СПОСОБ И СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПИТАНИЕМ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА ПОСЛЕ ВЫКЛЮЧЕНИЯ СИЛОВОЙ УСТАНОВКИ
METHOD AND SYSTEM FOR CONTROLLING POWER SUPPLY OF VEHICLE AFTER DISCONNECTION OF POWER UNIT

Изобретение относится к технической области управления электрическим питанием транспортного средства и, в частности, к управлению электрическим питанием транспортного средства после остановки двигателя.
В большинстве транспортных средств остановка двигателя, которая следует за извлечением ключа зажигания, означает начало фазы сохранения питания вычислительного устройства впрыска. Это вычислительное устройство управляет фазой спящего режима транспортного средства, в ходе которой осуществляет проверки и диагностику, предшествующие полному выключению транспортного средства. Например, если температура контура охлаждения двигателя находится выше определенного порога, вентиляторы сохраняются в активном состоянии для обеспечения охлаждения силовой установки. При этом работа вентиляторов согласована с мониторингом температуры контура охлаждения, осуществляемым вычислительным устройством впрыска. Следовательно, оно должно оставаться под питанием для продолжения измерения.
Фаза сохранения питания сети сопровождается потреблением энергии, выдаваемой батареей, без возможности ее подзарядки от генератора, поскольку двигатель выключен. По истечении некоторого времени вычислительные устройства отключаются. Ведущее вычислительное устройство выжидает при этом отключения всех ведомых вычислительных устройств, после чего окончательно выключает питание транспортного средства.
Такая работа управления питанием транспортного средства создает проблему, когда новые функции требуют более длительного сохранения питания некоторых вычислительных устройств. Например, отслеживание герметичности топливного бака требует сохранения работы примерно в течение двух часов, то есть 4% от зарядки батареи в случае автотранспортного средства.
Использование существующей архитектуры может привести к разрядке батареи, которая может сказаться на запуске и работе транспортного средства.
Поэтому существует потребность в новом управлении сохранением питания, позволяющем уменьшить количество потребляемой энергии.
Объектом изобретения является способ управления электрическим питанием автотранспортного средства, содержащего силовую установку и батарею электрического питания, при этом транспортное средство оборудовано, по меньшей мере, одним автономным вычислительным устройством, по меньшей мере, одним ведущим вычислительным устройством и, по меньшей мере, одним ведомым вычислительным устройством, при этом вычислительные устройства связаны между собой через сеть данных, при этом автономные вычислительные устройства выполнены, каждое, с возможностью выполнения, по меньшей мере, одной задачи после выключения силовой установки и сохранения питания вышеуказанных вычислительных устройств в течение первого времени. Способ управления содержит следующие последовательные этапы:
- в ведущее вычислительное устройство заявляют об отсутствии автономного вычислительного устройства,
- отключают питание каждого ведомого вычислительного устройства,
- отключают питание ведущего вычислительного устройства,
- сохраняют питание автономного вычислительного устройства сверх первого времени,
- отключают питание каждого автономного вычислительного устройства, когда оно завершило свою задачу.
Преимуществом способа управления является то, что оставляют включенным(и) вычислительное(ые) устройство(а), которые осуществляют мониторинг без взаимодействия с другими вычислительными устройствами. Таким образом, уменьшается потребление энергии, при этом нет необходимости в увеличении мощности батареи.
Другим преимуществом способа управления является то, что он не требует изменения существующей архитектуры в большинстве транспортных средств.
Заявить об отсутствии автономного вычислительного устройства можно путем прекращения передачи данных автономным вычислительным устройством в направлении ведущего вычислительного устройства через сеть данных.
Заявить об отсутствии автономного вычислительного устройства можно путем передачи заранее определенного пакета данных из автономного вычислительного устройства в направлении ведущего вычислительного устройства через сеть данных.
