Вычислительное устройство и способ определения работоспособности аккумуляторной батареи транспортного средства - RU2709360C2

Чертежи

Описание

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к автомобильной технике, в частности к оценке работоспособности аккумуляторной батареи транспортного средства.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Моторные транспортные средства, в том числе, автономные моторные транспортные средства, могут иметь двигатели внутреннего сгорания, запускаемые электромотором, потребляющим питание от электрической аккумуляторной батареи. Когда аккумуляторная батарея приближается к концу своего полезного срока службы, она может не аккумулировать энергию, достаточную для запуска двигателя. Иногда даже человек-оператор может не распознавать симптомы слабой аккумуляторной батареи. Автономное транспортное средство может быть неспособно производить такую диагностику или может не иметь достаточного человеко-машинного интерфейса, чтобы это делал человек.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно одному аспекту изобретения предложено вычислительное устройство, запрограммированное с возможностью: электрически нагружать аккумуляторную батарею транспортного средства при определении, что температура окружающей среды равна или превышает первую температуру; измерять напряжение аккумуляторной батареи во время нагружения; определять значение плоской части графика напряжения; и идентифицировать аккумуляторную батарею в качестве не отвечающей требованиям при определении, что значение плоской части графика является меньшим, чем целевое напряжение.

Согласно одному варианту осуществления вычислительное устройство дополнительно запрограммировано с возможностью, при определении, что значение плоской части графика является равным или большим, чем целевое напряжение, вновь нагружать аккумуляторную батарею, производить второе измерение напряжения аккумуляторной батареи и идентифицировать вторую плоскую часть графика напряжения, определять значение второй плоской части графика и идентифицировать аккумуляторную батарею в качестве не отвечающей требованиям при определении, что значение второй плоской части графика является меньшим, чем целевое напряжение.

Согласно другому варианту осуществления вычислительного устройства нагружение аккумуляторной батареи достигается подачей питания на стартерный мотор и прекращением подачи топлива в двигатель перед нагружением аккумуляторной батареи транспортного средства.

Согласно другому варианту осуществления вычислительного устройства нагружение аккумуляторной батареи достигается подачей питания на стартерный мотор.

Согласно другому варианту осуществления вычислительное устройство дополнительно запрограммировано с возможностью прекращать подачу топлива в двигатель транспортного средства перед нагружением аккумуляторной батареи транспортного средства.

Согласно другому варианту осуществления вычислительное устройство дополнительно запрограммировано с возможностью настраивать целевое напряжение с учетом температуры окружающей среды.

Согласно другому варианту осуществления вычислительного устройства целевое напряжение имеет значение 9,5 вольт при температуре окружающей среды в семьдесят градусов по шкале фаренгейта.

Согласно другому варианту осуществления вычислительное устройство дополнительно запрограммировано с возможностью заказывать сменную аккумуляторную батарею, когда аккумуляторная батарея транспортного средства идентифицирована в качестве не отвечающей требованиям.

Согласно другому варианту осуществления вычислительное устройство дополнительно запрограммировано с возможностью направлять транспортное средство на предприятие технического обслуживания для установки сменной аккумуляторной батареи.

Согласно другому варианту осуществления вычислительное устройство дополнительно запрограммировано с возможностью вызывать передвижную службу для технического обслуживания аккумуляторных батарей, когда транспортное средство не способно доехать до предприятия технического обслуживания.

Согласно второму аспекту изобретения предложен способ определения и реагирования на работоспособность аккумуляторной батареи транспортного средства, причем способ содержит этапы, на которых: электрически нагружают аккумуляторную батарею транспортного средства при определении, что температура окружающей среды равна или превышает первую температуру; измеряют напряжение аккумуляторной батареи во время нагружения; определяют значение плоской части графика напряжения; и идентифицируют аккумуляторную батарею в качестве не отвечающей требованиям при определении, что значение плоской части графика является меньшим, чем целевое напряжение.

Согласно одному варианту осуществления способ дополнительно содержит этап, на котором при определении, что значение плоской части графика является равным или большим, чем целевое напряжение, вновь нагружают аккумуляторную батарею, производят второе измерение напряжения аккумуляторной батареи и идентифицируют вторую плоскую часть графика напряжения, определяют значение второй плоской части графика и идентифицируют аккумуляторную батарею в качестве не отвечающей требованиям при определении, что значение второй плоской части графика является меньшим, чем целевое напряжение.

Согласно другому варианту осуществления способа нагружение аккумуляторной батареи достигается посредством того, что подают питание на стартерный мотор и прекращают подачу топлива в двигатель перед нагружением аккумуляторной батареи транспортного средства.

Согласно другому варианту осуществления способа нагружение аккумуляторной батареи достигается посредством того, что подают питание на стартерный мотор.

Согласно другому варианту осуществления способ дополнительно содержит этап, на котором дополнительно прекращают подачу топлива в двигатель транспортного средства перед нагружением аккумуляторной батареи транспортного средства.

Согласно другому варианту осуществления способ дополнительно содержит этап, на котором настраивают целевое напряжение с учетом температуры окружающей среды.

Согласно другому варианту осуществления способа целевое напряжение имеет значение 9,5 вольт при температуре окружающей среды в семьдесят градусов по шкале фаренгейта.

Согласно другому варианту осуществления способ дополнительно содержит этап, на котором заказывают сменную аккумуляторную батарею, когда аккумуляторная батарея транспортного средства идентифицирована в качестве не отвечающей требованиям.

Согласно другому варианту осуществления способ дополнительно содержит этап, на котором направляют транспортное средство на предприятие технического обслуживания для установки сменной аккумуляторной батареи.

