel können die Schalter 418, 420, 422 ein Relais, wie etwa ein Festkörperrelais (SSR), einen Transistor, wie etwa einen Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET), oder dergleichen umfassen.
Wenn sich die Schalter 418, 420, 422 im offenen Zustand befinden, verhindern die Schalter 418, 420, 422 den Stromfluss zwischen den verschiedenen Batterien 32-1, 32-2, 32-3 zumindest im Wesentlichen. Wenn sich die Schalter 418, 420, 422 im geschlossenen Zustand befinden, ermöglichen die Schalter 418, 420, 422 den Stromfluss zwischen den mindestens zwei Batterien 32-1, 32-2, 32-3. Wie nachstehend ausführlicher beschrieben, kann die Steuerung 414 die Schalter 418, 420, 422 steuern, um Energie zwischen den Batterien 32-1, 32-2, 32-3 auf Grundlage der erfassten elektrischen Ladungssignale zu übertragen.
In einer beispielhaften Umsetzung beinhaltet die Steuerung 414 einen mikroprozessorbasierten Computer. Die Steuerung 414 beinhaltet mindestens einen Prozessor und einen Speicher. Der Speicher der Steuerung 414 beinhaltet einen Speicher zum Speichern von Anweisungen, die von dem Prozessor ausgeführt werden können, sowie zum elektronischen Speichern von Daten und/oder Datenbanken.
Die elektrische Übertragungsvorrichtung 300 beinhaltet zudem eine Batterie 424 und eine Leistungsversorgung 426. Die Batterie 424 führt der Leistungsversorgung 426 Leistung zu und die Leistungsversorgung 426 verteilt Leistung an verschiedene Komponenten innerhalb der elektrischen Übertragungsvorrichtung 300. In verschiedenen Umsetzungen beinhaltet die Batterie 426 eine wiederaufladbare Lithium-Ionen-Batterie. Die Leistungsversorgung 426 stellt einer Steuerung 414 und/oder der Erfassungsschaltung 408, 410, 412 Leistung bereit. Aus der Leistung, die durch die Batterie 426 bereitgestellt wird, kann die Leistungsversorgung eine oder mehrere Spannungen von Leistung zur Verteilung erzeugen. Zum Beispiel kann die Leistungsversorgung 426 einen oder mehrere Spannungsregler und eine oder mehrere DC/DC-Wandlerschaltungen, wie etwa eine Aufwärtsschaltung, eine Abwärtsschaltung oder eine Aufwärts-/Abwärtsschaltung, beinhalten.
Die Steuerung 414 ist dazu programmiert, auf Grundlage des Ladezustands der mindestens einen Batterie 32-1, 32-2, 32-3 zu bestimmen, ob mindestens eine Batterie 32-1, 32-2, 32-3 eine Energieübertragung empfangen soll. Auf Grundlage der Bestimmung veranlasst die Steuerung 414 mindestens zwei Schalter 418, 420, 422 dazu, aus dem offenen Zustand in den geschlossenen Zustand überzugehen, um eine Ladungsübertragung von einer Batterie 32-1, 32-2, 32-3 zu einer anderen zu ermöglichen. Die Steuerung 414 kann Eingaben von einer oder mehreren anderen Steuerungen der Leistungsverteilungsplatinen 90, 92, 94 empfangen, um zu bestimmen, wann eine Datenübertragung stattfindet.
In einer beispielhaften Umsetzung bestimmt die Steuerung 414, dass mindestens eine Batterie 32-1, 32-2, 32-3 unter einem vorbestimmten Ladeschwellenwert liegt. Wenn zum Beispiel der Motor 74 inaktiv ist und das Leistungsverteilungssystem 86 eine Datenübertragung empfängt, überwacht die Steuerung 414 den Ladezustand der Batterien 32-1, 32-2, 32-3. Ein Motor 74 kann als inaktiv definiert werden, wenn der Motor 74 dem Antriebsstrang 34 keine Leistung bereitstellt. Wenn zusätzliche Daten von einer der Leistungsverteilungsplatinen 90, 92, 94 während der Datenübertragung heruntergeladen werden sollen und die entsprechende Batterie 32-1, 32-2, 32-3 für die Leistungsverteilungsplatine 90, 92, 94 einen Ladezustand unter dem vorbestimmten Ladeschwellenwert aufweist, überführt die Steuerung 414 die entsprechenden Schalter 418, 420, 422 aus dem offenen Zustand in den geschlossenen Zustand, um die Batterie 32-1, 32-2, 32-3 zu laden.
