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HINTERGRUND
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(a) Technisches Gebiet
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Die vorliegende Anmeldung betrifft im Allgemeinen ein Motorantriebssystem für ein Hybridfahrzeug und ein Verfahren zum Steuern desselben. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Motorantriebssystem für ein Hybridfahrzeug und ein Verfahren zum Steuern desselben, welches in geeigneter Weise verhindert, dass eine von einem Motor während einem Abschalten eines Hauptrelais erzeugte gegenelektromotorische Kraft an Nichtantriebsstrangkomponenten, wie zum Beispiel einen DC-Wandler und einen elektrischen Klimaanlagenumrichter angelegt wird, um auf diese Weise die Nichtantriebsstrangkomponenten zu schützen und das Auftreten von Betriebsstörungen zu verhindern.
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(b) Stand der Technik
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Hybridfahrzeuge verwenden einen Elektromotor als eine Hilfsenergiequelle ebenso wie einen Verbrennungsmotor, um eine Verringerung der Abgase und eine Verbesserung der Kraftstoffeinsparung bereitzustellen.
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Wenn der Verbrennungsmotor in einem uneffizienten Zustand arbeitet, wird der Elektromotor durch die Energie einer Batterie betrieben um die Effizienz eines Hybridsystems entsprechend zu erhöhen (Lastausgleich). Darüber hinaus wird die Batterie durch eine Rückgewinnungsbremsung während einer Verzögerung geladen, in welcher die kinetische Energie, welche als Reibungswärme in einem Bremssystem verschwendet werden würde, in elektrische Energie durch von dem Motor erzeugten Strom umgewandelt wird, um dabei die Kraftstoffeinsparung zu verbessern.
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Hybridfahrzeuge werden in Mild-Hybridfahrzeuge und Voll-Hybridfahrzeuge unterteilt, basierend darauf, ob der Motor mit einem Kraftübertragungssystem verbunden und betrieben wird oder nicht.
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Ein beispielhaftes Motorantriebssystem für ein bestehendes Voll-Hybridfahrzeug ist in 4 gezeigt. Wie in 4 gezeigt umfasst das Motorantriebssystem erste und zweite Motoren M1 und M2 zum Antreiben des Fahrzeugs, erste und zweite Umrichter 1 und 2 zum Betreiben der ersten und zweiten Motoren M1 beziehungsweise M2, eine DC-Batterie B zum Ausgeben einer DC-Spannung, einen Spannungswandler 3 zum Hochstufen der DC-Spannung von der DC-Batterie B und zum Liefern der hoch gestuften Spannung zu den ersten und zweiten Umrichtern 1 und 2 oder zum Herunterstufen der DC-Spannung von den ersten zweiten Umrichtern 1 und 2 und zum Liefern der herunter gestuften Spannung zu der DC-Batterie B, erste und zweite Hauptrelais SR1 und SR2, die zwischen der DC-Batterie B und dem Spannungswandler 3 angeschlossen sind, und einen DC-Wandler 4 und einen elektrischen Klimaanlagenumrichter 7 als elektrische Lasten oder Stromversorgungseinrichtungen, die zwischen den ersten und zweiten Hauptrelais SR1 und SR2 und dem Spannungswandler 3 angeschlossen sind.
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Der DC-Wandler 4 wird üblicherweise mit Stromrichter bezeichnet, in welchem der Energiefluss unidirektional oder bidirektional ist, und Bezugszeichen 5,6 und 8 bezeichnen eine 12V Hilfsbatterie, eine elektrische 12V Last beziehungsweise einen DC-Koppelkondensator.
