本技術領域通常涉及電池監(jiān)測系統(tǒng)，并且更具體地涉及用于監(jiān)測車輛的電池的荷電狀態(tài)的系統(tǒng)和方法。

背景技術：

諸如汽車等現代車輛通常配備有從電池接收電能的各種電子車輛系統(tǒng)。一些示例性電子車輛系統(tǒng)包括媒體與娛樂系統(tǒng)、車輛控制系統(tǒng)、HVAC系統(tǒng)以及車輛運行系統(tǒng)。由于電池負責向全部這些系統(tǒng)提供電能，因此監(jiān)測電池的充電的健康和狀態(tài)以確保電子車輛系統(tǒng)的最佳運行對于車輛來說非常重要。然而，諸如電力轉向(EPS)系統(tǒng)等某些高負荷系統(tǒng)可能需要從電池獲取大量電能并且導致車輛的電子系統(tǒng)中出現壓降。

因此，令人期望的是當電池處于來自EPS事件的負荷下時，提供一種用于監(jiān)測車輛的電池的荷電狀態(tài)的系統(tǒng)和方法。此外，令人期望的是當電池處于低的荷電狀態(tài)時指示EPS在受限狀態(tài)下運行。根據與附圖以及前述技術領域和背景結合而作出的以下詳細說明和所附權利要求，本發(fā)明的其他理想的特征和特性將變得明晰。

技術實現要素：

在一個實施例中，提供了用于監(jiān)測車輛的電池的荷電狀態(tài)的方法。當電池處于來自電力轉向系統(tǒng)運行的負荷下時，該方法使用電池監(jiān)測器對電池的運行電壓進行監(jiān)測并且使用電池監(jiān)測器計算運行電壓與負荷電壓之間的壓降。該方法將壓降與預定壓降進行比較并且當壓降大于或等于預定壓降時判斷電池處于低荷電狀態(tài)。當電池處于低荷電狀態(tài)時，該方法在受限狀態(tài)下運行電力轉向系統(tǒng)。

在一個實施例中，提供用于判斷車輛的電池的荷電狀態(tài)的監(jiān)測系統(tǒng)。監(jiān)測系統(tǒng)包括具有處理器和存儲器的電池監(jiān)測器，電池監(jiān)測器配置成監(jiān)測電池的運行電壓和負荷電壓。監(jiān)測系統(tǒng)還包括配置成從電池供應電能的電力轉向系統(tǒng)。電池監(jiān)測器配置成當電池處于來自電力轉向系統(tǒng)的負荷時計算運行電壓與負荷電壓之間的壓降并且將該壓降與預定壓降進行比較。當壓降大于或等于預定壓降時電池監(jiān)測器判斷電池處于低荷電狀態(tài)，并且當電池處于低荷電狀態(tài)時電池監(jiān)測器指示電力轉向系統(tǒng)在受限狀態(tài)下運行。

在一個實施例中，提供有具有電池、電力轉向系統(tǒng)以及用于判斷電池的荷電狀態(tài)的監(jiān)測系統(tǒng)的車輛。電力轉向系統(tǒng)配置成從電池供應電能。監(jiān)測系統(tǒng)包括具有處理器和存儲器的電池監(jiān)測器，電池監(jiān)測器配置成監(jiān)測電池的運行電壓和負荷電壓。監(jiān)測系統(tǒng)還包括配置成從電池供應電能的電力轉向系統(tǒng)。電池監(jiān)測器配置成當電池處于來自電力轉向系統(tǒng)的負荷時計算運行電壓與負荷電壓之間的壓降并且將該壓降與預定壓降進行比較。當該壓降大與或等于預定壓降時電池監(jiān)測器判斷電池處于低荷電狀態(tài)，并且當電池處于低荷電狀態(tài)時電池監(jiān)測器指示電力轉向系統(tǒng)在受限狀態(tài)下運行。

附圖說明

將在下文中結合以下附圖對示例性實施例進行說明，其中相同的附圖標記表示相同的部件，并且其中：

圖1示出了根據示例性實施例用于監(jiān)測電池的荷電狀態(tài)的系統(tǒng)；

圖2示出了根據示例性實施例用于監(jiān)測電池的荷電狀態(tài)的系統(tǒng)；并且

圖3示出了根據示例性實施例用于監(jiān)測電池的荷電狀態(tài)的方法。

具體實施方式

下面的詳細描述本質上僅僅是示例性的，并非意圖限制應用和使用。此外，不存在被前述的技術領域、背景、摘要或者下面的詳細描述中提出的任何表述的或暗示的理論約束的意圖。應該認識到，在整個附圖中，相應的附圖標記表示相同或相應的部件和特征。如這里所使用的術語模塊指任何硬件、軟件、固件、電子控制元件、處理邏輯和/或處理裝置的單個或組合，包括但不限于：執(zhí)行一個或多個軟件或固件程序的專用集成電路(ASIC)、電子電路、處理器(共享、專用或群組的)和存儲器，組合邏輯電路和/或其他提供有所描述功能的適當的元件。