Der vorbestimmte Ladeschwellenwert kann auf Grundlage von empirisch bestimmten Ladezuständen der Batterien 32-1, 32-2, 32-3 ausgewählt werden, wie etwa einem Mindestladezustand, um die Batterielebensdauer zu verlängern. In einer beispielhaften Umsetzung beruht der Mindestladezustand auf Daten, die von einem Batterieüberwachungssensor bereitgestellt werden, der einen Ladezustand (SoC) einer Batterie, eine Batterietemperatur, eine Batteriespannung, einen Batteriestrom oder dergleichen meldet. In einer weiteren beispielhaften Umsetzung beruht der Mindestladezustand auf Daten, die von einem in der LV-Batterie eingebauten Batterieelektroniksteuermodul (battery electronics control module - BECM) bereitgestellt werden, der den SoC der Batterie, den Energiezustand (state-of-energy - SoE), eine Temperatur, eine Spannung, einen Strom oder dergleichen meldet.
Die Steuerung 414 kann auf Grundlage eines Ladezustands der Batterien 32-1, 32-2, 32-3 bestimmen, welche Batterie 32-1, 32-2, 32-3 Ladung zuführen soll. Die Steuerung 414 kann eine Batterie 32-1, 32-2, 32-3 auswählen, um der Batterie 32-1, 32-2, 32-3 Ladung zuzuführen, die den Leistungsverteilungsplatinen 90, 92, 94 entspricht, die die Daten empfangen, wenn die Batterie 32-1, 32-2, 32-3 zum Zuführen der Ladung den höchsten Ladezustand unter den Batterien 32-1, 32-2, 32-3 aufweist. Sobald die Batterie 32-1, 32-2, 32-3 ausgewählt ist, überträgt die Steuerung 414 ein Steuersignal an die Schalter 418, 420, 422, das der ausgewählten Batterie 32-1, 32-2, 32-3 und der Batterie 32-1, 32-2, 32-3 der Leistungsverteilungsplatinen 90, 92, 94 entspricht, die die Daten empfangen.
Die elektrische Übertragungsvorrichtung 300 kann ein Gehäuse 428 beinhalten, das eine oder mehrere der Komponenten der elektrischen Übertragungsvorrichtung 300 umschließt. Das Gehäuse 428 kann ein beliebiges geeignetes Material umfassen, das ermöglicht, dass die Komponenten der elektrischen Übertragungsvorrichtung 300 darin eingeschlossen sind. Zum Beispiel kann das Gehäuse 428 ein Verbundmaterial, ein Polyethylenterephthalatmaterial oder dergleichen umfassen. Das Gehäuse 428 kann auch einen oder mehrere Anschlüsse beinhalten, um eine Schnittstelle mit einer oder mehreren Komponenten, wie etwa der Steuerung 414, der Batterie 426 oder dergleichen, zu ermöglichen.
5 ist ein Prozessablaufdiagramm, das einen beispielhaften Prozess 500 zum elektrischen Verbinden einer ersten Batterie 32-1, 32-2, 32-3 mit einer zweiten Batterie 32-1, 32-2, 32-3 zur Ladungsübertragung veranschaulicht. Der Speicher der Steuerung 414 speichert ausführbare Anweisungen zum Durchführen der Schritte des Prozesse 500.
Der Prozess 500 kann beginnen, sobald die elektrische Übertragungsvorrichtung 300 mit den Batterien 32-1, 32-2, 32-3 verbunden ist. Zum Beispiel kann die elektrische Übertragungsvorrichtung 300 während Zeiträumen, in denen das Fahrzeug 30 inaktiv ist, z. B. der Motor 74 inaktiv ist, manuell installiert werden. Sobald die elektrische Übertragungsvorrichtung 300 mit den Batterien 32-1, 32-2, 32-3 verbunden ist, kann die Steuerung 414 von einem inaktiven Zustand in einen aktiven Zustand übergehen. Inaktiv bezieht sich auf einen Zustand, in dem sich die Steuerung 414 in einem abgeschalteten Zustand befindet, und ein aktiver Zustand bezieht sich auf einen Zustand, in dem die Steuerung 414 wie hierin beschrieben betrieben wird. Ein Bediener kann die Steuerung 414 manuell aus dem inaktiven Zustand in den aktiven Zustand betätigen und umgekehrt.