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In einem Motorantriebssystem für ein herkömmliches Hybridfahrzeug mit dem oberhalb beschriebenen Aufbau wird in dem Moment wenn die ersten und zweiten Hauptrelais SR1 und SR2 ausgeschaltet werden, eine hohe Spannung (z.B. 600 V) an den DC-Koppelkondensator 8 durch eine von dem rotierenden Motor erzeugte gegenelektromotorische Kraft angelegt, und diese Spannung wird an Nichtantriebskomponenten wie zum Beispiel den DC-Wandler 4 und den elektrischen Klimaanlagenumrichter 7 angelegt, welche in geeigneter Weise zwischen den ersten und zweiten Hauptrelais SR1 und SR2 und dem Spannungswandler 3 durch den Spannungswandler 3 angeschlossen sind. Daher ist es erforderlich, die maximale Spannungsfestigkeit der Nichtantriebskomponenten wie zum Beispiel des DC-Wandlers 4 und des elektrischen Klimaanlagenumrichters 7 zu erhöhen, welches eine Erhöhung der Herstellkosten für ein Hybridsystem gemäß der hohen Spannungsfestigkeit verursacht und ebenfalls eine Verschlechterung der Effizienz des Systems verursacht.
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Ferner werden in dem Fall einer Betriebsstörung des DC-Wandlers 4 die ersten und zweiten Hauptrelais SR1 und SR2 unverzüglich abgeschaltet, um ein Zweitproblem aufgrund des DC-Stroms der Hochspannungs-DC-Batterie B zu verhindern. Zu dieser Zeit wird der Strom nicht zu den ersten und zweiten Umrichtern 1 und 2 geliefert, und somit geht die Antriebskraft der ersten und zweiten Motoren M1 und M2 zum Antreiben des Hybridfahrzeugs verloren. Ferner geraten die ersten und zweiten Motoren M1 und M2 einschließlich eines elektrischen Generators während eines Hochgeschwindigkeitsbetriebs des Verbrennungsmotors außer Kontrolle, und dabei kann eine übermäßige Drehung und eine gegenelektromotorische Kraft entsprechend an den elektrischen Generator angelegt werden. Als Folge davon wird die Möglichkeit erhöht, dass der drehende Teil des Motors kaputt gehen kann und der Umrichter aufgrund der Überspannung durchgebrannt werden kann.
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Ferner kann in Beispielen, wo das Fahrzeug angehalten wird, nachdem die ersten und zweiten Hauptrelais SR1 und SR2 abgeschaltet werden, da die Antriebskraft der ersten und zweiten Motoren M1 und M2 verloren geht, das Fahrzeug nicht gestartet werden und kann keine Notlauffunktion zur Fahrzeugdiagnose aufnehmen. Als Folge davon kann, obwohl die 12V Stromversorgung durch die 12V Hilfsbatterie verfügbar ist, das Fahrzeug nicht gestartet werden und es muss abgeschleppt werden.
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Zusätzlich werden in einem Beispiel wo die DC-Batterie B wie zum Beispiel eine Hochspannungsbatterie unter Verwendung des DC-Wandlers 4 geladen wird, die ersten und zweiten Hauptrelais SR1 und SR2 abgeschaltet, und die Hochspannungsenergie wird an den Spannungswandler 3 und die ersten und zweiten Umrichter 1 und 2 angelegt. Deswegen führt eine Steuerung einen Steuerungsbetrieb aus, um eine Fehlfunktion von jedem IGBT des Spannungswandlers 3 und den ersten und zweiten Umrichtern 1 und 2 zu verhindern. Demzufolge ist es erforderlich, die Energie an einer IGBT-Ansteuerschaltung anzulegen, um die IGBT in einem ausgeschalteten Zustand zu halten, welches die Haltbarkeit der Ansteuerschaltung verringert. Ferner sollten unnötige Komponenten zu jeder Zeit betrieben werden und während einer Langzeitladung kann die Haltbarkeit der Steuerung zum Verhindern der IGBT-Störung entsprechend verringert werden und die Möglichkeit dass die Steuerung versagt wird erhöht.
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Außerdem kennt man aus der
EP 2 000 366 A ein Fahrzeug mit einer Hochspannungsbatterie, einer Steckdose zum Anschluss eines Ladekabels eines externen Stromversorgungsgeräts zum Laden der Hochspannungsbatterie sowie einem Verbraucher zum Kühlen und Heizen und einen Verbraucher zum Aufwärmen eines Motors, die als fahrzeuginterne Verbraucher dienen, die elektrische Energie von der Hochspannungsbatterie oder einer Hilfsmaschinenbatterie erhalten und von einer Steuervorrichtung gesteuert werden. Die Steuervorrichtung steuert die elektrischen Verbraucher im Fahrzeug an, wenn das Ladekabel von der Steckdose abgezogen wird. Vorzugsweise stoppt die Steuervorrichtung den angetriebenen elektrischen Verbraucher im Fahrzeug, wenn eine vorgeschriebene Stoppbedingung erfüllt ist.
