DE112016005935T5 - Fahrzeugsystem zum Steuern des Ladens einer Antriebsbatterie eines Fahrzeugs - Google Patents

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Paul Marsden
Baptiste Bureau
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Jaguar Land Rover Ltd
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Jaguar Land Rover Ltd
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Abstract

Fahrzeugsystem 100 zum Steuern des Ladens einer Antriebsbatterie 110 eines Fahrzeugs 400, umfassend:
Mittel 130 zum automatischen Steuern eines Ladezustands 14 beim Laden der Antriebsbatterie 110, in Abhängigkeit von der nächsten Fahrzeugfahrt 10, und eines Zeitpunkts 12 zum Laden der Antriebsbatterie 110, wenn eine nächste Fahrzeugfahrt 10 das Laden einer Antriebsbatterie 110 erfordert.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Prozessor zum Steuern des Ladens einer Antriebsbatterie eines Fahrzeugs. Sie bezieht sich insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, auf das automatische Steuern des Ladens einer Antriebsbatterie eines Fahrzeugs.
  • Erfindungsgemäße Aspekte beziehen sich auf ein Fahrzeugsystem, ein Verfahren, eine elektronische Fahrzeugsteuereinheit, ein Computerprogramm und ein Fahrzeug.
  • STAND DER TECHNIK
  • Es ist immer häufiger der Fall, dass ein Fahrzeug eine Antriebsbatterie besitzt, die verwendet wird, um ein Fahrzeug anzutreiben bzw. dazu beitragen, es anzutreiben.
  • Es kann erforderlich sein, eine Antriebsbatterie wieder aufzuladen, indem elektrische Energie von einer Ladestation außerhalb des Fahrzeugs bezogen wird. Derzeit reicht die Ladekapazität von Fahrzeugantriebsbatterien für Fahrzeugfahrten von beträchtlicher Länge nicht aus. Daher ist es auf manchen längeren Fahrten erforderlich, die Fahrzeugantriebsbatterie an einer Ladezwischenstation während der Fahrt aufzuladen und/oder sicherzustellen, dass die Fahrzeugantriebsbatterie ausreichend geladen ist, bevor eine Fahrt beginnt.
  • Ein Insasse eines Fahrzeugs kann „Reichweitenangst“ haben, die aus einer Besorgnis heraus entsteht, dass das Fahrzeug sein Fahrtziel nicht erreichen wird, weil die Antriebsbatterie nicht über ausreichend Energie verfügt.
  • Ein Fahrzeuginsasse kann auch besorgt sein, dass die finanziellen Kosten des Ladens der Fahrzeugantriebsbatterie an einer Ladestation auf der Fahrt deutlich teurer sein können als sie es an einer Ladestation zuhause wären.
  • Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Fahrzeugsystem zum Steuern des automatischen Ladens einer Antriebsbatterie eines Fahrzeugs bereitzustellen, das sich zumindest einiger dieser Anliegen annimmt.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Erfindungsgemäße Aspekte und Ausführungsformen stellen ein Fahrzeugsystem, ein Verfahren, einen Busknoten eines Fahrzeugs, eine elektronische Fahrzeugsteuereinheit, ein Computerprogramm und ein Fahrzeug nach den beigefügten Ansprüchen bereit.
  • Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Steuergerät zum Steuern des Ladens einer Antriebsbatterie eines Fahrzeugs bereitgestellt, das konfiguriert ist zum:
    • Bestimmen eines Ladezustands der Antriebsbatterie;
  • Bestimmen, in Abhängigkeit von dem Ladezustand und zumindest einem Teil der nächsten Fahrzeugfahrt, von einem oder mehreren von: dem zu erreichenden Soll-Ladezustand, der Ladegeschwindigkeit der Batterie, der Ladedauer der Batterie; und dem Ladestartzeitpunkt der Batterie.
  • Das Steuergerät kann auch temporär jegliche benutzerprogrammierten Fahrzeugeinstellungen, welche den zu erreichenden Soll-Ladezustand und/oder die Ladegeschwindigkeit der Batterie und/oder die Ladedauer der Batterie und/oder den Ladestartzeitpunkt der Batterie steuern, überschreiben.
  • Das Steuergerät kann die benutzerprogrammierten Fahrzeugeinstellungen überschreiben, bis die nächste Fahrzeugfahrt abgeschlossen ist oder bis das Fahrzeug einschließlich der Antriebsbatterie das nächste Mal ein- oder ausgeschaltet wird.
  • Ein(e) oder mehrere von dem zu erreichenden Soll-Ladezustand, der Ladegeschwindigkeit der Batterie, der Ladedauer der Batterie und dem Ladestartzeitpunkt der Batterie kann von dem Steuergerät adaptiv gesteuert werden.
  • Das Steuergerät kann den einen oder mehrere von dem zu erreichenden Soll-Ladezustand, der Ladegeschwindigkeit der Batterie, der Ladedauer der Batterie und dem Ladestartzeitpunkt der Batterie in Abhängigkeit von einer nächsten Ladestation der nächsten Fahrzeugfahrt steuern.
  • Das Steuergerät kann den einen oder mehrere von dem zu erreichenden Soll-Ladezustand, der Ladegeschwindigkeit der Batterie, der Ladedauer der Batterie und dem Ladestartzeitpunkt der Batterie steuern, sodass der Ladezustand der Antriebsbatterie ausreichend ist, um eine nächste Ladestation auf der nächsten Fahrzeugfahrt zu erreichen.
  • Das Steuergerät kann den Ladestartzeitpunkt der Batterie steuern, um das sofortige Laden der Antriebsbatterie zu ermöglichen.
  • Das Steuergerät kann konfiguriert sein, um automatisch festzustellen, wenn eine nächste Fahrzeugfahrt das Laden einer Antriebsbatterie erfordert. Die nächste Fahrzeugfahrt kann ein Teil einer stattfindenden Fahrt oder von einer Ladezwischenstation auf der Fahrt oder zumindest ein Teil einer geplanten, noch nicht begonnenen Fahrt sein. Die nächste Fahrzeugfahrt kann zu einem benutzerprogrammierten Ziel erfolgen und wobei die nächste Fahrzeugfahrt 10 eine Reichweite der Antriebsbatterie 110 überschreitet.
  • Das Steuergerät kann den einen oder mehrere von dem zu erreichenden Soll-Ladezustand, der Ladegeschwindigkeit der Batterie, der Ladedauer der Batterie und dem Ladestartzeitpunkt der Batterie von dem Steuergerät in Abhängigkeit von einem oder mehreren Merkmalen von zumindest einer Ladestation der nächsten Fahrzeugfahrt steuern.
  • Das eine oder mehrere Merkmale einer Stromladestation können ausgewählt sein aus: Tarif an der Stromladestation, einem zukünftigen Tarif an der Stromladestation, einer Ladegeschwindigkeit an der Stromladestation und einer Wartezeit auf die Stromladestation.
  • Das eine oder mehrere Merkmale einer nächsten Ladestation können ausgewählt sein aus: einem Tarif an der nächsten Ladestation, einem zukünftigen Tarif an der nächsten Ladestation, einer Ladegeschwindigkeit an der nächsten Ladestation und einer Wartezeit an der nächsten Ladestation.
  • Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeugsystem bereitgestellt, welches das Steuergerät nach einem der vorhergehenden Abschnitte umfasst. Das System kann ferner Kommunikationsmittel zum Kommunizieren mit einem Remote-Server 500 umfassen, um zumindest einige der Merkmale herunterzuladen.
  • Das Steuergerät nach einem der vorhergehenden Abschnitte kann einen Ausgang beinhalten und konfiguriert sein, um ein Signal zu senden, das die automatische Steuerung des Ladens der Antriebsbatterie anzeigt.
  • Ein Fahrzeugsystem kann ein Steuergerät nach den vorhergehenden Abschnitten und eine Mensch-Maschine-Schnittstelle beinhalten, die konfiguriert ist, um die automatische Steuerung des Ladens der Antriebsbatterie anzuzeigen und gegebenenfalls einen Fahrzeuginsassen zu informieren, dass die automatische Steuerung des Ladens der Antriebsbatterie temporär ist und dass die benutzerprogrammierten Fahrzeugeinstellungen wiederhergestellt werden.
  • Ein Steuergerät nach einem der vorhergehenden Abschnitte kann ferner einen oder mehrere von dem zu erreichenden Soll-Ladezustand, der Ladegeschwindigkeit der Batterie, der Ladedauer der Batterie und dem Ladestartzeitpunkt der Batterie von dem Steuergerät in Abhängigkeit von der nächsten Fahrzeugfahrt steuern, indem durch eine Kostenfunktion ermittelte Kosten optimiert werden, wobei die Kostenfunktion die Kosten unter Verwendung eines Ankunftszeitkriteriums und/oder eines finanziellen Kostenkriteriums ermittelt.
