DE102012222090A1 - Verfahren und vorrichtung zur verhinderung von überstrom-schäden für einen neben-wechselrichter eineselektrischen busses - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur verhinderung von überstrom-schäden für einen neben-wechselrichter eineselektrischen busses Download PDF

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Abstract

Es wird hierin ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verhinderung von Überstrom-Schäden für einen Neben-Wechselrichter eines elektrischen Busses beschrieben, die einen Stoßstrom verhindern können, der aufgrund eines im Wesentlichen abrupten Auftretens einer Last erzeugt wird, wenn eine Kupplung daran angeschlossen wird, indem die Drehzahl eines Servolenkungsmotors verringert wird, bevor die Kupplung daran angeschlossen wird. Das Verfahren und die Vorrichtung umfassen ein Erfassen, durch einen Sensor, eines Drucks von einem Luftbehälter und einer Ein-Stellung eines Luftdruckschalters; Verringern, durch einen Wechselrichter, einer Drehzahl eines Servolenkungsmotors durch Regeln der an dem Servolenkungsmotor angelegten Spannung, wenn der Druck des Luftbehälters weniger als ein eingestellter Wert beträgt oder wenn der Luftdruckschalter eingeschaltet ist; und in Erwiderung auf das Verringern der Drehzahl des Servolenkungsmotors, Halten einer Kupplung in einer eingerückten Stellung, um eine Antriebsleistung von dem Servolenkungsmotor an einen Luftkompressor zu übertragen.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • (a) Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verhinderung von Überstrom-Schäden für einen Neben-Wechselrichter eines elektrischen Busses, die eine Erzeugung eines Überstroms in dem Neben-Wechselrichter des elektrischen Busses verhindern können, wenn eine Kupplung eines Luftkompressors daran angeschlossen wird.
  • (b) Beschreibung des Standes der Technik
  • Die Bedeutung zum Beibehalten einer grünen Umgebung hat in letzter Zeit zugenommen und als solches werden Niederflurbusse unter Verwendung von Erdgas (z. B. andere als Kraftstoffe auf Erdölbasis) in Städten betrieben. Viele Automobilhersteller haben elektrische Busse als ein Transportmittel der nächsten Generation entwickelt.
  • Eine Reihe von Batterieblöcken kann in der Karosserie eines elektrischen Busses angebracht werden, um die Antriebsräder durch einen Motor, der von den Batterieblöcken zugeführte elektrische Energie aufnimmt, anzutreiben, und um verschiedene Arten von Hilfsmaschinen-Vorrichtungen wie zum Beispiel eine Lenkvorrichtung und eine Kühlvorrichtung zu betrieben.
  • 1 zeigt eine beispielhafte schematische Ansicht, die einen Stromnetzaufbau eines elektrischen Busses nach dem Stand der Technik darstellt. 2 zeigt einen beispielhaften Aufbau, der einen Aufbau eines Hilfs-Wechselrichters des elektrischen Busses nach dem Stand der Technik darstellt.
  • Die Spannung einer Hochspannungsbatterie 1 des elektrischen Busses kann an einen 230 V DC/AC-Hilfsmaschinen-Wechselrichter 3 durch einen Hochspannungs-Anschlusskasten 2 angelegt werden und der Hilfsmaschinen-Wechselrichter 3 kann eine Gleichspannung (DC-Spannung) von 380 V, die von der Batterie 1 angelegt wird, in eine Wechselspannung (AC-Spannung) von 230 V umwandeln. Hilfsmaschinen wie zum Beispiel ein Luftkompressor und eine Lenkhilfepumpe 4 und eine Wasserpumpe 5 können durch Aufnehmen der umgewandelten Wechselspannung von dem Hilfsmaschinen-Wechselrichter betrieben werden.
  • In diesem Fall kann, nachdem der elektrische Bus beginnt sich zu bewegen, ein Servolenkungsmotor 6 mit einer hohen Drehzahl gedreht werden, ein Luftkompressor 8 kann mit dem Servolenkungsmotor 6 durch einen Riemen verbunden werden, und eine Kupplung 7 kann an dem Luftkompressor angebracht werden. Wenn die Kupplung 7 eingerückt wird, kann der Luftkompressor durch Aufnehmen einer Antriebsleistung von dem Riemen betrieben werden.
