DE102006000144A1

DE102006000144A1 - Fehldiagnosevorrichtung für ein Fahrzeug und Fehldiagnoseverfahren für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102006000144A1
Application number: DE102006000144A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Toyota Kishimoto
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2006-03-29
Publication date: 2006-10-05
Also published as: US20060224360A1; JP2006278210A; US7269535B2; CN1841078A

Abstract

Ein Fahrzeug umfasst eine Gleichstromleistungsversorgung (B), eine elektrische Schaltung (DC/DC-Wandler (42)), der von der Gleichstromleistungversorgung versorgt wird, eine Verbindungseinrichtung (40) mit einer Vielzahl von Relais, die einen Leistungszuführungspfad zum Zuführen des Stroms von der Gleichstromleistungsversorgung (B) zur elektrischen Schaltung aufbaut und unterbricht, und einen Spannungssensor (21) zum Überwachen des Leistungszuführungspfads. Eine Steuerungseinrichtung (30) steuert das Verbinden und Trennen der Verbindungseinrichtung (40). Die Steuerungseinrichtung (30) versetzt einen Teil der Relais (SMRB, SMRP, SMRG) in den Leitungszustand zur vorläufigen Bestimmung eines Leistungsfehlers eines Relais, das nichtleitend sein soll, in Verbindung mit einer Ausgabe der Erfassungseinrichtung. Wird vorläufig ein Fehler bestimmt, dann speichert die Steuerungseinrichtung (30) die Ausgabe des Spannungssensors (erster Wert) und versetzt einmalig den Teil der Relais aus dem Leitungszustand heraus und in den Leitungszustand zurück. Ein Vergleich des ersten Werts und des ausgegebenen Werts des Spannungssensors dient zur Bestimmung, ob die vorläufige Bestimmung bestätigt wird. Bei einer Fehlerdiagnosevorrichtung und einem Fehlerdiagnoseverfahren kann die Zeit zur Fehlerdiagnose vermindert werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fehlerdiagnosevorrichtung für ein Fahrzeug, so wie ein Fehlerdiagnoseverfahren für ein Fahrzeug.
Bei einem Fahrzeug, bei dem ein Elektromotor eine Antriebskraft erzeugt, wie bei einem Hybridfahrzeug, einem elektrischen Fahrzeug (Elektro-Fahrzeug), oder einem mittels Brennstoffzellen angetriebenen Fahrzeug ist ein Leistungsversorgungssystem mit einer Hochspannungsleistungsversorgung vorgesehen. Eine Vielzahl von Relais ist zwischen der Hochspannungsleistungsversorgung und einer elektrischen Leistungsumwandlungsschaltung (Inverter) zur Steuerung der Verbindung und der Unterbrechung der Schaltung vorgesehen.
Sind in einer derartigen Schaltung die Relais verbunden (geschlossen), während sie tatsächlich gelöst (offen) sein sollten, dann kann die Lebensdauer der Leistungsversorgung vermindert werden, oder es können mit der Schaltung verbundene Einrichtungen in Folge eines Stroms durch die Hochspannungsleistungsversorgung beschädigt werden.

Die japanische Offenlegungsschrift Nr. 2004-303691 offenbart somit ein Verfahren zur Bestimmung eines durch Verschmelzen anhaftenden bzw. klebenden Relais zur Vermeidung derartiger Probleme. Wird eine Verschweißung bzw. ein durch Verschweißung bewirktes Zusammenhaften der Relais nach einer Verschweißungsüberprüfung ermittelt, dann wird ein Entladeablauf zum Entladen von in einem Glättungskondensator gespeicherten Ladungen durchgeführt, und es wird so dann erneut die Verschweißungsprüfung durchgeführt, so dass ein kurzfristig behebbarer Fehler nicht erfasst wird.

Relais zur Verbindung und Trennung einer Hochspannungsbatterie und eines Hochspannungssystems in einem Hybridsystem umfassen einen mechanischen Antriebsmechanismus, der eine Erregerspule aufweist. In einigen Fällen kann das System nicht betrieben werden in Folge eines zeitweiligen zufälligen Faktors, wie einer Behinderung der Antriebseinheit in Folge von Verschmutzung oder Staub. Ein derartiger Fehler kann kaum wiederholt werden, und kann auf einfache Weise mittels des Durchführens von erneuten Ein- und Ausschaltvorgängen gelöst werden.

Wird ein Verschmelzungsanhaften der Relais ermittelt, dann kann somit dieser Fehler nicht durch eine einzige Erfassung bestätigt werden, und es werden Ein- und Ausschaltvorgänge erneut danach durchgeführt zur erneuten Durchführung einer Verschweißungserfassung. In einem derartigen Fall ist eine verlängerte Zeitdauer zur Fehlererfassung nicht wünschenswert.

Durch die Wiederholung des Entladevorgangs gemäß der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2004-303691 wird die Fehlerbestimmung um die Zeit verzögert, die erforderlich ist zum Aufladen und Entladen des Glättungskondensators. Eine Verbesserung kann dabei durchgeführt werden zum baldigen Melden (Mitteilen) des Fehlers an den Fahrer.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zu Grunde, eine Fehlerdiagnosevorrichtung und ein Fehlerdiagnoseverfahren der eingangs genannten Art derart auszugestalten, dass die Zeit für eine Fehlerdiagnose verkürzt wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Diagnosevorrichtung für ein Fahrzeug und ein Diagnoseverfahren für ein Fahrzeug gemäß den zugehörigen Patentansprüchen gelöst.

Das Fahrzeug umfasst eine Gleichstromleistungsversorgung, eine Verbindungseinrichtung, die eine Vielzahl von Relais umfasst und die einen Pfad zum Zuführen des Stroms von der Gleichstromleistungsversorgung zu der elektrischen Schaltung aufbaut (verbindet) und trennt, und eine Erfassungseinrichtung zur Überwachung des Pfads zwischen der Verbindungseinrichtung und der elektrischen Schaltung. Die Fehlerdiagnosevorrichtung umfasst eine Steuerungseinrichtung zur Bereitstellung einer Steuerung zur Verbindung und Trennung der Verbindungseinrichtung. Die Steuerungseinrichtung bringt einen Teil der Vielzahl der Relais in den leitenden Zustand (geschlossen) zur Durchführung einer vorläufigen Bestimmung eines Verbindungsfehlers eines Relais, das nicht leitend sein soll, in Verbindung mit einer Ausgabe der Erfassungseinrichtung. Ergibt das Ergebnis der vorläufigen Bestimmung einen Fehler, dann speichert die Steuerungseinrichtung die Ausgabe der Erfassungseinrichtung als einen ersten Wert, und stellt eine Steuerung bereit zum einmaligen Ändern eines Zustands von zumindest einem der Vielzahl der Relais, und zum Rückführen des geänderten Zustands, und es erfolgt danach ein Vergleich des ersten Werts und der Ausgabe der Erfassungseinrichtung zur Bestimmung, ob die vorläufige Bestimmung bestätigt wird oder nicht.

Vorzugsweise ist ein Relais der Vielzahl der Relais ein erstes Relais zur Verbindung einer positiven Elektrodenseite der Gleichstromleistungsversorgung mit der elektrischen Schaltung, und ein anderes der Vielzahl der Relais ist ein zweites Relais zur Verbindung einer negativen Elektrodenseite der Gleichstromleistungsversorgung mit der elektrischen Schaltung.

