DE102017116418A1

DE102017116418A1 - Elektrifiziertes fahrzeug, bei dem der benutzer das akkuladeprofil im fahrzeug einstellen kann

Info

Publication number: DE102017116418A1
Application number: DE102017116418.9A
Authority: DE
Inventors: Jordan Mazaira; Bryan Michael Bolger; Christopher Adam Ochocinski; Angel Fernando Porras
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-07-22
Filing date: 2017-07-20
Publication date: 2018-01-25
Also published as: US10336207B2; US20180022228A1; CN107738584B; CN107738584A

Abstract

Ein System gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst unter anderem ein elektrifiziertes Fahrzeug mit einem Akkusatz, einer Mensch-Maschine-Schnittstelle, die dazu ausgestaltet ist, Eingaben zur Einstellung eines Ladeprofils zu empfangen, und einer Steuerung. Das System umfasst ferner ein Akkusystem, das dazu ausgestaltet ist, selektiv den Akkusatz als Reaktion auf eine Anweisung von der Steuerung zu laden. Außerdem ist die Steuerung dazu ausgestaltet, das Akkusystem anzuweisen, den Akkusatz in Übereinstimmung mit dem Ladeprofil zu laden.

Description

STAND DER TECHNIK
Diese Offenbarung betrifft ein elektrifiziertes Fahrzeug mit einem selektiv ladbaren Akkusatz. Das elektrifizierte Fahrzeug umfasst eine Mensch-Maschine-Schnittstelle, die es einem Benutzer ermöglicht ein Akkuladeprofil im Fahrzeug einzustellen.
Der Bedarf, Treibstoffkonsum und Emissionen von Kraftfahrzeugen zu senken, ist wohlbekannt. Deshalb werden Fahrzeuge entwickelt, welche die Abhängigkeit von Verbrennungsmotoren reduzieren oder vollständig eliminieren. Elektrifizierte Fahrzeuge sind eine Art Fahrzeug, die derzeit zu diesem Zweck entwickelt wird. Allgemein unterscheiden sich elektrifizierte Fahrzeuge von herkömmlichen Kraftfahrzeugen, weil sie selektiv von einer oder mehreren akkubetriebenen elektrischen Maschinen angetrieben werden. Herkömmliche Kraftfahrzeuge sind dagegen in Bezug auf den Antrieb des Fahrzeugs ausschließlich von einem Verbrennungsmotor abhängig.
Ein Hochspannungsakkusatz treibt typischerweise die elektrischen Maschinen und andere elektrische Verbraucher des elektrifizierten Fahrzeugs an. Der Akkusatz umfasst eine Vielzahl von Akkuzellen, die in periodischen Abständen geladen werden müssen, um die zur Versorgung dieser Verbraucher notwendige Energie aufzufüllen. Viele Kunden elektrifizierter Fahrzeuge wünschen sich Systeme, die in der Lage sind, den Akkusatz schnell, effizient und kostengünstig zu laden. Manche bekannte Systeme laden den Akkusatz, indem sie Energie von einem Stromnetz beziehen. Um Energiekosten zu senken, laden manche dieser Systeme den Akkusatz nur, wenn Elektrizität relativ preiswert ist, zum Beispiel nachts oder zu anderen Tageszeiten mit geringer Belastung.
KURZFASSUNG
Die Offenbarung betrifft ein elektrifiziertes Fahrzeug mit einem selektiv ladbaren Akkusatz. Das elektrifizierte Fahrzeug umfasst eine Mensch-Maschine-Schnittstelle, die es einem Benutzer ermöglicht, im Fahrzeug ein Akkuladeprofil einzustellen.
Ein elektrifiziertes Fahrzeug gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst unter anderem ein Akkusatz, eine Mensch-Maschine-Schnittstelle, die dazu ausgestaltet ist, Eingaben zur Einstellung eines Ladeprofils zu empfangen, und eine Steuerung. Das elektrifizierte Fahrzeug umfasst ferner ein Akkusystem, das dazu ausgestaltet ist, selektiv das Akkusatz als Reaktion auf eine Anweisung von der Steuerung zu laden. Außerdem ist die Steuerung dazu ausgestaltet, das Akkusystem anzuweisen, um der Akkusatz in Übereinstimmung mit dem Ladeprofil zu laden.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform des elektrifizierten Fahrzeugs ist die Mensch-Maschine-Schnittstelle dazu ausgestaltet, Eingaben zu empfangen, die das Ladeprofil basierend auf mindestens einer Ladezeitpräferenz einstellen.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorangehenden elektrifizierten Fahrzeuge ist die Mensch-Maschine-Schnittstelle dazu ausgestaltet, Eingaben zu empfangen, welche die Ladeprofile basierend auf einer Elektrizitätskostenpräferenz und der Ladezeitpräferenz einstellen.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorangehenden elektrifizierten Fahrzeuge umfasst die Mensch-Maschine-Schnittstelle mindestens eine Gruppe Ladefenster. Die mindestens eine Gruppe Ladefenster umfasst eine Vielzahl von Zellen, die in Spalten und Zeilen angeordnet sind. Die Spalten entsprechen den Ladezeiten und die Zeilen entsprechen den Elektrizitätskosten.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorangehenden elektrifizierten Fahrzeuge umfassen die Eingaben zur Einstellung des Ladeprofils eine Auswahl mindestens einer Zelle, die einer gewünschten Ladezeit und gewünschten Elektrizitätskosten entspricht.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorangehenden elektrifizierten Fahrzeuge ist die Mensch-Maschine-Schnittstelle dazu ausgestaltet, eine Eingabe des Fahrzeugstandorts zu empfangen.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorangehenden elektrifizierten Fahrzeuge umfasst das ein globales Positionssystem (GPS). Die Steuereinheit weist das Akkusystem dazu an, den Akkusatz basierend auf einem dem Fahrzeugstandort, der durch vom GPS bereitgestellte Informationen ermittelt wird, zugehörigen Ladeprofil zu laden.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorangehenden elektrifizierten Fahrzeuge zeigt die Mensch-Maschine-Schnittstelle Echtzeit-Ladeinformationen an.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorangehenden elektrifizierten Fahrzeuge ist das Akkusystem elektrisch an ein Stromnetz gekoppelt.