  • Der Betriebszustand des Luftkompressors 8 wird nun beschrieben. Wenn der Druck von einem Luftbehälter niedriger als ein eingestellter Wert (z. B. 8 Bar) ist, kann in dem Luftbehälter gespeichertes Gas beim Betrieb des Luftkompressors 8 verdichtet werden. Darüber hinaus, wenn der Druck des Luftbehälters höher als der eingestellte Wert ist, kann der Betrieb des Luftkompressors gestoppt werden.
  • Wenn jedoch der Servolenkungsmotor 6 bei der hohen Drehzahl gedreht wird, kann der Luftkompressor 8 arbeiten, während die Kupplung 7 eingerückt ist. In diesem Fall kann ein Stoßstrom aufgrund des abrupten Auftretens einer Last erzeugt werden, wodurch der Wechselrichter 3, der elektrische Energie zu den Hilfsmaschinen zuführt, beschädigt werden kann.
  • Die obigen Informationen dienen nur der Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung und können daher Informationen enthalten, die nicht den Stand der Technik bilden, der einem Fachmann in diesem Land bereits bekannt ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung wurde im Bestreben gemacht, um die oberhalb beschriebenen Probleme, die mit dem Stand der Technik verbunden sind, zu lösen. Demzufolge stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verhinderung von Überstrom-Schäden für einen Neben-Wechselrichter eines elektrischen Busses bereit, die einen aufgrund des abrupten Auftretens einer Last erzeugten Stoßstrom, wenn eine Kupplung daran angeschlossen wird, durch Verringern der Drehzahl eines Servolenkungsmotors verringern kann, bevor die Kupplung daran angeschlossen wird.
  • In einer Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Verhinderung von Überstrom-Schäden bereit, umfassend: Erfassen eins Drucks eines Luftbehälters durch einen Drucksensor und Erfassen, ob ein Luftdruckschalter eingeschaltet ist; Verringern einer Drehzahl eines Servolenkungsmotors durch Regeln der Drehzahl des Servolenkungsmotors, wenn der Druck des Luftbehälters weniger als ein eingestellter Wert beträgt, oder wenn der Luftdruckschalter eingeschaltet ist; und Beibehalten einer eingerückten Position einer Kupplung, um eine Leistung des Servolenkungsmotors an einen Luftkompressor zu übertragen, nachdem die Drehzahl des Servolenkungsmotors verringert ist, wodurch verhindert wird, dass der Neben-Wechselrichter aufgrund der abrupten Erzeugung eines Stoßstroms beschädigt wird.
  • In einer weiteren Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Verhinderung von Überstrom-Schäden bereit, umfassend: einen Drucksensor und einen Luftdruckschalter, die eingerichtet sind, um einen Druck in einem Luftbehälter zu erfassen; und einen Wechselrichter, der eine Steuerung umfasst, die eingerichtet ist, um ein Signal von dem Drucksensor und dem Luftdruckschalter zu empfangen, um die Drehzahl eines Servolenkungsmotors durch Regeln der an dem Servolenkungsmotor angelegten Spannung zu regeln, wenn der Druck des Luftbehälters geringer als ein eingestellter Wert ist oder der Luftdruckschalter eingeschaltet ist.
  • In vorteilhafter Weise kann gemäß dem obigen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wenn der Druck des Luftbehälters geringer als ein eingestellter Wert ist, oder der Luftdruckschalter eingeschaltet ist, die Drehzahl des Servolenkungsmotors verringert werden, bevor der Luftkompressor betrieben wird, um zu verhindern, dass der Neben-Wechselrichter aufgrund der Erzeugung eines Stoßstroms beschädigt wird, wodurch die Zuverlässigkeit der Bauteile sichergestellt wird. Da es ferner sehr teuer ist, die Neben-Wechselrichter auszutauschen, wenn sie beschädigt sind, verringert die vorliegende Erfindung die mit dem Austausch verbundenen Kosten. Schließlich macht es die vorliegende Erfindung möglich, im Voraus, einen Unfall zu verhindern, der durch den Kontrollverlust der Lenkung und Bremsen des Fahrzeugs aufgrund des Nicht-Betriebs des Servolenkungsmotors und des Luftkompressors verursacht wird, wenn der Neben-Wechselrichter beim Fahren beschädigt wird.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die obigen und weiteren Merkmale, Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen klarer verstanden, die nachstehend nur der Veranschaulichung dienen und somit für die vorliegende Erfindung nicht einschränkend sind, wobei.