Vorzugsweise umfasst das Fahrzeug ferner einen Kondensator zum Glätten einer von der Verbindungseinrichtung zur elektrischen Schaltung angelegten Spannung. Die Erfassungseinrichtung umfasst einen Spannungssensor zur Erfassung einer Spannung zwischen den Anschlüssen des Kondensators. Die Steuerungseinrichtung ermöglicht der elektrischen Schaltung einen Betrieb zum Entladen des Kondensators, und führt danach die vorläufige Bestimmung durch.

Ferner bestätigt vorzugsweise die Steuerungseinrichtung die vorläufige Bestimmung, wenn ein durch die Ausgabe der Erfassungseinrichtung angezeigter Spannungswert gegenüber einem durch den ersten Wert angezeigten Spannungswert erhöht ist, wenn der Teil der Vielzahl der Relais erneut in den leitenden Zustand gebracht (versetzt) wird.

Die Erfindung betrifft ferner gemäß einem weiteren Gesichtspunkt das Fehlerdiagnoseverfahren für ein Fahrzeug. Das Fahrzeug umfasst eine Gleichstromleistungsversorgung, eine mit einem Strom der Gleichstromleistungsversorgung zu versorgende elektrische Schaltung, eine Verbindungseinrichtung mit einer Vielzahl von Relais zur Verbindung und Trennung eines Pfads zum Zuführen des Stroms von der Gleichstromleistungsversorgung zur elektrischen Schaltung, und eine Erfassungseinrichtung zur Überwachung des Pfads zwischen der Verbindungseinrichtung und der elektrischen Schaltung. Das Fehlerdiagnoseverfahren umfasst die Schritte: Versetzen eines Teils der Vielzahl der Relais in den leitenden Zustand zur Durchführung einer vorläufigen Bestimmung eines Leitungsfehlers (Verbindungsfehler) eines Relais, das nicht leitend sein soll, in Verbindung mit einer Ausgabe der Erfassungseinrichtung, Speichern der Ausgabe der Erfassungseinrichtung als einen ersten Wert, wenn das Ergebnis der vorläufigen Bestimmung einen Fehler anzeigt, Bereitstellen einer Steuerung zum einmaligen Ändern eines Zustands von zumindest einem der Vielzahl der Relais und Rückkehren von dem geänderten Zustand, wenn das Ergebnis der vorläufigen Bestimmung einen Fehler anzeigt, und Vergleichen des ersten Werts und der Ausgabe der Erfassungseinrichtung zur Bestimmung, ob die vorläufige Bestimmung bestätigt wird oder nicht.

Vorzugsweise ist eines der Vielzahl der Relais ein erstes Relais zur Verbindung einer positiven Elektrodenseite der Gleichstromleistungsversorgung mit der elektrischen Schaltung, und ein anderes der Vielzahl der Relais ist ein zweites Relais zur Verbindung einer negativen Elektrodenseite der Gleichstromleistungsversorgung mit der elektrischen Schaltung.

Vorzugsweise umfasst das Fahrzeug einen Kondensator zum Glätten einer durch die Verbindungseinrichtung an die elektrische Schaltung angelegten Spannung. Die Erfassungseinrichtung (Erfassungsteil) umfasst einen Spannungssensor zur Erfassung einer Spannung zwischen den Anschlüssen des Kondensators. Das Fehlerdiagnoseverfahren umfasst ferner einen Schritt des Erlaubens der elektrischen Schaltung zum Betreiben des Entladens des Kondensators vor dem Schritt zur Durchführung einer vorläufigen Bestimmung.

Vorzugsweise bestätigt ferner das Fehlerdiagnoseverfahren die vorläufige Bestimmung, wenn ein durch eine Ausgabe der Erfassungseinrichtung angezeigter Spannungswert gegenüber einem durch den ersten Wert angezeigten Spannungswert erhöht ist, in dem Schritt der Bestimmung, ob die vorläufige Bestimmung bestätigt wird oder nicht.

Die vorliegende Erfindung hat somit hauptsächlich die Verminderung der für eine Fehlerdiagnose erforderlichen Zeitdauer, so wie das unmittelbare Informieren des Fahrers bezüglich des Fehlers zur Aufgabe.