Ein Verfahren nach einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst unter Anderem das Einstellen eines Ladeprofils mithilfe einer Mensch-Maschine-Schnittstelle eines elektrifizierten Fahrzeugs, und das Laden eines Akkusatzes basierend auf dem Ladeprofil.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform des vorangehenden Verfahrens umfasst der Schritt des Einstellens des Ladeprofils das Einstellen des Ladeprofils basierend auf mindestens einer Ladezeitpräferenz.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorangehenden Verfahren umfasst der Schritt des Einstellens des Ladeprofils das Einstellen des Ladeprofils basierend auf einer Elektrizitätskostenpräferenz und der Ladezeitpräferenz.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorangehenden Verfahren umfasst die Mensch-Maschine-Schnittstelle mindestens eine Gruppe Ladefenster. Die mindestens eine Gruppe Ladefenster umfasst eine Vielzahl Spalten und Zeilen. Die Spalten entsprechen den Ladezeiten und die Zeilen entsprechen den Elektrizitätskosten.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorangehenden Verfahren umfasst der Schritt des Einstellens des Ladeprofils das Auswählen mindestens einer Zelle, indem die mindestens eine Zelle auf einem Touchscreen angeklickt wird.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorangehenden Verfahren umfasst der Schritt des Einstellens des Ladeprofils das Auswählen einer Vielzahl von Zellen, indem eine Zelle auf einem Touchscreen angeklickt und gezogen wird, um zusätzliche Zellen auszuwählen.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorangehenden Verfahren umfasst das Verfahren ferner das Anzeigen von Echtzeit-Ladeinformationen im Fahrzeug mithilfe der Mensch-Maschine-Schnittstelle.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 veranschaulicht schematisch einen Antriebsstrang eines elektrifizierten Fahrzeugs.
2 zeigt ein elektrifiziertes Fahrzeug mit dem Antriebsstrang aus 1, das sich in einer Ladeposition relativ zu einem Akkusystem befindet.
3 stellt eine beispielhafte Fahrkabine dar und zeigt insbesondere eine beispielhafte Mensch-Maschine-Schnittstelle.
4 stellt eine beispielhafte Anzeige-Anordnung der Mensch-Maschine-Schnittstelle dar.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das einen ersten Aspekt eines Verfahrens dieser Offenbarung darstellt.
6A stellt die beispielhafte Mensch-Maschine-Schnittstelle dar, wenn der Benutzer einen „Bevorzugt“-Wert-Lademodus einstellt. In 6A hat der Benutzer eine erste Zelle ausgewählt.
6B stellt die beispielhafte Mensch-Maschine-Schnittstelle dar, wenn der Benutzer einen „Bevorzugt“-Wert-Lademodus einstellt. In 6B hat der Benutzer seine Hand zu einer zweiten Zelle gezogen.
6C stellt die beispielhafte Mensch-Maschine-Schnittstelle dar, wenn der Benutzer einen „Bevorzugt“-Wert-Lademodus einstellt. In 6C hat der Benutzer seine Hand zu einer vierten Zelle gezogen und zwei zusätzliche Zellen ausgewählt.
7A stellt die beispielhafte Mensch-Maschine-Schnittstelle dar, wenn der Benutzer einen „Auswählen“-Wert-Lademodus einstellt. In 7A hat der Benutzer eine erste Zelle ausgewählt.
7B stellt die beispielhafte Mensch-Maschine-Schnittstelle dar, wenn der Benutzer einen „Auswählen“-Wert-Lademodus einstellt. In 7B hat der Benutzer seine Hand zu einer zweiten Zelle gezogen.
7C stellt die beispielhafte Mensch-Maschine-Schnittstelle dar, wenn der Benutzer einen „Auswählen“-Wert-Lademodus einstellt. In 7C hat der Benutzer seine Hand zu einer dritten Zelle gezogen und eine zusätzliche Zelle ausgewählt.
8 ist ein Ablaufdiagramm, das einen zweiten Aspekt eines Verfahrens dieser Offenbarung darstellt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Diese Offenbarung betrifft ein elektrifiziertes Fahrzeug mit einem selektiv ladbaren Akkusatz. Das elektrifizierte Fahrzeug umfasst eine Mensch-Maschine-Schnittstelle, die es dem Benutzer ermöglicht ein Akkusatzladeprofil im Fahrzeug einzustellen. Ist das Ladeprofil eingestellt, wird der Akkusatz in Übereinstimmung mit dem Ladeprofil geladen, was Energiekosten reduziert. Es dem Benutzer zu ermöglichen, das Ladeprofil mithilfe der Mensch-Maschine-Schnittstelle einzustellen, nutzt die intuitiven, vertrauten Bedienelemente der Mensch-Maschine-Schnittstelle. Außerdem stellt die Mensch-Maschine-Schnittstelle Echtzeit-Ladeinformationen bereit, was beim Benutzer Unklarheit darüber mindert, warum das Fahrzeug zu einer bestimmten Zeit lädt.