Bei Block 505 bestimmt die Steuerung 414, ob der Motor 74 inaktiv ist. Falls der Motor aktiv ist, kehrt der Prozess 500 zu Block 505 zurück. Die Steuerung 414 kann über ein Fehlen eines Signals von dem Motorsteuermodul 62 bestimmen, dass der Motor 74 inaktiv ist. Die Steuerung 414 kann bestimmen, ob der Motor 74 inaktiv ist, sobald die Steuerung 414 aktiviert ist, z. B. sobald der Bediener die elektrische Übertragungsvorrichtung 300 verbindet und die Steuerung 414 betätigt. Wenn der Motor 74 inaktiv ist, bestimmt die Steuerung 414 bei Block 510, ob ein oder mehrere erfasste elektrische Ladungssignale detektiert wurden. Wenn die Steuerung 414 bestimmt, dass keine erfassten elektrischen Ladungssignale empfangen wurden, kehrt der Prozess 500 zu Block 510 zurück. Die Steuerung 414 kann das Vorhandensein von elektrischen Ladungssignalen auf Grundlage des Empfangens elektrischer Ladungssignale von mindestens einer der Erfassungsschaltungen 408, 410, 412 bestimmen. Die Steuerung 414 kann auch das Fehlen von elektrischen Ladungssignalen bestimmen, das heil t, dass keine erfassten elektrischen Ladungssignale empfangen wurden, wenn die Steuerung 414 keine elektrischen Ladungssignale detektiert. Andernfalls bestimmt die Steuerung 414 bei Block 515, ob mindestens eine der Leistungsverteilungsplatinen 90, 92, 94 während einer Datenübertragung Daten empfängt oder hochlädt. Die Steuerung 414 kann bestimmen, ob mindestens eine Leistungsverteilungsplatine 90, 92, 94 Daten auf Grundlage eines oder mehrerer Datenübertragungssignale empfängt, die von einer Steuerung der Leistungsverteilungsplatinen 90, 92, 94 empfangen werden. Wenn keine Übertragungsdaten empfangen wurden, kehrt der Prozess 500 zu Block 515 zurück. In einigen Umsetzungen kann die Steuerung 414 einen Zähler einleiten, um ihn mit einem vorbestimmten Zeitschwellenwert zu vergleichen. Der vorbestimmte Zeitschwellenwert kann durch einen Bediener eingestellt werden. Wenn keine elektrischen Ladungssignale und/oder keine Datenübertragungssignale innerhalb des vorbestimmten Zeitschwellenwerts empfangen wurden, erzeugt die Steuerung 414 eine Warnung, die angibt, dass keine elektrischen Ladungssignale empfangen wurden und/oder keine Datenübertragungssignale empfangen wurden. Die Warnung kann an eine elektronische Vorrichtung des Bedieners übertragen werden.
Andernfalls identifiziert die Steuerung 414 auf Grundlage von empfangenen Datenübertragungssignalen bei Block 520, welche Batterie 32-1, 32-2, 32-3 überwacht werden soll. Die Steuerung 414 identifiziert die zu überwachende Batterie 32-1, 32-2, 32-3, wenn die Leistungsverteilungsplatine 90, 92, 94 auf Grundlage der Batterie 32-1, 32-2, 32-3 mit der größten verbleibenden Ladung Daten während der Datenübertragung empfängt oder hochlädt. Die Steuerung 414 vergleicht bei Block 525 den Ladezustand der identifizierten Batterie 32-1, 32-2, 32-3 mit dem vorbestimmten Ladeschwellenwert. Falls der Ladezustand der identifizierten Batterie 32-1, 32-2, 32-3 gröl er als der vorbestimmte Ladeschwellenwert ist, kehrt der Prozess 500 zu Block 525 zurück. Wenn der Ladezustand kleiner oder gleich dem vorbestimmten Ladeschwellenwert ist, bestimmt die Steuerung 414 eine Batterie 32-1, 32-2, 32-3, um sich elektrisch mit der identifizierten, z. B. überwachten, Batterie 32-1, 32-2, 32-3 zum Laden bei Block 530 zu verbinden. Wie vorstehend erörtert, kann die Steuerung 414 dazu programmiert sein, auf Grundlage eines Ladezustands zu bestimmen, welche Batterie 32-1, 32-2, 32-3 verwendet werden soll. Sobald die Steuerung 414 eine Batterie 32-1, 32-2, 32-3 zum Laden auswählt, erzeugt und überträgt die Steuerung 414 Signale an die Schalter 418, 420, 422, das der ausgewählten Batterie 32-1, 32-2, 32-3 und der Batterie 32-1, 32-2, 32-3 der Leistungsverteilungsplatine 90, 92, 94 entspricht, die die Daten bei Block 535 empfängt.