Die vorstehenden und weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den zugehörigen Figuren deutlich.
Es zeigen:
1 eine Schaltungsanordnung zur Veranschaulichung des Aufbaus eines Fahrzeugs 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
2 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Steuerungskonzepts eines Fehlerdiagnoseablaufs zur Durchführung mittels einer Steuerungseinrichtung 30 gemäß 1,
3 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung von Einzelheiten des Ablaufs in Schritt S3 in 2,
4 eine graphische Darstellung von Signalzeitverläufen zur Veranschaulichung eines Betriebs eines Veranschaulichungsbeispiels, bei dem eine Entladung durchgeführt wird, wenn eine Bestimmung erneut versucht wird, und
5 eine graphische Darstellung von Signalzeitverläufen in Verbindung mit einer Steuerung, die auf der Basis des in 2 gezeigten Ablaufdiagramms bereit gestellt wird.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Bei der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im einzelnen werden gleiche oder gleichartige Teile mit dem selben Bezugszeichen bezeichnet, so dass eine Beschreibung der selben nicht wiederholt wird.
1 zeigt eine Schaltungsanordnung in graphischer Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus eines Fahrzeugs 100 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei ist zu beachten, dass das Fahrzeug 100 ein beliebiges Elektrofahrzeug oder ein Brennstoffzellenfahrzeug sein kann, bei dem die Räder mittels eines Motors angetrieben werden, oder ein Hybridfahrzeug, das sowohl den Motor als auch eine Maschine zum Antreiben des Fahrzeugs aufweist.
Gemäß der Darstellung in 1 umfasst das Fahrzeug 100 eine Gleichstromleistungsversorgung (DC-Leistungsversorgung, Leistungsquelle, Gleichspannungsversorgung) B, einen Spannungssensor 10, einen Stromsensor 11, eine Verbindungseinrichtung 40, einen Kondensator C1, einen Spannungswandler 20, einen Inverter 14, einen Motor M1 zum Antreiben der Räder, einen Stromsensor 24 und eine Steuerungseinrichtung 30.
Die Gleichstromleistungsversorgung B ist eine Sekundärbatterie wie eine Nickelhydrid-Metall-Batterie oder eine Litiumionenbatterie. Der Spannungssensor 10 erfasst einen Gleichspannungswert VB, der von der Gleichstromleistungsversorgung B ausgegeben wird, und stellt den erfassten Gleichspannungswert VB der Steuerungseinrichtung 30 zur Verfügung. Der Stromsensor 11 erfasst einen von der Gleichstromleistungsversorgung B über die Verbindungseinrichtung 40 zu der elektrischen Schaltung fließenden Gleichstrom, und stellt der Steuerungseinrichtung 30 den erfassten Strom als Gleichstromwert IB zur Verfügung. Der Kondensator C1 glättet die durch die Verbindungseinrichtung 40 an die elektrische Schaltung angelegte Spannung.
Ein Spannungswandler 20 umfasst einen Spannungssensor 21, einen Boosterwandler bzw. Boosterkonverter 12, einen Kondensator C2, und einen Spannungssensor 13.
Der Boosterkonverter 12 umfasst eine Spule L1, deren einer Anschluss über die Verbindungseinrichtung 40 mit einer positiven Elektrode der Gleichstromleistungsversorgung B verbunden ist, IGBT-Elemente Q1 und Q2 (Insulated Gate Bipolar Transistor), die seriell zwischen die Ausgangsanschlüsse des Boosterkonverters 12 geschaltet sind, der eine Spannung VH ausgibt, sowie mit Dioden D1 und D2, die jeweils parallel zu den IGBT-Elementen Q1 und Q2 geschaltet sind, verbunden ist.
Die Spule (Reaktor) L1 ist mit ihrem anderen Anschluss mit dem Emitter des IGBT-Elements Q1 und dem Kollektor des IGBT-Elements Q2 verbunden. Die Kathode der Diode D1 ist mit dem Kollektor des IGBT-Elements Q1 verbunden und ist mit ihrer Anode mit dem Emitter des IGBT-Elements Q1 verbunden. Die Kathode der Diode D2 ist mit dem Kollektor des IGBT-Elements Q2 verbunden und ist mit ihrer Anode mit dem Emitter des IGBT-Elements Q2 verbunden.
Der Spannungssensor 21 erfasst die Spannung auf der Eingangsseite des Boosterkonverters 12 als eine Spannung VL. Der Kondensator C2 ist mit der Ausgangsseite des Boosterkonverters 12 verbunden zum Speichern der von dem Boosterkonverter 12 stammenden Energie und Glätten der Spannung. Der Spannungssensor 13 erfasst die Spannung auf der Ausgangsseite des Boosterkonverters 12, d.h., eine Spannung zwischen den Elektroden des Kondensators C2 als eine Spannung VH.
Der Inverter 14 empfängt ein verstärktes Potential des Boosterkonverters 12 und steuert den Wechselstrommotor (AC-Motor) M1 an. Der Inverter 14 führt die durch den Wechselstrommotor M1 erzeugte elektrische Leistung in Verbindung mit einem regenerativen Bremsen zu dem Boosterkonverter 12 zurück. Hierbei wird der Boosterkonverter 12 mittels der Steuerungseinrichtung 30 gesteuert, so dass er als ein Tiefsetzsteller (Step-Down Circuit) dient.
Der Wechselstrommotor M1 ist ein Motor zur Erzeugung eines Drehmoments zum Antreiben der angetriebenen Räder eines Hybridfahrzeugs oder eines Elektrofahrzeugs. Beispielsweise kann der Motor in einem Hybridfahrzeug als eine Einrichtung vorgesehen sein mit der Funktion eines Generators, der durch eine Maschine angetrieben wird, und der als ein Elektromotor bezüglich der Maschine arbeiten kann und damit in der Lage ist, die Maschine zu starten.
Der Inverter 14 umfasst einen U-Phasenzweig 15, einen V-Phasenzweig 16 und einen W-Phasenzweig 17. Der U-Phasenzweig 15, der V-Phasenzweig 16 und der W-Phasenzweig 17 sind parallel zu der Ausgangsleitung des Boosterkonverters 12 geschaltet.
Der U-Phasenzweig 15 umfasst seriell miteinander verbundene IGBT-Elemente Q3 und Q4 und Dioden D3 und D4, die jeweils parallel zu den IGBT-Elementen Q3 und Q4 geschaltet sind. Die Diode D3 ist mit ihrer Kathode mit dem Kollektor des IGBT-Elements Q3 verbunden, und mit ihrer Anode mit dem Emitter des IGBT-Elements Q3 verbunden. Die Diode 4 ist mit ihrer Kathode mit dem Kollektor des IGBT-Elements Q4 und mit ihrer Anode mit dem Emitter des IGBT-Elements Q4 verbunden.
Der V-Phasenzweig 16 umfasst seriell geschaltete IGBT-Elemente Q5 und Q6, sowie Dioden D5 und D6, die jeweils zu den IGBT-Elementen Q5 und Q6 parallel geschaltet sind. Die Diode D5 ist mit ihrer Kathode mit dem Kollektor des IGBT-Elements Q5 und mit ihrer Anode mit dem Emitter des IGBT-Elements Q5 verbunden. Die Diode D8 ist mit ihrer Kathode mit dem Kollektor des IGBT-Elements Q6 und mit ihrer Anode mit dem Emitter des IGBT-Elements Q6 verbunden.
Der W-Phasenzweig 17 umfasst seriell geschaltete IGBT-Elemente Q7 und Q8, so wie Dioden D7 und D8, die jeweils parallel zu den IGBT-Elementen Q7 und Q8 geschaltet sind. Die Diode D7 ist mit ihrer Kathode mit dem Kollektor des IGBT-Elements Q7 und mit ihrer Anode mit dem Emitter des IGBT-Elements Q7 verbunden. Die Diode 6 ist mit ihrer Kathode mit dem Kollektor des IGBT-Elements Q8 und mit ihrer Anode mit dem Emitter des IGBT-Elements Q8 verbunden.