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Die WO 2009 / 119 215 A1 zeigt ein Steuersystem für einen sich drehenden Elektromotor, das einen sich drehenden Elektromotor, eine mit einer Gleichstromquelle verbundene Antriebsschaltung zur Umwandlung des Ausgangs der Gleichstromquelle in einen Wechselstrom, wenn der sich drehende Elektromotor regeneriert, und zur Umwandlung des Ausgangs des sich drehenden Elektromotors in einen Gleichstrom, wenn der sich drehende Elektromotor regeneriert, und eine Steuereinheit zur Steuerung der Antriebsschaltung umfasst. Die Steuereinheit entscheidet beim Regenerieren des Elektromotors, ob die Verbindung zwischen der Gleichstromquelle und dem Antriebskreis aufrechterhalten wird oder nicht, und steuert, wenn sie nicht aufrechterhalten wird, den Antriebskreis, wodurch die vom Elektromotor regenerierte elektrische Leistung abfällt.
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Um den Wirkungsgrad der Aufladung zu verbessern und Hilfslastsysteme während es Ladens eines aufladbaren Speichers durch eine externe Energiequelle betreiben zu können, ist aus der
JP 2009 - 225587 A eine Ladestrecke für eine Hauptbatterie durch eine externen Ladestromquelle bekannt, die durch Einschalten von Relais gebildet wird. Diese Ladestrecke ist so vorgesehen, dass sie unabhängig von einem Leitungsweg zwischen einem Motorgenerator zur Erzeugung einer Antriebskraft eines Fahrzeugs und der Hauptbatterie, die durch das Einschalten eines Relais gebildet wird, ist. Darüber hinaus wird von Stromversorgungsleitungen elektrische Betriebsleistung zwischen einem Relais und einem Leistungswandler zu den Hilfslastsystemen einschließlich einer Hilfsbatterie derart geliefert, ohne an die Leitungsstrecke angeschlossen zu sein, dass die Systeme auch bei ausgeschaltetem Relais 150C betrieben werden können.
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Um Anomalien eines Wandlers in einem Lasttreiber, der zur Steuerung des Antriebs einer Last durch die Kombination eines Wandlers und eines Wechselrichters gebildet wird, genau erkennen zu können, zeigt die
JP 2008 - 236 943 A einen Lasttreiber, der mit einer Batterie versehen ist, die in der Lage ist, Strom an die Stromleitungen zu liefern, einem Aufwärtswandler, der die Spannung der Stromleitungen vor dem Ausgang umwandelt, einem Wechselrichter, der zwischen dem Aufwärtswandler und einem Wechselstrommotor angeschlossen ist, einem DC/DC-Wandler, der die Spannung der Stromleitungen herabsetzt und sie an eine Hilfsbatterie liefert, und einem Steuergerät, das den Aufwärtswandler steuert, basierend auf dem Sensorwert eines Spannungssensors, der die Spannung der Stromleitungen erfasst. Das Steuergerät beurteilt das Vorhandensein einer Anomalie des Aufwärtswandlers anhand eines Anomaliesignals vom DC/DC-Wandler, wenn er feststellt, dass die Spannung der Stromleitungen über einen bestimmten Schwellenwert gestiegen ist, der auf dem Sensorwert des Spannungssensors basiert.
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Demzufolge besteht im Stand der Technik eine Notwendigkeit für neue oder verbesserte Motorantriebssysteme für ein Hybridfahrzeug.