Согласно другому варианту осуществления способ дополнительно содержит этап, на котором вызывают передвижную службу для технического обслуживания аккумуляторных батарей, когда транспортное средство не способно доехать до предприятия технического обслуживания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 - схематическая иллюстрация примерного транспортного средства, имеющего примерную систему оценки работоспособности аккумуляторной батареи.

Фиг. 2 - иллюстрация структурной схемы примерной системы оценки работоспособности аккумуляторной батареи транспортного средства.

Фиг. 3A и 3B совместно являются примерной блок-схемой последовательности операций способа с последовательностью операций, выполняемой системой оценки работоспособности аккумуляторной батареи.

Фиг. 4 - примерный график напряжения в зависимости от времени во время события нагрузки аккумуляторной батареи.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Транспортное средство включает в себя систему оценки работоспособности аккумуляторной батареи. Аккумуляторная батарея транспортного средства электрически нагружается при определении, что температура окружающей среды равна или превышает первую температуру. Напряжение аккумуляторной батареи измеряется во время нагружения. Определяется значение плоской части графика напряжения. Аккумуляторная батарея идентифицируется как не отвечающая требованиям при определении, что значение плоской части графика является меньшим, чем целевое напряжение.

Относительные ориентации и направления (в качестве примера, верхнее, нижнее, низовое, вперед, назад, переднее, заднее, обратное, наружное, внутреннее, внутрь, наружу, поперечное, левое, правое) изложены в этом описании не в качестве ограничений, но для удобства образного представления читателем по меньшей мере одного варианта осуществления описанных конструкций. Такие примерные ориентации представлены с ракурса занимающего место человека, сидящего на водительском сиденье, обращенного к приборному щитку. На фигурах, одинаковые номера указывают идентичные части на всем протяжении нескольких видов.

ПРИМЕРНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМЫ

Со ссылкой на фиг. 1-3, примерная система 10 оценки работоспособности аккумуляторной батареи для примерного транспортного средства 12 включает в себя примерную аккумуляторную батарею 14 и примерный датчик 16 напряжения аккумуляторной батареи, способный выявлять напряжение аккумуляторной батареи 14. Термин «работоспособность аккумуляторной батареи», в качестве используемого в данном описании, означает способность аккумуляторной батареи накапливать электрическую энергию, достаточную для запуска двигателя 20 внутреннего сгорания транспортного средства при низких температурах окружающей среды, например, нуле градусов по шкале Фаренгейта. Система и способ предоставляют работоспособности аккумуляторной батареи возможность оцениваться при высоких температурах окружающей среды, например, 70 градусах по шкале Фаренгейта, упреждая возможные проблемы запуска двигателя, которые могут возникать при низких температурах окружающей среды.

Аккумуляторная батарея 14 выдает электропитание на электрические компоненты транспортного средства 12, которые могут включать в себя электрический стартерный мотор, то есть стартер 18, для раскручивания коленчатого вала (не показан) двигателя 20 внутреннего сгорания до целевого числа оборотов в качестве части процесса запуска двигателя. Способность стартера 18 заставлять коленчатый вал достигать целевого числа оборотов частично является функцией величины электроэнергии, доступной стартеру 18 из аккумуляторной батареи 14. Аккумуляторная батарея 14 может подзаряжаться после и во время своего использования для восстановления своей запасенной электрической энергии. Аккумуляторная батарея может подзаряжаться генератором переменного тока или генератором хорошо известным образом. Мотор 18 может быть мотор-генератором, функционирующим в качестве генератора, а также мотора, хорошо известным образом.

Электрическая энергия, имеющаяся в распоряжении из аккумуляторной батареи 14, может определяться посредством измерения напряжения на положительной клемме и отрицательной клемме аккумуляторной батареи 14 датчиком 16 напряжения аккумуляторной батареи. Во время такого измерения, аккумуляторная батарея 14 электрически нагружена подачей питания на стартер 18 для проворачивания коленчатого вала двигателя 20, то есть, раскручивания коленчатого вала.

Аккумуляторные батареи имеют ограниченный срок службы. Разрядка аккумуляторной батареи и подзарядка аккумуляторной батареи 14 постепенно снижают работоспособность аккумуляторной батареи 14, то есть, способность аккумуляторной батареи запасать энергию. Аккумуляторные батареи 14 могут выдерживать всего лишь ограниченное количество циклов зарядки и разрядки до того, как способность накапливать электрическую энергию начинает слабеть. Полезный срок службы аккумуляторной батареи 14, используемой для запуска двигателя 20 внутреннего сгорания, по существу заканчивается потерей способности аккумуляторной батареи накапливать и выдавать достаточную электрическую энергию для запуска двигателя 20 транспортного средства.

Имеющаяся в распоряжении электрическая энергия аккумуляторной батареи 14 находится под влиянием температуры аккумуляторной батареи 4, уменьшаясь с понижением температуры. Энергия, требуемая для раскручивания коленчатого вала для запуска двигателя 20 также находится под влиянием температуры двигателя, увеличиваясь с понижением температуры. Ожидается, что аккумуляторные батареи 14 должны выдавать достаточную мощность для запуска двигателя при температурах нуля градусов по шкале Фаренгейта. Аккумуляторная батарея оценивается на основании электрического тока, который аккумуляторная батарея может выдавать под нагрузкой при нуле градусов по шкале Фаренгейта в течение предопределенного периода времени, например, 30 секунд. Ток, измеряемый таким образом, называется током холодного запуска, обычно обозначаемым аббревиатурой как CCA.

