Организация электропитания транспортного средства - RU2690298C1

Чертежи

Описание

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к области транспортных средств, и более конкретно, к способам, системам и устройствам для организации электропитания транспортного средства.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В первом аспекте настоящего изобретения обеспечен компьютер, запрограммированный: принимать данные датчика из датчика температуры; с использованием данных датчика, определять, является ли температура меньшей, чем пороговое значение; и когда температура не является меньшей, чем пороговое значение, тогда избирательно управлять тем, какие из множества источников питания в аккумуляторной батарее транспортного средства используются во время события зажигания в транспортном средстве.

При этом аккумуляторная батарея содержит датчик.

При этом аккумуляторная батарея содержит три источника питания, соединенных параллельно.

При этом три источника питания включают в себя элементы литиевого типа, элементы свинцово-кислотного типа и элементы суперконденсаторного типа, находящиеся в ящике размера H7.

При этом аккумуляторная батарея содержит переключатель, при этом, компьютер дополнительно запрограммирован переводить переключатель в первое положение на основании условия холодного запуска, при этом, компьютер дополнительно запрограммирован переводить переключатель во второе положение на основании условия горячего запуска.

При этом, во втором положении, по меньшей мере два из множества источников питания присоединены к цепи стартера во время события зажигания.

При этом, во втором положении, по меньшей мере один из множества источников питания изолирован от цепи стартера во время события зажигания.

Во втором аспекте настоящего изобретения обеспечен компьютер, запрограммированный: управлять, на основании температуры, тем, какие из множества источников питания аккумуляторной батареи транспортного средства присоединены к цепи стартера во время события зажигания в транспортном средстве.

При этом компьютер дополнительно запрограммирован, перед управлением тем, какие из множества источников питания присоединены к цепи стартера, принимать данные датчика из датчика температуры.

При этом аккумуляторная батарея содержит датчик температуры.

При этом аккумуляторная батарея содержит три источника питания, соединенных параллельно.

При этом первый источник питания содержит элементы литиевого типа, второй источник питания содержит элементы свинцово-кислотного типа, а третий источник питания содержит элементы суперконденсаторного типа.

При этом каждый из элементов литиевого типа, элементов свинцово-кислотного типа и элементов суперконденсаторного типа находится в контейнере размера H7.

При этом аккумуляторная батарея дополнительно содержит развязывающую цепь, содержащую по меньшей мере один переключатель, при этом, компьютер дополнительно запрограммирован управлять по меньшей мере одним переключателем.

При этом компьютер дополнительно запрограммирован переводить по меньшей мере один переключатель в первое положение на основании условия холодного запуска, при этом, компьютер дополнительно запрограммирован переводить по меньшей мере один переключатель во второе положение на основании условия горячего запуска.

При этом, в первом положении, по меньшей мере три из множества источников питания присоединены к цепи стартера во время события зажигания.

При этом событие зажигания переключает состояние двигателя во включенное.

При этом, во втором положении, по меньшей мере два из множества источников питания присоединены к цепи стартера во время события зажигания.

При этом, во втором положении, по меньшей мере один из множества источников питания изолирован от цепи стартера во время события зажигания.

При этом событие в транспортном средстве связано с режимом автоматического пуска/останова в транспортном средстве.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Аккумуляторные батареи транспортного средства могут использоваться для пуска двигателя транспортного средства, когда состояние двигателя является выключенным. Например, в двигателях внутреннего сгорания, пороговая величина электрического заряда типично требуется для воспламенения топливо-воздушной смеси с использованием свечи зажигания; аккумуляторная батарея транспортного средства может обеспечивать эту пороговую величину.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 - схематический вид системы организации электропитания для транспортного средства.

Фиг. 2 - вид в перспективе аккумуляторной батареи транспортного средства.

Фиг. 3 - схематический вид, иллюстрирующий схему организации электропитания, которая включает в себя развязывающую цепь.

Фиг. 4 - схематический вид, иллюстрирующий еще один пример развязывающей цепи.

Фиг. 5 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая последовательность операций использования схемы организации электропитания, показанной на фиг. 1.

Фиг. 6 - еще один пример системы организации электропитания для транспортного средства.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Со ссылкой на фигуры, на которых одинаковые номера указывают идентичные части на всем протяжении нескольких видов, описана система 10 организации электропитания для транспортного средства 12. Система 10 включает в себя цепь 14 стартера (имеющую электрическую нагрузку Z_STARTER), одну или более дополнительных нагрузок Z_OTHER и генератор G, каждый из которых может быть присоединен к аккумуляторной батарее 16 транспортного средства 16. Аккумуляторная батарея 16 включает в себя схему 18 организации электропитания и многочисленные источники 20, 22, 24 питания, а система 10 дополнительно включает в себя компьютер 26, приспособленный поддерживать связь с цепью 18 и избирательно изолировать по меньшей мере один из источников (20-24) питания от части нагрузок транспортного средства (например, от Z_STARTER и/или от части Z_OTHER). Как будет пояснено ниже, эта избирательная изоляция может быть по меньшей мере частично основана на температуре в моторном отсеке и может содействовать стабилизации напряжения электропитания транспортного средства, тем временем, выдавая достаточное электропитание для событий зажигания в транспортном средстве (например, с использованием цепи 14 стартера).