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Die obige in diesem Hintergrundabschnitt offenbarte Information dient nur der Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung und kann daher Informationen enthalten, die nicht den Stand der Technik bilden, der einem Fachmann in diesem Land bereits bekannt ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ANMELDUNG
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Die vorliegende Erfindung stellt ein Motorantriebssystem für ein Hybridfahrzeug und ein Verfahren zum Steuern desselben bereit, in welchen Nichtantriebsstrangkomponenten wie zum Beispiel ein DC-Wandler und ein elektrischer Klimaanlagenumrichter in geeigneter Weise zwischen einer DC-Batterie und einem Hauptrelais durch ein Hilfsrelais angeschlossen sind, um damit in geeigneter Weise zu verhindern, dass eine von einem Motor während einem Abschalten eines Hauptrelais erzeugte gegenelektromotorische Kraft an den DC-Wandler und den elektrischen Klimaanlagenumrichter angelegt wird, um auf diese Weise die Nichtantriebsstrangkomponenten zu schützen und das Auftreten von Betriebsstörungen zu verhindern. In bevorzugten beispielhaften Ausführungsformen, sogar in dem Fall einer Betriebsstörung in dem DC-Wandler, kann das Motorantriebssystem für ein Hybridfahrzeug und das Verfahren zum Steuern desselben der vorliegenden Erfindung rasch mit der Betriebsstörung durch entsprechendes Steuern des Hilfsrelais fertig werden.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung stellt die vorliegende Erfindung ein Motorantriebssystem für ein Hybridfahrzeug bereit, wobei das System umfasst: erste und zweite Motoren zum Antreiben des Fahrzeugs; erste und zweite Umrichter zum Betreiben der ersten beziehungsweise zweiten Motoren; eine DC-Batterie zum Ausgeben einer DC-Spannung; einen Spannungswandler zum Hochstufen der DC-Spannung von der DC-Batterie und zum Liefern der hoch gestuften Spannung zu den ersten und zweiten Umrichtern oder zum Herunterstufen der DC-Spannung von den ersten zweiten Umrichtern und zum Liefern der herunter gestuften Spannung zu der DC-Batterie; erste und zweite Hauptrelais, die zwischen der DC-Batterie und dem Spannungswandler angeschlossen sind; und einen DC-Wandler und einen elektrischen Klimaanlagenumrichter als Nichtantriebsstrangkomponenten, die in geeigneter Weise zwischen der DC-Batterie und den ersten und zweiten Hauptrelais durch erste und zweite Hilfsrelais angeschlossen sind, und eine Steuerung zum Steuern des Betriebs der ersten und zweiten Hauptrelais und desjenigen der ersten und zweiten Hilfsrelais, um den elektrischen Effekt zwischen den Nichtantriebsstrangkomponenten wie zum Beispiel dem DC-Wandler und dem elektrischen Klimaanlagenumrichter und Antriebsstrangkomponenten wie zum Beispiel den ersten und zweiten Umrichtern abzutrennen, wobei die Steuerung eingerichtet ist: zu bestimmen, ob eine Betriebsstörung in der Nichtantriebsstrangkomponente, wie dem DC-Wandler, vorliegt; das erste und zweite Hilfsrelais, die zwischen der Gleichstrombatterie und dem ersten und zweiten Hauptrelaisangeschlossen sind, abzuschalten, wenn festgestellt wird, dass eine Betriebsstörung vorliegt; festzustellen, ob das Fahrzeug gefahren wird; und das erste und zweite Hauptrelais in einem eingeschalteten Zustand derart beizubehalten, dass der erste und zweite Motor weiterlaufen, wenn im Falle eines Fehlers im DC-Wandler festgestellt wird, dass das Fahrzeug fährt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Steuern eines Motorantriebssystems für ein Hybridfahrzeug bereit, wobei das Verfahren vorzugsweise umfasst ein Bestimmen ob es eine Betriebsstörung in einer Nichtantriebsstrangkomponente wie zum Beispiel einem DC-Wandler gibt; Abschalten erster und zweiter Hilfsrelais, die zwischen einer DC-Batterie und ersten und zweiten Hauptrelais angeschlossen sind, falls es bestimmt wird, dass es eine Betriebsstörung gibt; Bestimmen ob das Fahrzeug gefahren wird; Beibehalten der ersten und zweiten Hauptrelais in einem eingeschalteten Zustand, so dass erste und zweite Motoren weiter laufen, wenn das Fahrzeug fährt, falls eine Betriebsstörung des DC-Wandlers festgestellt wird,; und Drücken eines Notdruckknopfs, um die ersten und zweiten Hauptrelais einzuschalten, so dass das Fahrzeug vorübergehend läuft, falls es entsprechend bestimmt wird, dass das Fahrzeug im Fall einer Betriebsstörung in dem DC-Wandler ausgeschaltet wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Verfahren der vorliegenden Erfindung ferner ein Verhindern umfassen, dass eine Überspannung aufgrund einer gegenelektromotorischen Kraft des Motors an den DC-Wandler in dem Moment angelegt wird, wenn die ersten und zweiten Hauptrelais abgeschaltet werden, selbst wenn die ersten und zweiten Hilfsrelais eingeschaltet sind.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das Verfahren ferner umfassen ein Abschalten der ersten und zweiten Hauptrelais und zur selben Zeit ein Einschalten der ersten und zweiten Hilfsrelais, so dass die DC-Batterie durch den DC-Wandler geladen wird, falls es entsprechend bestimmt wird, dass es keine Betriebsstörung in dem DC-Wandler als eine elektrische Last oder Stromversorgungseinrichtung gibt.
