DE102017126646A1 - Fehlererfassung eines hochspannungsbusschützen - Google Patents

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Michael Edward Loftus
Benjamin A. Tabatowski-Bush
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Abstract

Ein System für ein Fahrzeug beinhaltet ein Paar von elektrischen Bussen, das mit den Anschlüssen einer Antriebsbatterie über einen gemeinsamen positiven Schütz und ein Paar von negativen Schützen verbunden ist. Das System beinhaltet ferner eine Steuerung, die als Reaktion auf eine Anforderung, die Schütz zu schließen, und darauf, dass eine Differenz zwischen den Spannungsgrößen größer als ein vordefinierter Schwellenwert ist, einen der Busse aktiv entlädt, um die Differenz zu reduzieren.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Systeme und Verfahren zum Durchführen der Fehlererfassung in einem Multibus-System.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Ein Hybrid- oder ein Elektrofahrzeug kann mit wenigstens einer Antriebsbatterie, die konfiguriert ist, um Energie für den Antrieb bereitzustellen, versehen sein. Die Antriebsbatterie kann zudem Energie für andere elektrische Fahrzeugsysteme bereitstellen. Zum Beispiel kann die Antriebsbatterie Energie auf Hochspannungslasten, wie z. B. Verdichter und elektrische Heizelemente, übertragen. In einem anderen Beispiel kann die Antriebsbatterie Niederspannungslasten, wie z. B. eine 12 V-Hilfsbatterie mit Energie versorgen.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Ein System für ein Fahrzeug beinhaltet ein Paar von elektrischen Bussen, die mit Anschlüssen einer Antriebsbatterie über einen gemeinsamen positiven Schütz und ein Paar von negativen Schützen verbunden ist, und eine Steuerung, die konfiguriert ist, um als Reaktion auf eine Anforderung zum Schließen der Schütz und darauf, dass eine Differenz zwischen den Spannungsgrößen der Busse größer als ein vordefinierter Schwellenwert ist, einen der Busse aktiv zu entladen, um die Differenz zu reduzieren.
  • Ein Verfahren für ein Fahrzeug beinhaltet, als Reaktion auf eine Anforderung zum Schließen eines Paares von Schützen und einer Differenz zwischen Spannungsgrößen der Busse, die größer als ein vordefinierter Schwellenwert ist, das aktive Entladen von einem Paar von aktiven elektrischen Bussen, bis die Größen innerhalb eines vordefinierten Bereichs voneinander liegen, wobei die Busse mit Anschlüssen einer Antriebsbatterie über einen gemeinsamen positiven Schütz und einen zugehörigen negativen Schütz verbunden sind.
  • Eine Dualbus-Anordnung für ein Fahrzeug beinhaltet eine Steuerung, die, vor dem Ausgeben eines Befehls zum Öffnen der negativen Kontaktgeber, welche die Minuspole eines Paares von Bussen mit einer Antriebsbatterie verbinden, beide Busse aktiv entlädt als Reaktion darauf, dass eine Spannungsgröße eines der Busse größer als ein vordefinierter Schwellenwert ist.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Blockdiagramm eines Hybrid-Elektrofahrzeugs (HEV), das einen gekoppelten Haupt- und Hilfsbus beinhaltet; und
    • 2A-2B und 3 sind Flussdiagramme, die einen Algorithmus zum Durchführen der Diagnose in einem Multibus-System veranschaulichen.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden hier beschrieben. Es ist versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele darstellen und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht zwingend maßstabsgetreu; einige Merkmale können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Einzelheiten von bestimmten Komponenten zu zeigen. Dementsprechend sind hierin offenbarte konkrete bauliche und funktionelle Einzelheiten nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Basis, um einen Fachmann eine vielfältige Verwendung der vorliegenden Erfindung zu lehren. Wie der Fachmann verstehen wird, können verschiedene Merkmale, die dargestellt und unter Bezugnahme auf beliebige der Figuren beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht ausdrücklich dargestellt oder beschrieben sind. Die Kombinationen von dargestellten Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, welche mit den Lehren dieser Offenbarung übereinstimmen, können jedoch für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungen erwünscht sein.