Со ссылкой на фиг. 1, транспортное средство 12 может быть пассажирским легковым автомобилем или любым другим пригодным транспортным средством (например, грузовым автомобилем, транспортным средством для активного отдыха (SUV), жилым автофургоном, морским судном, летательным аппаратом, или тому подобным). Транспортное средство 12 может включать в себя двигатель внутреннего сгорания, электрический двигатель, гибридный двигатель, или тому подобное (не показаны). В по меньшей мере одном иллюстративном примере, транспортное средство 12 включает в себя двигатель внутреннего сгорания, выполненный с возможностью действовать в режиме автоматического пуска/останова. Например, когда, как описано ниже, компьютер 26 определяет, что состояние двигателя транспортного средства является включенным, его трансмиссия транспортного средства находится в положении переднего хода, и транспортное средство 12 неподвижно, тогда компьютер 26 может побуждать двигатель транспортного средства становиться временно неработающим (например, для прекращения операций сгорания), чтобы тем самым сберегать топливо или энергию. В качестве используемого в материалах настоящей заявки, это будет указываться ссылкой как событие зажигания при выключении холостого хода. Например, в тех случаях, когда транспортное средство 12 имеет автоматическую трансмиссию, может требоваться, чтобы тормозная педаль транспортного средства была нажата для такого события зажигания при выключении холостого хода; а когда транспортное средство 12 имеет ручную трансмиссию, может требоваться, чтобы были нажаты тормозная педаль и/или педаль сцепления. Конечно, эти являются всего лишь примерами; могут существовать другие пригодные критерии.

Подобным образом, что касается режима автоматического пуска/останова (и как также будет подробнее пояснено ниже), компьютер 26 может определять, что следует перезапустить двигатель транспортного средства, на основании одного или более критериев (например, выявления уменьшения силы, приложенной к тормозной педали транспортного средства и/или педали сцепления, выявления падения уровня напряжения на аккумуляторной батарее 16 транспортного средства (например, большего, чем на пороговое значение), и т. д.). Таким образом, событие зажигания при повторном включении холостого хода относится к побуждению компьютером 26 двигателя транспортного средства временно выходить из неработающего состояния, возобновляя сгорание или иное потребление топлива и вновь действуя во включенном состоянии двигателя. Таким образом системы автоматического пуска/останова и их рабочие режимы в целом известны; поэтому, здесь они подробнее описаны не будут. Более того, в целях этого изобретения, события зажигания при повторном включении холостого хода могут отличаться от обычных событий зажигания, какие обычные события зажигания типично основаны на приведении в действие пользователем транспортного средства, и которые типично происходят спустя более длительные периоды времени, когда состояние двигателя транспортного средства было выключенным (например, выключенным в течение часов, дней, недель, и т. д.). В противоположность, события зажигания при повторном включении холостого хода являются управляемыми компьютером событиями, которые следуют немедленно за событием зажигания с остановом холостого хода в течение предопределенного периода времени (например, обычно меньшего, чем 12 минут).

Как обсуждено выше, транспортное средство 12 может быть запрограммировано действовать в этом режиме с автоматическим пуском/остановом; однако, это не требуется. Существуют другие примеры транспортных средств, в которых транспортное средство 12 не действует в этом режиме; подобным образом, также существуют примеры транспортных средств с электрическим и гибридным электрическим приводом.

Цепь 14 стартера может быть любым пригодным устройством для перевода двигателя транспортного средства из выключенного состояния во включенное состояние. Это включает в себя обычные события зажигания, а также события зажигания при повторном включении холостого хода. Продолжая пример двигателя внутреннего сгорания, цепь 14 стартера может включать в себя катушку зажигания (не показана) и воспламенитель (не показан), который вырабатывает искру или нагревает электроды для воспламенения топливо-воздушной смеси. Цепи стартера в целом известны и здесь подробно описываться не будут. Вообще, приведение в действие цепи 14 стартера может приводить к относительно большой электрической нагрузке Z_STARTER (например, полному сопротивлению во время цикла или события зажигания) - например, отбору электрического тока от аккумуляторной батареи 16 транспортного средства через первую шину 28 питания. Как будет дополнительно пояснено ниже, может быть желательно изолировать по меньшей мере один из источников (20- 24) питания от этой нагрузки Z_STARTER, чтобы содействовать стабилизации напряжения (например, что касается питания, подаваемого на по меньшей мере некоторые из других нагрузок Z_OTHER транспортного средства). В качестве используемого в материалах настоящей заявки, стабилизация напряжения указывает ссылкой на минимизацию отклонения (ΔV) напряжения (например, провала или пика) относительно предопределенного номинального уровня напряжения (например, 12 вольт (В), 24В, и т. д.). Например, провал может быть основан на резком потреблении тока цепью 14 стартера, а выброс может быть результатом резкого прекращения потребления тока цепью 14 стартера от аккумуляторной батареи 16. В по меньшей мере одном примере, отклонение напряжения (ΔV) является меньшим, чем предопределенное пороговое значение отклонения напряжения относительно номинального уровня напряжения (например, +/- 10% от предопределенного номинального уровня напряжения; однако, это является всего лишь примером; другие предопределенные пороговые значения отклонения напряжения также существуют). Следует принимать во внимание, что отклонения напряжения, большие, чем это пороговое значение, могут отрицательно влиять на эксплуатационные качества другой электроники транспортного средства и/или могут быть нежелательными с точки зрения пользователя транспортного средства (например, так как пользователь может замечать временное ухудшение качества звукового сигнала и/или видеоданных, уменьшение силы света фар транспортного средства или внутреннего освещения, и тому подобное).