1 veranschaulicht schematisch einen Antriebsstrang 10 eines elektrifizierten Fahrzeugs 12. Obwohl es als batterieelektrisches Fahrzeug (BEV) abgebildet ist, versteht es sich, dass die hierin beschrieben Konzepte nicht auf BEVs beschränkt sind und auf andere elektrifizierte Fahrzeuge ausgedehnt werden könnten, einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein, Plug-in-Hybridfahrzeuge (PHEVs). Deshalb könnte, obwohl dies in dieser Ausführungsform nicht gezeigt ist, das elektrifizierte Fahrzeug 12 mit einem Verbrennungsmotor ausgerüstet sein, der entweder allein oder in Kombination mit anderen Energiequellen eingesetzt werden kann, um das elektrifizierte Fahrzeug 12 anzutreiben.
In einer nicht einschränkenden Ausführungsform ist das elektrifizierte Fahrzeug 12 ein vollelektrisches Fahrzeug, dass allein durch elektrische Energie angetrieben wird, wie zum Beispiel einer elektrischen Maschine 14, ohne jegliche Hilfe eines Verbrennungsmotors. Die elektrische Maschine 14 kann als ein elektrisches Motor, ein elektrischer Generator oder beides betrieben werden. Die elektrische Maschine 14 empfängt elektrischen Strom und stellt eine Rotationsabgabeleistung bereit. Die elektrische Maschine 14 kann zur Anpassung des Ausgangsdrehmoments und der Geschwindigkeit der elektrischen Maschine 14 durch ein im Voraus bestimmtes Getriebeverhältnisses mit einem Getriebekasten 16 verbunden sein. Der Getriebekasten 16 ist durch eine Ausgangswelle 20 mit einem Satz Fahrreifen 18 verbunden. Ein Hochspannungsbus 22 verbindet die elektrische Maschine 14 mit einem Akkusatz 24 durch einen Wechselrichter 26. Die elektrische Maschine 14, der Getriebekasten 16 und der Wechselrichter 26 können zusammen als das Getriebe 28 bezeichnet werden.
Der Akkusatz 24 ist eine beispielhafte elektrifizierte Fahrzeugbatterie. Beim Akkusatz 24 kann es sich um einen Hochspannungstraktionsbatteriesatz handeln, der eine Vielzahl von Akku-Anordnungen 25 umfasst (d. h. Batteriereihen oder Gruppierungen von Akkuzellen), die dazu in der Lage sind, elektrischen Strom auszugeben, um die elektrische Maschine 14 und/oder andere elektrische Verbraucher des elektrifizierten Fahrzeugs 12 zu betreiben. Andere Arten von Energiespeichervorrichtungen und/oder Ausgabevorrichtungen können ebenfalls benutzt werden, um das elektrifizierte Fahrzeug 12 mit elektrischem Strom zu versorgen.
Das elektrifizierte Fahrzeug 12 kann auch ein Ladesystem 30 zum periodischen Laden der Energiespeichervorrichtungen (z. B. Akkuzellen) des Akkusatzes 24 umfassen. Das Ladesystem 30 kann mit einer externen Energiequelle verbunden sein, wie zum Beispiel einem Stromnetzanschluss 48 (2), zur Aufnahme und Verteilung von Energie an die Energiespeichervorrichtung. Beispielsweise umfasst in einer nicht einschränkenden Ausführungsform das Ladesystem 30 einen Ladeanschluss 32, der sich an Bord des elektrifizierten Fahrzeugs 12 befindet. Der Ladeanschluss 32 ist dazu ausgestaltet, selektiv Energie von einer externen Energiequelle aufzunehmen, wie zum Beispiel von einem Netzkabel, das mit der externen Energiequelle verbunden ist, und die Energie dann an den Akkusatz 24 zum Laden der Energiespeichervorrichtungen zu verteilen.
Das Ladesystem 30 kann auch mit Leistungselektronik ausgestattet sein, die dazu benutzt wird, Wechselstrom, der von der externen Energiequelle eingeht, in Gleichstrom umzuwandeln, um die Energiespeichervorrichtungen des Akkusatzes 24 zu laden. Das Ladesystem 30 kann auch eine oder mehrere herkömmliche Spannungsquellen von der externen Energieversorgung aufnehmen (z. B. 110 Volt, 220 Volt usw.).
Der in 1 gezeigte Antriebsstrang 10 ist höchst schematisch und soll diese Offenbarung nicht einschränken. Verschiedene zusätzliche Komponenten könnten innerhalb des Umfangs dieser Offenbarung alternativ oder zusätzlich vom Antriebsstrang 10 eingesetzt werden.
2 bildet das elektrifizierte Fahrzeug 12 aus 1 schematisch in einer Ladeposition neben einem Gebäude 34 ab. Das Gebäude 34 könnte ein Wohngebäude, ein Geschäftsgebäude, eine Parkgarage, eine Garage oder ein anderes beliebiges Gebäude sein.
In einer nicht einschränkenden Ausführungsform ist das Gebäude 34 eine Garage, die sich beim Heim des Besitzers/Betreibers des elektrifizierten Fahrzeugs 12 befindet. Es versteht sich, dass die verschiedenen Komponenten in 2 schematisch gezeigt werden, um die Merkmale dieser Offenbarung besser zu veranschaulichen und nicht notwendigerweise maßstabsgerecht wiedergegeben sind.
Ein Akkusystem 36 zum Laden des Akkusystems 24 des elektrifizierten Fahrzeugs 12 kann an einer Oberfläche 38 angebracht sein, wie zum Beispiel einer Wand oder einem Boden, des Gebäudes 34. Das Akkusystem 36 kann durch ein erstes Stromkabel 42 elektrisch an eine Steckdose 40 gekoppelt sein. Ein zweites Stromkabel 44 verläuft zwischen dem Akkusystem 36 und dem Ladeanschluss 32 des elektrifizierten Fahrzeugs 12. Ein Fahrzeugkoppler 46 des zweiten Stromkabels 44 ist an den Ladeanschluss 32 gekoppelt, um zu ermöglichen, dass Energie von dem Akkusystem 36 an das elektrifizierte Fahrzeug 12 übertragen wird, und insbesondere an den Akkusatz 24 des elektrifizierten Fahrzeugs 12.