Bei Block 540 bestimmt die Steuerung 414, ob die Datenübertragung abgeschlossen ist. In einer beispielhaften Umsetzung überträgt eine Steuerung der Leistungsverteilungsplatine 90, 92, 94, die an der Datenübertragung beteiligt ist, ein Datenübertragungsabschlusssignal an die Steuerung 414, das angibt, dass die Datenübertragung abgeschlossen ist. Die Datenübertragung kann abgeschlossen werden, sobald die zu übertragenden Daten hochgeladen oder heruntergeladen wurden. Wenn die Datenübertragung abgeschlossen ist, erzeugt die Steuerung 414 bei Block 545 Steuersignale und überträgt sie an die Schalter 418, 420, 422, die sich im geschlossenen Zustand befinden, und der Prozess 500 endet.
Falls die Datenübertragung nicht vervollständigt ist, vergleicht die Steuerung 414 bei Block 550 den Ladezustand der ladenden Batterie 32-1, 32-2, 32-3 mit dem vorbestimmten Ladeschwellenwert. Falls der Ladezustand gröl er als der vorbestimmte Ladeschwellenwert ist, kehrt der Prozess 500 zu Block 540 zurück. Falls der Ladezustand geringer als oder gleich dem vorbestimmten Ladeschwellenwert ist, erzeugt und überträgt die Steuerung 414 Signale an den Schalter 418, 420, 422, sodass die verbleibende Batterie 32-1, 32-2, 32-3 das Laden der Batterie 32-1, 32-2, 32-3 der Leistungsverteilungsplatine 90, 92, 94 übernimmt, die die Daten bei Block 555 empfängt. Die Steuerung 414 bestimmt bei Block 560, ob die Datenübertragung abgeschlossen ist. Wenn die Datenübertragung nicht abgeschlossen ist, kehrt der Prozess 500 zu Block 560 zurück. Andernfalls erzeugt und überträgt die Steuerung 414 Steuersignale an die Schalter 418, 420, 422, die sich bei Block 565 im geschlossenen Zustand befinden, um die Schalter 418, 420, 422 in den offenen Zustand zu überführen. Bei Block 570 gibt die Steuerung 414 eine Nachricht an eine Benutzerschnittstelle aus, dass die elektrische Übertragungsvorrichtung 300 aus dem Fahrzeug 30 entfernt werden kann, und der Prozess 500 endet.
Im Allgemeinen können die beschriebenen Rechensysteme und/oder -einrichtungen ein beliebiges aus einer Reihe von Computerbetriebssystemen einsetzen, einschließlich unter anderem Versionen und/oder Varianten der Anwendung Ford Sync®, der Middleware AppLink/Smart Device Link, des Betriebssystems Microsoft Automotive®, des Betriebssystems Microsoft Windows®, des Betriebssystems Unix (z. B. des Betriebssystems Solaris®, vertrieben durch die Oracle Corporation in Redwood Shores, Kalifornien), des Betriebssystems AIX UNIX, vertrieben durch International Business Machines in Armonk, New York, des Betriebssystems Linux, der Betriebssysteme Mac OSX und iOS, vertrieben durch die Apple Inc. in Cupertino, Kalifornien, des BlackBerry OS, vertrieben durch die Blackberry, Ltd. in Waterloo, Kanada, und des Betriebssystems Android, entwickelt durch die Google, Inc. und die Open Handset Alliance, oder QNX® CAR Platform for Infotainment, angeboten durch QNX Software Systems. Beispiele für Rechenvorrichtungen schliel en unter anderem Folgendes ein: einen im Fahrzeug integrierten Computer, einen Arbeitsplatzcomputer, einen Server, einen Desktop-, einen Notebook-, einen Laptop- oder einen Handcomputer oder ein anderes Rechensystem und/oder eine andere Rechenvorrichtung. Rechenvorrichtungen beinhalten im Allgemeinen computerausführbare Anweisungen, bei denen die Anweisungen durch eine oder mehrere Rechenvorrichtungen, wie etwa die vorstehend aufgeführten, ausführbar sein können. Computerausführbare Anweisungen können von Computerprogrammen kompiliert oder verstanden werden, die unter Verwendung einer Reihe von Programmiersprachen und/oder -technologien erstellt werden, was entweder für sich oder in Kombination Java™, C, C++, Matlab, Simulink, Stateflow, Visual Basic, Java Script, Perl, HTML usw. beinhaltet, ohne darauf beschränkt zu sein. Einige dieser Anwendungen können auf einer virtuellen Maschine, wie etwa der Java Virtual Machine, der Dalvik Virtual Machine oder dergleichen, kompiliert und ausgeführt werden. 