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Weiter Ausgestaltungen und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend erläutert.
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Es ist zu beachten, dass der Ausdruck „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-“ oder andere gleichlautende Ausdrücke wie sie hierin verwendet werden, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen wie z.B. Personenkraftwagen einschließlich Sports Utility Vehicles (SUV), Busse, Lastwägen, verschiedene Nutzungsfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielfalt von Booten und Schiffen, Luftfahrzeugen und dergleichen einschließen, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in Hybridelektrofahrzeuge, Wasserstoffangetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativen Kraftstoff umfassen (beispielsweise Kraftstoff, der von anderen Quellen als Erdöl gewonnen wird). Wie hierin Bezug genommen wird, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Antriebsquellen aufweist, wie zum Beispiel sowohl benzinbetriebene als auch elektrisch angetriebene Fahrzeuge.
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Die obigen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ersichtlich oder ausführlich dargelegt in den beigefügten Zeichnungen, welche enthalten sind und einen Teil der Beschreibung bilden und der vorliegenden ausführlichen Beschreibung, welche zusammen dazu dienen, durch Beispiele die Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
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Figurenliste
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Die obigen und weiteren Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nun ausführlich mit Bezug auf deren bestimmte beispielhafte Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, welche nachfolgend lediglich der Veranschaulichung dienen und somit für die vorliegende Erfindung nicht einschränkend sind, und wobei:
- 1 zeigt ein schematisches Diagramm eines Motorantriebssystems für ein Hybridfahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 und 3 zeigen Flussdiagramme, die ein Verfahren zum Steuern eines Motorantriebssystems für ein Hybridfahrzeug gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
- 4 zeigt ein schematisches Diagramm eines Motorantriebssystems für ein herkömmliches Hybridsystem.
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Die in den Zeichnungen dargestellten Bezugszeichen umfassen einen Bezug auf die folgenden Elemente wie sie ferner unterhalb erläutert werden:
- 1
- erster Umrichter
- 2
- zweiter Umrichter
- 3
- Spannungswandler
- 4
- DC-Wandler
- M1
- erster Motor
- M2
- zweiter Motor
- B
- DC-Batterie
- SR1
- erstes Hauptrelais
- SR2
- zweites Hauptrelais
- SR3
- erstes Hilfsrelais
- SR4
- zweites Hilfsrelais
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Es ist zu beachten, dass die beigefügten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabgerecht sind und eine etwas vereinfachte Darstellung von verschiedenen bevorzugten Merkmalen darstellen, welche die Grundsätze der Erfindung veranschaulichen. Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung wie sie hierin offenbart sind, einschließlich z.B. spezifischer Abmessungen, Orientierungen, Einbauorten, und Formen werden zum Teil durch die eigens dafür vorgesehene Anmeldung und der Arbeitsumgebung bestimmt.