  • Elektrische und elektrifizierte Fahrzeuge können eine Hochspannungs-Multibus-Architektur definieren, wie z. B. eine Architektur, die einen elektrischen Hilfsbus beinhaltet, der mit einem elektrischen Hauptbus gekoppelt ist. In einem Beispiel können der gekoppelte Hilfs- und Hauptbus beide mit einem Pluspol einer Antriebsbatterie durch einen Vorladeschütz und einen positiven Hauptschütz verbunden sein. Jeder von Hilfs- und Hauptbus kann ferner mit einem Minuspol der Antriebsbatterie durch einen zugehörigen negativen Schütz verbunden sein.
  • Eine Steuerung der Antriebsbatterie kann die Schütz unter Verwendung einer vordefinierten Steuerungssequenz als Reaktion auf den Erhalt eines vordefinierten Signals oder Befehls betreiben, z. B. ein Signal, das von einem Benutzer- oder einem Systembefehl zum Einschalten des Fahrzeugs, Ausschalten des Fahrzeugs, schnellem Umschalten des Fahrzeugs zwischen AN/AUS und so weiter stammt. Die Fehlererfassung in der Multibus-Architektur kann das Erfassen und/oder Verhindern einer Kontaktgeberschweißverbindung zwischen den Schützen beinhalten, welche die Busse mit dem Minuspol der Antriebsbatterie verbinden. In einigen Fällen kann ein verschweißter Schütz auftreten, wenn ein Kontaktgeber, der geschlossen ist, einen Bus verbindet, der eine Restspannung aufweist, die aus einer unvollständigen Busentladung nach einer vorherigen Ausschaltsequenz resultiert.
  • Nun bezugnehmend auf 1 ist eine beispielhafte Multibus-Anordnung 10 für ein Fahrzeug dargestellt. Die Anordnung 10 kann eine Vielfalt von Fahrzeugtypen definieren, wie z. B. ein Crossfahrzeug (CUV), Geländewagen (SUV), Lastkraftwagen, Freizeitfahrzeug (RV), Boot, Flugzeug oder eine andere mobile Maschine zum Transport von Personen oder Waren. Zusätzlich oder alternativ kann die Anordnung 10 eines von einer Vielfalt von elektrischen und elektrifizierten Antriebssystemen definieren, wie beispielsweise unter anderem ein Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeug (PHEV), ein Batterie-Elektrofahrzeug (BEV) und so weiter, die konfiguriert ist, reduzierte Schadstoffemissionen bereitzustellen, indem sie unter bestimmten Bedingungen im elektrischen Modus oder im Hybridmodus betrieben wird, um den Gesamtkraftstoffverbrauch des Fahrzeugs zu reduzieren. Die verschiedenen Komponenten, die in Bezug auf die Anordnung 10 erläutert werden, können eine oder mehrere zugeordnete Steuerungen zum Steuern und Überwachen des Betriebs der Komponenten aufweisen. Die Steuerungen können über einen Serienbus (z. B. Controller Area Network (CAN)), über diskrete Leiter und so weiter kommunizieren.
  • Die Anordnung 10 beinhaltet eine Antriebsbatterie 12, die Plus- und Minuspole 14 bzw. 16 beinhaltet, welche die Versorgung und Entnahme von elektrischer Energie zu und von der Antriebsbatterie 12 ermöglichen. In einem Beispiel kann die Antriebsbatterie 12 eine oder mehrere Batteriezellen (nicht dargestellt) umfassen, z. B. elektrochemische Zellen, Kondensatoren oder andere Typen von Umsetzungen von Energiespeichervorrichtungen. Die Batteriezellen können in jeder geeigneten Konfiguration angeordnet sein und können zum Empfangen und Speichern von elektrischer Energie für die Verwendung der Antriebsbatterie 12 konfiguriert sein. Jede Zelle kann einen gleichen oder einen anderen Nennschwellenwert der Spannung bereitstellen. Die Batteriezellen können in einem oder mehreren Arrays, Abschnitten oder Modulen angeordnet sein, die ferner in Reihe oder parallel geschaltet sind. In einem Beispiel kann die Antriebsbatterie 12 konfiguriert sein, um elektrische Ladung unter Verwendung einer verdrahteten und drahtlosen Verbindung in einer Ladestation (nicht dargestellt) zu empfangen, die wiederum mit einer (nicht dargestellten) Stromquelle verbunden ist.