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 andere Daten können unter Verwendung einer Vielfalt von computerlesbaren Medien gespeichert und übermitteln werden. Eine Datei in einer Rechenvorrichtung ist im Allgemeinen eine Sammlung von Daten, die auf einem computerlesbaren Medium, wie etwa einem Speichermedium, einem Direktzugriffsspeicher usw., gespeichert ist.
Ein computerlesbares Medium (auch als prozessorlesbares Medium bezeichnet) beinhaltet ein beliebiges nichtflüchtiges (z. B. physisches) Medium, das am Bereitstellen von Daten (z. B. Anweisungen) beteiligt ist, die durch einen Computer (z. B. durch einen Prozessor eines Computers) ausgelesen werden können. Ein derartiges Medium kann viele Formen annehmen, die nichtflüchtige Medien und flüchtige Medien beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein. Nichtflüchtige Medien können zum Beispiel Bild- und Magnetplatten und sonstige dauerhafte Speicher beinhalten. Flüchtige Medien können zum Beispiel einen dynamischen Direktzugriffsspeicher (dynamic random access memory - DRAM) beinhalten, der typischerweise einen Hauptspeicher darstellt. Derartige Anweisungen können durch ein Übermittlungsmedium oder mehrere Übermittlungsmedien übermittelt werden, die Koaxialkabel, Kupferdraht und Glasfaser beinhalten, die Drähte beinhalten, die einen an einen Prozessor einer ECU gekoppelten Systembus umfassen. Gängige Formen computerlesbarer Medien beinhalten zum Beispiel Folgendes: eine Diskette, eine Folienspeicherplatte, eine Festplatte, ein Magnetband, ein beliebiges anderes magnetisches Medium, eine CD-ROM, eine DVD, ein beliebiges anderes optisches Medium, Lochkarten, Lochstreifen, ein beliebiges anderes physisches Medium mit Lochmustern, einen RAM, einen PROM, einen EPROM, einen FLASH-EEPROM, einen beliebigen anderen Speicherchip oder eine beliebige andere Speicherkassette oder ein beliebiges anderes Medium, das von einem Computer ausgelesen werden kann.
Datenbanken, Datendepots oder andere Datenspeicher, die in dieser Schrift beschrieben sind, können verschiedene Arten von Mechanismen zum Speichern von, Zugreifen auf und Abrufen von verschiedenen Arten von Daten beinhalten, einschließlich einer hierarchischen Datenbank, eines Satzes von Dateien in einem Dateisystem, einer Anwendungsdatenbank in einem anwendereigenen Format, eines relationalen Datenbankverwaltungssystems (relational database management system - RDBMS) usw. Jeder derartige Datenspeicher ist im Allgemeinen in einer Rechenvorrichtung eingeschlossen, die ein Computerbetriebssystem einsetzt, wie etwa eines der vorangehend erwähnten, und es wird auf eine oder mehrere von vielfältigen Weisen über ein Netzwerk darauf zugegriffen. Auf ein Dateisystem kann von einem Computerbetriebssystem zugegriffen werden und es kann in verschiedenen Formaten gespeicherte Dateien beinhalten. Ein RDBMS setzt im Allgemeinen die Structured Query Language (SQL) zusätzlich zu einer Sprache zum Erzeugen, Speichern, Editieren und Ausführen gespeicherter Vorgänge ein, wie etwa die vorangehend erwähnte PL/SQL-Sprache. In einigen Beispielen können Systemelemente als computerlesbare Anweisungen (z. B. Software) auf einer oder mehreren Rechenvorrichtungen (z. B. Servern, Personal Computern usw.) umgesetzt sein, die auf diesen zugeordneten computerlesbaren Medien (z. B. Platten, Speichern usw.) gespeichert sind. Ein Computerprogrammprodukt kann derartige auf computerlesbaren Medien gespeicherte Anweisungen zum Ausführen der in dieser Schrift beschriebenen Funktionen umfassen.