Нагрузка Z_OTHER транспортного средства относится к полному сопротивлению одного или более электронных устройств (не показаны), которые отбирают питание от аккумуляторной батареи 16 (например, через вторую шину 30 питания). В по меньшей мере одном примере, цепь 14 стартера не присоединена ко второй шине 30 питания непосредственно; однако, это не требуется. Неограничивающие примеры нагрузки Z_OTHER транспортного средства включают в себя полные сопротивления, связанные с: приборной панелью транспортного средства, информационно-развлекательной и/или развлекательной системой транспортного средства, противоугонной системой транспортного средства, системой управления микроклиматом транспортного средства, сиденьями с электрическим приводом транспортного средства и зеркалами с электрическим приводом, внутренним и наружным освещением транспортного средства, стеклоочистителями, оттаивателями ветрового стекла, охлаждающими вентиляторами двигателя и электродвигателями нагнетательного вентилятора, топливной системой транспортного средства, и тому подобным. В по меньшей мере одном примере, нагрузка Z_OTHER включает в себя нагрузки при выключенном зажигании - то есть, приемники электропитания, которые отбирают питание через вторую шину 30 питания, когда состояние двигателя транспортного средства является выключенным.

Генератор G может быть любым устройством, используемым для зарядки и/или подзарядки источников 20-24 питания транспортного средства совместно или по отдельности. Генератор G типично преобразует механическую подводимую мощность (например, вращение вала) в электрическую энергию (например, сигнал переменного тока (AC), который затем может выпрямляться, фильтроваться, и т. д.) и используется для зарядки электрического накопительного устройства (например, такого как источники 20-24 питания). Один из неограничивающих примеров генератора G включает в себя генератор переменного тока транспортного средства; однако, другие примеры генератора также возможны.

Со ссылкой на фиг. 1-4, аккумуляторная батарея 16 транспортного средства может включать в себя первый источник 20 питания, второй источник 22 питания, третий источник 24 питания и схему 18 организации электропитания, которая включает в себя развязывающую цепь 34 и схему 36 интерфейса связи. В качестве используемого в материалах настоящей заявки, источник питания включает в себя перезаряжаемое электрическое устройство накопления энергии Такие источники питания в целом известны и здесь подробнее описываться не будут. В по меньшей мере одном из примеров, первый источник 20 питания включает в себя один или более элементов литиевого типа (например, неограничивающие примеры включают в себя оксид лития, никеля, марганца и кобальта (NMC), фосфат лития и железа (LFP), и т. д.), второй источник 22 питания включает в себя один или более элементов свинцово-щелочного типа (например, PbA), и третий источник 24 питания включает в себя один или более элементов суперконденсатора (или, например, так называемых суперконденсаторных элементов). Однако, элементы литиевого типа, элементы свинцово-кислотного типа и элементы суперконденсаторного типа предназначены только для целей иллюстрации; возможны другие устройства и/или типы элементов. В по меньшей мере одном примере, элементы литиевого типа, элементы свинцово-кислотного типа и суперконденсаторные элементы все упакованы в ящике 38 аккумуляторной батареи транспортного средства размера H7 (например, ящике H7 с абсорбирующим стеклянным матом (AGM)) (также смотрите фиг. 2).

Фиг. 3 схематически иллюстрирует пример схемы 18 организации электропитания. Первый источник 20 питания показан присоединенным к генератору G и нагрузке Z_OTHER транспортного средства через вторую шину 30 питания и узел N1. Продолжая пример, упомянутый выше, первый источник 20 питания включает в себя одну или более схем 40 элемента литиевого типа, каждая имеет электрический элемент 42 и пару датчиков напряжения (например, верхний датчик 44 напряжения и нижний датчик 46 напряжения), присоединенных к противоположным концам соответственного элемента (например, 42). Переключатель 48 (и последовательный резистор 50) может быть присоединен параллельно с соответственным элементом (например, 42). Кроме того, затворный формирователь 52 может быть присоединен к затвору переключателя 48; и затворный формирователь 52 может быть присоединен через последовательный интерфейс периферийных устройств (SPI), соединение 54 SPI и схему 36 интерфейса связи. Предполагаются дополнительные схемы элемента; однако, только две схемы элемента показаны между узлом N1 и электрической землей GND в иллюстративных целях. Таким образом, следует принимать во внимание, что имеющееся в распоряжении напряжение первого источника 20 питания может определяться посредством суммирования напряжений каждого из элементов 42. Каждая схема 40 элемента может быть идентична и может действовать аналогично; таким образом, только одна будет описана.