  • Die Antriebsbatterie 12 kann konfiguriert sein, um Energie an einen Fahrzeughauptbus (im Folgenden Hauptbus) 34 abzugeben, der seinerseits Energie an eine Hauptlast des Fahrzeugs und einen Fahrzeughilfsbus (im Folgenden Hilfsbus) 36 abgibt, der seinerseits Strom an eine Hilfslast des Fahrzeugs abgibt. In einem Beispiel kann eine Batteriesteuerung 40 konfiguriert sein, um die Plus- und Minuspole 14, 16 der Antriebsbatterie 12 mit Energie zu versorgen, was einen Stromfluss zwischen der Antriebsbatterie 12 und dem Hauptbus 34 und dem Hilfsbus 36 ermöglicht. Daher kann die Batteriesteuerung 40 einen Prozessor (nicht dargestellt) beinhalten, der konfiguriert ist, um Anweisungen zu verarbeiten, die in einem Speicher (nicht dargestellt) der Steuerung 40 gespeichert sind, um hierin beschriebene Funktionen durchzuführen. In einigen Beispielen kann die Batteriesteuerung 40 konfiguriert sein, um die Spannungsgröße, Stromstärke, Temperatur und Ladezustand von einer oder mehreren der Batteriezellen der Antriebsbatterie 12 zu überwachen und zu verwalten. In anderen Beispielen kann die Batteriesteuerung 40 einen Energiefluss zu und von der Antriebsbatterie 12 als Reaktion auf eine Temperatur oder einen Ladezustand in einer gegebenen Batteriezelle, die eine vordefinierte Schwellentemperatur erreicht, aktivieren oder deaktivieren.
  • Die Batteriesteuerung 40 kann mit einer oder mehreren anderen Fahrzeugsteuerungen (nicht dargestellt) kommunizieren, wie zum Beispiel mit einer Motorsteuerung und Getriebesteuerung und kann den Energiefluss zu und von der Antriebsbatterie 12 als Reaktion auf ein vorbestimmtes Signal von dem einen oder den mehreren anderen Fahrzeugsteuerungen aktivieren oder deaktivieren. Die Batteriesteuerung 40 und andere Fahrzeugsteuerungen können konfiguriert sein, um unter Verwendung eines seriellen Fahrzeugbusses oder eines anderen verdrahteten oder drahtlosen Kommunikationsverfahrens zu kommunizieren.
  • Der Hauptbus 34 kann Energie an eine Hauptlast abgeben, einschließlich unter anderem an eine oder mehrere elektrische Maschinen oder andere bidirektionale Energieumwandlungsvorrichtungen, die dazu konfiguriert sind, anstelle eines oder zusammenwirkend mit einem Verbrennungsmotor einen Fahrzeugantrieb und Verzögerungsenergie bereitzustellen. Daher kann die Hauptlast mechanisch mit einem Fahrzeuggetriebe oder einem Zahnradsatz verbunden sein, die ihrerseits mit den Rädern über eine Antriebswelle verbunden sind. In solchen Fällen, bei denen die Hauptlast unter Verwendung von Wechselstrom (AC) betrieben wird, kann die Anordnung 10 einen Wechselrichter (nicht dargestellt) beinhalten, der konfiguriert ist, einen Hochspannungs-Gleichstromausgang (DC-Ausgang) der Antriebsbatterie 12 in einen Wechselstromeingang umzuwandeln, der mit der Hauptlast kompatibel ist und/oder den AC-Ausgang durch die Hauptlast in den DC-Eingang umzuwandeln, der mit der Antriebsbatterie 12 kompatibel ist.