Eine Stromnetzquelle 48 kann das Akkusystem 36 mit Energie versorgen, wenn das erste Stromkabel 42 an die Steckdose 40 angeschlossen wird. In einer nicht einschränkenden Ausführungsform ist die Stromnetzquelle 48 eine Wechselstromquelle, die das Akkusystem 36 mit entweder 110 Volt oder 220 Volt Leistung versorgt. Die dem Akkusystem 36 zugeführte Energie kann darin gespeichert werden und dann selektiv dazu benutzt werden, den Akkusatz 24 des elektrifizierten Fahrzeugs 12 zu laden. Dementsprechend kann das Akkusystem 36 dazu benutzt werden, den Akkusatz 24 des elektrifizierten Fahrzeugs 12 zu laden, selbst wenn keine Energie von der Stromnetzquelle 48 zur Verfügung steht. Während 2 eine beispielhafte Akkusystem-Anordnung darstellt, ist diese Offenbarung nicht auf eine bestimmte Anordnung von 2 beschränkt.
Unter weiterer Bezugnahme auf 1 umfasst das elektrifizierte Fahrzeug 12 eine Steuerung 50 zur Überwachung und/oder Steuerung verschiedener Aspekte des dem elektrifizierten Fahrzeug 12 zugehörigen Antriebsstrangs 10. Die Steuerung 50 kann beispielsweise mit dem Akkusatz 24, dem Ladesystem 30 und dem Ladeanschluss 32 kommunizieren. Die Steuerung 50 kann auch mit verschiedenen anderen Fahrzeugkomponenten kommunizieren und verschiedene andere Fahrzeugbedingungen überwachen. Die Steuerung 50 umfasst Elektronik, Software oder beides, um die für das Betreiben des elektrifizierten Fahrzeugs 12 notwendigen Steuerfunktionen auszuüben.
In einer nicht einschränkenden Ausführungsform ist die Steuerung 50 eine Kombination aus Fahrzeugsystemsteuerung und Antriebsstrangsteuermodul (VSC/PCM). Obwohl sie als eine einzelne Vorrichtung abgebildet ist, kann die Steuerung 50 mehrere Steuerungen in Form mehrerer Hardwarevorrichtungen umfassen, oder mehrere Softwaresteuerungen mit einer oder mehreren Hardwarevorrichtungen. Ein Controller Area Network 52 (CAN) ermöglicht es der Steuerung 50, mit den verschiedenen Komponenten des elektrifizierten Fahrzeugs 12 sowie mit dem Akkusystem 36 zu kommunizieren. Beispielsweise ist die Steuerung 50 dazu ausgestaltet, Anweisungen entweder direkt oder indirekt dem Akkusystem 36 zum Laden des Akkusatzes 24 in Übereinstimmung mit einem bestimmten Ladeprofil bereitzustellen.
Das elektrifizierte Fahrzeug 12 umfasst auch eine Mensch-Maschine-Schnittstelle 54. In einem Beispiel wird die Mensch-Maschine-Schnittstelle 54 in einer Fahrzeugkabine 56 (3) bereitgestellt, und ein Benutzer kann vom Innenraum des elektrifizierten Fahrzeugs 12 auf sie zugreifen. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle 54 ist eine interaktive Anzeige, wie in diesem Beispiel eine grafische Benutzeroberfläche (GBO). In einem bestimmten Beispiel umfasst die Mensch-Maschine-Schnittstelle 54 einen Touchscreen, der dazu ausgestaltet ist, dem Benutzer gegenüber Informationen anzuzeigen und es dem Benutzer zu ermöglichen, Eingaben bereitzustellen.
Die Steuerung 50 steht in Kommunikation mit der Mensch-Maschine-Schnittstelle 54. Die Eingaben, die der Benutzer der Mensch-Maschine-Schnittstelle 54 bereitstellt, werden von der Steuerung 50 interpretiert, die dann Vorgänge gemäß den Eingaben ausführt. Eine beispielhafte Mensch-Maschine-Schnittstelle 54 wird zumindest teilweise von dem SYNC^® System bereitgestellt, das von der Ford Motor Company im Handel angeboten wird.
3 zeigt eine beispielhafte Fahrzeugkabine 56 und insbesondere ein In-Vehicle-Infotainment-(IVI)-System 57. Das In-Vehicle-Infotainment-System 57 umfasst die Mensch-Maschine-Schnittstelle 54. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle 54 umfasst einen Touchscreen 58, der dazu ausgestaltet ist, einem Benutzer gegenüber Informationen anzuzeigen und es dem Benutzer zu ermöglichen, Eingaben bereitzustellen, indem er den Touchscreen 58 berührt. Während der Touchscreen 58 hierin abgebildet und beschrieben wird, ist diese Offenbarung nicht auf Touchscreens beschränkt und kann auf andere Mensch-Maschine-Schnittstellenarten ausgedehnt werden.
In dieser Offenbarung kann ein Benutzer die Mensch-Maschine-Schnittstelle 54 dazu benutzen, ein Ladeprofil einzustellen, das diktiert, auf welche Art und Wiese der Akkusatz 24 geladen wird. Beispielsweise kann das Laden des Akkusatzes 24 kostenmäßig vom Wochentag oder von der Tageszeit abhängen. In dieser Offenbarung stellt der Benutzer seine Ladepräferenzen über die Mensch-Maschine-Schnittstelle 54 ein und die Steuerung 50 sendet die entsprechenden Signale an die verschiedenen Komponenten des elektrifizierten Fahrzeugs 12 und/oder des Akkusystems 36, um das elektrifizierte Fahrzeug in Übereinstimmung mit dem Ladeprofil zu laden. Damit bietet diese Offenbarung ein individuell einstellbares Ladeprofil an, das im Fahrzeug 12 eingestellt werden kann und zu niedrigeren Energiekosten führt.