В действии, генератор G заряжает элементы, и соответственная нагрузка (например, Z_OTHER и, как будет описано ниже, иногда Z_STARTER) отбирает питание из элементов 42. Квалифицированные специалисты будут принимать во внимание, что может быть желательно, чтобы каждый элемент 42 имел приблизительно одинаковое напряжение; поэтому, компьютер 26 управляет переключателями 48 для регулирования соответственных напряжений элемента. Отметим, что, когда затворный формирователь 52 приводится в действие компьютером 26 (например, через соответственные SPI и схему 36 интерфейса связи), соответственный переключатель 48 замыкается, и ток течет через резистор 50; а когда затворный формирователь 48 не приводится в действие компьютером 26, соответственный переключатель 48 разомкнут (например, ток не течет через резистор 50). Таким образом, например, компьютер 26 может принимать данные с датчиков 44, 46 и определять значение напряжения на каждом элементе 42. В тех случаях, когда значение напряжения элемента является слишком высоким (например, относительно других элементов), компьютер 26 может побуждать переключатель 48 замыкаться, тем самым, уменьшая действующее напряжение соответственного элемента 42. А когда напряжение элемента приближается к значению других элементов, компьютер 26 может побуждать переключатель 48 снова размыкаться. Таким образом, компьютер 26 может управлять одновременно одним или более переключателями 48, чтобы, тем самым, регулировать значения напряжений всех из соответственных элементов (например, таких как элемент 42).

Развязывающая цепь 34 также может быть присоединена к узлу N1. Цепь 34 включает в себя силовой переключатель 60 (например, здесь проиллюстрированный в виде мощного полевого МОП-транзистора (MOSFET), имеющего первую клемму 62, вторую клемму 64 и затвор 66 (который присоединен к затворному формирователю 68). Затворный формирователь 68 присоединен к интерфейсу локальной сети соединений (LIN), который, в свою очередь, присоединен к компьютеру 26 через соединение 70 LIN и схему 36 интерфейса связи. Развязывающая цепь 34 также может включать в себя диод 72, присоединенный к первой клемме 62 (и узлу N1), а также узлу N2 - например, скомпонованный, чтобы давать току возможность течь только из узла N2 в узел N1. В действии, когда компьютер 26 избирательно определяет, что следует приводить в действие затворный формирователь 68, тогда силовой переключатель 60 может действовать в первом или замкнутом положении, давая электропитанию транспортного средства возможность проходить между узлом N1 и узлом N2 (через переключатель 60) в любом направлении. Когда компьютер 26 не приводит в действие затворный формирователь 68, тогда силовой переключатель 60 может работать во втором или разомкнутом положении - например, не давая электропитанию транспортного средства проходить через переключатель 60 (однако, ток может обходить переключатель 60, тем самым, проходя через диод 72 из узла N2 в узел N1).

Фиг. 4 схематически иллюстрирует еще один пример развязывающей цепи (34'). Здесь, показано множество силовых переключателей 60', 60'', 60''', 60'''', 60''''', и т. д. (каждый присоединен соответственно к элементам 42', 42'', 42''', 42'''', 42''''', и т. д., первого источника питания). Каждый силовой переключатель 60', 60'', 60''', 60'''', 60''''', и т. д., может избирательно приводиться в действие компьютером 26, чтобы давать току возможность проходить из узла N1 в узел N2 через соответственно выбранные переключатели 60', 60'', 60''', 60'''', 60''''', и т. д. Таким образом, величина электропитания, выдаваемого во время события зажигания в транспортном средстве, может настраиваться, так чтобы только часть заряда первого источника питания использовалась во время события зажигания, как дополнительно описано ниже.

Вновь со ссылкой на фиг. 3, второй источник 22 питания может быть присоединен к узлу N2, а также к земле GND. В по меньшей мере одном примере, датчик 74 температуры аккумуляторной батареи может быть присоединен к компьютеру 26 через интерфейс LIN, соединение 76 LIN и схему 36 интерфейса связи; кроме того, датчик 74 может быть расположен на или возле второго источника 22 питания (например, в ящике 38). Как будет подробнее описано ниже, компьютер 26 может использовать данные датчика из датчика 74 для определения, следует ли приводить в действие силовой переключатель 60 развязывающей цепи 34. В других примерах, датчик 74 расположен где угодно в другом месте (например, в ящике 38 или даже где угодно в моторном отсеке).

Узел N2 присоединен к узлу N3 с помощью диода 78, который дает току возможность переходить из узла N2 в узел N3 по первой шине 28 питания. Кроме того, узел N3 присоединен к цепи 14 стартера и третьему источнику 24 питания (какой источник дополнительно присоединен к земле GND). Несмотря на то, что третий источник 24 питания может иметь иной химический состав (например, чем первый источник 20 питания), источник 24 проиллюстрирован в качестве имеющего некоторое количество схем элемента (например, каждая сконфигурирована аналогично схемам элемента 42). Так как они могут быть идентичными, схемы элемента и их работа в материалах настоящей заявки повторно описываться не будут. Подобным образом, третий источник 24 питания включает в себя SPI, так что он может быть присоединен к схеме 36 интерфейса связи через соединение 80 SPI.

На основании фигур и описания, приведенных выше, следует принимать во внимание, что, когда силовой переключатель 60 находится в замкнутом положении, источники 20, 22, 24 питания скомпонованы параллельно друг относительно друга. Кроме того, в замкнутом положении, первая и вторая шины 28, 30 также соединены.