  • Zusätzlich zum Bereitstellen von Energie an den Hauptbus 34 kann die Antriebsbatterie 12 Energie für den Hilfsbus 36 abgeben, der seinerseits Leistung an eine oder mehrere elektrische Fahrzeugsystemkomponenten abgibt, wie zum Beispiel unter anderem Hochspannungslasten (z. B. Kompressoren und elektrische Heizungen) und/oder Niederspannungslasten (z. B. 12 V-Hilfsbatterie). Die Anordnung 10 kann in einigen Beispielen einen DC/DC-Wandler (nicht dargestellt) beinhalten, der den Hochspannungs-DC-Ausgang der Antriebsbatterie 12 in eine Niederspannungs-DC-Versorgung umwandeln kann, die mit Niederspannungslasten kompatibel ist.
  • Der Fluss der elektrischen Energie zwischen der Antriebsbatterie 12 und den Haupt- und Hilfsbussen 34, 36 kann unter Verwendung eines oder mehrerer Schalter oder anderer elektrischer Vorrichtungen selektiv gesteuert werden. Die Batteriesteuerung 40 kann z. B. selektiv einen oder mehrere Befehle zum Öffnen oder Schließen der Schalter ausgeben, um den elektrischen Stromfluss zwischen der Antriebsbatterie 12 und den Haupt- und Hilfsbussen 34, 36 zu ermöglichen. In einem Beispiel kann der Hauptbus 34 elektrisch mit dem Pluspol 14 der Antriebsbatterie 12 über einen positiven Hauptschütz 44 verbunden sein und kann elektrisch mit dem Minuspol 16 der Antriebsbatterie 12 über einen negativen Hauptschütz 46 verbunden sein, der elektrisch zwischen dem Minuspol 16 der Antriebsbatterie 12 und dem Hauptbus 34 verbunden ist. In einem anderen Beispiel kann die Hilfslast über den positiven Hauptschütz 44 mit dem Pluspol 14 der Antriebsbatterie 12 verbunden sein und über einen Hilfsschütz 18 mit dem Minuspol 16 der Antriebsbatterie 12 verbunden sein.
  • Die Anordnung 10 kann ferner eine Vorladeschaltung 48 umfassen, die zum Steuern eines Erregungsprozesses des Pluspols 14 konfiguriert ist. In einigen Beispielen kann die Vorladeschaltung 48 einen Vorladewiderstand 22 beinhalten, der in Reihe mit einem Vorladeschütz 20 geschaltet ist, der durch die Batteriesteuerung 40 betrieben wird. Die Vorladeschaltung 48 kann mit dem positiven Hauptschütz 44 parallel elektrisch verbunden sein, so dass, wenn der Vorladeschütz 20 geschlossen ist, der positive Hauptschütz 44 geöffnet werden kann und einer oder beide von dem negativen Hauptschütz 46 und Hilfsschütz 18 geschlossen werden können, wodurch die elektrische Energie durch die Vorladeschaltung 48 fließen und den Erregungsprozess des Pluspols 14 steuern kann.
  • In einem Beispiel kann die Batteriesteuerung 40 anweisen, den positiven Hauptschütz 44 zu schließen und den Vorladeschütz 20 als Reaktion auf das Erfassen dieser Spannung über der Antriebsbatterie 12, z. B. am Plus- und Minuspol 14, 16, zu öffnen, wenn sie eine vordefinierte Größe erreicht hat. Die Übertragung von elektrischer Energie zwischen der Antriebsbatterie 12 und dem Hauptbus 34 kann dann über die positiven und negativen Hauptschütz 44, 46 und zwischen der Antriebsbatterie 12 und dem Hilfsbus 36 - über den positiven Hauptschütz 44 und den Hilfsschütz 18 fortgesetzt werden.
  • Eine Hauptsicherung 42, die zwischen dem positiven Hauptschütz 44 und dem Hauptbus 34 verbunden ist, und eine Hilfssicherung 24, die zwischen dem positiven Hauptschütz 44 und dem Hilfsbus 36 verbunden ist, können jeweils konfiguriert sein, um als Reaktion auf den elektrischen Stromfluss zu dem zugehörigen Bus zu öffnen, wenn ein vordefinierter Stromschwellenwert überschritten wird.