Die mittleren Knoten der Phasenzweige sind mit den Phasenanschlüssen der jeweiligen Phasenspulen des Wechselstrommotors M1 verbunden. Insbesondere ist der Wechselstrommotor M1 ein Dreiphasen-Permanentmagnetmotor, wobei die gemeinsamen Anschlüsse der U-, V- und W-Phase gemeinsam mit einem Sternpunkt (mittlerer Knoten) verbunden sind. Der andere Anschluss der U-Phasenspule ist mit dem Verbindungsknoten der IGBT-Elemente Q3 und Q4 verbunden. Der andere Anschluss der V-Phasenspule ist mit einem Verbindungsknoten der IGBT-Elemente Q5 und Q6 verbunden. Der andere Anschluss der W-Phasenspule ist mit einem Verbindungsknoten der IGBT-Elemente Q7 und Q8 verbunden.
Der Stromsensor 24 umfasst einen den Wechselstrommotor M1 durchlaufenden Strom als einen Motorstrom MCRT1, und stellt diesen Motorstromwert MCRT1 der Steuerungseinrichtung 30 zur Verfügung. Die Steuerungseinrichtung 30 empfängt einen Drehmomentbefehlswert TR1, eine Motordrehzahl MRN1, Spannungswert VB, VL und VH, den Stromwert IB und den Motorstromwert MCRT1. Die Steuerungseinrichtung gibt an den Spannungswandler 20 ein Steuerungssignal PWU zum Anweisen einer Verstärkung, ein Steuerungssignal PWD zum Anweisen einer Abwärtswandlung (Step-Down) und ein Betriebssperrsignal CSDN aus. Die Steuerungseinrichtung 30 gibt fernen an den Inverter 14 eine Ansteuerungsanweisung PWM1 zum Anweisen des Umwandelns einer von dem Boosterkonverter 12 ausgegebenen Gleichspannung in einer Wechselspannung für den Antriebsmotor M1, so wie eine Regenerationsanweisung PWMC1 zum Anweisen der Umwandlung einer durch den Motor M1 erzeugten Wechselspannung in eine Gleichspannung und Rückführen dieser Gleichspannung zu der Seite des Boosterkonverters 12 aus.
Nachstehend wird der Betrieb des Spannungswandlers 20 kurz beschrieben. Der Boosterkonverter 12 in dem Spannungswandler 20 dient als eine Verstärkerschaltung (Boosterschaltung) und als Vorwärtsrichtungs-Wandlerschaltung zum Zuführen von Leistung von der Gleichstromleistungsversorgung B zu dem Inverter 14 während des Leistungsantriebs. Während des regenerativen Antriebs wird in umgekehrter Weise der Boosterkonverter 12 als eine Abwärtswandlerschaltung als eine Umkehrungsrichtungs-Wandlerschaltung betrieben, die die von dem Motor M1 erzeugte Leistung zur Gleichspannungsleistungsversorgung B regeneriert.
Der Boosterkonverter 12 wird als eine Boosterschaltung (Verstärkerschaltung) betrieben, wobei das IGBT-Element Q2 wiederholt in den leitenden Zustand und in den Sperrzustand gebracht wird, während das IGBT-Element Q1 in den gesperrten Zustand versetzt ist. Ist insbesondere das IGBT-Element Q2 leitend, dann wird ein Pfad gebildet, durch den ein Strom von der positiven Elektrode der Gleichstromleistungsversorgung über die Spule L1 und das IGBT-Element Q2 zu der negativen Elektrode der Gleichstromleistungsversorgung B fließt. Fließt dieser Strom, dann wird in der Spule L1 Energie gespeichert.
Wird das IGBT-Element Q2 aus dem leitenden Zustand versetzt, dann fließt die in der Spule L1 gespeicherte Energie über die Diode D1 in Richtung der Inverterseite 14. Die Spannung zwischen den Elektroden des Kondensators C2 steigt damit an. Daher steigt die durch den Boosterkonverter 12 bereit gestellte Ausgangsspannung zu dem Inverter 14 an.
Andererseits dient der Boosterkonverter 12 als eine Abwärtswandlerschaltung, in dem das IGBT-Element Q1 wiederholt in den leitenden Zustand versetzt und aus diesem in einem Zustand gebracht wird, bei dem das IGBT-Element Q2 in den nicht leitenden Zustand versetzt ist.
In einem Zustand, bei dem das IGBT-Element Q1 leitend ist, fließt ein von dem Inverter 14 regenerierter Strom durch das IGBT-Element Q1, die Spule L1 und die Gleichstromleistungsversorgung B.
Ist das IGBT-Element Q1 nicht leitend, dann wird eine Schleife aus der Spule L1, der Gleichstromleistungsversorgung B und der Diode D2 gebildet, und die in der Spule L1 gespeicherte Energie wird in der Gleichstromleistungsversorgung B regeneriert. In dieser invertierten Umwandlung ist die Zeit, während der die Gleichstromleistungsversorgung B Leistung erhält, länger als die Zeit, während der der Inverter 14 Leistung zuführt, und die Spannung des Inverters 14 wird tiefgesetzt (stepped down) und in der Gleichstromleistungsversorgung B regeneriert. Der Betrieb des Spannungswandlers 20 wird durch angemessenes Steuern des vorstehend beschriebenen Leistungsbetriebs und des regenerativen Betriebs erreicht.
Dabei ist zu beachten, dass die regenerative Steuerung ein Bremsen in Verbindung mit einer Regeneration umfasst, wenn der Fahrer des Hybridfahrzeugs oder eines Elektrofahrzeugs die Fußbremse betätigt. Mit Ausnahme der Betätigung der Fußbremse umfasst dies das Abschalten des Beschleunigungspedals während des Fahrens zum Bewirken der Regeneration, um auf diese Weise eine Verzögerung des Fahrzeugs oder ein Beenden der Beschleunigung des Fahrzeugs zu erreichen.
Nachstehend wird der Aufbau und die Steuerung der Verbindungseinrichtung 40 beschrieben. Die Verbindungseinrichtung 40 dient zur Verbindung bzw. Herstellung und Trennung eines Pfads zum Zuführen eines Stroms von der Gleichstromleistungsversorgung B zu dem Spannungswandler 20.
Die Verbindungseinrichtung 40 umfasst ein Systemhauptrelais SMRB, das seriell zwischen der positive Elektrode der Gleichstromleistungsversorgung B und einem Anschluss der Spule L1 verbunden ist, so wie ein Systemhauptrelais SMRG, das zwischen die negative Elektrode der Gleichstromleistungsversorgung B und den Emitter des IGBT-Elements Q2 geschaltet ist. Die Verbindungseinrichtung 40 umfasst ferner ein seriell verbundenes Systemhauptrelais SMRP und einen Begrenzungswiderstand R, der parallel zu dem Systemhauptrelais SMRB geschaltet ist.
Das Systemhauptrelais SMRB ist ein Relais zur Verbindung der positiven Elektrodenseite der Gleichstromleistungsversorgung B zur elektrischen Schaltung. Die Systemhauptrelais SMRP und SMRG sind Relais zur Verbindung der negativen Elektrodenseite der Gleichstromleistungsversorgung B zur elektrischen Schaltung.
Die Systemhauptrelais SMRP, SMRB und SMRG werden bezüglich ihrer leitenden und nicht leitenden Zustände mittels einer vorbestimmten Sequenz durch ein Signal SE der Steuerungseinrichtung 30 gesteuert. Insbesondere werden die Systemhauptrelais SMRP und SMRB bei einer Aktivierung gesteuert, so dass sie leitend werden, während das Systemhauptrelais SMRG bezüglich des nicht leitenden Zustands gesteuert wird. Daher wird ein Strom mittels des Begrenzungswiderstands R zugeführt, und es kann das Auftreten eines übergroßen Einschaltstroms verhindert werden. In diesem Zustand ist in dem Boosterkonverter 12 das IGBT-Element Q1 bezüglich des leitenden Zustands gesteuert, und ist das IGBT-Element Q2 bezüglich des nicht leitenden Zustands gesteuert, und es wird sodann der Kondensator C2 geladen. Dieser Ladevorgang wird als ein Vorabladevorgang bezeichnet. Endet der Vorabladevorgang, dann werden die Systemhauptrelais SMRB und SMRG zu dem leitenden Zustand gesteuert, und es wird das Systemhauptrelais SMRP zu dem nicht leitenden Zustand gesteuert. Auf diese Weise kann von der Gleichstromleistungsversorgung B zu dem Boosterkonverter 12 ein Strom zugeführt werden, der nicht über den Begrenzungswiderstand R läuft. Wurde der Vorabladevorgang in normaler Weise durchgeführt und ist der Boosterkonverter 12 betriebsbereit, dann leuchtet eine Bereitschaftsanzeige auf einer Anzeigeeinrichtung 35 auf (Bereit-EIN).