4 zeigt eine beispielhafte Anordnung für den Touchscreen 58 der Mensch-Maschine-Schnittstelle 54. In 4 umfasst die beispielhafte Anordnung ein erstes Drop-down-Menü 60 und ein zweites Drop-down-Menü 62. Das erste Drop-down-Menü 60 ermöglicht es dem Benutzer, einen Wert-Lademodus auszuwählen. In diesem Beispiel gibt es mindestens zwei Wert-Lademodi. Ein erster beispielhafter Wert-Lademodus ist ein „bevorzugter“ Lademodus, bei dem ein Benutzer ein Ladeprofil basierend auf bevorzugten Ladezeiten und Elektrizitätskosten einstellt. In einem zweiten beispielhaften Wert-Lademodus, der als „Auswählen“-Lademodus gilt, stellt der Benutzer eine bevorzugte Ladezeit unabhängig von Elektrizitätskosten ein.
Im zweiten Drop-down-Menü 62 wird dem Benutzer ermöglicht, einen Standort entsprechend einem bestimmten Ladeprofil einzustellen. In dem gezeigten Beispiel ist der Standort „Zuhause“. Der Benutzer kann weitere Standorte auswählen, wie zum Beispiel „Wochenendhaus“, „Büro“ usw. Während Drop-down-Menüs 60, 62 in 4 gezeigt werden, ist diese Offenbarung nicht auf Drop-down-Menüs beschränkt und dehnt sich auf andere grafischen Bedienelemente aus, die es dem Benutzer ermöglichen, eine bestimmte Auswahl zu treffen. Außerdem kann in einem Beispiel das elektrifizierte Fahrzeug 12 mithilfe eines globalen Satelliten-(GPS)-Systems 64 den Standort ermitteln oder vorschlagen (1).
4 zeigt den Touchscreen 58 wenn der „bevorzugte“ Lademodus ausgewählt ist. Der Touchscreen 58 umfasst erste und zweite Gruppen Ladefenster 66, 68. Die erste Gruppe Ladefenster 66 entspricht einem Wochentag-Ladeprofil. Die zweite Gruppe Ladefenster 68 entspricht einem Wochenende-Ladeprofil. Innerhalb jeder Gruppe Ladefenster 66, 68 gibt es eine Vielzahl Spalten und Zeilen mit Zellen 71. Jede der Vielzahl von Zellen 71 kann unabhängig ausgewählt und abgewählt werden. In der Figur werden die abgedunkelten Zellen als „ausgewählt“ bezeichnet, während die leeren bzw. hellen Zellen „abgewählt“ sind. Ferner ist diese Offenbarung nicht auf Anzeige-Anordnungen mit nur zwei Fenstergruppen beschränkt, auch wenn das veranschaulichte Beispiel nur zwei Fenstergruppen 66, 68 umfasst.
Unter Bezugnahme auf die erste Gruppe Ladefenster 66 gibt es eine Anzahl Spalten, 70A–70N, bei denen “N” einer bestimmten Anzahl Säulen entspricht. In diesem Beispiel gibt es vierundzwanzig Spalten, bei denen jede Spalte eine Stunde pro Tag darstellt. In diesem Beispiel entspricht die erste Spalte 70A einer Zeit zwischen 0:00 Uhr (Mitternacht) und 1:00 Uhr. Die zweite Spalte 70B entspricht einer Zeit zwischen 1:00 Uhr und 2:00 Uhr und so weiter. Während in diesem Beispiel vierundzwanzig Spalten vorliegen, dehnt sich diese Offenbarung auf Beispiele aus, die eine andere Anzahl Spalten haben.
Ferner umfasst in diesem Beispiel die erste Gruppe Ladefenster 66 drei Zeilen 72A, 72B und 72C. Die erste, zweite und dritte Zeile 72A–72C entspricht den erwarteten Elektrizitätskosten. Die erste Zeile 72A entspricht in diesem Beispiel den günstigsten Elektrizitätskosten, während die dritte Zeile 72C den teuersten entspricht. Die zweite Zeile 72B entspricht mittleren Kosten. Während 4 drei Zeilen 72A–72C umfasst, ist diese Offenbarung nicht auf Anordnungen mit drei Zeilen beschränkt.
Die den Zeilen 72A, 72B und 72C entsprechenden Preisinformationen können auf Informationen basieren, die das elektrifizierte Fahrzeug 12 in Echtzeit beispielsweise von einem Energieversorgungsunternehmen oder einen Nachrichtendienst erhält. Alternativ dazu können die Preisinformationen einen Schätzwert darstellen, der auf vorangegangener Ladeaktivität beruht, wie zum Beispiel dem der vorangehenden Woche oder des vorangehenden Monats. Das GPS 64 kann dazu benutzt werden, relevante Preisinformationen abzurufen. Beispielsweise können Elektrizitätspreise zwischen dem Heim, Büro und Wochenendhaus eines Benutzers variieren.
Obwohl dies hier der Kürze halber nicht beschrieben ist, ist die zweite Gruppe Ladefenster 68, die in diesem Beispiel einem Wochenendladeprofil entsprechen, ähnlich wie die erste Gruppe Ladefenster 66 angeordnet. Zudem kann die Touchscreen-Anordnung einen „Alles löschen“-Button 69 umfassen, um alle ausgewählten Zellen neu einzustellen. Der Touchscreen 58 kann auch andere Informationen anzeigen, wie zum Beispiel den Zeitraum bis zur vollen Ladung und den gegenwärtigen Ladezustand (State of Charge, SOC).