  • In einigen Beispielen kann jeder von dem positiven und negativen Hauptschütz 44, 46, der Hilfsschütz 18 und der Vorladeschütz 20 eine elektromechanische Vorrichtung definieren, die eine Induktionsspule und ein Relais umfasst, wobei das Erregen der Induktionsspule bewirkt, dass das Relais schließt, und das Abschalten der Induktionsspule bewirkt, dass das Relais öffnet. Daher kann die Batteriesteuerung 40 einen gegebenen Schütz zum Schließen anweisen, indem ein Stromfluss zu der Induktionsspule des Schützes aktiviert wird, und einen gegebenen Schütz zum Öffnen anweisen, indem ein Stromfluss zu der Induktionsspule des Schützes deaktiviert wird. In anderen Beispielen können die positiven und negativen Hauptschütz 44, 46, der Hilfsschütz 18 und der Vorladeschütz 20 zusammen, separat oder in Kombination mit anderen Schaltern oder elektrischen Vorrichtungen ein elektrisches Buszentrum (BEC - bussed electrical center) der Antriebsbatterie 12 definieren.
  • Die Batteriesteuerung 40 kann konfiguriert sein, um eine Spannung über einen oder mehrere der positiven und negativen Hauptschütz 44, 46, den Hilfsschütz 18 und den Vorladeschütz 20 zu bestimmen. In einem Beispiel kann die Batteriesteuerung 40 eine Spannung über dem positiven Hauptschütz 44 durch Messen der Spannung (oder durch Empfangen eines Signals, das für eine Spannung indikativ ist) zwischen den Referenzpunkten VPOS 30 und VTOP 32 bestimmen. In einem weiteren Beispiel kann die Batteriesteuerung 40 eine Spannung über dem negativen Hauptschütz 46 durch Messen der Spannung (oder durch Empfangen eines Signals, das für eine Spannung indikativ ist) zwischen den Referenzpunkten VNEG 28 und VBOT 26 bestimmen. Zusätzlich oder alternativ kann die Batteriesteuerung 40 eine Spannung über dem Hilfsschütz 18 durch Messen der Spannung (oder durch Empfangen eines Signals, das für eine Spannung indikativ ist) zwischen den Referenzpunkten VAUX 38 und VBOT 26 bestimmen.
  • In einigen Beispielen kann die Batteriesteuerung 40 konfiguriert sein, eine Spannung VBS_MN über dem negativen Hauptschütz 34 durch Messen der Spannung (oder durch Empfangen eines Signals, das für eine Spannung indikativ ist) zwischen den Referenzpunkten VPOS 30 und VBOT 26 als Reaktion auf das Schließen des negativen Hauptschützes 46 bestimmen. In anderen Beispielen kann die Batteriesteuerung 40 konfiguriert sein, eine Spannung VBS_AX über dem Hilfsschütz 36 durch Messen der Spannung (oder durch Empfangen eines Signals, das für eine Spannung indikativ ist) zwischen den Referenzpunkten VPOS 30 und VBOT 26 als Reaktion auf das Schließen des Hilfsschützes 18 bestimmen.
  • Die Batteriesteuerung 40 kann ferner konfiguriert sein, die zugehörigen Spannungswerte über den Hauptbus 34 und den Hilfsbus 36 zu vergleiche und, als Reaktion auf eine Differenz zwischen den Spannungswerten, die einen vordefinierten Schwellenwert überschreiten, die Größen von Spannungen über den Hauptbus 34 und den Hilfsbus 36 zu steuern. Die Batteriesteuerung 40 kann zum Beispiel eine oder mehrere Entladungsvorrichtungen 35, aktive oder passive elektrische oder elektronische Komponenten betreiben, die über einen oder beide von dem Hauptbus 34 und dem Hilfsbus 36 verbunden sind und konfiguriert sind, die Spannung über dem zugehörigen der Busse zu senken, d. h. aktiv zu entladen. In einem anderen Beispiel kann die Batteriesteuerung 40 einen gegebenen Bus durch Bereitstellen von Strom an oder anderweitiges Aktivieren einer Widerstandskomponente der Entladevorrichtung 35, die über dem Bus verbunden ist, aktiv entladen, es werden jedoch auch andere Verfahren des aktiven Entladens eines elektrischen Busses in Betracht gezogen. Die Batteriesteuerung 40 kann aktiv einen von Haupt- und Hilfsbussen 34, 36 entladen, so dass die Differenz zwischen der Spannung VBS_MN über dem Hauptbus 34 und der Spannung VBS_AXüber dem Hilfsbus 36 kleiner als ein vordefinierter Schwellwert ist.