  • 1 zeigt eine beispielhafte schematische Ansicht, die einen Stromnetzaufbau eines elektrischen Busses nach dem Stand der Technik darstellt;
  • 2 zeigt einen beispielhaften Aufbau, der einen Aufbau eines Hilfs-Wechselrichters des elektrischen Busses nach dem Stand der Technik darstellt;
  • 3 zeigt eine beispielhafte schematische Ansicht, die einen Aufbau einer Vorrichtung zur Verhinderung von Überstrom-Schäden für einen Neben-Wechselrichter eines elektrischen Busses gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 4 zeigt eine beispielhafte Schaltungsanordnung von 3 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 5 zeigt ein beispielhaftes Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Verhinderung von Überstrom-Schäden für einen Neben-Wechselrichter eines elektrischen Busses gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt; und
  • 6 zeigt beispielhafte Ergebnisse, die aus einem Versuch über das Vorhandensein einer Stoßstromerzeugung erhalten werden, wenn die Drehzahl eines Servolenkungsmotors unter dem Betriebszustand eines Luftkompressors, bevor eine Kupplung daran angeschlossen wird, nicht geregelt wird, gemäß einem beispielhaften Vergleich damit, wenn die Drehzahl des Servolenkungsmotors, bevor die Kupplung daran anschlossen wird, durch Regeln der Drehzahl des Servolenkungsmotors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verringert wird.
  • Es ist zu beachten, dass die beigefügten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabgerecht sind und eine etwas vereinfachte Darstellung von verschiedenen bevorzugten Merkmalen darstellen, die der Veranschaulichung der Grundsätze der Erfindung dienen. Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin offenbart sind, einschließlich z. B. spezifischer Abmessungen, Orientierungen, Einbauorte und Formen werden zum Teil durch die eigens dafür vorgesehene Anmeldung und die Arbeitsumgebung bestimmt.
  • In den Figuren beziehen sich die Bezugszeichen auf die gleichen oder äquivalenten Teile der vorliegenden Erfindung überall in den einzelnen Figuren der Zeichnungen.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 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).
  • Darüber hinaus kann die Steuerlogik der vorliegenden Erfindung als nichtflüchtige computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Medium ausgeführt werden, das ablauffähige Programmbefehle umfasst, die durch einen Prozessor, eine Steuerung oder dergleichen ausgeführt werden. Beispiele von computerlesbaren Speichermedien umfassen in nicht einschränkender Weise ROM, RAM, Compact-Disc(CD)-ROMs, Magnetbänder, Floppydisks, Flash-Laufwerke, Smart Cards und optische Datenspeichervorrichtungen. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann ebenfalls in netzgekoppelten Computersystemen dezentral angeordnet sein, so dass das computerlesbare Medium in einer verteilten Art und Weise gespeichert und ausgeführt wird, z. B. durch einen Telematik-Server oder ein Controller Area Network (CAN).
  • Die hierin verwendete Terminologie ist zum Zwecke der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen vorgesehen und ist nicht dazu bestimmt, die Erfindung einzuschränken. Wie hierin verwendet, sind die Singularformen ”ein”, ”eine/einer” und ”der/die/das” dazu vorgesehen, dass sie ebenso die Pluralformen umfassen, wenn aus dem Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes hervorgeht. Es versteht sich ferner, dass die Ausdrücke ”aufweisen” und/oder ”aufweisend”, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, die Anwesenheit der angegebenen Merkmale, Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten beschreiben, aber nicht das Vorhandensein oder die Hinzufügung von einen oder mehreren Merkmalen, Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen. Wie hierin verwendet, umfasst der Ausdruck ”und/oder” jede und sämtliche Kombinationen von einem oder mehreren der zugeordneten aufgeführten Elemente.
  • 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 dem Geist und dem Umfang der Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen bestimmt ist, umfasst sein können.