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In den Figuren beziehen sich die Bezugszeichen überall in den einzelnen Figuren der Zeichnungen auf die gleichen oder äquivalenten Teile der vorliegenden Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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In einer ersten Ausgestaltung ist die vorliegende Erfindung gekennzeichnet durch ein Motorantriebssystem für ein Hybridfahrzeug, wobei das System umfasst erste und zweite Motoren zum Antreiben des Fahrzeugs, erste und zweite Umrichter zum Betreiben der ersten beziehungsweise zweiten Motoren, eine DC-Batterie zum Ausgeben einer DC-Spannung, einen Spannungswandler zum Hochstufen der DC-Spannung von der DC-Batterie und zum Liefern der hoch gestuften Spannung zu den ersten und zweiten Umrichtern oder zum Herunterstufen der DC-Spannung von den ersten zweiten Umrichtern und zum Liefern der herunter gestuften Spannung zu der DC-Batterie, erste und zweite Hauptrelais, die zwischen der DC-Batterie und dem Spannungswandler angeschlossen sind, und einen DC-Wandler und einen elektrischen Klimaanlagenumrichter als Nichtantriebsstrangkomponenten, die zwischen der DC-Batterie und den ersten und zweiten Hauptrelais durch erste und zweite Hilfsrelais angeschlossen sind und eine Steuerung zum Steuern des Betriebs der ersten und zweiten Hauptrelais und desjenigen der ersten und zweiten Hilfsrelais, um den elektrischen Effekt zwischen den Nichtantriebsstrangkomponenten wie zum Beispiel dem DC-Wandler und dem elektrischen Klimaanlagenumrichter und Antriebsstrangkomponenten wie zum Beispiel den ersten und zweiten Umrichtern abzutrennen, wobei die Steuerung eingerichtet ist: zu bestimmen, ob eine Betriebsstörung in der Nichtantriebsstrangkomponente, wie dem DC-Wandler, vorliegt; das erste und zweite Hilfsrelais, die zwischen der Gleichstrombatterie und dem ersten und zweiten Hauptrelaisangeschlossen sind, abzuschalten, wenn festgestellt wird, dass eine Betriebsstörung vorliegt; festzustellen, ob das Fahrzeug gefahren wird; und das erste und zweite Hauptrelais in einem eingeschalteten Zustand derart beizubehalten, dass der erste und zweite Motor weiterlaufen, wenn im Falle eines Fehlers im DC-Wandler festgestellt wird, dass das Fahrzeug fährt.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist die vorliegende Erfindung gekennzeichnet durch ein Verfahren zum Steuern eines Motorantriebssystems für ein Hybridfahrzeug, wobei das Verfahren aufweist, ein Bestimmen ob es eine Betriebsstörung in einer Nichtantriebsstrangkomponente wie zum Beispiel einem DC-Wandler gibt, Abschalten erster und zweiter Hilfsrelais, die zwischen einer DC-Batterie und ersten und zweiten Hauptrelais angeschlossen sind, falls es bestimmt wird, dass es eine Betriebsstörung gibt, Bestimmen ob das Fahrzeug gefahren wird, und Beibehalten der ersten und zweiten Hauptrelais in einem eingeschalteten Zustand, so dass erste und zweite Motoren weiter laufen, wenn das Fahrzeug fährt, falls eine Betriebsstörung des DC-Wandlers festgestellt wird.
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In einer Ausführungsform weist das Verfahren ferner auf ein Drücken eines Notdruckknopfs, um die ersten und zweiten Hauptrelais einzuschalten, so dass das Fahrzeug vorübergehend läuft, falls es entsprechend bestimmt wird, dass das Fahrzeug im Fall einer Betriebsstörung in dem DC-Wandler ausgeschaltet wird. Nachfolgend wird nun ausführlich auf die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, wobei deren Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind und unterhalb beschrieben werden. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, ist es zu beachten, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu vorgesehen ist, die Erfindung auf jene beispielhafte Ausführungsformen zu beschränken. Im Gegensatz dazu ist die Erfindung dazu vorgesehen, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern ebenso verschiedenste Alternativen, Abänderungen, Äquivalente und weitere Ausführungsformen, welche innerhalb des Geistes und des Umfangs der Erfindung wie sie in den beigefügten Ansprüchen bestimmt ist, umfasst sein können.