Человек-оператор транспортного средства может быть способным распознавать, что аккумуляторная батарея 14 находится в ослабленном состоянии. Признаки, наводящие на мысль об ослабленной аккумуляторной батарее, включают в себя более длительные времена запуска, более медленное проворачивание коленчатого вала, уменьшение силы света фар на холостом ходу двигателя и/или неустойчивое функционирование электрооборудования, такого как электрические стеклоподъемники. Безотлагательное внимание к таким явлениям, а также приобретение и установка новой аккумуляторной батареи, будут предоставлять транспортному средству 12 возможность продолжать работу, не оставляя транспортное средство и его оператора и пассажиров в затруднительном положении. Неспособность замечать такие сигналы может приводить к выводу транспортного средства 12 из строя неспособностью запускаться. Описанная система оценки работоспособности аккумуляторной батареи предупреждает ослабление аккумуляторной батареи, испытывая аккумуляторную батарею 14 в теплых условиях окружающей среды, например, при 70 градусах по шкале Фаренгейта, чтобы избегать отказа аккумуляторной батареи 14 в холодных условиях окружающей среды, например, при нуле градусов по шкале Фаренгейта.

Система 10 также включает в себя вычислительное устройство, например, электронный блок 22 управления («ECU»). Транспортное средство 12 может быть автономным транспортным средством (как такой термин определен ниже), имеющим систему 24 управления. Система 24 управления может включать в себя множество датчиков и множество исполнительных механизмов, присоединенных к ECU 22.

Датчики системы 24 управления могут включать в себя множество датчиков ситуационного контроля или датчиков 26 автономного транспортного средства («датчиков AV»). Датчики 26 AV могут включать в себя датчики, установленные внутри пассажирской кабины транспортного средства, и дополнительно могут быть установлены снаружи транспортного средства в защитном кожухе 28 на крыше 30 транспортного средства или в облицовке транспортного средства. Предпочтительное место может зависеть от типа датчика. Идентификация некоторых примерных типов датчиков, которые могут использоваться, приведена ниже. В транспортных средствах 12, допускающих автономную работу транспортного средства, система 24 управления может включать в себя систему 10 оценки работоспособности аккумуляторной батареи, чтобы предоставлять системе 10 контроля работоспособности возможность управлять эксплуатацией транспортного средства 12.

ECU 22 может содержать одиночное вычислительное устройство, как показано на фиг. 2, или, в качестве альтернативы, может содержать множество компьютеров (например, ECU), в том числе, например, компьютер силовой передачи, сам по себе возможно содержащий компьютер двигателя и компьютер трансмиссии, информационно-развлекательный компьютер, компьютер системы шасси, компьютер системы устройств пассивной безопасности, компьютер охраны транспортного средства, и так далее. ECU 22 включает в себя электронный процессор 32 и связанную память 34. Система 24 дополнительно может включать в себя сеть 36 транспортного средства, включающую в себя одну или более проводных и/или беспроводных сред связи, таких как примерная системная шина локальной сети контроллеров («CAN») или локальная сеть соединений («LIN») и/или другой интерфейс связи. Сеть 36 предусматривает среду передачи между, и соединяющую элементы системы 10 оценки работоспособности аккумуляторной батареи и системы 24 управления, в том числе, ECU 22, и компоненты и вспомогательные системы, в том числе, в качестве примера, двигатель 20, датчики 38 двигателя, множество тормозных блоков 40, датчики 42 тормозов, датчики 44 скорости вращения колес, связанные с колесами 46, исполнительный механизм 48 рулевого управления, датчики 50 рулевого управления, датчики 52 занимающего место человека, сигналы поворота (не показаны) и/или датчики 26 ситуационного контроля транспортного средства.

Транспортное средство 12 включает в себя четыре колеса 46, каждое из которых может включать в себя шину. Каждое из колес 46 может быть связано с одним или более тормозных блоков 40. Датчики 44 скорости вращения колес могут быть встроены в тормозные блоки 40. Исполнительный механизм 48 рулевого управления и связанные датчики рулевого управления включены в систему рулевого управления транспортного средства 12. Двигатель 20, в качестве примера, может быть двигателем внутреннего сгорания, обеспечивающим всю тяговую мощность, или может быть в комбинации с электрическим мотором, то есть, так называемой гибридной силовой передачей. Двигатель 20 может включать или может не включать в себя или может быть присоединен или не присоединен к трансмиссии, предусматривающей передаточные числа по крутящему моменту и числу оборотов. Двигатель 20 может быть единым блоком, близко расположенным к передней части транспортного средства, или двигатель 20, в качестве альтернативы, может быть расположен где угодно в другом месте на транспортном средстве 12.

Каждый из двигателя 40, тормозных блоков 40, стартерного мотора 18, аккумуляторной батареи 14 и исполнительного механизма 48 рулевого управления проиллюстрирован в качестве присоединенного непосредственно к ECU 22 через сеть 36, но, альтернативно или дополнительно, могут быть присоединены прямо к ECU 22. Каждый из двигателя 20, тормозных блоков 40 и исполнительного механизма 48 рулевого управления может включать в себя соответственный электронный контроллер, который принимает команды из ECU 22.

Память 34 ECU 22 включает в себя одну или более форм компьютерно-читаемых носителей и хранит команды, исполняемые процессором 32, для выполнения различных операций, в том числе операций, таких как раскрытые в материалах настоящей заявки. Процессор 32 может считывать и выполнять такие команды. ECU 22 включает в себя программы для автономной эксплуатации автономного транспортного средства 12 в полностью автономном режиме.

В целях данного изобретения, термин «автономное транспортное средство» используется для указания ссылкой на транспортное средство, действующее в полностью автономном режиме. Полностью автономный режим определен в качестве режима, в котором каждое из силовой установки (типично через силовую передачу, включающую в себя двигатель 20, как определено в материалах настоящей заявки), тормозов и рулевого механизма управляется посредством ECU 22 в по существу любых обстоятельствах. В полуавтономном режиме, одно или два из этих управляются посредством ECU 22, а в неавтономном режиме, ни одно из них.