В по меньшей мере проиллюстрированном примере (фиг. 3), схема 36 интерфейса связи включает в себя по меньшей мере один SPI (для присоединения к SPI первого и третьего источников 20, 24 питания), первую мостовую схему 82 (например, для преобразования данных SPI в данные LIN, и наоборот), соединение 84 LIN между мостовой схемой 82 и мультиплексором 86 LIN, приспособленным принимать многочисленные соединения LIN (например, такие как соединения 70, 76, 84), и вторую мостовую схему 88 (например, для превращения данных LIN в сетевые данные (например, для локальной сети контроллеров (CAN), или тому подобного). Таким образом, посредством использования технологий, описанных выше, и/или посредством использования аналогичных технологий связи, данные могут передаваться между компьютером 26 и схемой 18 организации электропитания аккумуляторной батареи 16 транспортного средства. Следует принимать во внимание, что компоненты SPI, LIN и/или CAN являются всего лишь примерами; взамен могут использоваться другие устройства, протоколы, и т. д.

Компьютер 26 может быть одиночным компьютером (или многочисленными вычислительными устройствами - например, совместно используемыми с другими системами и/или подсистемами транспортного средства). В по меньшей мере одном примере, компьютер 26 является модулем управления силовой передачей или кузовом (PCM или BCM); однако, таковые являются всего лишь примерами. Компьютер 26 может содержать процессор или схему 94 обработки, присоединенную к памяти 96. Например, процессор 94 может быть любым типом устройства, способного обрабатывать электронные команды, неограничивающие примеры включают в себя микропроцессор, микроконтроллер или контроллер, специализированную интегральную схему (ASIC), и т. д. - называя только некоторые. Вообще, компьютер 26 может быть запрограммирован выполнять хранимые в цифровом виде команды, которые могут храниться в памяти 96, которые дают компьютеру 26 возможность, среди прочего, электронным образом управлять приведением в действие силового переключателя 60 на основании состояния двигателя транспортного средства (например, включенного или выключенного) и данных датчика из датчика 74, среди прочего.

Память 96 может включать в себя неэфемерный используемый компьютером или машинно-читаемый носитель, который может включать в себя одно или более устройств или изделий для хранения. Примерные неэфемерные используемые компьютером запоминающие устройства включают в себя традиционные ОЗУ (RAM, оперативное запоминающее устройство), ПЗУ (ROM, постоянное запоминающее устройство), СППЗУ (EPROM, стираемое программируемое ПЗУ), ЭСППЗУ (EEPROM, электрически стираемое программируемое ПЗУ), а также любые другие энергозависимые или энергонезависимые носители. Энергонезависимые носители, например, включают в себя оптические или магнитные диски и другую постоянную память. Энергозависимые носители включают в себя динамическое оперативное запоминающее устройство (DRAM), которое типично составляет основную память. Обычные формы машинно-читаемых носителей, например, включают в себя дискету, гибкий диск, жесткий диск, магнитную ленту, любой другой магнитный носитель, CD-ROM (постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) на компакт-диске), DVD (цифровой многофункциональный диск), любой другой оптический носитель, перфокарты, бумажную ленту, любой другой физический носитель со схемами расположения отверстий, ОЗУ (оперативное запоминающее устройство, RAM), ППЗУ (программируемое ПЗУ, PROM), СППЗУ (стираемое программируемое ПЗУ, EPROM), флэш-память/ЭСППЗУ (FLASH-EEPROM (электрически стираемое программируемое ПЗУ)), любые другие микросхему или картридж памяти, или любой другой носитель, с которого компьютер может осуществлять считывание. Как обсуждено выше, память 96 может хранить один или более компьютерных программных продуктов, которые могут быть воплощены в виде программного обеспечения, зашитых программ, или тому подобного.

Далее, с обращением к фиг. 5, описана последовательность 500 операций вершин принятия решения блок-схемы для избирательного приведения в действие по меньшей мере одного из источников 20-24 питания по меньшей мере частично на основании температуры аккумуляторной батареи 16 транспортного средства. Как будет описано ниже, это может подразумеваться на основании данных датчика, принятых из датчика 74 (например, расположенного на или внутри ящика 38 аккумуляторной батареи). Последовательность 500 операций начинается вершиной 505 блок-схемы, на которой состояние двигателя является выключенным (например, полным выключением зажигания). В качестве используемого в материалах настоящей заявки, полное выключение зажигания означает, что двигатель находится в состоянии, где цикл зажигания не будет происходить до тех пор, пока не происходит приведение в действие транспортного средства (например, переключатель не повернут в замке зажигания, запуска без переключателя с использованием мобильного устройства или брелока для переключателей, запуска с нажимной кнопки, и т. д.); таким образом, полное выключение зажигания не включает в себя событие зажигания при выключении холостого хода во время режима автоматического пуска/останова (как описано выше).

На вершине 510 блок-схемы, которая следует за вершиной 505 блок-схемы, компьютер 26 может принимать одно или более указаний события зажигания, которое меняло бы состояние двигателя с выключенного на включенное. Указания события включения зажигания, например, могли бы включать в себя, определение приведения в действие переключателя зажигания транспортного средства (например, в замке зажигания), выявление открывания водительской двери транспортного средства, выявление пользователя транспортного средства, сидящего в водительском сиденье транспортного средства, застегивание пользователем транспортного средства пряжки водительского ремня безопасности и серьги ремня безопасности, прием беспроводного сообщения с карманного устройства (например, брелока для ключей, смартфона, или тому подобного), запрашивающего приведение в действие транспортного средства, и тому подобное. Другие указания событий включения зажигания также существуют; эти являются всего лишь примерами.

