DE102009039913A1

DE102009039913A1 - Kraftfahrzeug mit automatischer Abschaltung des Hochvoltsystems

Info

Publication number: DE102009039913A1
Application number: DE200910039913
Authority: DE
Inventors: Rainer Dipl.-Ing. Justen (Fh)
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2009-09-03
Filing date: 2009-09-03
Publication date: 2010-06-24

Abstract

Die Abschaltung eines HV-Systems in einem Fahrzeug soll verbessert werden. Hierzu wird ein Kraftfahrzeug (1) mit einem Hochvoltsystem (5) für den Antrieb des Kraftfahrzeugs, einer Sensorik (7) zur Bereitstellung eines Sensorsignals und einem Steuergerät zum Abschalten des Hochvoltsystems (5) in Abhängigkeit von dem Sensorsignal vorgeschlagen. Die Sensorik (7) und das Steuergerät (6) sind ausschließlich zum Abschalten des Hochvoltsystems (5) im Kraftfahrzeug (1) eingesetzt. Dadurch können beispielsweise unterschiedliche Auslöseschwellen zum Auslösen eines Airbags (2) und zum Abschalten eines HV-Systems (5) realisiert werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Hochvoltsystem für den Antrieb des Kraftfahrzeugs, einer Sensorik zur Bereitstellung eines Sensorsignals und einem Steuergerät zum Abschalten des Hochvoltsystems in Abhängigkeit von dem Sensorsignal. Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich vorzugsweise um ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug.
Hochvolt-Systeme (HV) in Hybrid- und Elektrofahrzeugen arbeiten mit Betriebsspannungen von ca. 100 V bis 400 V. Diese Spannungen stellen bei Berührung höchste Gefährdungen für Personen dar. Aus diesem Grund soll das HV-System bei einem Unfall abgeschaltet werden.
Aktuell findet eine Unfallsensierung über das Airbag-Steuergerät statt. Bei einer Sensierung eines Aufpralls wird über einen freien Zündkanal im Airbag-Steuergerät die Abschalteinheit für das HV-System angesteuert. Je nach sensierter Unfallschwere kann in einem mehrstufigen Auslösekonzept das HV-System abgeschaltet werden. Als Auslösekriterien werden vorhandene Schwellen zur Auslösung der Rückhaltesysteme mitgenutzt.
Eine HV-Abschaltung ist über einen Frontal-, Heck- und Seitenaufprall hinaus, aber auch in zusätzlichen Betriebszuständen erforderlich, die teilweise nicht über das Airbag-Steuergerät sensiert werden können. Hierzu zählen beispielsweise ein Fahrzeugüberschlag, wenn das Airbag-Steuergerät über keinen integrierten Drehratensensor verfügt. Weiterhin arbeitet das Airbag-Steuergerät nicht oder nicht sinnvoll für die HV-Abschaltung, wenn sich das Fahrzeug im Stand befindet, die Zündung aus ist und das HV-System aktiv ist. Dies ist beispielsweise der Fall bei einer Stand-Klimatisierung oder beim Laden an einer Steckdose.
In den genannten Fällen ist eine zusätzliche Sensorik und gegebenenfalls ein zusätzliches Steuergerät notwendig die/das einen Überschlag oder einen Aufprall erkennt und die Auslöseeinheit der HV-Abschaltung ansteuert.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine zuverlässigere Abschaltung eines HV-Systems in einem Kraftfahrzeug gewährleisten zu können.
Erfindungsgemäß wird hierzu ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 bereitgestellt. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Es wird also entsprechend der vorliegenden Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem Hochvoltsystem für den Antrieb des Kraftfahrzeugs, einer Sensorik zur Bereitstellung eines Sensorsignals und einem Steuergerät zum Abschalten des Hochvoltsystems in Abhängigkeit von dem Sensorsignal vorgeschlagen, wobei die Sensorik und das Steuergerät ausschließlich zum Abschalten des Hochvoltsystems im Kraftfahrzeug eingesetzt ist.
In vorteilhafterweise ist es mit der ausschließlich für das Hochvoltsystem zuständigen Sensorik und dem speziellen Steuergerät möglich, das HV-System nach speziellen Kriterien abzuschalten. Das Abschalten erfordert dann nicht mehr zwangsläufig einen Aufprall, was bei der Ansteuerung einer Abschaltvorrichtung mit Hilfe einer Airbag-Sensorik notwendig ist.
In bevorzugter Ausführungsform ist mit der speziellen Sensorik für das Hochvoltsystem ein Fahrzeugüberschlag detektierbar. Außerdem kann es von Vorteil sein, wenn mit der Sensorik ein Aufprall des Kraftfahrzeugs detektierbar ist. Vorzugsweise ist ferner das Steuergerät und die Sensorik auch bei abgeschalteter Zündung des Kraftfahrzeugs aktivierbar. Des Weiteren kann das Steuergerät und die Sensorik zur Abschaltung in allen Betriebszuständen des HV-Systems dienen. Außerdem ist es günstig, wenn das Steuergerät unabhängig von einem in dem Kraftfahrzeug verbauten Airbag-Steuergerät ist.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, die eine Prinzipskizze eines Kraftfahrzeugs mit erfindungsgemäßer Abschaltvorrichtung des Hochvoltsystems zeigt.
Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.
Die Fig. zeigt symbolisch ein Kraftfahrzeug 1. Es verfügt über einen Airbag 2, welcher von einem Airbag-Steuergerät 3 angesteuert wird. Dieses Airbag-Steuergerät 3 erhält ein Crashsignal von einem Crashsensor 4. Die Auslösung des Airbags 2 erfolgt nach sehr spezifischen Gesichtspunkten. Hierzu zählen insbesondere Aufprallereignisse, bei denen Fahrzeuginsassen größeren Beschleunigungen ausgesetzt sind. Auslöseschwellen der Airbags werden idealer Weise für eine spezifische Minimierung der Insassenbelastungen bei einem Aufprall angepasst.
Bei dem Kraftfahrzeug 1 handelt es sich um ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug. Es verfügt über einen Elektroantrieb und zur elektrischen Versorgung über ein entsprechendes HV-System 5. Dieses HV-System 5 kann mit Hilfe eines separaten HV-Steuergeräts 6 automatisch abgeschaltet werden. Hierzu bezieht das HV-Steuergerät 6 von einem HV-Sensor 7 bzw. einer HV-Sensorik ein Sensorsignal. Das Sensorsignal des HV-Sensors 7 wird nach festgelegten Kriterien im HV-Steuergerät 6 ausgewertet und gegebenenfalls wird in Abhängigkeit von dem Auswerteergebnis das HV-System 5 abgeschaltet. Die Abschaltung des HV-Systems 5 erfolgt somit durch ein eigenes HV-Steuergerät 6 einschließlich eines speziellen HV-Sensors 7 vollkommen unabhängig von dem Airbag-Steuergerät 3 und dem Crash-Sensor 4. Dies bedeutet, dass die Abschaltung des HV-Systems 5 nicht mehr durch das Airbag-Steuergerät 3 und gegebenenfalls zusätzliche Sensoren und Steuergeräte für im Fahrzeug 1 nicht abgedeckte HV-Funktionen gesteuert wird. Vielmehr erfolgt die Abschaltung des HV-Systems 5 über eine eigene HV-Abschaltsensorik, die alle HV-Betriebszustände und zugehörigen Abschaltszenarien beinhaltet und idealerweise im HV-System 5 integriert ist.
Die vorliegende Erfindung basiert auf dem Gedanken, dass zwischen der Auslösung von Insassenschutzsystemen und der Abschaltung eines HV-Systems 5 kein zwingend notwendiger Zusammenhang bezüglich der Auslöseanforderungen (Unfallschwere, Auslösezeiten) besteht. Die auf Grund dieser Tatsache bereitgestellte eigenständige Auslöseeinheit für das HV-System 5 bietet zahlreiche Vorteile. Hierzu zählt, dass die Auslöseschwellen für das HV-System 5 an den tatsächlichen Abschaltbedarf des HV-Systems 5 besser angepasst werden können. Außerdem ist für zusätzliche Auslösekriterien, z. B. Standcrash, keine separate Sensorik notwendig (integrierte Sensorik für alle HV-Betriebszustände). Vorteilhaft ist weiterhin, dass die HV-Abschaltung nach einheitlichen HV-Erfordernissen stattfinden kann und nicht nach fahrzeugspezifisch vorhandenen Randbedingungen. Des Weiteren ist vorteilhaft, dass eine HV-Abschaltalgorithmik nur einmal entwickelt und weiter entwickelt werden muss. Darüber hinaus besteht eine völlige Unabhängigkeit von Varianten und Weiterentwicklungen der fahrzeugspezifischen Airbag-Steuergeräte. Kostenvorteile durch Integration der HV-Abschalteinrichtung in ein Batteriemanagement-System ergeben sich dadurch, dass keine aufwendige Verkabelung, Steuerung und Schnittstellen notwendig sind. Des Weiteren können unabhängige Weiterentwicklungen von Airbag-Steuergerät und HV-Steuergerät ohne Schnittstellen gewährleistet werden. Ebenso sind eigenständige Abschaltschwellen für das HV-System 5 möglich. Daneben bestehen wegen der geringeren Anforderungen Kostenvorteile auf Grund einfacher Sensorikbauteile. Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Systems besteht darin, dass durch eine eigenständige Auslösealgorithmik differenzierte Auslöseszenarien für HV-Systeme 5 möglich sind (z. B. Mehrstufigkeit).

Claims

Kraftfahrzeug (1) mit – einem Hochvoltsystem (5) für den Antrieb des Kraftfahrzeugs (1), – einer Sensorik (7) zur Bereitstellung eines Sensorsignals und – einem Steuergerät (6) zum Abschalten des Hochvoltsystems (5) in Abhängigkeit von dem Sensorsignal, dadurch gekennzeichnet, dass – die Sensorik (7) und das Steuergerät (6) ausschließlich zum Abschalten des Hochvoltsystems (5) im Kraftfahrzeug (1) eingesetzt sind.
Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Sensorik (7) ein Fahrzeugüberschlag detektierbar ist.
Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Sensorik (7) ein Aufprall des Kraftfahrzeugs (1) detektierbar ist.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (6) und die Sensorik (7) auch bei abgeschalteter Zündung des Kraftfahrzeugs (1) aktivierbar ist.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (6) und die Sensorik (7) für alte Betriebszustände des Hochvolt-Systems (5) dient.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (6) unabhängig von einem in dem Kraftfahrzeug (1) verbauten Airbag-Steuergerät (3) ist.