Память 34 ECU 22 также хранит данные. Данные могут включать в себя собранные данные, которые собираются с многообразия устройств. Вообще, собранные данные могут включать в себя любые данные из базы данных карт, и любые данные, которые могут собираться каким-нибудь устройством сбора данных, в том числе, датчиками 38 двигателя, датчиками 44 скорости вращения колес, датчиками 50 рулевого управления, датчиками 52 занимающего место человека, датчиками 26 AV, датчиком 16 напряжения аккумуляторной батареи, и/или данные, вычисленные из таких данных. Примерные датчики 50 рулевого механизма могут включать в себя датчик положения зубчатой рейки и/или датчик поперечного ускорения. Примерные датчики 26 AV могут включать в себя датчики окружения и положения транспортного средства и датчики обнаружения, такие как датчик с радиолокатором, датчик с лазерным локатором, датчик системы технического зрения (например, камеру), датчик глобальной системы определения местоположения («GPS»), антенны, и тому подобное. Датчики с радиолокатором могут использоваться как для определения местонахождения других объектов, так и, посредством использования эффекта Доплера, для определения относительной скорости таких других объектов. Вышеприведенные примеры не подразумеваются ограничивающими. Другие типы устройств сбора данных могут использоваться для предоставления данных в ECU 22. Данные также могут включать в себя расчетные данные, рассчитанные в ECU 22 из собранных данных и из других расчетных данных.

Датчик 16 напряжения аккумуляторной батареи выдает сигнал напряжения, пропорциональный значению напряжения на положительной и отрицательной клеммах аккумуляторной батареи 14. Примерный график значения напряжения на положительной и отрицательной клеммах аккумуляторной батареи 14 проиллюстрирован на фиг. 4. Время возрастает по горизонтальной оси 54 в направлении острия стрелки оси 54. Напряжение возрастает по вертикальной оси 56 в направлении острия стрелки оси 56. Первый график 58A, проиллюстрированный сплошной линией, является примерным графиком 58A напряжения аккумуляторной батареи для аккумуляторной батареи 14 в новом состоянии. Второй график 58B, проиллюстрированный пунктирной линией, является примерным графиком 58B напряжения аккумуляторной батареи для аккумуляторной батареи 14 в изношенном, то есть, не отвечающем требованиям состоянии. Аккумуляторная батарея 14 находится в не отвечающем требованиям состоянии, когда она не аккумулирует достаточную мощность для проворачивания коленчатого вала двигателя на достаточно высокой частоте вращения, чтобы запускать двигатель 20 при предопределенной низкой температуре. Ноль градусов по шкале Фаренгейта является примерной температурой.

График 58A, иллюстрирующий примерные характеристики новой аккумуляторной батареи 14, подвергнутой циклу испытаний работоспособности, начинается на первом напряжении V1A. Напряжение V1A является значением напряжения, выдаваемого аккумуляторной батареей 14, когда аккумуляторная батарея 14 не нагружена. Примерным значением V1A для аккумуляторной батареи, идентифицированной как аккумуляторная батарея 12 вольт, может быть 12,5 вольт. В начальный момент TSA времени для цикла испытаний работоспособности, электрическая нагрузка прикладывается к аккумуляторной батарее 14. Нагрузка может быть эквивалентна нагрузке проворачивания коленчатого вала. Значение напряжения, имеющегося в распоряжении из аккумуляторной батареи 14, падает во время начального участка 60A реакции графика 58A до напряжения V2A в момент TTA времени минимума. Примерным значением V2A может быть 6 вольт. График 58A может включать в себя начальный участок 62A минимума или плоской части графика, начинающийся в момент TTA времени. Участок 62A минимума или плоской части графика может продолжаться до момента TRA времени, где начинается начальный участок 64A восстановления, в то время как напряжение восстанавливается от резкого прикладывания нагрузки проворачивания коленчатого вала. В момент TPA времени, напряжение может стабилизироваться под нагрузкой проворачивания коленчатого вала на плоской части 66A графика проворачивания коленчатого вала при напряжении V3A. Примерным значением V3A для новой аккумуляторной батареи при 70 градусах по шкале Фаренгейта может быть 11,5 вольт. Нагрузка проворачивания коленчатого вала может прекращаться в момент TFA времени, в конце цикла испытаний работоспособности. Истекшее время от инициации прикладывания нагрузки проворачивания коленчатого вала в TSA до прекращения нагрузки проворачивания коленчатого вала в TFA может иметь значение 30 секунд. С прекращением нагрузки проворачивания коленчатого вала, аккумуляторная батарея 14 постепенно восстанавливает свое выходное напряжение, как проиллюстрировано участком 68A восстановления пониженной нагрузки. В конце участка 68A восстановления, который может занимать 10 или более секунд, выходное напряжение аккумуляторной батареи 14 по существу возвращается на V1A.