На вершине 515 блок-схемы, которая следует, компьютер 26 может определять, является ли температура аккумуляторной батареи меньшей, чем предопределенное пороговое значение (например, 10°C), с использованием данных датчика, принятых из датчика 74 (конечно, 10°C является всего лишь примером; другие пороговые значения могут использоваться взамен). Это пороговое значение является всего лишь примером; другие пороговые значения могут использоваться взамен. В качестве используемого в материалах настоящей заявки, когда температура является меньшей, чем пороговое значение, тогда компьютер определяет условие холодного запуска, и последовательность 500 операций переходит на вершину 525 блок-схемы. Однако, в качестве используемого в материалах настоящей заявки, когда температура является большей чем или равной пороговому значению, тогда компьютер 26 определяет условие горячего запуска, и последовательность 500 операций переходит на вершину 520 блок-схемы. Взамен могли бы использоваться другие температуры - например, включая температуру ящика 38, самого двигателя транспортного средства, моторного отсека, и т. д.

На вершине 520 блок-схемы, развязывающий переключатель 60 не приведен в действие. Как будет дополнительно описано ниже, перед становлением состояния двигателя выключенным (полным выключением зажигания), переключатель 60 мог быть заранее переведен в разомкнутое положение. Таким образом, на вершине 520 блок-схемы, положение переключателя 60 может оставаться неизменным (то есть, может сохраняться разомкнутое положение). В этом разомкнутом положении, цепи 14 стартера может быть дана возможность отбирать питание только из второго и третьего источников 22, 24 питания (например, первый источник 20 питания может быть электрически изолирован от цепи 14 стартера вследствие разомкнутого положения переключателя и полярности диода 72).

К тому же, на вершине 520 блок-схемы, в то время как цепь 14 стартера может отбирать питание из второго и третьего источников 22, 24 питания, нагрузка Z_OTHER может отбирать питание из первого и второго источников 20, 22 питания - например, из источника 20 питания и из источника 22 питания через диод 72. Здесь, следует принимать во внимание, что третий источник 24 питания электрически изолирован от нагрузки Z_OTHER благодаря разомкнутому положению переключателя 60. Вслед за вершиной 520 блок-схемы, последовательность операций переходит на вершину 530 блок-схемы.

На вершине 530 блок-схемы, состояние двигателя меняется на включенное (например, двигатель включается, и теперь происходит сгорание). Поскольку первый источник 20 питания изолирован от цепи 14 стартера, питание, которое выдается на нагрузку Z_OTHER, стабилизировано (например, оно может не меняться больше чем на отклонение напряжения (ΔV), обсужденное выше). Следовательно, информационно-развлекательные/развлекательные системы, системы управления микроклиматом, системы освещения, и т. д., транспортного средства могут работать надлежащим образом, и не вызывая чувства разочарования у пользователя(ей) транспортного средства. Конечно, это является всего лишь одним примером стабилизации напряжения; возможны другие примеры.

Вслед за вершиной 530 блок-схемы, двигатель транспортного средства может механически приводить в движение генератор G, который может начинать заряжать источники 20, 22 питания - но, например, не источник 24 питания (например, вследствие разомкнутого положения переключателя 60 и полярности диода 72). Однако, на вершине 535 блок-схемы (которая следует), компьютер 26 может определять, находится ли переключатель 60 в разомкнутом положении - и если это так, компьютер 26 может переводить переключатель 60 в замкнутое положение с помощью затворного формирователя 68. Как только переключатель 60 находится в замкнутом положении, генератор G может выдавать заряд во все источники 20, 22, 24 питания - в том числе, например, в источник 24 через клеммы 62, 64 переключателя 60 (например, тем самым, в обход диода 72).

Возвращаясь на вершину 515 блок-схемы (и как описано выше), последовательность 500 операций может взамен переходить на вершину 525 блок-схемы, на которой компьютер 26 определяет температуру аккумуляторной батареи меньшей, чем пороговое значение (условие холодного запуска). На вершине 525 блок-схемы, компьютер 26 переводит переключатель 60 в замкнутое положение перед циклом зажигания. Таким образом, цепь 14 стартера может отбирать питание из всех трех источников 20, 22, 24 питания одновременно. В таком случае, например, цепь 14 стартера будет присоединена прямо к источникам 22, 24 питания. А источник 20 питания будет способен выдавать ток в цепь 14 стартера через клеммы 62, 64, когда переключатель 50 замкнут.

Вслед за вершиной 525 блок-схемы, последовательность операций также переходит на вершины 530 и 535 блок-схемы (как описано выше). Таким образом, на вершине 530 блок-схемы, состояние двигателя меняется на включенное (например, начинает происходить сгорание). В некоторых обстоятельствах, во время цикла зажигания, значение отклонения напряжения (ΔV) может превышать предельные значения, обсужденные выше; однако, компьютер 26 фактически определяет, что необходимость так называемых ампер холодного проворачивания коленчатого вала имеет большую важность в таких обстоятельствах, чем стабилизация напряжения. И согласно этой ветви, компьютер 26 будет определять, на вершине 535 блок-схемы, что переключатель 60 уже находится в замкнутом положении (вследствие выполнения вершины 525 блок-схемы); таким образом, никаких дополнительных действий на вершине 535 блок-схемы предприниматься не будет. После этого, последовательность операций продолжается вершиной 540 блок-схемы.

На вершине 540 блок-схемы, компьютер 26 определяет, принял ли он указание события зажигания при выключении холостого хода. Если компьютер 26 принимает указание события зажигания при выключении холостого хода, последовательность операций переходит на вершину 545 блок-схемы; иначе, последовательность 500 операций возвращается к началу цикла и повторяет вершины 530-540 блок-схемы.