  • Die Kostenfunktion kann durch Benutzerauswahl als Teil der Fahrtnavigation vorprogrammiert sein.
  • Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Fahrzeug einschließlich eines Steuergeräts bereitgestellt sein, ein Fahrzeugsystem, wie in einem der vorhergehenden Ansprüche beschrieben.
  • Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern des Ladens einer Antriebsbatterie eines Fahrzeugs bereitgestellt, das die folgenden Schritte umfasst:
    • Bestimmen eines Ladezustands der Antriebsbatterie;
  • Bestimmen, in Abhängigkeit von dem Ladezustand und zumindest einem Teil der nächsten Fahrzeugfahrt, von einem oder mehreren von dem zu erreichenden Soll-Ladezustand, der Ladegeschwindigkeit der Batterie, der Ladedauer der Batterie und dem Ladestartzeitpunkt der Batterie.
  • Nach einem erfindungsgemäßen Aspekt wird ein Fahrzeugsystem zum Steuern des Ladens einer Antriebsbatterie eines Fahrzeugs bereitgestellt, umfassend: Mittel zum automatischen Steuern eines Ladezustands beim Laden der Antriebsbatterie, in Abhängigkeit von der nächsten Fahrzeugfahrt, und eines Zeitpunkts zum Laden der Antriebsbatterie, wenn eine nächste Fahrzeugfahrt das Laden einer Antriebsbatterie erfordert. Dies hat den Vorteil, dass das Fahrzeugsystem automatisch den Ladezustand beim Laden der Antriebsbatterie in Abhängigkeit von der nächsten Fahrzeugfahrt steuert. Dies kann beispielsweise sicherstellen, dass ausreichend Energie gespeichert ist, um den Abschluss der Fahrzeugfahrt zu ermöglichen und/oder dies kann andere Belange berücksichtigen wie die aufgewendete Zeit für das Laden und die finanziellen Kosten für das Laden. Die Steuerung des Zeitpunkts zum Laden der Antriebsbatterie steuert auch vorteilhafterweise den Zeitpunkt, zu dem das Laden beendet ist und unter bestimmten Umständen kann dies die finanziellen Kosten des Ladens beeinflussen.
  • Das Fahrzeugsystem kann normalerweise benutzerprogrammierte Fahrzeugeinstellungen verwenden, um einen Zeitpunkt zum Laden der Antriebsbatterie und/oder einen Ladezustand beim Laden der Antriebsbatterie zu steuern. Die automatische Steuerung eines Ladezustands beim Laden der Antriebsbatterie in Abhängigkeit von der nächsten Fahrzeugfahrt und eines Zeitpunkts zum Laden der Antriebsbatterie kann temporär die benutzerprogrammierten Fahrzeugeinstellungen überschreiben. Zum Beispiel können sie überschrieben werden, bis die nächste Fahrzeugfahrt abgeschlossen ist und/oder bis das Fahrzeug das nächste Mal ein- oder ausgeschaltet wird. Dies hat den Vorteil, dass das Fahrzeugsystem normalerweise die benutzerprogrammierten Fahrzeugeinstellungen zum Laden verwenden kann, die beispielsweise einen Zeitpunkt zum Laden der Antriebsbatterie und/oder einen Ladezustand beim Laden der Antriebsbatterie steuern können, aber temporär die benutzerprogrammierten Fahrzeugeinstellungen überschreiben kann, um zusätzliche Vorteile bereitzustellen. Der Vorteil des temporären Überschreibens der benutzerprogrammierten Fahrzeugeinstellungen liegt darin, dass der Benutzer das Fahrzeugsystem nicht programmieren oder neu programmieren muss, um die gewünschte Steuerung des Ladens der Antriebsbatterie zu erreichen.
  • Die Steuerung eines Ladezustands beim Laden der Antriebsbatterie in Abhängigkeit von der nächsten Fahrzeugfahrt kann eine adaptive Steuerung sein, die mit verschiedenen nächsten Fahrzeugfahrten wechselt. Dies hat den Vorteil, dass die Steuerung des Ladezustands adaptiv oder variabel ist, um Merkmale der nächsten Fahrzeugfahrt zu berücksichtigen.
  • Die adaptive Steuerung in Abhängigkeit von der nächsten Fahrzeugfahrt kann eine adaptive Steuerung in Abhängigkeit von einer nächsten Ladestation auf der nächsten Fahrzeugfahrt sein. Dies hat den Vorteil, dass die adaptive Steuerung variabel ist und sich beispielsweise an die Lademöglichkeiten anpasst, die an der nächsten Ladestation verfügbar sind.
  • Die adaptive Steuerung des Ladezustands in Abhängigkeit von der nächsten Fahrzeugfahrt kann so ausfallen, dass der Ladezustand der Antriebsbatterie ausreichend ist, um eine nächsten Ladestation während der nächsten Fahrzeugfahrt zu erreichen. Dies hat den Vorteil, dass das automatische Laden ausreicht, um eine nächste Ladestation zu erreichen, was die Reichweitenangst für einen Fahrzeuginsassen vermindert.
  • Die automatische Steuerung eines Zeitpunkts zum Laden der Antriebsbatterie, wenn eine nächste Fahrzeugfahrt das Laden einer Antriebsbatterie erfordert, kann so ausfallen, dass der Ladezeitpunkt so ist, dass das Laden unmittelbar geschieht. Dies hat den Vorteil, dass keine zusätzliche Fahrzeit zu der Fahrzeit hinzukommt, die für den Abschluss der nächsten Fahrzeugfahrt notwendig ist, indem auf den Beginn des Ladens der Antriebsbatterie gewartet werden muss.
  • Das Fahrzeugsystem kann automatisch feststellen, wenn eine nächste Fahrzeugfahrt das Laden einer Antriebsbatterie erfordert. Dies hat den Vorteil, dass die Steuerung des Ladens nicht nur automatisch erfolgt, sondern dass der Zustand, der die automatische Steuerung des Ladens auslöst, automatisch überwacht wird. Dies stellt ein flexibleres und dynamischeres System bereit.
  • Die nächste Fahrzeugfahrt kann Teil einer stattfindenden Fahrt sein und die Steuerung des Ladens einer Antriebsbatterie eines Fahrzeugs kann an einer Ladezwischenstation während der nächsten Fahrzeugfahrt erfolgen. In diesem Fall geht die nächst Fahrzeugfahrt von der Ladezwischenstation aus.
  • Alternativ kann die nächste Fahrzeugfahrt die ganze oder ein Teil einer geplanten, noch nicht begonnenen Fahrt sein.
  • Das Fahrzeugsystem steuert daher vorteilhafterweise automatisch das Laden, in Abhängigkeit von der nächsten Fahrzeugfahrt, entweder während einer Fahrzeugfahrt oder vor Beginn einer Fahrzeugfahrt. Dies sorgt für erhöhte Flexibilität.
  • Die nächste Fahrzeugfahrt kann ein benutzerprogrammiertes Ziel sein und die nächste Fahrzeugfahrt kann eine Reichweite der Antriebsbatterie überschreiten. Das System kann daher vorteilhafterweise automatisch das Laden steuern, wenn der Benutzer eine Fahrzeugfahrt unternehmen möchte, welche die Reichweite der Antriebsbatterie überschreitet, und daher dem Benutzer bei der Bewältigung der Reichweitenangst helfen.
  • Das Fahrzeugsystem kann eine Mensch-Maschine-Schnittstelle umfassen, die einen Fahrzeuginsassen über die automatische Steuerung des Ladezustands beim Laden der Antriebsbatterie in Abhängigkeit von der nächsten Fahrzeugfahrt und dem Zeitpunkt zum Laden der Antriebsbatterie informiert. Dies hat den Vorteil, dass der Benutzer auf dem Laufenden gehalten wird und beruhigt ist, wie das Fahrzeugsystem das Laden der Batterie bewältigt. Dies dürfte die Reichweitenangst vermindern.
  • Die Mensch-Maschine-Schnittstelle kann einen Fahrzeuginsassen informieren, dass die automatische Steuerung eines Ladezustands beim Laden der Antriebsbatterie in Abhängigkeit von der nächsten Fahrzeugfahrt und ein Zeitpunkt zum Laden der Antriebsbatterie temporär ist und dass benutzerprogrammierte Fahrzeugeinstellungen, die einen Zeitpunkt zum Laden der Antriebsbatterie und/oder einen Ladezustand beim Laden der Antriebsbatterie steuern, wiederhergestellt werden. Dies hat den Vorteil, dass der Benutzer beruhigt ist, dass seine benutzerprogrammierten Fahrzeugeinstellungen, obwohl sie temporär überschrieben werden, wiederhergestellt werden und dass er das System nicht neu programmieren muss.