參考附圖，在各圖中，相同的附圖標記代表相同的部分，文中示出了具有用于判斷電池20的荷電狀態(tài)的監(jiān)測系統(tǒng)100的車輛10。在示例性實施例中，車輛10為汽車。然而，可以在其他類型的車輛或非車輛應用中實施和/或利用用于判斷電池20的荷電狀態(tài)的監(jiān)測系統(tǒng)100。例如，其他車輛包括但不限于飛機、航天器、公交車、火車等。如圖1中所示，車輛10包括監(jiān)測系統(tǒng)100、電池20、電力轉向系統(tǒng)(EPS)30、方向盤40和車輪50-56。當參考附圖閱讀以下的說明時，將會更清楚地理解監(jiān)測系統(tǒng)100的功能。

參考圖1，在框圖中提供了具有監(jiān)測系統(tǒng)100的車輛10的實施例。車輛10包括電池20和EPS 30。如本領域的技術人員所公知的EPS 30配置成從電池20供應電力。在圖1的實施例中，EPS 30包括用于判斷電池20的荷電狀態(tài)的監(jiān)測系統(tǒng)100。監(jiān)測系統(tǒng)100包括具有處理器120和存儲器130的電池監(jiān)測器110。車輛10還包括例如方向盤的轉向輸入40以及車輪50-56。車輛10還包括車輛控制系統(tǒng)60。

在非限定性實例中，車輛10的駕駛員(未示出)使用轉向輸入40使車輛10轉向。EPS 30在轉向輸入40的指示下使車輛10的前輪50、52轉動。EPS 30配置成從電池20供應電力。盡管本文中沒有提到，但EPS 30可以使用本領域的技術人員所公知的諸如齒條和齒輪、循環(huán)球、滾珠和螺桿、線控轉向等轉向系統(tǒng)轉動前輪50、52。

用于判斷電池20的荷電狀態(tài)的監(jiān)測系統(tǒng)100包括具有處理器120和存儲器130的電池監(jiān)測器110。電池監(jiān)測器110配置成監(jiān)測電池20的運行電壓和負荷電壓。運行電壓是車輛10運行時電池20的電壓。本領域的技術人員應當理解的是：電池20可以向各種控制系統(tǒng)60供電并且，同樣地，運行電壓會受除EPS 30以外的其他電子系統(tǒng)(未示出)的影響。在非限定性實例中，運行電壓是可以伴隨車輛10的單個運行特性而變化的車輛10的標準運行電壓。

在非限制性實施例中，電池的負荷電壓是當電池處于來自EPS 30的負荷下時的電池20的電壓。當EPS 30在轉向輸入40的指示下轉動車輛10時，EPS 30從電池20汲取電力以轉動前輪50、52。然而，本領域的技術人員應當理解的是EPS 30轉動車輛10所需的電量取決于與轉向要求有關的因素。例如，與車輛10移動時的動態(tài)轉向事件相比，當車輛10不移動時，EPS 30在靜態(tài)轉向事件期間需要更多的電力來轉動前輪50、52。此外，如本領域的技術人員所公知的，由EPS 30從電池20汲取的電量可取決于EPS 30所提供的轉向推力或輔助力。

電池監(jiān)測器110配置成當電池20處于來自EPS 30的負荷時計算運行電壓與負荷電壓之間的壓降。電池監(jiān)測器110將壓降與預定壓降進行比較并且當壓降大于或等于預定壓降時判斷電池20處于低荷電狀態(tài)。當電池20處于低荷電狀態(tài)時，電池監(jiān)測器110指示在受限狀態(tài)下運行EPS 30。

在非限制性實施例中，電池監(jiān)測器110還配置成監(jiān)測電池20的電流負荷并且當電池20的電流負荷大于預定電流時計算壓降。例如，預定電流可以是60安培或90安培。然而，本領域的技術人員應當理解的是：可以基于用于車輛10的具體EPS 30的特性以及其他車輛系統(tǒng)的特性來選擇預定電流。

在非限制性實施例中，電池監(jiān)測器110還配置成當壓降大于或等于預定壓降時對電池20處于低荷電狀態(tài)的車輛控制系統(tǒng)60進行告警，車輛控制系統(tǒng)60的實例包括車輛安全系統(tǒng)、車輛診斷系統(tǒng)、發(fā)動機控制系統(tǒng)等。本領域的技術人員應當理解的是當電池20處于低荷電狀態(tài)時，所有由電池20供電的車輛控制系統(tǒng)60都可能受到影響。