Вершины 545-575 блок-схемы относятся к эксплуатации транспортного средства 12 в режиме автоматического пуска/останова. Например, на вершине 545 блок-схемы - приняв указание события зажигания при выключении холостого хода - компьютер 26 вновь переводит переключатель 60 в разомкнутое положение. На вершине 550 блок-схемы, которая следует, компьютер 26 может выполнять событие зажигания при выключении холостого хода; например, состоянием двигателя является выключенный холостой ход, и сгорание не происходит. Однако, другие системы транспортного средства могут быть действующими (например, информационно-развлекательная система транспортного средства, фары, система управления микроклиматом, и т. д.). Таким образом, транспортное средство 12 не полностью выключено, выключено только временно (например, для сбережения топлива или энергии).

На вершине 555 блок-схемы, которая следует, компьютер 26 принимает указание события зажигания при повторном включении холостого хода. Примеры такого указания обсуждались выше.

Вслед за вершиной 555 блок-схемы, последовательность 500 операций переходит на вершину 560 блок-схемы, на которой компьютер 26 может повторно определять, является ли температура аккумуляторной батареи меньшей, чем предопределенное пороговое значение (обсуждено выше; смотрите вершину 515 блок-схемы). В по меньшей мере некоторых примерах двигателя внутреннего сгорания, когда состояние двигателя транспортного средство было включенным в течение короткого времени, и/или транспортное средство 12 подвергается предельным температурам окружающей среды, температура аккумуляторной батареи может быть ниже порогового значения. Если температура является меньшей, чем пороговое значение, последовательность 500 операций переходит на вершину 565 блок-схемы, а если температура является большей чем или равной пороговому значению, последовательность операций переходит на вершину 570 блок-схемы.

Вершина 565 блок-схемы может быть аналогична или идентична вершине 525 блок-схемы; поэтому, она здесь не будет описана полностью. Вкратце, на вершине 565 блок-схемы, компьютер 26 переводит переключатель 60 в замкнутое положение по причинам, аналогичным описанным выше.

Вершина 570 блок-схемы может быть аналогична или идентична вершине 520 блок-схемы; поэтому, она здесь не будет описана полностью. Вкратце, на вершине 570 блок-схемы, компьютер 26 поддерживает переключатель 60 в разомкнутом положении. Вслед за вершиной 565 блок-схемы или вершиной 570 блок-схемы, последовательность операций переходит на вершину 575 блок-схемы, при этом, состояние двигателя вновь включается (например, также смотрите вершину 530 блок-схемы). Использует ли цепь 14 стартера источник 20 питания во время цикла зажигания, будет зависеть от того, находился ли переключатель 50 в разомкнутом или замкнутом положении - причины для которого аналогичны описанным выше.

Вершина 580 блок-схемы следует за вершиной 575 блок-схемы. А вершина 580 блок-схемы может быть аналогична или идентична вершине 535 блок-схемы; поэтому, она здесь повторно описана не будет. Вслед за вершиной 580 блок-схемы, последовательность 500 операций может переходить на вершину 585 блок-схемы или возвращаться к началу цикла на вершину 540 блок-схемы и повторять по меньшей мере некоторые из предыдущих вершин блок-схемы. То есть, последовательность 500 операций может продолжаться на протяжении одного или более событий зажигания перед окончательным переходом на вершину 585 блок-схемы.

На вершине 585 блок-схемы, компьютер 26 принимает указание события выключения зажигания, при котором транспортное средство 12 полностью выключается. Неограничивающие примеры этого указания (которые могут использоваться порознь или в комбинации друг с другом) включают в себя: установку трансмиссии в положение стоянки, прибытие транспортного средства 12 в предопределенный пункт назначения по GPS, поворачивание переключателя в замке зажигания, приведение в действие пользователем выключателя зажигания с нажимной кнопкой, истощение запасов топлива транспортного средства 12, и тому подобное.

На основании приема указания на вершине 585 блок-схемы согласно вершине 590 блок-схемы, которая следует, компьютер 26 может подготавливаться к возможному долгосрочному выключению, вновь переводя переключатель 60 в разомкнутое положение. В зависимости от характера указания, срабатывание может происходить до полного выключения двигателя или вскоре после него. С переключателем в разомкнутом положении, нагрузки транспортного средства при выключенном зажигании (например, нагрузка Z_OTHER) могут потреблять ток только из первого и второго источников 20, 22 питания, но не из источника 24 питания (как описано выше). Таким образом, в примере, описанном выше, элементы суперконденсатора источника 24, которые иначе могут быстро истощаться в сценариях с выключенным зажиганием, могут электрически изолироваться от нагрузок транспортного средства (Z_OTHER), которые истощали бы их. Следовательно, элементы суперконденсатора источника 24 могут находиться ближе к полному заряду во время следующего события зажигания, которое могло бы быть относительно отдаленным (например, долгосрочные сценарии с выключенным зажиганием существуют днями, неделями или даже месяцами). Это может быть особенно желательно, поскольку суперконденсаторы в частности пригодны для быстрой разрядки, необходимой в последовательности зажигания; таким образом, наличие их в распоряжении на максимальном уровне напряжения содействует надежности запуска зажигания. Вслед за вершиной 590 блок-схемы, последовательность 500 операций может возвращаться к началу цикла на вершину 505 блок-схемы. Таким образом, последовательность 500 операций может повторяться снова.