In den Zeichnungen zeigen gleiche Bezugszeichen die gleichen Elemente an. Ferner könnten einige oder alle dieser Elemente verändert werden. Hinsichtlich der in dieser Schrift beschriebenen Medien, Prozesse, Systeme, Verfahren, Heuristiken usw., versteht es sich, dass, obwohl die Schritte derartiger Prozesse usw. als gemäl einer bestimmten Reihenfolge erfolgend beschrieben wurden, derartige Prozesse jedoch so umgesetzt werden könnten, dass die beschriebenen Schritte in einer Reihenfolge durchgeführt werden, die von der in dieser Schrift beschriebenen Reihenfolge abweicht. Es versteht sich ferner, dass bestimmte Schritte gleichzeitig durchgeführt, andere Schritte hinzugefügt oder bestimmte in dieser Schrift beschriebene Schritte weggelassen werden können. Anders ausgedrückt dienen die Beschreibungen von Prozessen in dieser Schrift dem Zweck der Veranschaulichung bestimmter Ausführungsformen und sollten keinesfalls dahingehend ausgelegt werden, dass sie die Patentansprüche einschränken.
Dementsprechend versteht es sich, dass die vorstehende Beschreibung veranschaulichend und nicht einschränkend sein soll. Viele Ausführungsformen und Anwendungen, bei denen es sich nicht um die bereitgestellten Beispiele handelt, werden dem Fachmann beim Lesen der vorangehenden Beschreibung ersichtlich. Der Umfang der Erfindung sollte nicht unter Bezugnahme auf die vorangehende Beschreibung festgelegt werden, sondern stattdessen unter Bezugnahme auf die beigefügten Ansprüche in Zusammenhang mit dem vollständigen Umfang von Äquivalenten, zu denen solche Ansprüche berechtigen. Es wird vorweggenommen und ist beabsichtigt, dass es hinsichtlich der in dieser Schrift erörterten Fachgebiete künftige Entwicklungen geben wird und dass die offenbarten Systeme und Verfahren in derartige künftigen Ausführungsformen einbezogen werden. Insgesamt versteht es sich, dass die Erfindung modifiziert und variiert werden kann und lediglich durch die folgenden Patentansprüche eingeschränkt ist.
Alle Begriffe, die in den Ansprüchen verwendet werden, bezwecken, ihre klare und gewöhnliche Bedeutung zu haben, wie sie der Fachmann versteht, außer falls in dieser Schrift ein ausdrücklicher Hinweis auf das Gegenteil erfolgt. Insbesondere ist die Verwendung der Singularartikel wie etwa „ein“, „eine“, „der“, „die“, „das“ usw. dahingehend auszulegen, dass ein oder mehrere der aufgeführten Elemente genannt werden, sofern ein Patentanspruch nicht eine ausdrückliche gegenteilige Einschränkung enthält.
Die Offenbarung wurde auf veranschaulichende Weise beschrieben und es versteht sich, dass die verwendete Terminologie ihrem Wesen nach beschreibend und nicht einschränkend sein soll. Die Verwendung von „als Reaktion auf und „nach dem Bestimmen“ gibt eine kausale Beziehung an, nicht nur eine rein temporale Beziehung. In Anbetracht der vorstehenden Lehren sind viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Offenbarung möglich und kann die Offenbarung anders als konkret beschrieben umgesetzt werden.