在非限制性實施例中，電池監(jiān)測器110還配置成當壓降小于預定壓降時判斷電池20的荷電狀態(tài)為正常?？梢韵蚱渌囕v控制系統(tǒng)60提供該信息以驗證電池20的荷電狀態(tài)。

在非限制性實施例中，EPS 30配置成當電池20處于低荷電狀態(tài)時在降低的電流模式下運行。如上文所述，根據轉向狀況由EPS 30從電池20汲取的電流可能發(fā)生變化。這樣，當電池20處于低荷電狀態(tài)時，EPS 30可以在降低的電流模式下運行以確保EPS 30要求的電流不超過電池20的容量。

在非限制性實施例中，電池監(jiān)測器110配置成計算電池20的荷電狀態(tài)。EPS 30配置成基于由電池監(jiān)測器110所計算的電池20的荷電狀態(tài)而在受限狀態(tài)下運行。這樣，當電池20處于低荷電狀態(tài)時，EPS 30可以基于所計算的荷電狀態(tài)來運行以確保EPS 30要求的電流不超過電池20的容量。

在非限制性實施例中，電池監(jiān)測器110配置為將壓降歷史存儲在存儲器模塊130中并且基于該壓降歷史來預測電池20的荷電狀態(tài)。例如，存儲在存儲器模塊130中的壓降歷史可以表明壓降正在增大并且電池20可能很快會出現低荷電狀態(tài)。

現參照圖2，在框圖中提供了具有用于確定電池20的荷電狀態(tài)的監(jiān)測系統(tǒng)200的車輛11的實施例。與圖1的實施例一樣，車輛11包括電池20、轉向輸入40、車輛50-56以及車輪控制系統(tǒng)60。在圖2的實施例中，用于監(jiān)測電池20的荷電狀態(tài)的監(jiān)測系統(tǒng)200獨立于EPS 32，但卻可運行地耦接至EPS 32。監(jiān)測系統(tǒng)200與EPS 32、電池20和車輛控制系統(tǒng)60進行通信。監(jiān)測系統(tǒng)200包括具有處理器220和存儲器230的電池監(jiān)測器210。車輛11還可以包括高電流系統(tǒng)70。

由于圖2的實施例具有與圖1的實施例共同的元件，因此，這些共同的元件將不再進行描述。相反，實施例中的差異將相對于圖2進行描述。如圖2所示，監(jiān)測系統(tǒng)200沒有并入EPS 32中，相反卻是與EPS 32、電池20和車輛控制系統(tǒng)60進行通信。

如上詳細所述，電池監(jiān)測器210配置為在電池20處于來自EPS 32的負荷下時計算運行電壓與負荷電壓之間的壓降。電池監(jiān)測器210將該壓降與預定壓降進行比較，并確定在該壓降大于或等于該預定壓降時電池20處于低荷電狀態(tài)。當電池20處于低荷電狀態(tài)時，電池監(jiān)測器210指示EPS 32在受限狀態(tài)下運行。

電池11還包括也與電池20進行通信的高電流系統(tǒng)70。在圖2的實施例中，監(jiān)測系統(tǒng)200監(jiān)測電池20上的電流負荷。作為示例，高電流系統(tǒng)70包括起動電動機、音頻系統(tǒng)或其他能夠從電池20得到大量電流的車輛系統(tǒng)。因此，電池監(jiān)測器210配置為在電池20處于來自高電流系統(tǒng)70的負荷下時計算運行電壓與負荷電壓之間的壓降。監(jiān)測系統(tǒng)200還進一步監(jiān)測在車輛控制系統(tǒng)中常用的附加輸入，例如車輛速度、發(fā)動機溫度、空氣溫度和制動狀態(tài)等，以便優(yōu)化監(jiān)測系統(tǒng)200。

現參照圖3并且繼續(xù)參照圖1至圖2，提供了一種用于監(jiān)測車輛10，11的電池20的荷電狀態(tài)的方法300。方法300開始于步驟310，電池監(jiān)測器110，210監(jiān)測電池20的運行電壓。在步驟320中，當電池20處于來自EPS 30，32的負荷下時，通過電池監(jiān)測器110，210計算運行電壓與負荷電壓之間的壓降。