  • Die automatische Steuerung des Ladezustands beim Laden der Antriebsbatterie und der Zeitpunkt zum Laden der Antriebsbatterie kann nicht nur von der nächsten Fahrzeugfahrt, sondern auch von einem oder mehreren Merkmalen von wenigstens einer Ladestation der nächsten Fahrzeugfahrt abhängen. Dies hat den Vorteil, dass die automatische Steuerung beispielsweise nicht nur die Dauer der nächsten Fahrzeugfahrt berücksichtigt, sondern auch die Merkmale einer oder mehrerer Ladestationen während der nächsten Fahrzeugfahrt.
  • Das eine oder mehrere Merkmale einer Ladestation können beispielsweise ein oder mehrere von einem Tarif an der Ladestation, einem zukünftigen Tarif an der Ladestation (z. B. einem Nachttarif oder Niedertarif) einer Ladegeschwindigkeit an der Ladestation und einer Wartezeit an der Ladestation sein. Diese Merkmale ermöglichen es dem Fahrzeugsystem, Zeit- und Finanzaufwand für die Verwendung einer bestimmten Ladestation zu bewerten. Die automatische Steuerung kann zum Beispiel ein oder mehrere Merkmale einer Stromladestation und auch einer nächsten Ladestation bzw. nächsten Ladestationen der Fahrzeugfahrt berücksichtigen. Dies hat den Vorteil, dass das Fahrzeugsystem entscheiden kann, ob es eine Höchstmenge an Energie von der Stromladestation beziehen sollte oder ob es lediglich ausreichend Energie beziehen sollte, um die nächste Ladestation zu erreichen, an der beispielsweise ein geringerer Zeit- oder Finanzaufwand anfällt, um die Antriebsbatterie in größerem Umfang zu laden.
  • Die Merkmale einer Ladestation können von einem Remote-Server in das Fahrzeug heruntergeladen werden. Dies hat den Vorteil, dass die Merkmale Echtzeitmerkmale sein können.
  • Die automatische Steuerung des Ladezustands beim Laden der Antriebsbatterie und des Zeitpunkts zum Laden der Antriebsbatterie kann von der nächsten Fahrzeugfahrt abhängen, indem durch eine Kostenfunktion ermittelte Kosten optimiert werden, wobei die Kostenfunktion die Kosten unter Verwendung eines Ankunftszeitkriteriums und/oder eines finanziellen Kostenkriteriums ermittelt. Dies hat den Vorteil, dass die Steuerung des Ladens an verschiedenen Ladezwischenstationen oder Ladestationen auf einer Fahrzeugfahrt intelligent gesteuert wird, um die Ankunftszeit des Fahrzeugs am Ziel zu verbessern und/oder um die Kosten für das Erreichen des Ziels zu verbessern.
  • Die Kostenfunktion kann durch Benutzerauswahl als Teil der Fahrtnavigation vorprogrammiert sein. Zum Beispiel kann man als Teil von Satellitennavigationssystemen aufgefordert werden, auszuwählen, ob man der schnellsten Route oder der wirtschaftlichsten Route folgen möchte. Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt wird ein Verfahren zum Steuern des Ladens einer Antriebsbatterie eines Fahrzeugs bereitgestellt, umfassend: wenn eine nächste Fahrzeugfahrt das Laden einer Antriebsbatterie erfordert, das automatische Steuern eines Ladezustands beim Laden der Antriebsbatterie, in Abhängigkeit von der nächsten Fahrzeugfahrt, und einen Zeitpunkt zum Laden der Antriebsbatterie.
  • Dieses Verfahren kann beispielsweise von einem oder mehreren der Folgenden ausgeführt werden: einem Busknoten eines Fahrzeugs, einer elektronischen Fahrzeugsteuereinheit, einem Computerprogramm, wenn es in den Prozessor geladen ist, einem Fahrzeugsystem, einem Fahrzeug.
  • Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeugsystem zum Steuern des Ladens einer Antriebsbatterie eines Fahrzeugs bereitgestellt, umfassend: das automatische Steuern eines Ladezustands beim Laden der Antriebsbatterie, in Abhängigkeit von der nächsten Fahrzeugfahrt, um ein Fahrzeugsystem zum Steuern des automatischen Ladens einer Antriebsbatterie eines Fahrzeugs bereitzustellen.
  • Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt wird ein System zum Steuern des Ladens einer Antriebsbatterie eines Fahrzeugs bereitgestellt, wobei das System Folgendes umfasst: Mittel zum Empfangen eines oder mehrerer Signale, die auf eine nächste Fahrzeugfahrt hinweisen;
  • Mittel zum Erkennen, dass die nächste Fahrzeugfahrt das Laden einer Antriebsbatterie erfordert; und Mittel zum Steuern des Ladens einer Antriebsbatterie eines Fahrzeugs durch automatisches Steuern eines Ladezustands beim Laden der Antriebsbatterie, in Abhängigkeit von der nächsten Fahrzeugfahrt, und eines Zeitpunkts zum Laden der Antriebsbatterie.
  • System wie oben beschrieben, wobei:
    • das Mittel zum Empfangen eines oder mehrerer Signale, die auf eine nächste Fahrzeugfahrt hinweisen, einen elektronischen Prozessor mit einem elektronischen Eingang zum Empfangen des einen oder mehrerer Signale, die auf eine nächste Fahrzeugfahrt hinweisen, umfasst; und
    • das Mittel zum Erkennen, dass die nächste Fahrzeugfahrt das Laden der Antriebsbatterie erfordert und das Mittel zum Steuern des Ladens der Antriebsbatterie des Fahrzeugs durch automatisches Steuern eines Ladezustands oder des Ladens der Antriebsbatterie, in Abhängigkeit von der nächsten Fahrzeugfahrt, und eines Zeitpunkts zum Laden der Antriebsbatterie den Prozessor umfasst, der konfiguriert ist, um auf eine Speichervorrichtung zuzugreifen und darin gespeicherte Anweisungen auszuführen, sodass sie betriebsfähig ist, um zu erkennen, dass die nächste Fahrzeugfahrt das Laden der Antriebsbatterie erfordert, auf Basis der empfangenen Signale, die auf die nächste Fahrzeugfahrt hinweisen, und die automatische Steuerung eines Ladezustands beim Laden der Antriebsbatterie in Abhängigkeit von der nächsten Fahrzeugfahrt und eines Zeitpunkts zum Laden der Antriebsbatterie zu übernehmen.
  • Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt wird ein Fahrzeugsystem zum Steuern des Ladens einer Antriebsbatterie eines Fahrzeugs bereitgestellt, umfassend: Mittel zum automatischen Steuern eines Ladezustands beim Laden der Antriebsbatterie, in Abhängigkeit von der nächsten Fahrzeugfahrt, wenn eine nächste Fahrzeugfahrt das Laden einer Antriebsbatterie erfordert.
  • Innerhalb des Umfangs dieser Anmeldung wird ausdrücklich beabsichtigt, dass die verschiedenen Aspekte, Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen, die in den vorhergehenden Absätzen, in den Ansprüchen und/oder in der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen dargestellt werden, und insbesondere deren individuellen Merkmale, unabhängig voneinander oder in einer beliebigen Kombination berücksichtigt werden können. Dies bedeutet, dass alle Ausführungsformen und/oder Merkmale einer beliebigen Ausführungsform auf beliebige Weise und/oder in beliebiger Kombination kombiniert werden können, sofern diese Merkmale nicht unvereinbar sind. Der Antragsteller behält sich das Recht vor, jeden beliebigen ursprünglich eingereichten Patentanspruch zu ändern oder jeden neuen Patentanspruch entsprechend einzureichen, einschließlich des Rechts, jeden beliebigen ursprünglich eingereichten Patentanspruch zu verändern, um von einem beliebigen Merkmal eines beliebigen anderen Patentanspruchs abzuhängen und/oder dieses zu integrieren, obwohl es auf diese Art und Weise zuvor nicht beansprucht wurde.
  • Figurenliste
  • Es werden nun eine oder mehrere Ausführungsformen der Erfindung nur in Form von Beispielen unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
    • 1A und 1B ein Beispiel für ein Verfahren zum Steuern des Ladens einer Antriebsbatterie eines Fahrzeugs darstellen;
    • 2 ein Beispiel für ein Fahrzeugsystem zum Steuern des Ladens einer Antriebsbatterie eines Fahrzeugs darstellt;
    • 3 ein Beispiel für Fahrzeugeinstellungen darstellt;
    • 4 ein Beispiel für ein Zustandsdiagramm für ein Fahrzeugsystem darstellt;
    • 5 ein weiteres Beispiel für das Fahrzeugsystem darstellt;
    • 6 ein Beispiel für ein Fahrzeug, umfassend das Fahrzeugsystem, darstellt;
    • 7 ein Beispiel für eine Mensch-Maschine-Schnittstelle darstellt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • 1A und 1B stellen ein Verfahren 50 zum Steuern des Ladens einer Antriebsbatterie eines Fahrzeugs dar. Das Verfahren 50 umfasst das automatische Steuern des Ladens der Antriebsbatterie, in Abhängigkeit von der nächsten Fahrzeugfahrt 10, wenn eine nächste Fahrzeugfahrt 10 das Laden einer Antriebsbatterie erfordert. Das Steuern des Ladens der Antriebsbatterie kann zum Beispiel ausgeführt werden, indem der Soll-Ladezustand der Antriebsbatterie, die Geschwindigkeit, mit der die Batterie geladen werden soll, die Dauer, für welche die Batterie geladen werden soll oder die Zeit, zu der das Laden der Batterie beginnt, ermittelt werden.