Другие примеры системы организации электропитания также возможны. Например, три источника 20-24 питания были описаны выше; однако, в других примерах, четыре или более типов источников питания могут использоваться взамен. В еще одном примере, схема 18 организации электропитания могла бы быть выполнена так, чтобы источники 22, 24 питания были оба изолированы от нагрузки Z_OTHER во время сценариев с выключенным двигателем (например, вместо только источника 24 питания).

Кроме того, существуют другие примеры системы (10') организации электропитания. Например, как показано на фиг. 6, аккумуляторная батарея 16' могла бы включать в себя компьютер 26'. Например, аккумуляторная батарея 16' могла бы включать в себя один или более процессоров и память, запрограммированные выполнять по меньшей мере некоторые вершины блок-схемы из последовательности 500 операций.

Таким образом, была описана система организации электропитания для транспортного средства. Система включает в себя компьютер, который поддерживает связь с аккумуляторной батарей транспортного средства, имеющей многочисленные источники питания и развязывающую цепь. Компьютер запрограммирован управлять, среди прочего, развязывающей цепью, чтобы тем самым управлять тем, какие из многочисленных источников питания присоединены к цепи стартера во время события зажигания. В одном из примеров, компьютер принимает это решение по меньшей мере частично на основании данных температуры, связанных с аккумуляторной батареей транспортного средства.

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 SYN®, 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.

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++, Visual Basic, Java Script, Perl, 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, машинно-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 машинно-читаемых носителей.

Машинно-читаемый носитель (также указываемый ссылкой как читаемый процессором носитель) 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 компьютера. Обычные формы машинно-читаемых носителей, например, включают в себя дискету, гибкий диск, жесткий диск, магнитную ленту, любой другой магнитный носитель, CD-ROM (постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) на компакт-диске), DVD (цифровой многофункциональный диск), любой другой оптический носитель, перфокарты, бумажную ленту, любой другой физический носитель со схемами расположения отверстий, ОЗУ (оперативное запоминающее устройство, RAM), ППЗУ (программируемое ПЗУ, PROM), СППЗУ (стираемое программируемое ПЗУ, EPROM), флэш-память/ЭСППЗУ (FLASH-EEPROM (электрически стираемое программируемое ПЗУ)), 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 машинно-читаемых команд (например, программного обеспечения) на одном или более вычислительных устройств (например, серверов, персональных компьютеров, и т. д.), хранимых на машинно-читаемых носителях, связанных с ними (например, дисках, устройствах памяти, и т. д.). Компьютерный программный продукт может содержать такие команды, хранимые на машинно-читаемых носителях, для выполнения функций, описанных в материалах настоящей заявки.

Процессор реализован с помощью схем, микросхем или другого электронного компонента и может включать в себя один или более микроконтроллеров, одну или более программируемых пользователем вентильных матриц (FPGA), одну или более специализированных интегральных схем (ASIC), один или более цифровых сигнальных процессоров (ЦСП, DSP), одну или более интегральных схем, и т. д. Процессор может принимать данные с датчиков и определять, по данным, что предполагается, что должен делать процессор. Процессор может быть запрограммирован обрабатывать данные датчика. Обработка данных может включать в себя обработку видеотрансляции или другого потока данных, захваченного датчиками, чтобы определять полосу движения проезжей части дороги базового транспортного средства и присутствие каких-нибудь целевых транспортных средств. Как описано ниже, процессор дает компонентам транспортного средства команду приводиться в действие в соответствии с данными датчика. Процессор может быть включен в контроллер, например, контроллер автономного режима.

Память (или устройство хранения данных) реализована с помощью схем, микросхем или других электронных компонентов и может включать в себя одно или более из постоянного запоминающего устройства (ПЗУ, ROM), оперативного запоминающего устройства (ОЗУ, RAM), флэш-памяти, электрически программируемого постоянного запоминающего устройства (ЭППЗУ, EPROM), электрически стираемого программируемого постоянного запоминающего устройства (ЭСППЗУ, EEPROM), встроенной мультимедийной карты (eMMC), жесткого диска или любого энергозависимого или энергонезависимого носителя, и т. д. Память может хранить данные, собранные с датчиков.

Изобретение было описано иллюстративным образом, и должно быть понятно, что терминология, которая была использована, подразумевается свойственной по характеру формулировок скорее описанию, нежели ограничению. Многие модификации и варианты настоящего изобретения возможны в свете вышеприведенных доктрин, и изобретение может быть осуществлено на практике иначе, чем как конкретно описано.

Реферат

Предложены компьютеры для транспортного средства. Компьютер (26) содержит процессор и память. Компьютер (26) выполнен с возможностью принимать данные датчика температуры. С использованием данных датчика температуры определяют, является ли температура меньшей, чем пороговое значение. Когда температура не является меньшей, чем пороговое значение, изолируют от стартера (14) во время события зажигания в транспортном средстве (12) первый из множества источников питания (20, 22, 24) в аккумуляторной батарее (16) транспортного средства (12). Подают через другой источник питания питание на стартер (14). При этом упомянутый первый источник питания содержит элементы литиевого типа. Достигается экономия электроэнергии. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 6 ил.

Формула