Das Fahrzeug 100 umfasst ferner einen DC/DC-Wandler (Gleichspannungs/Gleichspannungs-Wandler) 42, dem ein Strom von der Gleichstromleistungsversorgung B über die Verbindungseinrichtung 40 zugeführt wird, so wie eine Hilfsbatterie 44, der eine Ladespannung mittels des DC/DC-Wandlers 42 (Gleichspannungs/Gleichspannungs-Wandler) zugeführt wird. Der DC/DC-Wandler 42 entspricht einer Ladeschaltung, der ein Leistungsversorgungsstrom von der Gleichstromleistungsversorgung B zugeführt wird.
Schaltet der Fahrer den Zündschalter beispielsweise aus, dann versetzt die Steuerungseinrichtung 30 einen Teil der Vielzahl der Systemhauptrelais SMRB, SMRP und SMRG in den leitenden Zustand. Die Steuerungseinrichtung 30 führt eine vorläufige Bestimmung eines Leitungsfehlers (Verbindungsfehler, Anhaften bzw. Festkleben bzw. Verschmelzen) eines Relais durch, das sich nicht im leitenden Zustand befinden soll, in Verbindung mit einer Ausgabe des Spannungssensors 21. Ergibt das Ergebnis der vorläufigen Bestimmung einen Fehler, dann wird die Ausgabe des Spannungssensors 21 als ein erster Wert gespeichert, und ein Teil der Relais wird einmal aus dem leitenden Zustand versetzt. Wird ein Teil der Relais erneut in den leitenden Zustand versetzt und wird der erste Wert mit einer Ausgabe des Spannungssensors 21 verglichen, dann wird bestimmt, ob die vorläufige Bestimmung bestätigt wird oder nicht.
Insbesondere erlaubt die Steuerungseinrichtung 30 dem DC/DC-Wandler 42 seinen Betrieb, so dass der Kondensator C1 entladen wird. Danach versetzt zuerst die Steuerungseinrichtung 30 lediglich einen Teil der Relais, d.h., das Systemhauptrelais SMRP in den leitenden Zustand, so dass eine Ladeschaltung für den Kondensator C1 nicht gebildet wird. In Verbindung mit der Überwachung einer Ausgabe des Spannungssensors 21 zur Erfassung, ob der Kondensator C1 geladen ist, führt sodann die Steuerungseinrichtung 30 eine vorläufige Bestimmung des Verschmelzungsanhaftens (Verschmelzungsfehler, Festsitzen durch Verschmelzung) des Systemhauptrelais SMRB durch.
Wird vorläufig ein Verschmelzungsanhaften bestimmt, dann wird eine Ausgabe des Spannungssensors 21 als ein erster Wert in dem internen Speicher der Steuerungseinrichtung 30 gespeichert. Wird die Verschmelzungsanhaftung vorläufig bestimmt, dann stellt ferner die Steuerungseinrichtung 30 eine Steuerung bereit zum einmaligen Ändern des Zustands von zumindest einem der Vielzahl der Systemhauptrelais und zum Rückändern des geänderten Zustands. Danach vergleicht die Steuerungseinrichtung 30 den ersten Wert mit einer Ausgabe des Spannungssensors 21 zur Bestimmung, ob die vorläufige Bestimmung bestätigt wird oder nicht. Die Bereitstellung der Steuerung bezüglich einer einmaligen Änderung des Zustands der Vielzahl der Systemhauptrelais und die Rückänderung des zuvor geänderten Zustands bewirkt, dass in einigen Fällen zeitweilig auftretende Fehler normalerweise wieder behoben werden können. Somit kann ermittelt werden, ob ein Fehler eine Reparatur erfordert oder nicht.
Die Steuerungseinrichtung 30 versetzt den Teil der Relais zurück in den leitenden Zustand, um auf diese Weise keine Ladeschaltung für den Kondensator C1 zu bilden. Steigt hierbei ein Spannungswert, der durch eine Ausgabe des Spannungssensors 21 angegeben ist, bezüglich des durch den ersten Wert angegebenen Spannungswerts an, dann bestätigt die Steuerungseinrichtung 30 die vorläufige Bestimmung.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Angabe eines Steuerungsaufbaus bzw. eines Steuerungskonzepts eines Fehlerdiagnoseablaufs, wie er mittels der Steuerungseinrichtung 30 gemäß 1 durchgeführt wird.
Wird der Ablauf gemäß der Darstellung in 2 gestartet, dann bestimmt zuerst in Schritt S1 die Steuerungseinrichtung 30 gemäß 1, ob der Zündschalter ausgeschaltet ist, in Verbindung mit dem Pegel des Eingangssignals IGON (Zündung EIN, Ignition ON).
Ist der Zündschalter nicht ausgeschaltet, dann geht der Ablauf zu Schritt S12 über und kehrt zur Hauptroutine zurück.
Wird andererseits erfasst, dass der Zündschalter in Schritt S1 ausgeschaltet ist, dann geht der Ablauf zu Schritt S2 über, bei dem das Systemhauptrelais SMRG vom eingeschalteten Zustand zu dem ausgeschalteten Zustand geschaltet wird. In Schritt S3 werden der Entladevorgang und die Verschmelzungsanhaftungsprüfung des Systemhauptrelais SMRG durchgeführt.
Im nachfolgenden Schritt S4 wird das Systemhauptrelais SMRB vom EIN-Zustand zu dem AUS-Zustand umgeschaltet.
Im nachfolgenden Schritt S5 wird das Systemhauptrelais SMRG während einer Zeitdauer T1 ms eingeschaltet und wird danach ausgeschaltet.
In dem nachfolgenden Schritt 56 wird die Ausgabe des Spannungssensors 21 gelesen zur Bestimmung, ob der Spannungswert VL größer als ein vorbestimmter Schwellenwert Vt1 ist. Ist die Beziehung VL > Vt1 nicht erfüllt, dann arbeitet das Relais in einer normalen Weise (fehlerfrei). Der Ablauf geht daher zu Schritt S12 über und die Steuerung wird zur Hauptroutine umgeschaltet.
Ist andererseits die Beziehung VL > Vt1 gemäß Schritt S6 erfüllt, dann wird bestimmt, dass das Systemhauptrelais SMRB eine Verschmelzungsanhaftung aufweisen kann, und es wird daher die Verschmelzungsanhaftung vorläufig bestimmt. In Schritt S7 wird der Spannungswert VL, der von dem Spannungssensor 21 ausgegeben wird, zu dieser Zeit als der Speicherspannungswert VLO in dem in der Steuerungseinrichtung 30 enthaltenen Speicher gespeichert.
In Schritt S8 wird das Systemhauptrelais SMRP während einer Zeitdauer T2 ms eingeschaltet, und danach wieder ausgeschaltet.
Danach werden zur Bestimmung, ob die vorläufig bestimmte Verschmelzungsanhaftung bestätigt wird, der Speicherspannungswert V0, der in Schritt S9 gespeichert wurde, und der Stromspannungswert VL verwendet. Es wird bestimmt, ob die Beziehung VL – VL0 > Vt2 erfüllt ist. Dabei ist zu beachten, dass der Wert Vt2 ein Schwellenwert ist zur Bestimmung einer Vergrößerung.
Ist die Beziehung VL – VL0 > Vt2 gemäß Schritt S9 nicht erfüllt, dann wird bestimmt, dass in Schritt 8 das Systemhauptrelais SMRB nicht leitend war, obwohl das Systemhauptrelais SMRP in den leitenden Zustand versetzt wurde, und dass daher der mittels des Spannungssensors 21 erfasste Spannungswert VL nicht ansteigt bzw. angestiegen ist. Es wird daher bestimmt, dass das Systemhauptrelais SMRB sich von dem zeitweilig auftretenden Fehler erholt hat, und es geht der Ablauf zu Schritt S11.