在步驟330中，將該壓降與預定壓降進行比較。如果該壓降小于預定壓降，則方法300返回至步驟310并且繼續(xù)監(jiān)測電池20的運行電壓。如果該壓降大于或等于預定壓降，則電池處于低荷電狀態(tài)，并且，方法300進行至步驟340且EPS 30，32在受限狀態(tài)下進行運行。在步驟340之后，方法300返回到步驟310并且繼續(xù)監(jiān)測電池20的運行電壓。

在非限制性實施例中，方法300進一步包括步驟350。在步驟350中，方法300向車輛控制系統(tǒng)60警示當步驟320中計算的壓降大于或等于預定壓降時，電池20處于低荷電狀態(tài)。

在非限制性實施例中，方法300執(zhí)行步驟320并且在電池20上的電流負荷大于針對不同電流負荷的預定電流時計算壓降。在非限制性實施例中，在整個運行范圍內計算壓降并且隨后將其與“正常”壓降進行比較。

在非限制性實施例中，在步驟340中，當電池20處于低荷電狀態(tài)時，EPS 30，32在降低電流模式下運行。在非限制性實施例中，降低電流模式可以包括在低速條件下限值峰值電流和在所有車輛速度條件下限值峰值電流。EPS 30，32還可以在受限能量拉動模式下運行，從而在電池處于非常低的荷電狀態(tài)時限制對電池20的影響，進而防止出現嚴重的壓降。降低電流模式在時間上可以是暫時的并且僅在電池20處于荷電狀態(tài)時生效。

在非限制性實施例中，降低電流模式包括限制EPS 30，32所提供的轉向增強或輔助，或者通過轉向輸入40來輸送如小振動等備選反饋以告知運行者電池20處于低荷電狀態(tài)，或者通過儀表板上的降低性能消息、駕駛員信息中心和/或周期性鳴響來通知駕駛員。

在非限制性實施例中，方法300計算電池20的荷電狀態(tài)并且基于所計算的電池的荷電狀態(tài)來在受限狀態(tài)下運行EPS 30，32。方法300通過將所觀察到的針對某些高電流事件的壓降與針對正常電池20的正常壓降的歷史平均值進行比較來計算電池20的荷電狀態(tài)。所計算的荷電狀態(tài)可以進一步用于按比例調節(jié)系統(tǒng)在降低電流模式下運行時所提供的限流量。

在非限制性實施例中，方法300進一步包括步驟360。在步驟360中，方法300將壓降歷史存儲在存儲器130，230中并且基于該壓降歷史預測電池20的荷電狀態(tài)?？梢曰谠谲囕v10，11和整個電氣系統(tǒng)中過去的使用來預編程或得知壓降歷史。該歷史還可以將附加因素考慮在內，例如產品的溫度和年限，從而提供整個車輛系統(tǒng)的更好的性能。壓降水平還可以包括其他車輛電平電氣負荷的作用，以便更好地呈現出由于EPS 30，32的緣故而由所測量的電流和壓降所導致的真實的壓降。

在非限制性實施例中，EPS 30，32僅在電池20處于低荷電狀態(tài)時動態(tài)地在受限狀態(tài)下運行。在非限制性實施例中，EPS 30，32在預定時期內在受限狀態(tài)下運行。例如，一旦檢測到了低荷電狀態(tài)條件，EPS 30，32便可以將受限狀態(tài)維持預定的秒數、分鐘數或小時數等。在非限制性實施例中，EPS 30，32可以以若干方式退出受限狀態(tài)運行。例如，在預定時期已經到期之后或者通過逐漸增大受限狀態(tài)的電流限制。

在非限制性實施例中，監(jiān)測系統(tǒng)100，200可以在車輛通信系統(tǒng)中設定代碼，告知駕駛員存在有低荷電狀態(tài)。示例性車輪通信系統(tǒng)包括但不限于駕駛員信息中心、信息娛樂系統(tǒng)、車輛通信總線或者其他車輛通信系統(tǒng)。監(jiān)測系統(tǒng)100，200可以進一步與能夠與遠程服務(例如)通信的車輛通信系統(tǒng)進行通信。監(jiān)測系統(tǒng)100，200還可以將備選通信(例如，呼叫、電子郵件、文本信息等)發(fā)送至車輛10，11的所有者，告知電池20處于低荷電狀態(tài)。

盡管已經在前述詳細描述中呈現出了各種示例性實施例，但應認識的是，存在有大量的變型。還應認識到的是，示例性實施例僅是示例，并不旨在以任何方式限制本發(fā)明的范圍、適用性或配置。相反，前述詳細描述將向本領域技術人員提供實施示例性實施例的方便的指引。應理解，在不脫離所附權利要求書及其合法等同物中所提出的本發(fā)明的范圍的前提下，可以在元件的功能和設置上作出各種改變。