Другим объектом изобретения является система управления электрическим питанием автотранспортного средства, содержащего силовую установку и батарею электрического питания, оборудованного, по меньшей мере, одним автономным вычислительным устройством, по меньшей мере, одним ведущим вычислительным устройством и, по меньшей мере, одним ведомым вычислительным устройством, при этом вычислительные устройства связаны между собой через сеть данных, при этом автономные вычислительные устройства выполнены, каждое, с возможностью выполнения, по меньшей мере, одной задачи после выключения силовой установки, при этом транспортное средство оборудовано также сетью электрического питания, связывающей вычислительные устройства с батареей электрического питания, отличающаяся тем, что
каждое ведущее вычислительное устройство и каждое ведомое вычислительное устройство выполнены с возможностью контролировать свое собственное соединение с электрической сетью,
вычислительные устройства выполнены с возможностью сохранения своего электрического питания в течение первого времени после выключения силовой установки,
каждое автономное вычислительное устройство выполнено с возможностью выполнения задачи после выключения силовой установки,
каждое автономное вычислительное устройство выполнено также с возможностью оставаться подключенным к электрической сети после истечения первого времени и прерывать свое собственное электрическое соединение после выполнения своей задачи.
Автономное вычислительное устройство выполнено с возможностью заявлять о своем отсутствии в ведущее вычислительное устройство.
Автономное вычислительное устройство выполнено с возможностью прекращать передачу данных в направлении ведущего вычислительного устройства через сеть данных, чтобы заявить о своем отсутствии в ведущее вычислительное устройство.
Автономное вычислительное устройство выполнено с возможностью передавать заранее определенный пакет данных в направлении ведущего вычислительного устройства через сеть данных, чтобы заявить о своем отсутствии в ведущее вычислительное устройство.
Сеть данных может быть сетью CAN. Под сетью CAN следует понимать контроллер зоны сети (“Controller Area Network” на английском языке, сокращенно CAN), который обеспечивает соединение с одним кабелем или шиной большого числа вычислительных устройств, которые сообщаются по очереди.
Другие цели, отличительные признаки и преимущества будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного исключительно в качестве не ограничительного примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 - основные элементы системы обмена данных автотранспортного средства.
Фиг.2 - основные этапы способа управления питанием.
На фиг.1 показана система управления электрическим питанием автотранспортного средства после выключения силовой установки. Описанное транспортное средство является транспортным средством с двигателем внутреннего сгорания, в котором используют жидкое или газообразное топливо. Вместе с тем, систему управления можно также применять для электрического транспортного средства, тягу которого обеспечивает электрическая машина, получающая питание от батарей. На фигуре показана сеть обмена данными между различными вычислительными устройствами. Сеть содержит шину передачи данных типа CAN, обозначенную позицией 1 и соединяющую вычислительное устройство 2 впрыска, вычислительное устройство 3 салона, первое вычислительное устройство 4 и второе вычислительное устройство 5.
На фиг.1 представлен пример, содержащий два отдельных вычислительных устройства: вычислительное устройство 2 впрыска и вычислительное устройство 3 салона. Вместе с тем, учет других вычислительных устройств представляет собой простое расширение сети, показанной на фиг.1.
Шина CAN представляет собой двунаправленную сеть, которая может производить обмен и передачу данных с каждым из вычислительных устройств, соединенных с ней через входящие (6, 8, 10, 12) и выходящие (7, 9, 11, 13) соединения.
Кроме того, каждое вычислительное устройство связано с сетью 14 электрического питания при помощи, по меньшей мере, одного соединения (15, 16, 17, 18).
Под вычислительным устройством следует понимать любое средство определения, оценки или управления, пассивное или активное.
Система правления питанием после выключения силовой установки распределена между вычислительным устройством салона и вычислительным устройством впрыска.
Вычислительное устройство салона управляет функциями, связанными с салоном, напрямую или опосредованно через ведомые вычислительные устройства. Вычислительное устройство салона называют ведущим вычислительным устройством, так как оно обуславливает активность сети, пока получает питание. Оно отключает свое питание в последнюю очередь. Примером ведомого вычислительного устройства является вычислительное устройство электрической очистки стекол или кондиционирования воздуха. Во время выключения транспортного средства вычислительное устройство салона проверяет прекращение активности ведомых вычислительных устройств, которые отключили свое питание, затем отключает свое собственное питание.
Вычислительное устройство впрыска называют автономным вычислительным устройством, так как оно контролирует свое собственное электрическое питание, не проявляя активности по отношению к сети CAN, поэтому ведущее вычислительное устройство считает его отсутствующим. Оно не зависит от вычислительного устройства салона. Функцией или главной задачей вычислительного устройства впрыска является управление впрыском топлива. Оно отслеживает также температуру контура охлаждения и управляет вентиляторами. После выключения силовой установки вычислительное устройство впрыска может осуществлять задачи мониторинга и обслуживания, например, мониторинга герметичности топливного бака. В случае гибридного транспортного средства речь может идти о мониторинге герметичности водородного резервуара или топливного элемента. В электрическом транспортном средстве речь может идти о мониторинге целостности или температуры батарей.