Ist andererseits die Beziehung VL – VL0 > Vt2 in Schritt S9 erfüllt, dann wird bestimmt, dass das Systemhauptrelais SMRB sich von dem Fehler nicht erholt hat, und dass daher die Spannung zwischen den Anschlüssen des Kondensators C1 angestiegen ist. Der Ablauf geht somit zu Schritt S10 über, bei dem die Steuerungseinrichtung 30 eine Alarmlampe einschaltet, die in Verbindung mit der Anzeigeeinrichtung 35 vorgesehen ist. Endet der Ablauf in Schritt S10, dann geht der Ablauf zu Schritt S11.
In Schritt S11 wird der Entladevorgang zum Entladen der in dem Kondensator C1 gespeicherten Ladungen für den Verschweißungsanhaftungs-Bestimmungsablauf durchgeführt. Der Ablauf geht sodann zu Schritt S12 über, und die Steuerung kehrt zur Hauptroutine zurück.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung von Einzelheiten des Ablaufs gemäß Schritt S3 in 2.
Wird unter Bezugnahme auf 3 der Ablauf in Schritt 53 gestartet, dann erlaubt die Steuerungseinrichtung 30 gemäß
1 zuerst dem DC/DC-Wandler 42 gemäß Schritt S31 den Betrieb aufzunehmen zur Aufnahme der in dem Kondensator C1 gespeicherten Ladungen. Dabei ist zu beachten, dass dieser Entladevorgang auch durchgeführt werden kann unter Verwendung einer anderen Ladeschaltung oder eines Widerstands zur Entladung.
Im nachfolgenden Schritt S32 wird bestimmt, ob der mittels des Spannungssensors 21 erfasste Spannungswert VL auf einen Wert kleiner als ein vorbestimmter Wert V0 abgesunken ist oder nicht. Ist gemäß Schritt S32 die Beziehung VL < V0 nicht erfüllt, dann ist die Entladung nicht ausreichend und es geht der Ablauf zu Schritt S33 über.
In Schritt S33 wird überprüft, ob die Zeitdauer seit dem Starten des Entladevorgangs einen Zeitüberwachungswert t0 überschritten hat. Hat die Zeitdauer den Zeitüberwachungswert t0 nicht überschritten, dann geht der Ablauf zu Schritt S31, in welchem die Aufnahme der Ladungen durch den DC/DC-Wandler fortgesetzt wird.
Hat andererseits die Zeitdauer des Entladevorgangs den Zeitüberwachungswert überschritten, dann geht der Ablauf zu Schritt S34. Da die Spannung zwischen den Anschlüssen des Kondensators C1 nicht absinkt, ungeachtet des von dem DC/DC-Wandler 42 aufgenommenen Stroms wird bestimmt, dass das Systemhauptrelais SMRG einen Fehler aufweist und damit auf den leitenden Zustand festgelegt ist. Eine entsprechend diesem Fehler bestimmte Alarmlampe wird daher eingeschaltet, und es geht der Ablauf zu Schritt S35 über zur Beendigung.
Wird zwischenzeitlich der Spannungswert VL kleiner als der vorbestimmte Wert V0 gemäß Schritt S32, dann geht der Ablauf zu Schritt S36 über, und die Steuerungseinrichtung 30 beendet den Betrieb des DC/DC-Wandlers 42. Der Ablauf geht zu Schritt S37 über, und die Steuerung kehrt zur Hauptroutine zurück.
4 zeigt eine graphische Darstellung mit Signalzeitverläufen bezüglich eines Vorgangs in einem Beispiel, bei dem die Entladung durchgeführt wird, wenn eine Bestimmung erneut versucht wird.
Gemäß der Darstellung in den 1 und 4 wird der Zündschalter zu einem Zeitpunkt t1 in den ausgeschalteten Zustand versetzt (ausgeschaltet). In Abhängigkeit davon wird bei einem Zeitpunkt t2 das Systemhauptrelais SMRG bezüglich des nicht leitenden Zustands gesteuert, wobei ein Ladepfad zu dem Kondensator 1 abgeschaltet ist.
Zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 erlaubt die Steuerungseinrichtung 30 dem DC/DC-Wandler 42, der mit dem Kondensator C1 verbunden ist, seinem entsprechenden Betrieb, um auf diese Weise den Entladevorgang, d.h. die Entladung der in dem Kondensator C1 gespeicherten Ladungen durchzuführen.
Wurden die in dem Kondensator C1 gespeicherten Ladungen sorgfältig mittels der Stromaufnahme des DC/DC-Wandlers 42 entladen, und hat die Spannung des Kondensators C1 etwa 0V, dann schaltet die Steuerungseinrichtung 30 den DC/DC-Wandler 42 zu einem Zeitpunkt t4 ab.
Zu einem Zeitpunkt t5 stellt die Steuerungseinrichtung 30 zuerst eine Steuerung bereit zum Ausschalten des Systemhauptrelais SMRG zur Durchführung der Verschweißungsanhaftungsprüfung des Systemhauptrelais SMRB.
Weist das Systemhauptrelais SMRB den Verschweißungsfehler auf (Anhaften bzw. Festsitzen durch Verschweißung), ungeachtet der Steuerung durch die Steuerungseinrichtung 30 im Sinne eines Ausschaltens, dann verbleibt das Systemhauptrelais SMRB in dem leitenden Zustand, wie es durch eine gestrichelte Linie der Kennlinie W angegeben ist.
Wird hierbei das Systemhauptrelais SMRP zwischen den Zeitpunkten t6 und t7 in den leitenden Zustand versetzt, dann wird ein Ladepfad für den Kondensator C1 mittels des Widerstands R abgeschaltet, und die Spannung VL steigt von 0V zu V1 an.
In Verbindung mit der Überwachung der Ausgabe (Ausgangssignal) des Spannungssensors 21 erfasst die Steuerungseinrichtung 31, dass die Spannung VL den Schwellenspannungswert Vt1 überschritten hat, und bestimmt vorläufig das Auftreten einer Verschweißungsanhaftung des Systemhauptrelais SMRB.
Zur Sicherstellung der Bestätigung der vorläufigen Bestimmung wird der Entladevorgang des Kondensators C1 erneut zwischen den Zeitpunkten t9 bis t10 durchgeführt und die Spannung VL kehrt zu 0V zurück. Erneut wird zwischen den Zeitpunkten t11 und t12 das Systemhauptrelais SMRP in den leitenden Zustand versetzt.
Hat sich zu einem Zeitpunkt t8 der Leitungsfehler des Systemhauptrelais SMRB wieder erholt, dann steigt die Spannung VL zwischen den Zeitpunkten t11 und t12 nicht an. Somit überschreitet die Spannung VL nicht den Schwellenspannungswert Vt1 und wird nicht als mit einem Fehler behaftet bestimmt, und es wird die vorläufige Bestimmung gelöscht bzw. aufgehoben.
Weist jedoch das Systemhauptrelais noch immer den Leitungsfehler nach dem Zeitpunkt t8 auf, dann wird die zwischen den Zeitpunkten t6 und t7 durchgeführte vorläufige Bestimmung bestätigt, da die Spannung VL ansteigt und den Schwellenspannungswert Vt1 zwischen den Zeitpunkten t11 und t12 gemäß der Darstellung mittels einer gestrichelten Linie überschreitet. Die Steuerungseinrichtung 30 schaltet daher die Alarmlampe auf der Anzeigeeinrichtung 35 zum Anzeigen des Fehlers ein.
In dem Beispiel gemäß der Darstellung in 4 muss der Entladeablauf zur Bestätigung der Fehlerbestimmung zweimal durchgeführt werden. Eine Verbesserung zur Verminderung der Zeitdauer kann daher erreicht werden.
5 zeigt eine graphische Darstellung mit Signalzeitverläufen, wenn eine Steuerung auf der Basis des Ablaufdiagramms gemäß 2 durchgeführt wird.
Gemäß den 1 und 5 wird der Zündschalter zu einem Zeitpunkt t1 ausgeschaltet. In Abhängigkeit davon wird bei einem Zeitpunkt t2 das Systemhauptrelais SMRG bezüglich des nicht leitenden Zustands gesteuert, wobei ein Ladepfad zu dem Kondensator C1 abgeschaltet wird (Schritte S1 und S2 in 2).
Zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 erlaubt die Steuerungseinrichtung 30 den Betrieb des DC/DC-Wandlers 42, der mit den Kondensator C1 verbunden ist, wobei hierdurch ein Ablauf des Entladens der in dem Kondensator C1 gespeicherten Ladungen durchgeführt wird (Schritt S3 in 2).
Wurden die in dem Kondensator C1 gespeicherten Ladungen sorgfältig durch die Stromaufnahme des DC/DC-Wandlers 42 aufgenommen und ist die Spannung des Kondensators C1 bei etwa 0V, dann schaltet die Steuerungseinrichtung 30 den DC/DC-Wandler 42 zu einem Zeitpunkt t4 ab (Schritte S32 und S36 in 3).
Zu einem Zeitpunkt t5 stellt sodann die Steuerungseinrichtung 30 zuerst eine Steuerung bereit zum Ausschalten des Systemhauptrelais SMRB zur Durchführung der Verschweißungsanhaftungsprüfung des Systemhauptrelais SMRB (Schritt S4 in 2).
Weist das Systemhauptrelais SRMB den Verschweißungsanhaftungsfehler auf, dann verbleibt das Systemhauptrelais SMRB in dem leitenden Zustand, wie er mittels einer gestrichelten Linie des Signalverlaufs W angegeben ist, ungeachtet der Steuerung durch die Steuerungseinrichtung 30 im Sinne eines Ausschaltens.
Wird das Systemhauptrelais SMRP während der Zeit T1 (ms) zwischen den Zeitpunkten t6 und t7 in den leitenden Zustand versetzt, dann wird ein Ladepfad zu dem Kondensator C1 mittels des Widerstands R ausgeschaltet, und die Spannung VL steigt von 0V zu V1 an (Schritt S5 in 2).
Die Zeit T1 wird in der Weise auf eine Zeit eingestellt, dass, obwohl die Spannung VL den Schwellenspannungswert Vt1 übersteigt, diese niedriger als eine Batteriespannung VB ist, wenn eine Verschweißungsanhaftung vorliegt, unter Berücksichtigung eine Zeitkonstante CR aus dem Produkt des Widerstands R und dem Kapazitätswert des Kondensators C1.
Durch das Überwachen der Ausgabe des Spannungssensors 21 erfasst hierbei die Steuerungseinrichtung 30, dass die Spannung VL den Schwellenspannungswert Vt1 überschritten hat, und bestimmt vorläufig das Auftreten der Verschweißungsanhaftung des Systemhauptrelais SMRB (Schritt S6 in 2).
Wurde die Verschweißungsanhaftung vorläufig bestimmt, dann wird die Spannung V1 als ein Speicherspannungswert VL0 gespeichert (Schritt S7 in 2). Sodann kehrt das Systemhauptrelais SMRP einmal zum Ausschaltzustand zurück. Hierbei kann die Steuerungseinrichtung 30 eine EIN/AUS-Anweisung mit einer Häufigkeit von EIN/AUS-Vorgängen für das Systemhauptrelais SMRB bereit stellen zum Erleichtern der Erholung des Systemhauptrelais SMRB von dem Leitungsfehler. Die Bereitstellung der Steuerung zum einmaligen Ändern des Zustands von zumindest einem der Vielzahl der Systemhauptrelais und die Rückführung des geänderten Zustands führt dazu, dass sich in einigen Fällen ein zeitweilig auftretender Fehler in normaler Weise wieder erholen kann. Es kann daher sicher erkannt werden, ob der Fehler eine Reparatur erfordert oder nicht.
Während der Zeitdauer T2 zwischen den Zeitpunkten t9 und t10 stellt die Steuerungseinrichtung 30 eine Steuerung bereit, so dass das Systemhauptrelais SMRP erneut eingeschaltet wird (Schritt S8 in 2). Hierbei wird bestimmt, ob die Spannung VL bezüglich eines gespeicherten Spannungswerts VLO angestiegen ist (Schritt S9 in 2).
Ist die Spannung VL nicht angestiegen, wie es mittels einer durchgezogenen Linie nach dem Zeitpunkt t9 angegeben ist, dann wird die vorläufige Bestimmung des Leitungsfehlers des Systemhauptrelais SMRB rückgesetzt. Sodann wird der Entladeablauf durchgeführt, und der Bestimmungsablauf endet (Schritte S11 und S12 in 2).
Ist jedoch die Spannung VL weiter zu V2 gemäß der Darstellung einer gestrichelten Linie nach dem Zeitpunkt t9 angestiegen, dann wird andererseits die Alarmlampe unmittelbar eingeschaltet zum Informieren des Fahrers bezüglich des Fehlers (Schritt S10 in 2). Danach wird der Entladeablauf durchgeführt und der Bestimmungsablauf endet (Schritte S11 und S12 in 2).
Obwohl die Verschweißungsanhaftungsprüfung für das Systemhauptrelais durchgeführt wird in Verbindung mit einer Überwachung der Spannung VL in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Verschweißungsanhaftungsprüfung für das Systemhauptrelais auch durchgeführt werden unter Verwendung eines Stromwerts IB, der von dem Stromsensor 11 gemäß der Darstellung in 1 ausgegeben wird, anstelle der Spannung VL.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit dem in 4 gezeigten Beispiel kann eine Zeitdauer für zumindest einen Entladevorgang in der gesamten Zeitdauer zur Bestimmung des Fehlers vermindert werden.
Somit kann der Fahrer unmittelbar bezüglich des Fehlers informiert werden, bevor er oder sie das Fahrzeug verlässt, wenn er oder sie das Fahren beendet, und es ist auf diese Weise möglich, das Fahrzeug entsprechend dem Bedarf früher reparieren zu lassen.
Ferner kann der Beendigungsvorgang schnell abgeschlossen werden, so dass das Fahrzeug schnell in einen Ruhezustand versetzt werden kann, bei dem die Hochspannungsleistungsversorgung abgeschaltet werden kann.
Die vorliegende Erfindung wurde im einzelnen beschrieben und veranschaulicht. Es ist jedoch offensichtlich, dass die Darstellung lediglich an Beispielen erfolgt ist, die nicht einschränkend auszulegen sind, wobei der Bereich der vorliegenden Erfindung durch die zugehörigen Patentansprüche bestimmt ist.
Ein Fahrzeug umfasst somit eine Gleichstromleistungsversorgung B, eine elektrische Schaltung, wie einen DC/DC-Wandler 42, der mit einem Strom von der Gleichstromleistungsversorgung versorgt wird, eine Verbindungseinrichtung 40, die eine Vielzahl von Relais umfasst und die einen Pfad zum Zuführen des Stroms von der Gleichstromleistungsversorgung B zu der elektrischen Schaltung aufbaut und unterbricht, so wie einen Spannungssensor 21 zum Überwachen des Pfads zwischen der Verbindungseinrichtung 40 und der elektrischen Schaltung. Eine Steuerungseinrichtung 30 stellt eine Steuerung bereit zum Verbinden und Trennen der Verbindungseinrichtung 40. Die Steuerungseinrichtung 30 versetzt ein Teil der Vielzahl der Relais SMRB, SMRP und SMRG in den leitenden Zustand zur Durchführung einer vorläufigen Bestimmung eines Leitungsfehlers eines Relais, das nicht leitend sein soll, in Verbindung mit einer Ausgabe der Erfassungseinrichtung. Ergibt das Ergebnis einer vorläufigen Bestimmung einen Fehler, dann speichert die Steuerungseinrichtung 30 die Ausgabe des Spannungssensors 21 als einen ersten Wert und stellt eine Steuerung bereit zum einmaligen Versetzen des Teils der Relais aus dem leitenden Zustand und Versetzen des Teils der Relais in den leitenden Zustand, und es erfolgt danach ein Vergleich des ersten Werts und des ausgegebenen Werts des Spannungssensors 21 zur Bestimmung, ob die vorläufige Bestimmung bestätigt wird oder nicht. Auf diese Weise kann eine Fehlerdiagnosevorrichtung und ein Fehlerdiagnoseverfahren bereit gestellt werden, bei dem die Zeit zur Fehlerdiagnose vermindert ist.