Gemäl der vorliegenden Erfindung wird eine elektrische Übertragungsvorrichtung bereitgestellt, die Folgendes aufweist: eine Vielzahl von Schaltern; eine Vielzahl von Schnittstellen, die entfernbar mit einer entsprechenden Batterie eines Fahrzeugs gekoppelt werden können, wobei jeder Schalter der Vielzahl von Schaltern mit einer Schnittstelle der Vielzahl von Schnittstellen und einem anderen Schalter der Vielzahl von Schaltern verbunden ist; und eine Steuerung, die dazu programmiert ist, mindestens einen ersten Schalter der Vielzahl von Schaltern auf Grundlage eines Ladezustands einer ersten Batterie von einem offenen Zustand in einen geschlossenen Zustand zu überführen, wobei der erste Schalter die erste Batterie elektrisch mit einer zweiten Batterie des Fahrzeugs im geschlossenen Zustand verbindet.
Gemäl einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu programmiert, mindestens einen zweiten Schalter der Vielzahl von Schaltern in einen geschlossenen Zustand zu überführen, auf Grundlage des Ladezustands der ersten Batterie, wobei der zweite Schalter zwischen dem ersten Schalter und der zweiten Batterie angeordnet ist.
Gemäl einer Ausführungsform umfassen die erste Batterie und die zweite Batterie Niederspannungsbatterien.
Gemäl einer Ausführungsform stellen die erste Batterie und die zweite Batterie entsprechenden Leistungsverteilungsplatinen innerhalb des Fahrzeugs Leistung bereit.
Gemäl einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu programmiert, den Ladezustand der ersten Batterie mit einem vorbestimmten Ladeschwellenwert zu vergleichen, wenn eine mit der ersten Batterie verbundene Leistungsverteilungsplatine mindestens eines von Hochladen von Daten oder Herunterladen von Daten durchführt.
Gemäl einer Ausführungsform ist die vorhergehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch eine Ladungserfassungsschaltung, die zwischen mindestens einer Schnittstelle der Vielzahl von Schnittstellen und der Steuerung angeordnet ist, wobei die Ladungserfassungsschaltung den Ladungszustand der ersten Batterie misst und ein Signal bereitstellt, das der Steuerung den Ladungszustand angibt.
Gemäl einer Ausführungsform umfasst die Erfassungsschaltung einen Verstärker.
Gemäl der vorliegenden Erfindung wird eine elektrische Übertragungsvorrichtung bereitgestellt, die Folgendes aufweist: eine Vielzahl von Schaltern; eine Vielzahl von Schnittstellen, die entfernbar mit einer entsprechenden Batterie eines Fahrzeugs gekoppelt werden können, wobei jeder Schalter der Vielzahl von Schaltern mit einer Schnittstelle der Vielzahl von Schnittstellen und einem anderen Schalter der Vielzahl von Schaltern verbunden ist; eine Steuerung, die dazu programmiert ist, mindestens einen ersten Schalter der Vielzahl von Schaltern auf Grundlage eines Ladezustands einer ersten Batterie von einem offenen Zustand in einen geschlossenen Zustand zu überführen, wobei der erste Schalter die erste Batterie elektrisch mit einer zweiten Batterie des Fahrzeugs im geschlossenen Zustand verbindet; und ein Gehäuse, das die Vielzahl von Schaltern, die Vielzahl von Schnittstellen und die Steuerung mindestens teilweise umschließt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu programmiert, mindestens einen zweiten Schalter der Vielzahl von Schaltern in einen geschlossenen Zustand zu überführen, auf Grundlage des Ladezustands der ersten Batterie, wobei der zweite Schalter zwischen dem ersten Schalter und der zweiten Batterie angeordnet ist.
Gemäl einer Ausführungsform umfassen die erste Batterie und die zweite Batterie Niederspannungsbatterien.
Gemäl einer Ausführungsform stellen die erste Batterie und die zweite Batterie Leistung entsprechenden Leistungsverteilungsplatinen innerhalb des Fahrzeugs bereit.
Gemäl einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu programmiert, den Ladezustand der ersten Batterie mit einem vorbestimmten Ladeschwellenwert zu vergleichen, wenn eine mit der ersten Batterie verbundene Leistungsverteilungsplatine mindestens eines von Hochladen von Daten oder Herunterladen von Daten durchführt.
Gemäl einer Ausführungsform ist die vorhergehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch eine Ladungserfassungsschaltung, die zwischen mindestens einer Schnittstelle der Vielzahl von Schnittstellen und der Steuerung angeordnet ist, wobei die Ladungserfassungsschaltung den Ladungszustand der ersten Batterie misst und ein Signal bereitstellt, das der Steuerung den Ladungszustand angibt.