График 58B, иллюстрирующий примерные характеристики аккумуляторной батареи 14 в не отвечающем требованиям состоянии, подвергнутой циклу испытаний работоспособности, начинается на первом напряжении V1B. Напряжение V1B является значением напряжения, выдаваемого аккумуляторной батареей 14, когда аккумуляторная батарея 14 не нагружена. Примерным значением V1B для аккумуляторной батареи, идентифицированной как аккумуляторная батарея 12 вольт, может быть 12,5 вольт. В начальный момент TSB времени для цикла испытаний работоспособности, электрическая нагрузка прикладывается к аккумуляторной батарее 14. Нагрузка может быть эквивалентна нагрузке проворачивания коленчатого вала. Значение напряжения, имеющегося в распоряжении из аккумуляторной батареи 14, падает во время начального участка 60B реакции графика 58B до напряжения V2AB в момент TTB времени минимума. Примерным значением V2B может быть 3 вольта. График 58B может включать в себя начальный участок 62B минимума или плоской части графика, начинающийся в момент TTB времени. Участок 62B минимума или плоской части графика может продолжаться до момента TRB времени, где начинается начальный участок 64B восстановления, в то время как напряжение восстанавливается от резкого прикладывания нагрузки проворачивания коленчатого вала. В момент TPB времени, напряжение может стабилизироваться под нагрузкой проворачивания коленчатого вала на плоской части 66B графика проворачивания коленчатого вала при напряжении V3B. Примерным значением V3BA для изношенной, то есть, не отвечающей требованиям аккумуляторной батареи при 70 градусах по шкале Фаренгейта, может быть 9,5 вольт. Нагрузка проворачивания коленчатого вала может прекращаться в момент TFB времени, в конце цикла испытаний работоспособности. Истекшее время от инициации прикладывания нагрузки проворачивания коленчатого вала в TSB до прекращения нагрузки проворачивания коленчатого вала в TFB может иметь значение 30 секунд. С прекращением нагрузки проворачивания коленчатого вала, аккумуляторная батарея 14 постепенно восстанавливает свое выходное напряжение, как проиллюстрировано участком 68B восстановления пониженной нагрузки. В конце участка 68B восстановления, который может занимать 10 или более секунд, выходное напряжение аккумуляторной батареи 14 по существу возвращается на V1B.

ECU 22 может быть запрограммирован идентифицировать значение плоской части графика проворачивания коленчатого вала. Способ или последовательность 70 операций, чтобы транспортное средство 12 идентифицировало и реагировало на не отвечающую требованиям аккумуляторную батарею 14, описаны ниже.

ОБРАБОТКА

Фиг. 3A и 3B иллюстрируют примерную последовательность 70 операций оценки работоспособности аккумуляторной батареи, которая может быть заключена в командах управляющей программы, хранимых в ECU 22 транспортного средства 12. ECU 22 выполняет этапы, проиллюстрированные на фиг. 3A и 3B, как описано ниже. Экземпляр компьютерной программы для выполнения последовательности 70 операций создается на начальной вершине 71 блок-схемы, например, когда выдается команда включения питания, которая может быть связана с включением питания транспортного средства в ответ на приближение или касание пассажиром транспортного средства.

Затем, вершина 72 принятия решения блок-схемы определяет, когда пора проверять аккумуляторную батарею 14. Время для проверки аккумуляторной батареи может устанавливаться на основании предопределенной повторяемости для таких проверок, такой как один раз в месяц. Аккумуляторная батарея может проверяться с такой повторяемостью. Также может быть желательно выполнять проверки аккумуляторной батареи, когда транспортное средство без занимающих места людей, чтобы избегать вынуждения занимающего место человека неверно истолковывать выполнение последовательности операций проверки работоспособности аккумуляторной батареи в качестве нарушения функционирования транспортного средства. Например, испытание аккумуляторной батареи может выполняться, когда автомобиль был остановлен на более чем один час. Повторяемость испытаний аккумуляторной батареи может повышаться по мере того, как аккумуляторная батарея стареет, особенно после того, как аккумуляторная батарея имеет более чем предопределенную наработку, например, наработку четыре года.

Когда вершина 72 принятия решения блок-схемы определяет, что проверять аккумуляторную батарею 14 не пора, тогда последовательность 70 операций переходит на конечную вершину 73 блок-схемы, и последовательность 70 операций завершается.

Когда определено, что пора проверить аккумуляторную батарею 14, последовательность 70 операций может переходить на вершину 74 принятия решения блок-схемы. Вершина 74 принятия решения блок-схемы определяет, находится ли транспортное средство 12 близко (например, в пределах 30 километров) к предприятию технического обслуживания, где аккумуляторная батарея могла бы быть заменена, и с которого могла бы быть отправлена передвижная служба для технического обслуживания аккумуляторных батарей, в том числе, служебное транспортное средство. Такое определение может производиться в ожидании возможной необходимости заменить аккумуляторную батарею. В качестве дополнительной меры предосторожности, ECU может поддерживать связь с основанной на облачных вычислениях сетью 97, в том числе, в качестве примера, сетью технического обслуживания транспортных средств или сетью эксплуатации автотранспортного парка, уведомляя о текущем местоположении транспортного средства и вероятности истощения аккумуляторной батареи. В качестве альтернативы, ECU 22 может отправлять сообщение (V2X) между транспортным средством и всем остальным на ближайшее предприятие технического обслуживания или в сеть 97. Система сообщений V2X является системой локальной сети и может быть агрегацией систем сети между транспортными средствами (V2V), между транспортным средством и пешеходом (V2P), между транспортным средством и инфраструктурой (V2I) и между транспортным средством и энергосистемой (V2G). Определение близости к месту технического обслуживания может выполняться с использованием данных с датчика GPS и имеющихся в распоряжении данных карты. Когда транспортное средство 12 не находится близко к предприятию технического обслуживания, последовательность 70 операций переходит на конечную вершину 75 блок-схемы, и последовательность 70 операций завершается.

Когда определено, что транспортное средство 12 находится близко к предприятию технического обслуживания, последовательность 70 операций может переходить на вершину 76 обработки блок-схемы. Вершина 76 обработки блок-схемы повторно устанавливает переменную X, используемую для управления количеством повторений цикла испытаний работоспособности аккумуляторной батареи, как описано ниже. Переменная X может сбрасываться в значение ноль. Последовательность 70 операций затем переходит на вершину обработки блок-схемы, чтобы определять температуру окружающей среды.

Последовательность 70 операций затем переходит на вершину 78 принятия решения блок-схемы. Вершина 78 принятия решения блок-схемы определяет, является ли температура окружающей среды большей чем или равной предопределенной температуре T1 окружающей среды, например, 70 градусам по шкале Фаренгейта. Когда температура окружающей среды не удовлетворяет или превышает целевую температуру T1, последовательность операций переходит на конечную вершину 79 блок-схемы и завершается.