  • 3 zeigt eine beispielhafte schematische Ansicht, die einen Aufbau einer Vorrichtung zur Verhinderung von Überstrom-Schäden für einen Neben-Wechselrichter eines elektrischen Busses gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. 4 zeigt eine beispielhafte Schaltungsanordnung von 3. 5 zeigt ein beispielhaftes Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Verhinderung von Überstrom-Schäden für einen Neben-Wechselrichter eines elektrischen Busses gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren und eine Vorrichtung für einen Neben-Wechselrichter 12 eines elektrischen Busses bereit, die verhindern können, dass der Neben-Wechselrichter 12 aufgrund eines Überstroms beschädigt wird, der durch das abrupte Auftreten einer Last verursacht wird, wenn eine Kupplung eines Luftkompressors daran angeschlossen wird.
  • Um zu verhindern, dass der Neben-Wechselrichter 12 aufgrund des Überstroms beschädigt wird, kann die Vorrichtung zur Verhinderung von Überstrom-Schäden der vorliegenden Erfindung einen Drucksensor 10 zum Erfassen eines Drucks eines Luftbehälters, einen Luftdruckschalter 11, der in Betrieb ist, wenn der Druck des Luftbehälters auf weniger als einen vorbestimmten Druck abgesenkt wird, und einen Wechselrichter 12 umfassen, der eine Steuerung zum Regeln der Drehzahl eines Servolenkungsmotors 15 umfasst. Der Drucksensor 10 und der Luftdruckschalter 11 können an den Wechselrichter 12 angeschlossen werden und ein Relais 13 kann an den Wechselrichter 12, eine Batterie und eine Kupplung des Luftkompressors angeschlossen werden. Wenn der Luftdruckschalter 11 in Betrieb steht, kann das Relais 13 die Kupplung des Luftkompressors einrücken.
  • Der Wechselrichter 12 kann eine Gleichspannung der Batterie in eine Wechselspannung der Batterie umwandeln und kann die Drehzahl des Servolenkungsmotors 15 durch Verringern der an dem Servolenkungsmotor 15 angelegten Spannung verringern, bevor die Kupplung des Luftkompressors daran angeschlossen wird, wenn eine bestimmte Bedingung ausreichend ist.
  • Das Verfahren zur Verhinderung von Überstrom-Schäden für den Neben-Wechselrichter 12 des elektrischen Busses gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird wie folgt beschrieben.
  • Wenn ein elektrischer Bus startet, kann ein zufriedenstellender Betriebszustand des Luftkompressors durch den Drucksensor 10 und den Luftdruckschalter 11 bestimmt werden. Insbesondere wenn der Drucksensor 10 einen Druck des Luftbehälters erfasst und den Druck des Luftbehälters bestimmt, so dass er im Wesentlichen weniger als 8 Bar beträgt oder der Luftdruckschalter 11 eingeschaltet ist, kann der Wechselrichter 12, der eine Steuerung umfasst, ein von dem Drucksensor 10 und dem Luftdruckschalter 11 eingegebenes Erfassungssignal empfangen, um die Drehzahl des Servolenkungsmotors 15 durch Verringern der an dem Servolenkungsmotor 15 angelegten Spannung zu verringern, bevor der Luftkompressor betrieben wird. Weiterhin kann der Luftkompressor betrieben werden, wenn die Kupplung des Luftkompressors eingerückt werden kann, indem das Relais 13 eingeschaltet wird.
  • Wenn der Druck des Luftbehälters im Wesentlichen nicht weniger als 8 Bar beträgt oder der Luftdruckschalter 11 ausgeschaltet ist, kann die Kupplung durch das Relais 13 ausgerückt werden, um den Betrieb des Luftkompressors zu stoppen.
  • 6 stellt beispielhafte Ergebnisse dar, die aus einem Versuch über das Vorhandensein einer Stoßstromerzeugung erhalten werden, wenn die Drehzahl des Servolenkungsmotors 15 unter dem Betriebszustand des Luftkompressors, bevor eine Kupplung daran angeschlossen wird, nicht geregelt wird, gemäß einem beispielhaften Vergleich damit, wenn die Drehzahl des Servolenkungsmotors 15, bevor die Kupplung daran anschlossen wird, durch Regeln der Drehzahl des Servolenkungsmotors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verringert wird.