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1 zeigt ein schematisches Diagramm eines Motorantriebssystems für ein Hybridfahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Vorzugsweise sind erste und zweite Umrichter 1 und 2 als Antriebsstrangkomponenten in geeigneter Weise an erste beziehungsweise zweite Motoren M1 und M2 zum Antreiben des Fahrzeugs durch eine DC-Batterie B zum Ausgeben einer DC-Spannung und einem Spannungswandler 3 angeschlossen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform stuft der Spannungswandler 3 die DC-Spannung von der DC-Batterie B hoch oder herunter und liefert in geeigneter Weise die DC-Spannung zu den ersten und zweiten Umrichtern 1 und 2 oder stuft die DC-Spannung von den ersten und zweiten Umrichtern 1 und 2 hoch oder herunter und liefert die DC-Spannung zu der DC-Batterie B.
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Vorzugsweise sind erste und zweite Hauptrelais SR1 und SR2 zum Liefern oder Abtrennen des Stroms der Batterie B in geeigneter Weise zwischen der DC-Batterie B und dem Spannungswandler 3 angeordnet.
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In weiteren bevorzugten Ausführungsformen sind ein DC-Wandler 4 und ein elektrischer Klimaanlagenumrichter 7 als Nichtantriebsstrangkomponenten in geeigneter Weise zwischen der DC-Batterie B und den ersten zweiten Hauptrelais SR1 und SR2 angeschlossen. Vorzugsweise sind erste und zweite Hilfsrelais SR3 und SR4 in geeigneter Weise an einer Leitung von der DC-Batterie B und den ersten und zweiten Hauptrelais SR1 und SR2 zu dem DC-Wandler 4 und dem elektrischen Klimaanlagenumrichter 7 angebracht.
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In weiteren bevorzugten Ausführungsformen werden der Betrieb der ersten und zweiten Hauptrelais SR1 und SR2 und der der ersten und zweiten Hilfsrelais SR3 und SR4 in geeigneter Weise durch eine Steuerung (nicht gezeigt) gesteuert, um den elektrischen Effekt zwischen den Nichtantriebsstrangkomponenten wie zum Beispiel dem DC-Wandler 4 und dem elektrischen Klimaanlagenumrichter 7 und den Antriebsstrangkomponenten wie zum Beispiel den ersten und zweiten Umrichtern 1 und 2 abzutrennen.
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Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen und wie in 2 und 3 gezeigt, zeigen 2 und 3 Flussdiagramme, die ein Verfahren zum Steuern eines Motorantriebssystems für ein Hybridfahrzeug darstellen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform werden in dem Fall einer Betriebsstörung in dem DC-Wandler 4 als die Nichtantriebsstrangkomponente, welche als eine elektrische Last oder Stromversorgungseinrichtung dargestellt ist, die ersten und zweiten Hilfsrelais SR3 und SR4 abgeschaltet, die zwischen der DC-Batterie B und den ersten zweiten Hauptrelais SR1 und SR2 angeschlossen sind.
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Demzufolge wird, selbst wenn die ersten und zweiten Hauptrelais SR1 und SR2 nicht ausgeschaltet werden, eine Überspannung aufgrund der gegenelektromotorischen Kraft des Motors nicht an den DC-Wandler 4 angelegt, und als Folge davon ist es möglich, die Nichtantriebsstrangkomponenten wie zum Beispiel den DC-Wandler 4 und den elektrischen Klimaanlagenumrichter 7 entsprechend zu schützen und das Auftreten einer Betriebsstörung zu verhindern.
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In weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann in dem Moment, wenn die ersten und zweiten Hauptrelais SR1 und SR2 ausgeschaltet sind, verhindert werden, dass die Überspannung aufgrund der gegenelektromotorischen Kraft des Motors an den DC-Wandler 4 angelegt wird, selbst wenn die ersten und zweiten Hilfsrelais SR3 und SR4 eingeschaltet sind.