  • Die nächste Fahrzeugfahrt kann an einer Ladestation beginnen und enden. Die nächste Fahrzeugfahrt kann eine oder mehrere verschiedene und getrennte Etappen umfassen. Wenn die nächste Fahrzeugfahrt mehrere Etappen umfasst, kann das Laden zu Beginn der ersten Etappe an einer Ladestation und am Ende der letzten Etappe an einer Ladestation stattfinden.
  • Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf das Steuern des Ladens der Batterie anhand eines Soll-Ladezustands der Antriebsbatterie und der Dauer, für welche die Batterie geladen werden soll, erläutert. Dem Fachmann würde sich erschließen, dass das Steuern des Ladens der Batterie unter Verwendung von einem oder mehreren von einem festgestellten Soll-Ladezustand der Antriebsbatterie, einer festgestellten Ladegeschwindigkeit, einer festgestellten Ladedauer oder einem festgestellten Zeitpunkt zum Beginn des Ladens gesteuert werden kann.
  • 1A stellt eine Fahrzeugfahrt mit einer einzelnen Teilstrecke von Punkt A bis Punkt B dar. 1B stellt eine Fahrzeugfahrt mit zwei verschiedenen Teilstrecken von Punkt A bis (Zwischen)Punkt B und von (Zwischen)Punkt B zu Punkt C dar. Obwohl die Teilstrecke AB als eine einzelne Etappe dargestellt ist, kann sie in anderen Beispielen mehrere Etappen umfassen, wobei die erste Etappe bei Punkt A beginnt und die letzte Etappe bei Punkt B endet. Obwohl die Teilstrecke BC als eine einzelne Etappe dargestellt ist, kann sie in anderen Beispielen mehrere Etappen umfassen, wobei die erste Etappe bei (Zwischen)Punkt B beginnt und die letzte Etappe bei Punkt C endet. Obwohl durchgängig auf den Soll-Ladezustand 14 der Antriebsbatterie und die Ladedauer 12 der Antriebsbatterie unter Verwendung der gleichen Symbole und Bezugsziffern für die Teilstrecke AB und die Teilstrecke BC Bezug genommen wird, bedeutet dies nicht, dass die Steuerung des Ladezustands 14 der Antriebsbatterie und der Ladedauer 12 der Antriebsbatterie für die Teilstrecke AB und die Teilstrecke BC gleich ist. Zumindest die Steuerung des Soll-Ladezustands 14 der Antriebsbatterie an Punkt A ist abhängig von der nächsten Fahrzeugfahrt 10- Teilstrecke AB. Zumindest die Steuerung des Soll-Ladezustands 14 der Antriebsbatterie an Punkt B ist abhängig von der nächsten Fahrzeugfahrt 10- Teilstrecke BC.
  • Der Ausgangspunkt A ist eine Ladestation 20, an der eine Antriebsbatterie eines Fahrzeugs geladen werden kann. Die nächste Fahrzeugfahrt 10 von der Ladestation A ist eine Fahrt von Punkt A zu Punkt B. Wenn festgestellt wird, dass an Punkt A für die nächste Fahrzeugfahrt 10 das Laden der Antriebsbatterie erforderlich ist, dann steuert das Verfahren 50 automatisch sowohl den Ladezustand 14 der Antriebsbatterie als auch eine Ladedauer 12 der Antriebsbatterie. Die automatische Steuerung des Ladezustands 14 beim Laden der Antriebsbatterie ist abhängig von der nächsten Fahrzeugfahrt 10. Wenn sich die nächste Fahrzeugfahrt 10 zwischen den Punkten A und B ändern sollte, dann kann sich die Steuerung des Ladezustands 14 beim Laden der Antriebsbatterie ebenfalls ändern.
  • Die Steuerung des Ladens an Punkt A kann so sein, dass der Soll-Ladezustand 14 der Antriebsbatterie nach dem Laden ausreichend ist, um eine nächste Ladestation 20, Punkt B, auf der nächsten Fahrzeugfahrt 10 zu erreichen.
  • Bezugnehmend auf 1B ist die Zwischenstation B eine Ladezwischenstation 20, an der eine Antriebsbatterie eines Fahrzeugs geladen werden kann. Die nächste Fahrzeugfahrt 10 von der Ladezwischenstation B ist eine Fahrt von Punkt B zu Punkt C. Wenn festgestellt wird, dass an Punkt B für die nächste Fahrzeugfahrt 10 das Laden der Antriebsbatterie erforderlich ist, dann steuert das Verfahren 50 automatisch sowohl einen Ladezustand 14 der Antriebsbatterie als auch eine Ladedauer 12 der Antriebsbatterie. Die automatische Steuerung des Soll-Ladezustands 14 der Antriebsbatterie ist abhängig von der nächsten Fahrzeugfahrt 10. Wenn sich die nächste Fahrzeugfahrt 10 zwischen den Punkten B und C ändern sollte, dann kann sich die Steuerung des Soll-Ladezustands 14 der Antriebsbatterie ebenfalls ändern. Die Steuerung des Ladens an Punkt B kann so sein, dass ein Soll-Ladezustand 14 der Antriebsbatterie nach dem Laden ausreichend ist, um eine nächste Ladestation, zum Beispiel Punkt C, für eine nächste Fahrzeugfahrt zu erreichen.
  • Es ist daher zu bemerken, dass das Verfahren 50 den Soll-Ladezustand 14 der Antriebsbatterie in Abhängigkeit von der nächsten Fahrzeugfahrt 10 adaptiv steuert. Wenn sich die nächste Fahrzeugfahrt 10 ändert, dann wird der Soll-Ladezustand 14 adaptiv geändert. Die adaptive Steuerung des Soll-Ladezustands 14 der Antriebsbatterie kann von einer nächsten Ladestation 20 auf der nächsten Fahrzeugfahrt 10 abhängig sein.
  • Es sollte angemerkt werden, dass die automatische Steuerung des Ladens der Antriebsbatterie beispielsweise auch so sein kann, dass das Laden automatisch ohne Verzögerung beginnt oder es kann beispielsweise zeitlich festgelegt werden, um einen günstigen Ladetarif zu erhalten. In einem solchen Fall kann die zeitliche Festlegung 12 des Ladens der Antriebsbatterie eine von einer Startzeit und einer Endzeit definierte Dauer sein. Die Gesamtdauer des Ladens wird gesteuert, um das Laden der Antriebsbatterie auf den Soll-Ladezustand 14 vor Beginn der nächsten Fahrt abzuschließen. In manchen, aber nicht unbedingt allen, Beispielen kann die zeitliche Festlegung 12 des Ladens der Antriebsbatterie mehrere Ladedauern definieren, möglicherweise zu unterschiedlichen Ladegeschwindigkeiten, um den Ladezustand 14 der Antriebsbatterie rechtzeitig zu erreichen.
  • Es ist anzumerken, dass 1A und/oder 1B nur einen Teil einer größeren Fahrt zeigen können. Die nächste Fahrzeugfahrt 10 kann daher Teil einer stattfindenden Fahrt sein und die Steuerung des Ladens einer Antriebsbatterie eines Fahrzeugs kann an einer Ladezwischenstation 20 auf der nächsten Fahrzeugfahrt 10 erfolgen, wobei die nächste Fahrzeugfahrt 10 von der Ladezwischenstation 20 ausgeht. In einem solchen Beispiel ist Punkt A eine Ladezwischenstation 20 und Punkt B in 1B ist eine Ladezwischenstation 20.