  • Unter Bezugnahme auf 6, wenn die Drehzahl des Servolenkungsmotors nicht geregelt wird, bevor die Kupplung daran angeschlossen wird, wurde ein Stoßstrom von dem Zeitpunkt an erzeugt, wenn die Kupplung daran angeschlossen wurde. Wenn die Drehzahl des Servolenkungsmotors durch Regeln der Drehzahl des Servolenkungsmotors verringert wird, bevor die Kupplung daran angeschlossen wurde, wurde ein Stoßstrom nicht erzeugt.
  • Somit kann gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn der Druck des Luftbehälters im Wesentlichen weniger als ein eingestellter Wert beträgt oder der Luftdruckschalter 11 eingeschaltet ist, die Drehzahl des Servolenkungsmotors 15 verringert werden, bevor der Luftkompressor betrieben wird, um zu verhindern, dass der Neben-Wechselrichter 12 aufgrund der Erzeugung eines Stoßstromes beschädigt wird, wodurch die Zuverlässigkeit der Komponenten erhöht wird.
  • Gemäß der oberhalb beschriebenen Offenbarung kann die vorliegende Erfindung belastende Kosten für den Austausch des Neben-Wechselrichters 12 aufgrund eines Schadens verringern. Zusätzlich kann es möglich sein, im Voraus, einen Unfall zu verhindern, der durch einen Kontrollverlust der Lenkung und einem Bremsen aufgrund des Nicht-Betriebs des Servolenkungsmotors und des Luftkompressors verursacht wird, wenn der Neben-Wechselrichter 12 beim Fahren beschädigt wird.
  • Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen davon ausführlich beschrieben. Allerdings wird der Fachmann auf dem Gebiet erkennen, dass Änderungen in diesen Ausführungsformen gemacht werden können, ohne von den Grundsätzen und dem Geist der Erfindung abzuweichen, wobei deren Umfang in den beigefügten Ansprüchen und ihren Äquivalenten festgelegt ist.

Claims (3)

  1. Verfahren zur Verhinderung von Überstrom-Schäden für einen Neben-Wechselrichter eines elektrischen Busses, aufweisend: Erfassen, durch einen Sensor, eines Drucks von einem Luftbehälter und eine Ein-Stellung eines Luftdruckschalters; Verringern, durch einen Wechselrichter, einer Drehzahl eines Servolenkungsmotors durch Regeln der an dem Servolenkungsmotor angelegten Spannung, wenn der Druck des Luftbehälters weniger als ein eingestellter Wert beträgt oder wenn der Luftdruckschalter eingeschaltet ist; und in Erwiderung auf das Verringern der Drehzahl des Servolenkungsmotors, Halten, durch den Wechselrichter, einer Kupplung in einer eingerückten Stellung, um eine Antriebsleistung von dem Servolenkungsmotor an einen Luftkompressor zu übertragen.
  2. Vorrichtung zur Verhinderung von Überstrom-Schäden für einen Neben-Wechselrichter eines elektrischen Busses, aufweisend: einen Drucksensor und einen Luftdruckschalter, die beide eingerichtet sind, um einen Druck in einem Luftbehälter zu erfassen; und einen Wechselrichter, der eingerichtet ist, um ein Signal von dem Drucksensor und dem Luftdruckschalter zu empfangen, um die Drehzahl eines Servolenkungsmotors durch Regeln der an dem Servolenkungsmotor angelegten Spannung zu regeln, wenn der Druck des Luftbehälters weniger als ein eingestellter Wert beträgt oder der Luftdruckschalter eingeschaltet ist.
  3. Nichtflüchtiges computerlesbares Medium, das Programmbefehle umfasst, die durch einen Prozessor innerhalb eines Wechselrichters ausgeführt werden, wobei das computerlesbare Medium aufweist: Programmbefehle, die einen Druck eines Luftbehälters durch einen Drucksensor und eine Ein-Stellung eines Luftdruckschalters erfassen; Programmbefehle, die eine Drehzahl eines Servolenkungsmotors durch Regeln der Drehzahl des Servolenkungsmotors verringern, wenn der Druck des Luftbehälters weniger als ein eingestellter Wert beträgt oder wenn der Luftdruckschalter eingeschaltet ist; und Programmbefehle, die eine Antriebsleistung von dem Servolenkungsmotor an einen Luftkompressor übertragen, nachdem die Drehzahl des Servolenkungsmotors verringert wird, indem eine Kupplung in einer eingerückten Stellung gehalten wird.
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