Wie im Detail unten besprochen, kann der Benutzer die Mensch-Maschine-Schnittstelle 54 benutzen, um die Ladeprofile für elektrifizierte Fahrzeuge einzustellen. Der Benutzer kann Ladeprofile sowohl in einem „Bevorzugt“- als auch in einem „Auswählen“-Lademodus einstellen und diese Profile einem bestimmten Standort zuordnen.
5 zeigt einen Aspekt eines Verfahrens 100 zum Einstellen der Ladeprofile gemäß dieser Offenbarung. Beim Verfahren 100 wählt ein Benutzer erst den Wertlademodus bei 102 mithilfe des ersten Drop-down-Menüs 60 aus. Wie besprochen umfassen die beispielhaften Lademodi mindestens einen „Bevorzugt“-Lademodus und einen „Auswählen“-Lademodus.
Innerhalb des „Bevorzugt“-Lademodus stellt ein Benutzer bei 104 ein oder mehrere „bevorzugte“ Ladeprofile ein. Unter Bezugnahme auf 6A ermöglicht das standardmäßig als „bevorzugt“ eingestellte Ladeprofil ein Aufladen zu sämtlichen Zeiträumen, während denen die kostengünstigste Elektrizität zur Verfügung steht. Unter Bezugnahme auf die erste Gruppe Ladefenster 66 werden alle Zellen innerhalb der ersten Zeile 72A ausgewählt. Demnach wird in dem standardmäßig eingestellten „bevorzugten“ Ladeprofil der Akkusatz 24 immer dann geladen, wenn das Fahrzeug eingesteckt ist und wenn kostengünstige Elektrizität zur Verfügung steht. In anderen Beispielen können andere standardmäßige „bevorzugte“ Ladeprofile vorliegen.
Der Benutzer kann ein „bevorzugtes“ Ladeprofil entweder dadurch einstellen, dass er das standardmäßig eingestellte „bevorzugte“ Ladeprofil akzeptiert oder indem er das Ladeprofil weiter individuell einstellt. Im Beispiel von 6A hat der Benutzer entschieden, ein individuell eingestelltes „bevorzugtes“ Ladeprofil einzurichten. In 6A benutzt der Benutzer seine Hand (oder Finger) 74 oder eine andere Eingabevorrichtung, um eine bestimmte Zelle innerhalb der ersten Gruppe Ladefenster 66 zu aktivieren. In diesem Beispiel wählt der Benutzer eine Zelle 76 aus, die der Zeit zwischen 12:00 Uhr und 13:00 Uhr entspricht. Die Zelle 76 liegt in Zeile 72C, was den teuersten Elektrizitätskosten entspricht.
Allgemein bevorzugen Benutzer typischerweise eine Ladezeit für das Fahrzeug, die beispielsweise nicht in dem Zeitraum zwischen 12:00 und 13:00 Uhr liegt, und zwar aufgrund der höheren Energiekosten. Deshalb priorisiert die Steuerung 50 in einem Beispiel das Laden in den niedrigeren Kostenfenstern und lädt nur in dem teureren Energiekosten-Zeitraum zwischen 12:00 und 13:00 Uhr, wenn die Gesamtladezeit höher ist als der Niedrigkosten-Fensterbereich vor der nächsten Benutzungszeit. Anders ausgedrückt fände ein Aufladen im Zeitraum zwischen 12:00 und 13:00 Uhr nach wie vor statt, wenn dies notwendig wäre, um einen vollen, oder im Wesentlichen vollen, Batteriezustand (State of Charge, SOC) zur nächsten Benutzungszeit (Next Usage Time, NUT). In einem Beispiel ist die erste Priorität der Steuerung 50, die Batterie bis zur nächsten Benutzungszeit (NUT) vollständig laden, und die zweite Priorität, sie zu den möglichst niedrigsten Energiekosten zu laden.
In diesem Beispiel kann der Benutzer fortfahren, das bevorzugte Ladeprofil mithilfe der vertrauten Funktionalität des Touchscreens 58 zu definieren. Beispielsweise kann der Benutzer seine Hand 74 benutzen, um auf eine erste Zelle 76 zu klicken und seine Hand 74 weiter ziehen, um zusätzliche Zellen auszuwählen. Unter Bezugnahme auf 6B–6C hat der Benutzer seine Hand 74 von der ersten Zelle 76 zu einer zweiten Zelle 79 in Richtung 78 (nach rechts im Verhältnis 6B–6C) gezogen, und letztendlich zu einer vierten Zelle 81. Damit hat der Benutzer eine Zeit zwischen 12:00 Uhr und 16:00 Uhr ausgewählt, während der gemieden wird, dass der Akkusatz lädt, um Geld zu sparen, solange der Ladezustand (SOC) zur vom Nutzer eingestellten nächsten Benutzungszeit (NUT) den gewünschten Wert erreicht.
In 6C hat der Nutzer ebenfalls zusätzliche Zellen ausgewählt. In diesem Beispiel hat der Benutzer Zelle 80 ausgewählt, die der Zeit zwischen 20:00 Uhr und 21:00 Uhr entspricht, wo der Benutzer die teuersten Kosten ausgewählt hat. Der Benutzer hat noch eine andere Zelle 82 ausgewählt, die einer Zeit zwischen 22:00 und 23:00 Uhr entspricht, wo der Nutzer mittlere Kosten ausgewählt hat. Wenn das Fahrzeug um 20:00 Uhr in ein Akkusystem 36 eingesteckt war, während die nächste Benutzungszeit auf 23 Uhr eingestellt war, und das Fahrzeug zwei volle Stunden bis zur vollständigen Ladung benötigt, dann beginnt die Batterie erst um 21:00 Uhr mit dem Aufladen und lädt bis 23:00 Uhr weiter, womit das höchste Kostenfenster vermieden wird und während einem niedrigsten und mittleren Kostenfenster geladen wird, um die nächste Benutzungszeit (NUT) des Kunden auf kostengünstige Weise zu erreichen. Zudem hat der Benutzer Zelle 83 abgewählt, da der Benutzer kein Aufladen während 9:00 Uhr und 10:00 Uhr wünscht.