  • Wo 1B Ladezwischenstationen 20 entlang einer Fahrt darstellt, dann geht die nächste Fahrzeugfahrt 10, wenn sich das Fahrzeug an Punkt A befindet, von Punkt A zu Punkt B und wenn sich das Fahrzeug an Punkt B befindet, geht die nächste Fahrzeugfahrt 10 von Punkt B zu Punkt C. Der Benutzer wird die Erfahrung machen, dass die Steuerung eines Ladezustands 14 und einer Ladedauer 12 einer Antriebsbatterie 110 an der Ladezwischenstation 20 ausreichend für das Fahrzeug ist, um die nächste Ladezwischenstation 20 zu erreichen. Zum Beispiel ist in 1B die Steuerung des Soll-Ladezustands 14 an Punkt A ausreichend für die nächste Fahrzeugfahrt zwischen Punkt A und B und die Steuerung des Soll-Ladezustands 14 an Punkt B ist ausreichend für die nächste Fahrzeugfahrt 10 zwischen Punkt B und Punkt C. Alternativ kann der Punkt A von 1A und 1B ein Ursprung einer Fahrt sein und es kann der Fall sein, dass die nächste Fahrzeugfahrt 10 eine geplante, noch nicht begonnene Fahrt umfasst oder zumindest ein Teil davon ist. Es kann beispielsweise eine Fahrt sein, die in einem Kalender eines Benutzers eingetragen ist, oder eine häufig wiederholte Fahrt, zum Beispiel das Pendeln zu oder von der Arbeit.
  • Bezugnehmend auf 1A, wonach die nächste Fahrzeugfahrt 10 eine geplante, noch nicht begonnene Fahrt ist, kann der Benutzer die Erfahrung machen, dass die Steuerung eines Soll-Ladezustands 14 und die Steuerung einer Ladedauer 12 der Antriebsbatterie 110 so sein kann, dass die Antriebsbatterie 110 so ausreichend und rechtzeitig geladen wird, dass das Fahrzeug die nächste Fahrzeugfahrt 10 von Punkt A bis Punkt B abschließen kann, wobei sie zu der geplanten Abfahrtszeit beginnt.
  • Die nächste Fahrzeugfahrt 10 kann zu einem benutzerprogrammierten Ziel erfolgen, das sich vom Ursprung in einer Entfernung befindet, die eine Reichweite der Antriebsbatterie 110 überschreitet.
  • Die Steuerung des Soll-Ladezustands 14 und die Steuerung der Ladedauer 12 der Antriebsbatterie 110 kann beispielsweise optimiert werden, um Gesamtladekosten zwischen den Punkten A und B (1A) und A und C (1B) zu minimieren oder um Gesamtkosten des an Punkt A und Punkt B eingetretenen Ladezustands zu minimieren. Die Gesamtladekosten können auf einem Finanz- und/oder Zeitaufwand beruhen.
  • Im Beispiel von 1A kann der Punkt B ein Zielendpunkt sein und im Beispiel von 1B kann der Punkt C ein Zielendpunkt sein. Zu beachten ist, dass im Beispiel von 1A und 1B, aber nicht unbedingt in allen Beispielen, am Zielendpunkt ein Verfahren 50 nicht automatisch einen Soll-Ladezustand 14 der Antriebsbatterie 110 in Abhängigkeit von einer nächsten Fahrzeugfahrt und einer Ladedauer 12 der Antriebsbatterie 110 steuert. Am Zielendpunkt kann ein anderes Standardladesystem verwendet werden, wie nachstehend beschrieben.
  • 2 stellt ein Fahrzeugsystem 100 zum Steuern des Ladens einer Antriebsbatterie 110 eines Fahrzeugs dar, umfassend: Mittel 130 zum automatischen Steuern sowohl eines Ladezustands 14 der Antriebsbatterie 110, in Abhängigkeit von der nächsten Fahrzeugfahrt 10, als auch einer Ladedauer 12 der Antriebsbatterie 110, wenn eine nächste Fahrzeugfahrt 10 das Laden einer Antriebsbatterie 110 erfordert.
  • In diesem Beispiel umfasst das System 100 einen Laderegler 130, eine Antriebsbatterie 110, die einen Soll-Ladezustand 14 und eine Ladeschnittstelle 120 aufweist.
  • Die Ladeschnittstelle 120 ist konfiguriert, um sich mit einer externen Ladeschnittstelle zu verbinden, um elektromagnetische Energie zu empfangen. Dies kann beispielsweise drahtlos bereitgestellt sein, beispielsweise durch Verwendung des induktiven Ladens, oder dies kann beispielsweise über eine verdrahtete Verbindung bereitgestellt werden. Die Ladeschnittstelle 120 ist konfiguriert, um die Bereitstellung von elektrischer Energie an die Antriebsbatterie 110 zu steuern. Die Bereitstellung von elektrischer Energie durch die Ladeschnittstelle 120 an die Antriebsbatterie 110 erhöht den Ladezustand 14 der Antriebsbatterie 110.
  • In diesem Beispiel ist der Laderegler 130 mit der Antriebsbatterie 110 und der Ladeschnittstelle 120 verbunden.
  • In diesem Beispiel ist der Laderegler 130 auch mit einer Mensch-Maschine-Schnittstelle 140 und einem Navigationsmodul 150 verbunden.
  • Das Navigationsmodul 150 kann dem Laderegler 130 bezüglich der nächsten Fahrzeugfahrt 10 Daten bereitstellen. Der Laderegler 130 kommuniziert mit dem Navigationsmodul 150, der Ladeschnittstelle 120 und gegebenenfalls der Antriebsbatterie 110, um festzustellen, ob die nächste Fahrzeugfahrt 10 das Laden der Antriebsbatterie 110 erfordert oder nicht. Ist dies nicht der Fall, kann die automatische Steuerung des Ladens der Antriebsbatterie 110 nicht aktiviert werden. Wenn jedoch die nächste Fahrzeugfahrt 10 das Laden der Antriebsbatterie 110 erfordert, dann wird die automatische Steuerung des Ladens der Antriebsbatterie 110 aktiviert.
  • In diesem Beispiel ist der Laderegler 130 konfiguriert, um automatisch festzustellen, wenn eine nächste Fahrzeugfahrt 10 das Laden der Antriebsbatterie 110 erfordert. Das heißt, eine Entscheidung, ob zu laden ist oder nicht und die Aktivierung des Ladens in Abhängigkeit von der nächsten Fahrzeugfahrt 10 erfolgt vollautomatisch. Sowohl die Entscheidung, dass die nächste Fahrzeugfahrt 10 das Laden der Antriebsbatterie 110 als auch die Aktivierung des Ladens der Antriebsbatterie 110 in Abhängigkeit von der nächsten Fahrzeugfahrt 10 erfordert, erfolgt automatisch.
  • Der Laderegler 130 steuert dann die Ladeschnittstelle 120 so, dass die Antriebsbatterie 110 auf einen Soll-Ladezustand 14 geladen wird, der von der nächsten Fahrzeugfahrt 10 abhängt, und steuert auch die Dauer 12, wann das Laden der Antriebsbatterie 110 stattfindet.
  • Wie zuvor bezüglich 1A und 1B beschrieben, kann der Laderegler 130 konfiguriert sein, um das unmittelbare Laden der Antriebsbatterie 110 als Teil der automatischen Steuerung automatisch zu aktivieren. Das heißt, damit das Laden der Antriebsbatterie 110 unmittelbar ohne Verzögerung beginnt.
  • Der Laderegler 130 ist konfiguriert, um die automatische Steuerung des Ladens über die Schnittstelle 120 anzupassen. Er kann beispielsweise den Soll-Ladezustand 14 des Ladens der Antriebsbatterie 110 anpassen und/oder die Ladedauer 12 der Antriebsbatterie 110 anpassen.
  • Der Laderegler 130 ist konfiguriert, um die Steuerung des Soll-Ladezustands 14 beim Laden der Antriebsbatterie 110 in Abhängigkeit von der nächsten Fahrzeugfahrt 10 anzupassen, zum Beispiel kann er den Ladezustand 14 in Abhängigkeit von einer nächsten Ladestation 20 auf der nächsten Fahrzeugfahrt 10 in einer zuvor in Bezug auf 1A und 1B beschriebenen Weise steuern. Die adaptive Steuerung durch den Laderegler 130 kann so sein, dass die Steuerung des Soll-Ladezustands 14 beim Laden der Antriebsbatterie 110 so ist, dass der Soll-Ladezustand 14 als Minimum ausreichend ist, um eine nächste Ladestation 20 auf der nächsten Fahrzeugfahrt 10 zu erreichen.
  • Die adaptive Steuerung durch den Laderegler 130 kann so sein, dass die Steuerung des Soll-Ladezustands 14 beim Laden der Antriebsbatterie 110 so ist, dass der Soll-Ladezustand 14 das Minimum, das ausreichend ist, um eine nächste Ladestation 20 auf der nächsten Fahrzeugfahrt 10 zu erreichen, um eine Ladedifferenz überschreitet. Die Ladedifferenz kann fest oder variabel sein. Die Ladedifferenz kann zum Beispiel ausreichend Ladung beinhalten, um von der nächsten Ladestation zu einer alternativen Ladestation zu fahren.