Когда вершина 78 принятия решения блок-схемы определяет, что температура окружающей среды является большей чем или равной температуре T1, она переходит на вершину 80 обработки блок-схемы. Вершина 80 обработки блок-схемы рассчитывает целевое напряжение проворачивания коленчатого вала на основании значения измеренной температуры окружающей среды. Целевое напряжение проворачивания коленчатого вала может быть минимально приемлемым напряжением для отвечающей требованиям аккумуляторной батареи применительно к температуре окружающей среды. Справочная таблица в памяти 34 может использоваться для определения напряжения проворачивания коленчатого вала при текущей температуре окружающей среды, которая соответствует целевому реально существующему электрическому току холодного проворачивания коленчатого вала, то есть, целевому значению при предопределенной температуре, например, нуле градусов по шкале Фаренгейта. Отвечающая требованиям аккумуляторная батарея может быть определена в качестве аккумуляторной батареи, обеспечивающей напряжение проворачивания коленчатого вала выше напряжения V3B. Соответственно, не отвечающая требованиям аккумуляторная батарея выдает напряжение проворачивания коленчатого вала, равное или меньшее, чем V3B.

При установленном целевом значении V3B, последовательность 70 операций переходит на вершину 82 обработки блок-схемы, чтобы выключать зажигание двигателя. Примерный способ для выключения зажигания двигателя состоит в том, чтобы перекрыть подачу топлива. Альтернативный способ выключить зажигание двигателя у двигателя с циклом Отто состоит в том, чтобы отключить действие свечей зажигания двигателя 20.

Последовательность 70 операций, после выключения зажигания двигателя, также может подавать питание на предварительно выбранное вспомогательное оборудование, которое не связано с запуском двигателя, чтобы повысить нагрузку на аккумуляторную батарею 14. Примерное вспомогательное оборудование может включать в себя фонари транспортного средства, в том числе, фары и задние фонари, и мотор вентилятора циркуляции воздуха в кабине, мотор вентилятора охлаждения двигателя и обогреватели стекол. Такое нагружение может быть происходящим одновременно с запуском транспортного средства 12, и также должно выдерживаться аккумуляторной батареей 14 при запуске двигателя 20 транспортного средства.

Вслед за вершиной 84 обработки блок-схемы или одновременно с вершиной 84 обработки блок-схемы, подается питание на стартерный мотор 18 от аккумуляторной батареи 14. Ради улучшенной уверенности в работоспособности аккумуляторной батареи относительно подачи питания на стартерный мотор 18 только один раз, питание может подаваться на стартерный мотор множество раз. Три раза является примерным количеством повторений. Подача питания на стартерный мотор 18 начинается в момент TSA/TSB времени, как проиллюстрировано на фиг. 4. В то время как подано питание на стартерный мотор 18, напряжение на клемме аккумуляторной батареи измеряется согласно вершине 88 обработки блок-схемы. Датчик 16 напряжения аккумуляторной батареи может использоваться для измерения напряжения аккумуляторной батареи. Такое измерение, в качестве альтернативы, может инициироваться до или совпадать по времени с подачей питания стартерного мотор 18. Измерения могут выполняться с повторяемостью четыре отсчета в секунду. Частота выборки отсчетов не критична. Несмотря на то, что выборка отсчетов может выполняться на более высокой частоте, работа системы того не требует. Так как подача питания происходит в течение предопределенного периода времени, например, диапазона времени от 10 секунд до 30 секунд, выборка отсчетов, к тому же, также может выполняться с более низкой частотой повторяемости.

Вершина 89 обработки блок-схемы сопровождает вершину 88 обработки блок-схемы. ECU 22 может использовать данные измерения напряжения для идентификации плоской части графика напряжения в соответствии с вершиной 89 обработки блок-схемы. Последовательность 70 операций переходит на вершину 90 принятия решения блок-схемы.

Вершина 90 принятия решения блок-схемы определяет, является ли измеренное напряжение большим, чем целевое напряжение, такое как V3B. Логика вершины 90 принятия решения блок-схемы может сравнивать плоскую часть графика проворачивания коленчатого вала, например, 66A, 66B, измеренного напряжения, с целевым напряжением, например, V3B. Когда плоская часть графика проворачивания коленчатого вала измеренного напряжения превышает целевое напряжение, последовательность 70 операций переходит на вершину 92 обработки блок-схемы.

Вершина 92 обработки блок-схемы увеличивает значение переменной X на единицу. Последовательность 70 операций переходит на вершину 94 принятия решения блок-схемы и проверяет, достигла ли переменная X предопределенного значения N. Значение N является количеством раз, которое аккумуляторная батарея 14 должна подвергаться циклу испытаний работоспособности, то есть, нагружаться и измеряться, для подтверждения работоспособности аккумуляторной батареи. Значение N может быть равно трем.

Последовательность 70 операций переходит на вершину 94 блок-схемы, которая определяет, является ли текущее значение X равным или превышающим выбранное значение N. Когда X является большим чем или равным N, последовательность 95 операций переходит на вершину 95 обработки блок-схемы.

Вершина 95 обработки блок-схемы восстанавливает подачу топлива и настройки вспомогательного оборудования, так чтобы системы транспортного средства находились в состоянии, в котором они были до того, как были инициированы циклы испытаний работоспособности аккумуляторной батареи. Вслед за восстановлением по вершине 95 обработки блок-схемы, последовательность 70 операций возвращается на вершину 72 принятия решения блок-схемы. В качестве альтернативы, вместо возврата на вершину 73 принятия решения блок-схемы, последовательность 70 операций может завершаться и повторно инициироваться во время последующей эксплуатации транспортного средства 12. Когда X не является большим чем или равным N, то есть, когда X меньше N, последовательность 70 операций возвращается на вершину 56 блок-схемы, чтобы вновь подавать питание на стартерный мотор 18 и измерять напряжение на клеммах аккумуляторной батареи.