Wenn die gewünschten Ladefenster ausgewählt sind, stellt der Benutzer bei 106 auch den Standort ein, der dieser Auswahl entspricht. Wie in 6C gezeigt hat der Benutzer mithilfe des zweiten Drop-down-Menüs 62 „Wochenendhaus“ als Standort ausgewählt. Alternativ dazu könnte das GPS 64 dazu benutzt werden, um den Standort einzustellen oder vorzuschlagen. Wenn der Benutzer damit fertig ist, Ladezeit und Kostenpräferenzen zuzuweisen, wird das Ladeprofil bei 108 gespeichert. Die Steuerung 50 kann später das Ladeprofil abrufen. In manchen Beispielen benutzt die Steuerung 50 Informationen vom GPS 64, um selektiv gespeicherte Profile gemäß des Standorts des elektrifizierten Fahrzeugs 12 abzurufen. Zudem versteht es sich, dass mehr als ein Ladeprofil per Standort gespeichert werden können.
Im „Auswählen“-Lademodus möchte der Benutzer den Akkusatz 24 unabhängig von den Elektrizitätskosten zu einem bestimmten Zeitpunkt laden. Bei Schritt 110 kann der Benutzer ein „Auswählen“-Ladeprofil einstellen, indem er in dem ersten Drop-down-Menü 60 „Auswählen“ wählt. Im „Auswählen“-Modus kann das zweite Drop-down-Menü 62 verblassen, da dem Benutzer in manchen Beispielen der Standort des elektrifizierten Fahrzeugs 12 beim Laden im „Auswählen“-Modus unwichtig ist. In anderen Beispielen wird ein Standort mit einem bestimmten Auswählen-Ladeprofil ähnlich wie bei Schritt 106 korreliert.
7A zeigt eine beispielhafte Anordnung der Mensch-Maschine-Schnittstelle 54, wenn der Benutzer ein „Auswählen“-Ladeprofil einstellt. In diesem Beispiel liegt eine erste Gruppe Fenster 84 und eine zweite Gruppe Fenster 86 vor, die jeweils Wochentagen und dem Wochenende entsprechen. In einem Beispiel wählt ein Benutzer eine erste Zelle 88 aus, die in diesem Beispiel der Zeit zwischen 1:00 Uhr und 2:00 Uhr entspricht. Wie im vorigen Beispiel kann der Benutzer mit seiner Hand 74 klicken und diese ziehen, um weitere Zellen dadurch auszuwählen, indem er seine Hand 74 in Richtung 90 zieht, wie in 7B veranschaulicht. Wie in 7C gezeigt, hat der Benutzer seine Hand 74 gezogen, um eine Gruppe von drei Zellen 89, 91, 93 auszuwählen, die einer Ladezeit zwischen 1:00 und 4:00 entsprechen, und hat eine zusätzliche Zelle 92 ausgewählt, die der Zeit zwischen 5:00 und 6:00 Uhr entspricht. Wenn der Benutzer damit fertig ist, die Ladezeitpräferenzen einzustellen, wird das Ladeprofil bei 108 gespeichert. Im „Auswählen“-Wert-Lademodus wird der Akkusatz 24 zu diesen Zeiten aufgeladen, unabhängig von den Elektrizitätskosten.
8 umfasst ein Ablaufdiagramm, das einen anderen Aspekt eines Verfahrens 120 dieser Offenbarung darstellt. Mithilfe des Verfahrens 120 wird der Akkusatz 24 in Übereinstimmung mit einem Ladeprofil geladen, dass in dem Verfahren 100 eingestellt und gespeichert wird.
Anfänglich benutzt der Benutzer bei dem Verfahren 120 die Mensch-Maschine-Schnittstelle 54, um bei 122 auszuwählen, ob das elektrifizierte Fahrzeug 12 mithilfe eines Wert-Lademodus geladen werden soll. Falls der Benutzer nicht wünscht, den Akkusatz 24 mithilfe eines Wert-Ladevorgangs aufzuladen, lädt das Fahrzeug den Akkusatz 24 bei 124 immer dann auf, wenn das Fahrzeug in das Akkusystem 36 eingesteckt ist.
Wird der Wert-Ladevorgang ausgewählt, wählt der Benutzer als Nächstes einen bestimmten Wert-Lademodus bei 126. Wiederum umfassen die beispielhaften Lademodi den „Bevorzugt“-Lademodus und den „Auswählen“-Lademodus. Der Benutzer kann auch bei 128 einen Fahrzeugstandort einstellen, oder das elektrifizierte Fahrzeug 12 kann bei 128 den Fahrzeugstandort mithilfe des GPS 64 ermitteln. Basierend auf dem Lademodus und dem Fahrzeugstandort ruft die Steuerung 50 das entsprechende Ladeprofil ab, das bei Schritt 108 gespeichert wurde. Falls mehr als ein Profil für einen bestimmten Standort gespeichert ist, wird die Mensch-Maschine-Schnittstelle 54 den Benutzer dazu auffordern, eine weitere Auswahl zu treffen.
Wenn das Ladeprofil ausgewählt ist, weist die Steuerung 50 bei 130 das Akkusystem 36 entweder direkt oder indirekt dazu an, den Akkusatz 24 in Übereinstimmung mit dem entsprechenden Ladeprofil zu laden. Während des Aufladens zeigt die Mensch-Maschine-Schnittstelle 54 Ladeaktivität bei 132 an. Die Ladeaktivität kann Ladeinformationen umfassen, wie zum Beispiel eine grafische Anzeige des gegenwärtig ausgewählten Ladeprofils, den Ladezustand (SOC) und den geschätzten Zeitraum bis zur vollständigen Ladung.