  • Wie zuvor bezüglich 1A und 1B beschrieben, kann der Laderegler 130 das unmittelbare Laden der Antriebsbatterie 110 in Abhängigkeit von der nächsten Fahrzeugfahrt 10 automatisch steuern, wobei die nächste Fahrzeugfahrt 10 ein Teil einer stattfindenden Fahrt ist oder wobei die nächste Fahrzeugfahrt 10 zumindest ein Teil einer geplanten, noch nicht begonnenen Fahrt ist. Wenn die nächste Fahrzeugfahrt 10 ein Teil einer stattfindenden Fahrt ist, ist der Laderegler 130 konfiguriert, um das Laden der Antriebsbatterie 110 des Fahrzeugs an einer Ladezwischenstation 20 in Abhängigkeit von der nächsten Fahrzeugfahrt 10 von der Ladezwischenstation 20 zu steuern.
  • Die Mensch-Maschine-Schnittstelle 140 kann einem Benutzer ermöglichen, ein Ziel für eine beliebige Fahrzeugfahrt zu programmieren und die nächste Fahrzeugfahrt 10 kann an ein benutzerprogrammiertes Ziel gehen.
  • Der Laderegler 130 kann konfiguriert sein, um die Steuerung des Ladens der Antriebsbatterie 110 nur dann automatisch zu ändern, wenn eine Dauer der nächsten Fahrzeugfahrt 10 eine Stromreichweite der Antriebsbatterie 110 überschreitet.
  • Obwohl in diesem Beispiel die für das Durchführen des Verfahrens 50 erforderliche Funktionalität in Bezug auf den Laderegler 130 beschrieben wurde, sollte angemerkt werden, dass es ganz oder teilweise von anderen Komponenten des Systems 100, wie beispielsweise der Ladeschnittstelle 120, durchgeführt werden kann. Daher kann in manchen Beispielen der Laderegler 130 ein Teil der Ladeschnittstelle 120 sein.
  • 2 zeigt, dass der Laderegler 130 Fahrzeugeinstellungen 160 speichert, die standardmäßig das automatische Laden der Antriebsbatterie 110 entsprechend einem Standardladesystem steuern. Die Fahrzeugeinstellungen 160 können benutzerprogrammierte Fahrzeugeinstellungen sein, die verwendet werden, um eine zeitliche Festlegung 12 des Ladens der Antriebsbatterie 110 zu steuern und/oder einen Soll-Ladezustand 14 der Antriebsbatterie 110 zu steuern. In dem in 3 dargestellten Beispiel zeichnet eine Datenstruktur 162 eine Einstellung des Soll-Ladezustands auf, die einen standardmäßigen Soll-Ladezustand 14 der Antriebsbatterie 110 angibt, und eine Datenstruktur 164 zeichnet eine Zeiteinstellung auf, die eine standardmäßige Start- und Endzeit 12 für das Laden der Antriebsbatterie 110 angibt. Wenn der Laderegler 130 die automatische Steuerung eines Soll-Ladezustands 14 der Antriebsbatterie 110 in Abhängigkeit von der nächsten Fahrzeugfahrt 10 und einer Ladedauer 12 der Antriebsbatterie 110 durchführt, überschreibt er temporär die standardmäßigen benutzerprogrammierten Fahrzeugeinstellungen 160 und verwendet stattdessen dynamisch ermittelte Fahrzeugeinstellungen 170. Die neuen Einstellungen 170 beinhalten eine Datenstruktur 172, die eine Einstellung des Soll-Ladezustands aufzeichnet, die einen aktuell gewünschten Soll-Ladezustand 14 der Antriebsbatterie angibt, und eine Datenstruktur 174, die eine Zustandseinstellung aufzeichnet, die eine aktuelle Start- und Endzeit 12 für das Laden der Antriebsbatterie 110 angibt. Der Laderegler 130 verwendet temporär die Einstellungen 170 anstelle der Einstellungen 160.
  • Es versteht sich, dass der Laderegler 130, anstatt eine Startzeit und eine Endzeit für das Laden der Antriebsbatterie 110 anzugeben, eine Startzeit und eine Ladedauer der Antriebsbatterie 110 oder eine beliebige andere geeignete Ladestrategie angeben kann.
  • Der Laderegler 130 kann die neuen Einstellungen 170 verwenden, bis die nächste Fahrzeugfahrt 10 abgeschlossen ist und/oder bis das Fahrzeug das nächste Mal eingeschaltet oder das Fahrzeug das nächste Mal ausgeschaltet wird. Die Verwendung der neuen Fahrzeugeinstellungen 170 ist für das Durchführen der Fahrt nur insofern temporär, als dass der Laderegler 130 künftig die Standard-Fahrzeugeinstellungen 160 automatisch verwenden wird.
  • 4 stellt eine Zustandsmaschine 200 des Ladereglers 130 dar. In einem ersten Standardzustand 202 verwendet der Laderegler 130 die Standard-Fahrzeugeinstellungen 160, um den Soll-Ladezustand 14 und/oder den Zeitpunkt 12 zum Laden der Antriebsbatterie 110 automatisch zu steuern. Das Zustandsdiagramm stellt auch einen unterschiedlichen temporären Zustand 204 dar, wobei der Laderegler 130 die neuen Einstellungen 170 verwendet, um den Soll-Ladezustand 14 und den Zeitpunkt 12 zum Laden der Antriebsbatterie 110 in Abhängigkeit von der nächsten Fahrzeugfahrt 10 zu steuern. Der Übergang 201 von dem Standardzustand 202 (benutzerprogrammierter Modus) zu dem temporären Zustand 204 (Modus nächste Fahrt) tritt auf, wenn festgestellt wird, dass eine nächste Fahrzeugfahrt 10 zusätzliches Laden einer Antriebsbatterie 110 erfordert. Der umgekehrte Übergang 203 von dem temporären Zustand 204 (Modus nächste Fahrt) zu dem Standardzustand 202 (benutzerprogrammierter Modus) kann auftreten, nachdem das erforderliche automatische zusätzliche Laden abgeschlossen ist oder die nächste Fahrzeugfahrt 10 abgeschlossen wurde.
  • 5 stellt ein Beispiel für ein Fahrzeugsystem 100 dar, das geeignet ist, die zuvor beschriebenen Verfahren auszuführen, und geeignet ist, um als das in Bezug auf 2, 3 und 4 beschriebene Fahrzeugsystem 100 zu funktionieren.
  • In diesem Beispiel umfasst das Fahrzeugsystem 100 einen Fahrzeugbus 300 und eine Vielzahl von Busknoten 302 eines Fahrzeugs. Einer oder mehrere Busknoten 302 des Fahrzeugs können elektronische Steuereinheiten des Fahrzeugs sein, die Sendeempfänger umfassen, die es ihnen ermöglichen, über den Fahrzeugbus 300 und zusätzliche Reglerschaltung zu kommunizieren. Jeder der Busknoten 302 des Fahrzeugs führt eine andere Funktion aus. Diese verteilte Architektur kann bei der Implementierung des Fahrzeugsystems 100 verwendet werden. Zum Beispiel können ein oder mehrere der Busknoten 302 des Fahrzeugs, ob sie elektronische Steuereinheiten sind oder nicht, in der Lage sein, einige oder alle Funktionen von zumindest einigen der Komponenten von 2 wie der Ladeschnittstelle 120, dem Laderegler 130, der Mensch-Maschine-Schnittstelle 140 und dem Navigationsmodul 150 ausführen.
  • 6 stellt ein Beispiel für das Fahrzeug 400 dar, umfassend ein Fahrzeugsystem 100, wie zuvor beschrieben.
  • In diesem Beispiel kann das Fahrzeugsystem 100 konfiguriert sein, um mit einem Remote-Server 500 zu kommunizieren, der sich außerhalb des Fahrzeugs 400 befindet.
  • In diesem Fahrzeugsystem 100 ist das System 100 konfiguriert, um einen Soll-Ladezustand 14 der Antriebsbatterie 110 und einen Zeitpunkt 12 zum Laden der Antriebsbatterie 110, in Abhängigkeit von sowohl der nächsten Fahrzeugfahrt 10 als auch einem oder mehreren Merkmalen von zumindest einer Ladestation 20 auf der nächsten Fahrzeugfahrt 10, automatisch zu steuern. Unter Rückverweisung auf 1B kann das Fahrzeugsystem an Punkt A den Soll-Ladezustand 14 zum Laden der Antriebsbatterie 110 und einen Zeitpunkt 12 zum Laden der Antriebsbatterie 110 in Abhängigkeit von zumindest den Merkmalen der Ladestation an Punkt A und/oder den Merkmalen der Ladestation an Punkt B und/oder den Merkmalen der Ladestation an Punkt C steuern. Es versteht sich, dass der Zeitpunkt 12 zum Laden der Antriebsbatterie ein angegebener Startzeitpunkt und Endzeitpunkt zum Laden der Antriebsbatterie 110 oder ein Startzeitpunkt und eine Dauer für das Laden der Antriebsbatterie 110 oder jegliche andere geeignete Ladestrategie sein kann.