Когда вершина 90 принятия решения блок-схемы определяет, что измеренное напряжение не является большим, чем целевое напряжение, последовательность 70 операций может восстанавливать подачу топлива и настройки вспомогательного оборудования, как проиллюстрировано вершиной 96 обработки блок-схемы.

Последовательность 70 операций затем может побуждать ECU идентифицировать аккумуляторную батарею 14 в качестве не отвечающей требованиям и заказывать сменную аккумуляторную батарею согласно вершине 98 обработки блок-схемы. Идентификация аккумуляторной батареи 14 в качестве не отвечающей требованиям может логически выводиться на основании заказывания сменной аккумуляторной батареи. Такой заказ может производиться с помощью связи с основанной на облачных вычислениях сетью 97, в качестве примера включающей в себя упомянутую выше сеть технического обслуживания транспортных средств или сеть эксплуатации автотранспортного парка.

Заказав сменную аккумуляторную батарею, последовательность 70 операций переходит на вершину 100 принятия решения блок-схемы. Вершина 100 принятия решения блок-схемы определяет, способно ли транспортное средство 12 доехать до предприятия технического обслуживания, и, когда аккумуляторная батарея заказана, предприятие технического обслуживания совпадает с ожидаемым получателем сменной аккумуляторной батареи. Когда транспортное средство 12 не способно доехать до предприятия технического обслуживания, как когда есть недостаточная мощность для запуска двигателя 20, последовательность 70 операций переходит на вершину 102 обработки блок-схемы. Вершина 102 обработки блок-схемы вызывает передвижную службу для технического обслуживания аккумуляторных батарей, чтобы привезла и установила новую аккумуляторную батарею в транспортном средстве 12. Такие вызовы могут производиться с помощью сообщения, отправленного через основанную на облачных вычислениях сеть 97. Как только вызовы были переданы, последовательность 70 операций завершается на конечной вершине 104 блок-схемы.

Когда вершина 100 принятия решения блок-схемы определяет, что транспортное средство 12 способно доехать до предприятия технического обслуживания, вершина 106 обработки блок-схемы предписывает транспортному средству 12 ехать на предприятие технического обслуживания. Вершина 108 обработки блок-схемы затем подтверждает, что была установлена новая аккумуляторная батарея. Как только установка новой аккумуляторной батареи была подтверждена, последовательность 70 операций завершается на конечной вершине 110 блок-схемы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Были раскрыты примерные система и способ для проверки работоспособности аккумуляторной батареи транспортного средства.

В качестве используемого в материалах настоящей заявки, наречие «по существу» означает, что форма, конструкция, размер, количество, время, и т. д., могут отклоняться от точных описанных геометрии, расстояния, размера, количества, времени, и т. д., вследствие изъянов материалов, механической обработки, производства, передачи данных, скорости вычислений, и т. д.

Что касается ссылок на ECU в настоящем описании, вычислительные устройства, такие как обсужденные в материалах настоящей заявки, как правило включает в себя команды, исполняемые одним или более вычислительных устройств, таких как идентифицированные выше, и для выполнения вершин блок-схем или этапов последовательностей операций, описанных выше. Например, вершины блок-схем последовательностей операций, обсужденные выше, воплощены в качестве машинно-исполняемых команд.

Вообще, описанные вычислительные системы и/или устройства могут применять любые из некоторого количества компьютерных операционных систем, в том числе, но не в качестве ограничения, версии и/или разновидности приложения Ford Sync®, межплатформенного программного обеспечения AppLink/Smart Device Link, операционной системы Microsoft Automotive®, операционной системы Microsoft Windows®, операционной системы Unix (например, операционной системы Solaris®, распространяемой корпорацией Oracle из Редвуд Шорез, штат Калифорния), операционной системы AIX UNIX, распространяемой International Business Machines из Армонка, штат Нью-Йорк, операционной системы Linux, операционных систем Mac OS X и iOS, распространяемых компанией Apple из Купертино, штат Калифорния, OS Blackberry, распространяемой компанией Blackberry из Ватерлоо, Канада, и операционной системы Andriod, разработанной корпорацией Google и Open Handset Alliance или платформы QNX® CAR для информационно-развлекательной среды, предлагаемой системами программного обеспечения QNX. Примеры вычислительных устройств включают в себя, без ограничения, бортовой компьютер транспортного средства, компьютерную рабочую станцию, сервер, настольный компьютер, дорожный компьютер, блокнотный компьютер или карманный компьютер, или некоторые другие вычислительные систему и/или устройство.

Компьютеры и вычислительные устройства обычно включают в себя машинно-исполняемые команды, где команды могут быть приводимыми в исполнение одним или более вычислительных устройств, таких как перечисленные выше. Машинно-исполняемые команды могут компилироваться или интерпретироваться из компьютерных программ, созданных с использованием многообразия языков и/или технологий программирования, в том числе, но не в качестве ограничения, и в одиночку или в комбинации, Java ™, C, C++, Matlab, Simulink, Stateflow, Visual Basic, Java Script, Perl, HTML, и т. д. Некоторые из этих приложений могут быть компилированы и выполняться на виртуальной машине, такой как виртуальная машина Java, виртуальная машина Dalvik, или тому подобное. Вообще, процессор (например, микропроцессор) принимает команды, например, из памяти, компьютерно-читаемого носителя, и т. д., и исполняет эти команды, тем самым, выполняя одну или более последовательностей операций, в том числе, одну или более из последовательностей операций, описанных в материалах настоящей заявки. Такие команды и другие данные могут храниться и передаваться с использованием многообразия компьютерно-читаемых носителей. Файл в вычислительном устройстве как правило является совокупностью данных, хранимых на компьютерно-читаемом носителе, таком как запоминающий носитель, оперативное запоминающее устройство, и т. д.