Claims

Fehlerdiagnosevorrichtung für ein Fahrzeug, wobei das Fahrzeug (100) umfasst: eine Gleichstromleistungsversorgung (B) eine mit einem Strom von der Gleichstromleistungsversorgung versorgte elektrische Schaltung, eine Verbindungseinrichtung (40), die eine Vielzahl von Relais (SMRB, SMRP, SMRG) umfasst und die einen Pfad zum Zuführen des Stroms von der Gleichstromleistungsversorgung zu der elektrischen Schaltung verbindet und unterbricht, und eine Erfassungseinrichtung zur Überwachung des Pfads zwischen der Verbindungseinrichtung (40) und der elektrischen Schaltung, wobei die Fehlerdiagnosevorrichtung eine Steuerungseinrichtung (30) aufweist zur Bereitstellung einer Steuerung zur Verbindung und Trennung der Verbindungseinrichtung, wobei die Steuerungseinrichtung einen Teil der Vielzahl der Relais in den leitenden Zustand versetzt zur Durchführung einer vorläufigen Bestimmung eines Leitungsfehlers eines Relais, das nicht leitend sein soll, in Verbindung mit einer Ausgabe der Erfassungseinrichtung, und ergibt das Ergebnis der vorläufigen Bestimmung einen Fehler, dann speichert die Steuerungseinrichtung die Ausgabe der Erfassungseinrichtung als einen ersten Wert und stellt eine Steuerung bereit zum einmaligen Ändern eines Zustands von zumindest einem der Vielzahl der Relais und zum Rückführen des geänderten Zustands, und vergleicht danach den ersten Wert und die Ausgabe der Erfassungseinrichtung zur Bestimmung, ob die vorläufige Bestimmung bestätigt wird oder nicht.
Fehlerdiagnosevorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei eines der Vielzahl der Relais ein erstes Relais (SMRB) zur Verbindung einer positiven Elektrodenseite der Gleichstromleistungsversorgung mit der elektrischen Schaltung, und ein anderes der Vielzahl der Relais ein zweites Relais (SMRG) zur Verbindung einer negativen Elektrodenseite der Gleichstromleistungsversorgung mit der elektrischen Schaltung ist.
Fehlerdiagnosevorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Fahrzeug ferner umfasst: einen Kondensator (C1) zum Glätten einer mittels der Verbindungseinrichtung an die elektrische Schaltung angelegten Spannung, wobei die Erfassungseinrichtung umfasst: einen Spannungssensor (21) zur Erfassung einer Spannung zwischen den Anschlüssen des Kondensators, und die Steuerungse inrichtung der elektrischen Schaltung den Betrieb erlaubt zur Entladung des Kondensators, und danach eine vorläufige Bestimmung durchführt.
Fehlerdiagnosevorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 3, wobei die Steuerungseinrichtung die vorläufige Bestimmung bestätigt, wenn ein Spannungswert, der durch eine Ausgabe der Erfassungseinrichtung angegeben ist, gegenüber einem durch den ersten Wert angegebenen Spannungswert ansteigt, wenn der Teil der Vielzahl der Relais erneut in den leitenden Zustand versetzt wird.
Fehlerdiagnoseverfahren für ein Fahrzeug, wobei das Fahrzeug (100) umfasst: eine Gleichstromleistungsversorgung (B), eine mit einem Strom der Gleichstromleistungsversorgung versorgte elektrische Schaltung, eine Verbindungseinrichtung (40), die eine Vielzahl von Relais (SMRB, SMRP, SMRG) aufweist und die einen Pfad zum Zuführen des Stroms von der Gleichstromleistungsversorgung zu der elektrischen Schaltung verbindet und unterbricht, und eine Überwachungseinrichtung zur Überwachung des Pfads zwischen der Verbindungseinrichtung und der elektrischen Schaltung, wobei das Fehlerdiagnoseverfahren die folgenden Schritte umfasst: Versetzen eines Teils der Vielzahl der Relais in den leitenden Zustand zur Durchführung einer vorläufigen Bestimmung eines Leitungsfehlers eines Relais, das nicht leitend sein soll, in Verbindung mit einer Ausgabe der Erfassungseinrichtung (S6), Speichern der Ausgabe der Erfassungseinrichtung als ein erster Wert (VL0), wenn ein Ergebnis der vorläufigen Bestimmung einen Fehler angibt (S7), Bereitstellen einer Steuerung zur einmaligen Änderung eines Zustands von zumindest einem der Vielzahl der Relais und Rückführen des geänderten Zustands, wenn das Ergebnis der vorläufigen Bestimmung einen Fehler angibt (S8), und Vergleichen des ersten Werts mit der Ausgabe der Erfassungseinrichtung zur Bestimmung, ob die vorläufige Bestimmung bestätigt wird oder nicht (S9).
Fehlerdiagnoseverfahren für ein Fahrzeug nach Anspruch 5, wobei eines der Vielzahl der Relais ein erstes Relais ist zur Verbindung einer positiven Elektrodenseite der Gleichstromleistungsversorgung mit der elektrischen Schaltung, und ein anderes der Vielzahl der Relais ein zweites Relais ist zur Verbindung einer negativen Elektrodenseite der Gleichstromleistungsversorgung mit der elektrischen Schaltung.
Fehlerdiagnoseverfahren für ein Fahrzeug nach Anspruch 5, wobei das Fahrzeug ferner umfasst: einen Kondensator zum Glätten einer mittels der Verbindungseinrichtung an die elektrische Schaltung angelegten Spannung, wobei die Erfassungseinrichtung umfasst: einen Spannungssensor zur Erfassung einer Spannung zwischen den Anschlüssen eines Kondensators, und das Fehlerdiagnoseverfahren ferner einen Schritt umfasst des Erlaubens eines Betriebs der elektrischen Schaltung zum Entladen des Kondensators vor dem Schritt der Durchführung einer vorläufigen Bestimmung (S3).
Fehlerdiagnoseverfahren für ein Fahrzeug nach Anspruch 7, wobei das Fehlerdiagnoseverfahren die vorläufige Bestimmung bestätigt, wenn ein durch eine Ausgabe der Erfassungseinrichtung angegebener Spannungswert bezüglich eines durch den ersten Wert angegebenen Spannungswerts in dem Schritt (S9) zur Bestimmung, ob die vorläufige Bestimmung bestätigt wird oder nicht, ansteigt.