  • Zum Beispiel können die Merkmale der Stromladestation 20, Punkt A, ein(e) oder mehrere von einem Ladetarif an der Stromladestation 20, einem zukünftigen Tarif an der Stromladestation 20 (zum Beispiel ein Nachttarif oder Niedertarif), einer Ladegeschwindigkeit an der Stromladestation 20 und einer Wartezeit auf die Stromladestation 20 sein.
  • Die Merkmale für die nächste Ladestation 20, zum Beispiel an Punkt B und gegebenenfalls Punkt C, können ein(e) oder mehrere von einem Ladetarif an der nächsten Ladestation 20, einem zukünftigen Tarif an der nächsten Ladestation 20 (zum Beispiel ein Nachttarif oder Niedertarif), einer Ladegeschwindigkeit an der nächsten Ladestation und einer Wartezeit an der nächsten Ladestation sein.
  • Das System 100 kann einen Sendeempfänger zum drahtlosen Kommunizieren mit dem Remote-Server 500 umfassen, um zumindest einige dieser Merkmale herunterzuladen. Alternativ kann es für das Fahrzeugsystem 100 möglich sein, einige dieser Merkmale über die Ladeschnittstelle 120 während des Ladens herunterzuladen.
  • In diesem Beispiel ist der Laderegler 130 des Fahrzeugsystems 100 konfiguriert, um sowohl den Soll-Ladezustand 14 zum Laden der Antriebsbatterie 110 als auch eines Zeitpunkts 12 zum Aufladen der Antriebsbatterie 110, in Abhängigkeit von der nächsten Fahrzeugfahrt 10, automatisch zu steuern, indem von einer Kostenfunktion ermittelte Kosten optimiert werden. Die Kostenfunktion kann einen Kostenaufwand für jede der Ladestationen 20 auf der Fahrt ermitteln. Die Kostenfunktion an jeder Ladestation 20 kann optimiert sein, sodass die Gesamtkosten der ganzen Fahrt minimal sind, während sie gleichzeitig der Einschränkung, stets die Antriebsbatterie ausreichend aufladen zu müssen, um von jeder der Ladestationen 20 zu der nächsten Ladestation zu fahren und möglicherweise anderen Einschränkungen wie der verfügbaren Zeit an einer Ladestation, gerecht werden.
  • Die Kostenfunktion kann Kosten unter Verwendung von (einem) Ankunftszeitpunktkriterium oder -kriterien und/oder (einem) finanziellen Kostenkriterium oder -kriterien ermitteln. Zum Beispiel würden die Ankunftszeitkosten auf Ladestationsmerkmale wie der Ladegeschwindigkeit an einer Ladestation 20, der Wartezeit an der Ladestation 20, der an der Ladestation verfügbaren Zeit, jeglicher notwendigen Verzögerung, um einen reduzierten zukünftigen Tarif zu erreichen und jeglicher Zeiteinschränkungen im Hinblick auf die Fahrt, wie etwa wenn eine bestimmte Zwischenstation erreicht oder verlassen werden muss, reagieren. Das bzw. die Finanzaufwandskriterium bzw. -kriterien wären von den Merkmalen der Ladestation 20 abhängig, wie von dem Tarif an der Ladestation 20 und dem zukünftigen Tarif an der Ladestation 20. Es ist daher zu bemerken, dass sowohl der Soll-Ladezustand 14 der Antriebsbatterie 110 und der Zeitpunkt 12 zum Laden der Antriebsbatterie 110 an jeder Ladestation 20 automatisch gesteuert werden kann, um die Kostenfunktion zu minimieren.
  • Ob die Kostenfunktion auf einem Ankunftszeitkriterium und/oder einem Finanzaufwandskriterium beruht oder nicht oder der Umfang, in dem sie auf diesen unterschiedlichen Kriterien beruht, kann von der Benutzereingabe abhängen. Zum Beispiel kann die Kostenfunktion zu Beginn einer Fahrt durch Benutzerauswahl als Teil der Einstellung der Fahrtnavigation vorprogrammiert sein. Zum Beispiel kann das Navigationsmodul 150 den Benutzer fragen, ob er eine Route haben möchte, die bezüglich des Finanzaufwands optimiert ist und/oder bezüglich der Ankunftszeit optimiert ist.
  • Bezugnehmend auf 7 kann das Fahrzeugsystem 100 eine Mensch-Maschine-Schnittstelle 140 umfassen, die einen Hinweis 600 anzeigt, der einen Fahrzeuginsassen über die automatische Steuerung des Soll-Ladezustands 14 der Antriebsbatterie 110 in Abhängigkeit von der nächsten Fahrzeugfahrt 10 und dem Zeitpunkt 12 zum Laden der Antriebsbatterie 110 informiert. Zum Beispiel kann der Benutzer auf dem Laufenden gehalten werden und beruhigt sein, wie das Fahrzeugsystem 100 das Laden der Antriebsbatterie 110 bewältigt.
  • In diesem Beispiel zeigt die Mensch-Maschine-Schnittstelle 140 zusätzlich einen Hinweis 602 an, der den Fahrzeuginsassen informiert, dass diese automatische Steuerung des Ladens temporär ist und dass benutzerprogrammierte Fahrzeugeinstellungen, die einen Zeitpunkt zum Laden der Antriebsbatterie und/oder einen Ladezustand beim Laden der Antriebsbatterie steuern, wiederhergestellt werden. Dies versichert dem Benutzer, dass die benutzerprogrammierten Fahrzeugeinstellungen 160, obwohl sie temporär überschrieben werden, wiederhergestellt werden und dass er das Fahrzeugsystem 100 nicht neu programmieren muss.
  • Zum Zweck dieser Offenbarung ist zu verstehen, dass das/die hierin beschriebene(n) Steuergerät(e) jeweils eine Steuereinheit oder eine Rechenvorrichtung mit einem oder mehreren elektronischen Prozessoren umfassen können. Ein Fahrzeug und/oder ein System davon kann eine einzelne Steuereinheit oder ein einzelnes elektronisches Steuergerät oder alternativ verschiedene Funktionen des/der Steuergeräts/Steuergeräte können in verschiedenen Steuereinheiten oder Steuergeräten ausgeführt oder enthalten sein. Es könnten eine Reihe von Anweisungen bereitgestellt werden, die bei Ausführung das/die Steuergerät/e oder Steuereinheit(en) veranlassen, die hierin beschriebenen Steuerungstechniken (einschließlich der beschriebenen Verfahren) zu implementieren. Die Reihe von Anweisungen kann in einem oder mehreren elektronischen Prozessoren eingebettet sein oder die Reihe von Anweisungen könnte alternativ als von einem oder mehreren elektronischen Prozessor(en) auszuführende Software bereitgestellt sein. Zum Beispiel kann ein erstes Steuergerät in Software, die auf einem oder mehreren Prozessoren läuft, implementiert sein und ein oder mehrere andere Steuergeräte können ebenfalls in Software, die auf einem oder mehreren elektronischen Prozessoren läuft, gegebenenfalls auf dem bzw. den gleichen oder mehreren Prozessoren wie das erste Steuergerät, implementiert sein. Es ist jedoch zu bemerken, dass andere Anordnungen ebenfalls zweckdienlich sind und daher soll die vorliegende Offenbarung nicht auf irgendeine bestimmte Anordnung beschränkt sein. In jedem Fall kann die oben beschriebene Reihe von Anweisungen in einem computerlesbaren Speichermedium (z. B. einem nicht-transitorischen Speichermedium) eingebettet sein, das einen beliebigen Mechanismus zum Speichern von Informationen in einer für eine Maschine oder elektronische Prozessoren/eine Rechenvorrichtung lesbaren Form umfasst, einschließlich ohne Beschränkung: einem magnetischen Speichermedium (z. B. Floppy-Diskette); optischen Speichermedium (z. B. CD-ROM); magneto-optischen Speichermedium; Nur-Lese-Speicher (ROM); Arbeitsspeicher (RAM); löschbaren programmierbaren Speicher (z. B. EPROM und EEPROM); Flash-Speicher; oder elektrischen oder anderen Mediumarten zum Speichern solcher Informationen/Anweisungen.
  • Die in 1 dargestellten Phasen können Schritte in einem Verfahren und/oder Codeabschnitte im Computerprogramm sein. Die Darstellung einer bestimmten Reihenfolge für die Blöcke bedeutet nicht unbedingt, dass es eine erforderliche oder bevorzugte Reihenfolge für die Blöcke gibt und die Reihenfolge und Anordnung des Blocks können variieren. Darüber hinaus können manche Schritte weggelassen werden.
  • Obwohl Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in den vorhergehenden Abschnitten unter Bezugnahme auf verschiedene Beispiele beschrieben wurden, ist zu bemerken, dass Modifikationen an den gegebenen Beispielen vorgenommen werden können, ohne von dem Umfang der beanspruchten Erfindung abzuweichen.