Вычислительное устройство впрыска сообщается с вычислительным устройством салона через шину CAN. После выключения силовой установки и извлечения ключа зажигания вычислительное устройство впрыска заявляет о своем отсутствии в вычислительное устройство салона. Заявление о его отсутствии может быть осуществлено посредством передачи заранее определенного пакета данных (или фрейма). Заявление об отсутствии может быть также осуществлено посредством прекращения передачи данных через сеть. Поскольку вычислительное устройство салона перестало получать данные, оно заключает, что вычислительное устройство впрыска завершило свои функции или задачи.
После этого вычислительное устройство салона отслеживает активность соединенных с ним ведомых вычислительных устройств, затем отключает свое собственное питание, если ведомые вычислительные устройства прекратили передачу данных.
Несмотря на заключение вычислительного устройства салона, вычислительное устройство впрыска продолжает получать питание и продолжает осуществлять свои функции и задачи. Сразу по завершении этих задач оно само отключает свое электрическое питание.
На фиг.2 представлены стадии питания, через которые проходят различные вычислительные устройства. Способ управления питанием после выключения силовой установки представлен сохранением питания вычислительного устройства впрыска с целью отслеживания герметичности резервуара вычислительным устройством впрыска. Такая задача или функция может сохраняться в течение большого периода времени, благодаря электрическому потреблению, ограниченному лишь строго необходимыми системами. Этот пример можно применять для любой функции, выполняемой одним или несколькими вычислительными устройствами.
На первом этапе 20 питание вычислительных устройств (2, 3, 4, 5) сохраняется после выключения транспортного средства.
На втором этапе 21 вычислительное устройство 2 впрыска прекращает передавать свои данные в шину CAN 1. Поэтому другие вычислительные устройства (3, 4, 5) считают его отсутствующим.
На третьем этапе 22 отключается питание других вычислительных устройств (4, 5) и вычислительного устройства 3 салона. После третьего этапа вычислительное устройство 2 впрыска сохраняет свое питание, тогда как вычислительное устройство 3 салона и другие вычислительные устройства (4, 5) выключены.
Таким образом, электрическое потребление уменьшается, тогда как вычислительное устройство 2 впрыска может продолжать выполнение своих функций мониторинга и обслуживания.
На четвертом этапе 23 вычислительное устройство 2 завершает выполнение своих функций мониторинга и обслуживания. После этого транспортное средство полностью выключается.
Таким образом, вычислительное устройство 3 салона контролирует электрическое питание других вычислительных устройств 4, 5, которые по отношению к нему являются ведомыми. Вычислительное устройство 3 является автономным вычислительным устройством.
Кроме того, вычислительное устройство 2 впрыска управляет своим питанием и своей работой автономно по отношению к вычислительному устройству 3 салона. Вычислительное устройство 2 впрыска является автономным вычислительным устройством.
Иначе говоря, способ управления транспортным средством, содержащим автономное вычислительное устройство, ведущее вычислительное устройство и ведомые вычислительные устройства, позволяет сохранять электрическое питание автономного вычислительного устройства посредством заявления о его отсутствии в ведущее вычислительное устройство. Заявление об отсутствии может быть осуществлено активно посредством передачи специального пакета данных или пассивно посредством отключения связи с ведущим вычислительным устройством. При этом ведущее вычислительное устройство отключает свое собственное питание сразу после отключения питания ведомых вычислительных устройств.
Автономное вычислительное устройство продолжает при этом получать питание и может продолжать выполнение своих функций, например, функций мониторинга и обслуживания.
Когда автономное вычислительное устройство завершает выполнение своих функций, оно отключает свое собственное питание. После этого транспортное средство оказывается выключенным.
Способ и система управления позволяют сопровождать транспортное средство до его полного отключения, после того как будут произведены все обмены данных между вычислительными устройствами.
Преимущество способа и системы управления состоит в переходе от запроса на сохранение питания вычислительного устройства, подтверждающего необходимость его связи с другими вычислительными устройствами, к запросу на сохранение питания вычислительного устройства, не требующего взаимодействия с другими вычислительными устройствами.
Таким образом, система и способ управления отслеживают автономию вычислительного устройства и соответственно корректируют питание различных вычислительных устройств.