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Demzufolge ist es möglich, die maximale Spannungsfestigkeit der Nichtantriebsstrangkomponenten wie zum Beispiel des DC-Wandlers 4 und des elektrischen Klimaanlagenumrichters 7 von 660 V auf 300 V zu verringern, um dadurch zum Beispiel die Herstellkosten zu verringern.
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Vorzugsweise wenn das Fahrzeug in dem Fall einer Betriebsstörung in dem DC-Wandler 4 läuft, werden die ersten und zweiten Hilfsrelais SR3 und SR4 entsprechend abgeschaltet. Jedoch werden die ersten und zweiten Hauptrelais SR1 und SR2 in dem eingeschalteten Zustand gehalten, so dass der Betrieb der Motoren M1 und M2 durch den Strom der DC-Batterie B weitergeführt werden kann.
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In weiteren bevorzugten Ausführungsformen wird ein Notdruckknopf gedrückt um ein Warnblinklicht einzuschalten wenn das Fahrzeug entsprechend ausgeschaltet wird, und zur selben Zeit werden die ersten und zweiten Hauptrelais SR1 und SR2 eingeschaltet, so dass das Fahrzeug vorübergehend laufen kann, um auf diese Weise einem Fahrer zu ermöglichen, die nächste Werkstatt zu erreichen.
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In anderen bevorzugten Ausführungsformen werden in dem Fall wo der DC-Wandler 4 als die elektrische Last oder Stromversorgungseinrichtung normal arbeitet, die ersten und zweiten Hauptrelais SR1 und SR2 entsprechend abgeschaltet und zur selben Zeit werden die ersten und zweiten Hilfsrelais SR3 und SR4 entsprechend eingeschaltet, so dass die DC-Batterie B durch den DC-Wandler 4 geladen werden kann.
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Demzufolge ist es möglich, die DC-Batterie B wie zum Beispiel eine Hochspannungsbatterie unter Verwendung des DC-Wandlers 4 einfach zu laden. Da die ersten und zweiten Hauptrelais SR1 und SR2 während der Ladung der Batterie entsprechend ausgeschaltet sind, wird ferner die Hochspannungsenergie nicht an den Spannungswandler 3 und die ersten und zweiten Umrichter 1 und 2 angelegt, und dadurch ist es möglich, die Haltbarkeit der Steuerung durch Beseitigen der unnötigen Logik der Steuerung entsprechend zu verbessern, um ein Versagen jedes IGBTs des Spannungswandlers 3 und der ersten und zweiten Umrichter 1 und 2 zu verhindern.
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Die vorliegende Erfindung stellt wie hierin beschrieben die folgenden Effekte bereit.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Hilfsrelais verwendet, das verhindert, dass die während einem Abschalten des Hauptrelais erzeugte gegenelektromotorische Kraft an Nichtantriebsstrangkomponenten, wie zum Beispiel einen DC-Wandler und einen elektrischen Klimaanlagenumrichter angelegt wird, um auf diese Weise die Nichtantriebsstrangkomponenten zu schützen und das Auftreten von Betriebsstörungen zu verhindern.
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Ferner ist es gemäß bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung möglich, da die Überspannung aufgrund der gegenelektromotorischen Kraft des Motors nicht an den DC-Wandler angelegt wird, die maximale Spannungsfestigkeit des DC-Wandlers entsprechend zu verringern und ferner die Leistung des DC-Wandlers von 600 V auf 300 V zu verringern, um dadurch zum Beispiel die Herstellkosten zu verringern.
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Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist es sogar in dem Fall einer Betriebsstörung in dem DC-Wandler möglich, dem Fahrer entsprechend zu ermöglichen, eine sofortige Wartung durch die Kontrolle des Hauptrelais und Hilfsrelais zu erhalten.
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Die Erfindung wurde ausführlich mit Bezug auf deren bevorzugte Ausführungsformen beschrieben. Jedoch ist dabei zu berücksichtigen, dass durch den Fachmann Änderungen in diesen Ausführungsformen gemacht werden können, ohne von den Grundsätzen und dem Geist der Erfindung abzuweichen, wobei der Umfang der Erfindung in den beigefügten Ansprüchen und ihren Äquivalenten bestimmt ist.