  • In der vorhergehenden Beschreibung beschriebene Merkmale können in anderen Kombinationen als den ausdrücklich beschriebenen Kombinationen verwendet werden.
  • Obwohl Funktionen unter Bezugnahme auf bestimmte Merkmale beschrieben wurden, können diese Funktionen durch andere Merkmale, ob nun beschrieben oder nicht, ausgeführt werden.
  • Obwohl Funktionen unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben wurden, können diese Funktionen auch in anderen Ausführungsformen, ob nun beschrieben oder nicht, vorliegen.
  • Obwohl die vorhergehende Beschreibung bestrebt ist, die Aufmerksamkeit auf diejenigen erfindungsgemäßen Merkmale zu lenken, die als besonders bedeutsam gelten, sollte angemerkt werden, dass der Antragsteller Schutz in Bezug auf jedes patentierbare Merkmal bzw. jede patentierbare Kombination aus hierin zuvor bezeichneten und/oder in den Zeichnungen gezeigten Merkmalen beansprucht, unabhängig davon, ob besonderer Wert darauf gelegt wurde oder nicht.

Claims (28)

  1. Steuergerät zum Steuern des Ladens einer Antriebsbatterie eines Fahrzeugs, konfiguriert zum: Bestimmen eines Ladezustands der Antriebsbatterie; Bestimmen, in Abhängigkeit von dem Ladezustand und zumindest einem Teil der nächsten Fahrzeugfahrt, von einem oder mehr von: • dem zu erreichenden Soll-Ladezustand; • der Ladegeschwindigkeit der Batterie; • der Ladedauer der Batterie; • dem Ladestartzeitpunkt der Batterie; und zum temporären Überschreiben jeglicher benutzerprogrammierter Fahrzeugeinstellungen, welche den zu erreichenden Soll-Ladezustand und/oder die Ladegeschwindigkeit der Batterie und/oder die Ladedauer der Batterie und/oder den Ladestartzeitpunkt der Batterie steuern.
  2. Steuergerät nach Anspruch 1, wobei das Steuergerät die benutzerprogrammierten Fahrzeugeinstellungen überschreibt, bis die nächste Fahrzeugfahrt abgeschlossen ist oder bis das Fahrzeug einschließlich der Antriebsbatterie das nächste Mal ein- oder ausgeschaltet wird.
  3. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der eine oder mehrere von dem zu erreichenden Soll-Ladezustand, der Ladegeschwindigkeit der Batterie, der Ladedauer der Batterie und dem Ladestartzeitpunkt der Batterie von dem Steuergerät adaptiv gesteuert wird.
  4. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Steuergerät den einen oder mehrere von dem zu erreichenden Soll-Ladezustand, der Ladegeschwindigkeit der Batterie, der Ladedauer der Batterie und dem Ladestartzeitpunkt der Batterie in Abhängigkeit von einer nächsten Ladestation der nächsten Fahrzeugfahrt steuert.
  5. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Steuergerät den einen oder mehrere von dem zu erreichenden Soll-Ladezustand, der Ladegeschwindigkeit der Batterie, der Ladedauer der Batterie und dem Ladestartzeitpunkt der Batterie von dem Steuergerät steuert, sodass der Ladezustand der Antriebsbatterie ausreichend ist, um eine nächste Ladestation 20 der nächsten Fahrzeugfahrt zu erreichen.
  6. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Steuergerät den Ladestartzeitpunkt der Batterie steuert, um das sofortige Laden der Antriebsbatterie zu ermöglichen.
  7. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das konfiguriert ist, um automatisch festzustellen, wenn eine nächste Fahrzeugfahrt das Laden einer Antriebsbatterie erfordert.
  8. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die nächste Fahrzeugfahrt Teil einer stattfindenden Fahrt ist.
  9. Steuergerät nach Anspruch 8, wobei die nächste Fahrzeugfahrt von einer Ladezwischenstation auf der Fahrt ausgeht.
  10. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die nächste Fahrzeugfahrt zumindest ein Teil einer geplanten, noch nicht begonnenen Fahrt ist.
  11. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die nächste Fahrzeugfahrt zu einem benutzerprogrammierten Ziel erfolgt und wobei die nächste Fahrzeugfahrt eine Reichweite der Antriebsbatterie überschreitet.
  12. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner konfiguriert, um einen oder mehrere von dem zu erreichenden Soll-Ladezustand, der Ladegeschwindigkeit der Batterie, der Ladedauer der Batterie und dem Ladestartzeitpunkt der Batterie in Abhängigkeit von einem oder mehreren Merkmalen von zumindest einer Ladestation der nächsten Fahrzeugfahrt zu steuern.
  13. Steuergerät nach Anspruch 12, wobei das eine oder mehrere Merkmale Merkmale einer Stromladestation sind, ausgewählt aus: Tarif an der Stromladestation, einem zukünftigen Tarif an der Stromladestation, einer Ladegeschwindigkeit an der Stromladestation und einer Wartezeit auf die Stromladestation.
  14. Steuergerät nach Anspruch 12 oder 13, wobei das eine oder mehrere Merkmale Merkmale einer nächsten Ladestation sind, ausgewählt aus: einem Tarif an der nächsten Ladestation, einem zukünftigen Tarif an der nächsten Ladestation, einer Ladegeschwindigkeit an der nächsten Ladestation und einer Wartezeit an der nächsten Ladestation.
  15. Fahrzeugsystem, umfassend das Steuergerät nach einem der Ansprüche 12, 13 oder 14 und ferner umfassend Kommunikationsmittel zum Kommunizieren mit einem Remote-Server, um zumindest einige der Merkmale herunterzuladen.
  16. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, einschließlich eines Ausgangs und konfiguriert, um ein Signal zu senden, das die automatische Steuerung des Ladens der Antriebsbatterie anzeigt.
  17. Fahrzeugsystem, einschließlich eines Steuergeräts nach Anspruch 16, wobei das Fahrzeugsystem eine Mensch-Maschine-Schnittstelle umfasst, die konfiguriert ist, um die automatische Steuerung des Ladens der Antriebsbatterie anzuzeigen und gegebenenfalls einen Fahrzeuginsassen zu informieren, dass die automatische Steuerung des Ladens der Antriebsbatterie temporär ist und dass benutzerprogrammierte Fahrzeugeinstellungen wiederhergestellt werden.
  18. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14 und 16, ferner konfiguriert, um einen oder mehrere von dem zu erreichenden Soll-Ladezustand, der Ladegeschwindigkeit der Batterie, der Ladedauer der Batterie und dem Ladestartzeitpunkt der Batterie von dem Steuergerät in Abhängigkeit von der nächsten Fahrzeugfahrt zu steuern, indem durch eine Kostenfunktion ermittelte Kosten optimiert werden, wobei die Kostenfunktion die Kosten unter Verwendung eines Ankunftszeitkriteriums und/oder eines finanziellen Kostenkriteriums ermittelt.
  19. Steuergerät nach Anspruch 18, wobei die Kostenfunktion durch Benutzerauswahl als Teil der Fahrtnavigation vorprogrammiert ist.
  20. Fahrzeugsystem, umfassend ein Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, 16, 18 und 19.
  21. Fahrzeug, umfassend ein Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, 16, 18 und 19 oder Fahrzeugsystem nach einem der Ansprüche 15 und 17.
  22. Verfahren zum Steuern des Ladens einer Antriebsbatterie eines Fahrzeugs, umfassend die folgenden Schritte: Bestimmen eines Ladezustands der Antriebsbatterie; Bestimmen, in Abhängigkeit von dem Ladezustand und zumindest einem Teil der nächsten Fahrzeugfahrt, von einem oder mehr von: • dem zu erreichenden Soll-Ladezustand; • der Ladegeschwindigkeit der Batterie; • der Ladedauer der Batterie; • dem Ladestartzeitpunkt der Batterie; und zum temporären Überschreiben jeglicher benutzerprogrammierter Fahrzeugeinstellungen, welche den zu erreichenden Soll-Ladezustand und/oder die Ladegeschwindigkeit der Batterie und/oder die Ladedauer der Batterie und/oder den Ladestartzeitpunkt der Batterie steuern.
  23. Elektronische Fahrzeugsteuereinheit, umfassend Mittel zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 22.
  24. Computerprogramm, das, wenn es in den Prozessor geladen wird, den Prozessor in die Lage versetzt, das Verfahren nach Anspruch 22 auszuführen.
  25. Fahrzeugsystem oder Fahrzeug, umfassend Mittel zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 22.
  26. Prozessor, im Wesentlichen wie hierin zuvor beschrieben, unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren.
  27. Fahrzeugsystem, im Wesentlichen wie hierin zuvor beschrieben, unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren.
  28. Fahrzeug, im Wesentlichen wie hierin zuvor beschrieben, unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren.
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