Dadurch, dass die Ladeprofilinformationen während des Aufladens angezeigt werden, ist dem Benutzer klar, ob das Fahrzeug zu einer bestimmten Zeit lädt und warum. Dies eliminiert Unklarheit, die manchmal aufkommt, wenn ein Ladeprofil per Fernzugriff eingestellt wird, beispielsweise über den Laptop oder das Smartphone eines Benutzers. In diesen Fällen ist es möglich, der Benutzer vergisst, dass ein bestimmtes Ladeprofil ausgewählt wurde, und ist sich unklar darüber, warum das Fahrzeug zu einem bestimmten Zeitpunkt lädt oder nicht. Außerdem ist es wahrscheinlicher, dass, wenn die Möglichkeit bereitgestellt wird, im Fahrzeug Ladeprofile einzustellen, der Benutzer die Ladeprofilfunktionalität eher nutzt, weil der Benutzer sich nicht bei einem separaten Gerät einloggen muss, um das Ladeprofil einzustellen.
Diese Offenbarung stellt ein intuitives System im Fahrzeug bereit, mit dem der Benutzer ein oder mehrere bestimmte Ladeprofile einstellen kann. Dieses System bietet Echtzeit-Feedback in Bezug auf Ladeinformationen bereit, was beim Benutzer Unklarheit darüber mindert, weshalb das Fahrzeug zu einem bestimmten Zeit lädt.
Obwohl die verschiedenen Beispiel die spezifischen, in den Abbildungen gezeigten Komponenten aufweisen, sind Ausführungsformen dieser Offenbarung nicht auf diese bestimmten Kombinationen beschränkt. Es ist möglich, manche der Komponenten oder Merkmale eines der Beispiele in Kombination mit Merkmalen oder Komponenten eines anderen der Beispiele zu benutzen.
Fachleute werden verstehen, dass die oben beschriebenen Ausführungsformen beispielhaft und nicht einschränkend sind. Das bedeutet, dass Modifikationen dieser Offenbarung in den Umfang der Ansprüche fallen. Dementsprechend sollten die folgenden Ansprüche durchgelesen werden, um ihren wahren Umfang und Inhalt zu ermitteln.

Claims

Elektrifiziertes Fahrzeug, Folgendes umfassend: einen Akkusatz, eine Mensch-Maschine-Schnittstelle, die dazu ausgestaltet ist, Eingaben zur Einstellung eines Ladeprofils zu empfangen; und ein Akkusystem, das dazu ausgestaltet ist, selektiv den Akkusatz als Reaktion auf eine Anweisung von der Steuerung zu laden, wobei die Steuerung dazu ausgestaltet ist, das Akkusystem anzuweisen, um den Akkusatz in Übereinstimmung mit dem Ladeprofil zu laden.
Elektrifiziertes Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Mensch-Maschine-Schnittstelle dazu ausgestaltet ist, Eingaben zu empfangen, die das Ladeprofil basierend auf mindestens einer Ladezeitpräferenz einstellen.
Elektrifiziertes Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Mensch-Maschine-Schnittstelle dazu ausgestaltet ist, Eingaben zu empfangen, die das Ladeprofil basierend auf einer Elektrizitätskostenpräferenz und der Ladezeitpräferenz einstellen.
Elektrifiziertes Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Mensch-Maschine-Schnittstelle mindestens eine Gruppe Ladefenster umfasst, wobei die mindestens eine Gruppe Ladefenster eine Vielzahl von Zellen umfasst, die in Spalten und Zeilen angeordnet sind, wobei die Spalten Ladezeiten und die Zeilen Elektrizitätskosten entsprechen.
Elektrifiziertes Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Eingaben zur Einstellung des Ladeprofils eine Auswahl mindestens einer Zelle, die einer gewünschten Ladezeit und gewünschten Elektrizitätskosten entspricht, umfassen.
Elektrifiziertes Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mensch-Maschine-Schnittstelle dazu ausgestaltet ist, eine Eingabe des Fahrzeugstandorts zu empfangen.
Elektrifiziertes Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner ein globales Positionssystem (GPS) umfassend, wobei die Steuereinheit das Akkusystem dazu anweist, den Akkusatz basierend auf einem dem Fahrzeugstandort, der durch vom GPS bereitgestellte Informationen ermittelt wird, zugehörigen Ladeprofil zu laden.
Elektrifiziertes Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Akkusystem elektrisch an ein Stromnetz gekoppelt ist.
Verfahren, Folgendes umfassend: Einstellen eines Ladeprofils mithilfe einer Mensch-Maschine-Schnittstelle eines elektrifizierten Fahrzeugs, und Laden eines Akkusatzes basierend auf dem Ladeprofil.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Einstellen des Ladeprofils das Einstellen des Ladeprofils basierend auf mindestens einer Ladezeitpräferenz umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Einstellen des Ladeprofils das Einstellen des Ladeprofils basierend auf einer Elektrizitätskostenpräferenz und der Ladezeitpräferenz umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Mensch-Maschine-Schnittstelle mindestens eine Gruppe Ladefenster umfasst, wobei die mindestens eine Gruppe Ladefenster eine Vielzahl von Spalten und Zeilen umfasst, wobei die Spalten Ladezeiten und die Zeilen Elektrizitätskosten entsprechen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei das Einstellen des Ladeprofils das Auswählen mindestens einer Zelle umfasst, indem die mindestens eine Zelle auf einem Touchscreen angeklickt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei das Einstellens des Ladeprofils das Auswählen einer Vielzahl von Zellen umfasst, indem eine Zelle auf einem Touchscreen angeklickt und gezogen wird, um zusätzliche Zellen auszuwählen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, ferner das Anzeigen von Echtzeit-Ladeinformationen im Fahrzeug mithilfe der Mensch-Maschine-Schnittstelle umfassend.