Gemäl einer Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren Folgendes: Empfangen, an einer Steuerung, eines elektrischen Ladesignals, das einen Ladezustand einer ersten Batterie angibt, wobei die erste Batterie mit einer Leistungsverteilungsplatine verbunden ist; Vergleichen des Ladezustands der ersten Batterie mit einem vorbestimmten Ladeschwellenwert; und Veranlassen, dass mindestens ein erster Schalter einer Vielzahl von Schaltern auf Grundlage des Vergleichs von einem offenen Zustand in einen geschlossenen Zustand übergeht, wobei der erste Schalter die erste Batterie im geschlossenen Zustand elektrisch mit einer zweiten Batterie des Fahrzeugs verbindet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorhergehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch Folgendes: Veranlassen von mindestens einem zweiten Schalter der Vielzahl von Schaltern dazu, in einen geschlossenen Zustand überzugehen, auf Grundlage des Vergleichs, wobei der zweite Schalter zwischen dem ersten Schalter und der zweiten Batterie angeordnet ist. Gemäß einer Ausführungsform umfassen die erste Batterie und die zweite Batterie Niederspannungsbatterien.
Gemäß einer Ausführungsform stellen die erste Batterie und die zweite Batterie entsprechenden Leistungsverteilungsplatinen innerhalb des Fahrzeugs Leistung bereit. Gemäß einer Ausführungsform ist die vorhergehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch Folgendes: Vergleichen des Ladezustands der ersten Batterie mit dem vorbestimmten Ladeschwellenwert, wenn die mit der ersten Batterie verbundene Leistungsverteilungsplatine mindestens eines von Hochladen von Daten oder Herunterladen von Daten durchführt. Gemäß einer Ausführungsform ist die vorhergehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch Folgendes: Empfangen des elektrischen Ladungssignals von einer Ladungserfassungsschaltung, die zwischen mindestens einer Schnittstelle und der Steuerung angeordnet ist.
Gemäß einer Ausführungsform misst die Ladungserfassungsschaltung den Ladezustand der ersten Batterie und stellt der Steuerung ein Signal bereit, das den Ladezustand angibt.

Claims

Elektrische Übertragungsvorrichtung, die Folgendes umfasst: eine Vielzahl von Schaltern; eine Vielzahl von Schnittstellen, die mit einer entsprechenden Batterie eines Fahrzeugs entfernbar gekoppelt sind, wobei jeder Schalter der Vielzahl von Schaltern mit einer Schnittstelle der Vielzahl von Schnittstellen und einem anderen Schalter der Vielzahl von Schaltern verbunden ist; und eine Steuerung, die dazu programmiert ist, mindestens einen ersten Schalter der Vielzahl von Schaltern auf Grundlage eines Ladezustands einer ersten Batterie aus einem offenen Zustand in einen geschlossenen Zustand zu überführen, wobei der erste Schalter in dem geschlossenen Zustand die erste Batterie elektrisch mit einer zweiten Batterie des Fahrzeugs verbindet.
Elektrische Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, mindestens einen zweiten Schalter der Vielzahl von Schaltern auf Grundlage des Ladezustands der ersten Batterie in einen geschlossenen Zustand zu überführen, wobei der zweite Schalter zwischen dem ersten Schalter und der zweiten Batterie angeordnet ist.
Elektrische Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die erste Batterie und die zweite Batterie Niederspannungsbatterien umfassen.
Elektrische Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die erste Batterie und die zweite Batterie entsprechenden Leistungsverteilungsplatinen innerhalb des Fahrzeugs Leistung bereitstellen.
Elektrische Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, den Ladungszustand der ersten Batterie mit einem vorbestimmten Schwellenwert zu vergleichen, wenn eine Leistungsverteilungsplatine, die mit der ersten Batterie verbunden ist, mindestens eines von Hochladen von Daten oder Herunterladen von Daten durchführt.
Elektrische Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, der ferner eine Ladungserfassungsschaltung umfasst, die zwischen mindestens einer Schnittstelle der Vielzahl von Schnittstellen und der Steuerung angeordnet ist, wobei die Ladungserfassungsschaltung den Ladungszustand der ersten Batterie misst und ein Signal bereitstellt, das der Steuerung den Ladungszustand angibt.
Elektrische Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Erfassungsschaltung einen Verstärker umfasst.