Память может включать в себя компьютерно-читаемый носитель (также указываемый ссылкой как читаемый процессором носитель), который включает в себя любой постоянный (например, материальный) носитель, который участвует в предоставлении данных (например, команд), которые могут считываться компьютером (например, процессором компьютера). Такой носитель может принимать многие формы, в том числе, но не в качестве ограничения, энергонезависимые носители и энергозависимые носители. Энергонезависимые носители, например, могут включать в себя оптические или магнитные диски и другую постоянную память. Энергозависимые носители, например, могут включать в себя динамическое оперативное запоминающее устройство (DRAM), которое типично составляет основную память. Такие команды могут передаваться посредством одной или более сред передачи, в том числе, коаксиальных кабелей, медных проводов и волоконной оптики, в том числе, проводов, которые содержат системную шину, присоединенную к процессору ECU. Обычные формы компьютерно-читаемых носителей, например, включают в себя дискету, гибкий диск, жесткий диск, магнитную ленту, любой другой магнитный носитель, CD-ROM, DVD, любой другой оптический носитель, перфокарты, бумажную ленту, любой другой физический носитель со схемами расположения отверстий, RAM, PROM, EPROM, FLASH-EEPROM, любые другие микросхему или картридж памяти, или любой другой носитель, с которого компьютер может осуществлять считывание.

Базы данных, репозитории данных или другие хранилища данных, описанные в материалах настоящей заявки, могут включать в себя различные виды механизмов для хранения, осуществления доступа и извлечения различных видов данных, в том числе, иерархическую базу данных, набор файлов в файловой системе, прикладную базу данных в пользовательском формате, систему управления реляционной базой данных (RDBMS), и т. д. Каждое такое хранилище данных обычно включено в вычислительное устройство, применяющее операционную систему компьютера, такую как упомянутые выше, и подвергается доступу через сеть любым одним или более из многообразия способов. Файловая система может быть доступна из операционной системы компьютера и может включать в себя файлы, хранимые в различных форматах. RDBMS обычно использует язык структурированных запросов (SQL) в дополнение к языку для создания, сохранения, редактирования и выполнения хранимых процедур, такому как язык PL/SQL, упомянутый выше.

В некоторых примерах, элементы системы могут быть реализованы в качестве компьютерно-читаемых команд (например, программного обеспечения) на одном или более вычислительных устройств (например, серверов, персональных компьютеров, и т. д.), хранимых на компьютерно-читаемых носителях, связанных с ними (например, дисках, устройствах памяти, и т. д.). Компьютерный программный продукт может содержать такие команды, хранимые на компьютерно-читаемых носителях, для выполнения функций, описанных в материалах настоящей заявки.

Что касается сред, последовательностей операций, систем, способов, эвристических правил, и т. д., описанных в материалах настоящей заявки, должно быть понятно, что, хотя этапы таких последовательностей операций, и т. д., были описаны в качестве происходящих согласно определенной упорядоченной последовательности, такие последовательности операций могут быть осуществлены на практике с описанными этапами, выполняемыми в порядке, ином, чем порядок, описанный в материалах настоящей заявки. Кроме того, должно быть понятно, что некоторые этапы могут выполняться одновременно, что могут быть добавлены другие этапы, или что некоторые этапы, описанные в материалах настоящей заявки, могут быть опущены. Другими словами, описания способов в материалах настоящей заявки предоставлены с целью иллюстрации некоторых вариантов осуществления и никоим образом не должны толковаться, с тем чтобы ограничивать формулу изобретения.

Соответственно, должно быть понятно, что вышеприведенное описание подразумевается иллюстративным, а не ограничивающим. Многие варианты осуществления и применения, иные чем приведенные примеры, были бы очевидны специалистам в данной области техники по прочтению вышеприведенного описания. Объем изобретения не должен определяться на основании вышеприведенного описания, но взамен, должен определяться на основании прилагаемой формулы изобретения наряду с полным объемом эквивалентов, на которые управомочена такая формула изобретения. Ожидается и подразумевается, что будущие усовершенствования будут происходить в областях техники, обсужденных в материалах настоящей заявки, и что раскрытые системы и способы будут заключены в таких будущих вариантах осуществления. Подводя итог вышесказанному, должно быть понятно, что изобретение является допускающим модификацию и изменение, и ограничено исключительно следующей формулой изобретения.

Все термины, используемые в формуле изобретения, подразумеваются обусловленными своими очевидными и обычными значениями в качестве понятных специалистам в данной области техники, если в материалах настоящей заявки не сделано явное указание на обратное. В частности, использование форм единственного числа, «упомянутый», и т.д., должно читаться излагающим один или более из указанных элементов, если пункт формулы изобретения не излагает явное ограничение иначе.

Реферат

Группа изобретений относится к вычислительному устройство и способу определения работоспособности аккумуляторной батареи транспортного средства. Вычислительное устройство запрограммировано с возможностью: электрически нагружать аккумуляторную батарею транспортного средства при определении, что температура окружающей среды равна или превышает первую температуру; измерять напряжение аккумуляторной батареи во время нагружения; определять значение плоской части графика напряжения; и идентифицировать аккумуляторную батарею в качестве не отвечающей требованиям при определении, что значение плоской части графика является меньшим, чем целевое напряжение. Достигается определение работоспособности аккумуляторной батареи транспортного средства. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 5 ил.

Формула