  • Bezugnehmend auf 2A und 2B ist ein Diagnoseverfahren 50 zum Durchführen der Fehlererfassung in einem Multibus-System dargestellt. Das Verfahren 50 kann bei Block 52 beginnen, wo die Batteriesteuerung 40 ein Signal empfängt, das für eine Anforderung zum Schließen des positiven Hauptschützes 44 und zum Schließen sowohl der negativen Haupt- als auch der Hilfsschütz 46, 18 indikativ ist. In einem Beispiel kann die Batteriesteuerung 40 von dem einen oder den mehreren Fahrzeugsteuerungen eine Anforderung zum Schließen des positiven Hauptschützes 44 und sowohl der negativen Haupt- als auch Hilfsschütz 46, 18 als Reaktion auf das Erfassen eines Schlüssel-An-Signals empfangen, z. B. eine Aufforderung durch den Benutzer, das Fahrzeug zu starten.
  • Als Reaktion auf die Anforderung gibt die Batteriesteuerung 40 bei Block 54 einen Befehl zum Schließen des Hilfsschützes 18 aus, beispielsweise durch Aktivieren eines Stromflusses zu der Induktionsspule des Hilfsschützes 18. Die Batteriesteuerung 40 bestimmt bei Block 56, ob der Hilfsschütz 18 geschlossen ist, z. B. durch Bestimmen, ob die Spannung über dem Hilfsschütz 18 eine vordefinierte Zeitdauer nach dem Ausgeben eines Befehls zum Schließen des Hilfsschützes 18 kleiner als ein vordefinierter Schwellenwert ist. In einem Beispiel bestimmt die Batteriesteuerung 40 eine Spannung über dem Hilfschütz 18 durch Messen der Spannung (oder durch Empfangen eines Signals, das für eine Spannung indikativ ist) zwischen den Referenzpunkten VAUX 38 und VBOT 26.
  • Die Batteriesteuerung 40 kann bei Block 58 eine Diagnosenachricht als Reaktion auf eine Spannung über dem Hilfsschütz 18 ausgeben, die eine vordefinierte Zeitdauer nach dem Ausgeben des Befehls zum Schließen des Hilfsschützes 18 einen vordefinierten Schwellenwert überschreitet. Die Batteriesteuerung 40 und/oder die eine oder die mehreren anderen Fahrzeugsteuerungen können einen Diagnoseproblemcode (DTC - diagnostic trouble code) setzen, der für einen Fehler eines Hilfsschützes 18 indikativ ist. Zusätzlich oder alternativ kann die Batteriesteuerung 40 einen Hinweis an einen Benutzer des Fahrzeugs anzeigen, dass ein Kontaktgeberfehler erfasst wurde. Des Weiteren kann die Batteriesteuerung 40 ein Einleiten der Vorladung als Reaktion auf eine Spannung über dem Hilfsschütz 18 ausschließen, die eine vordefinierte Zeitdauer nach dem Ausgeben des Befehls zum Schließen des Hilfsschützes 18 einen vordefinierten Schwellenwert überschreitet.
  • Als Reaktion auf das Bestimmen in Block 56, dass der Hilfsschütz 18 geschlossen ist, z. B. die Spannung über dem Hilfsschütz 18 kleiner als ein vordefinierter Schwellenwert ist, misst die Batteriesteuerung 40 bei Block 60 die Spannung VBS_AX über dem Hilfsbus 36, z. B. durch Messen der Spannung zwischen den Referenzpunkten VPOS 30 und VBOT 26. Die Batteriesteuerung 40 weist das Öffnen des Hilfsschützes 18 bei Block 62 als Reaktion auf das Erfassen der Spannung VBS_AX über dem Hilfsbus 36 an.
  • Bei Block 64 weist die Batteriesteuerung 40 das Schließen des negativen Hauptschützes 46 an, beispielsweise durch Aktivieren eines Stromflusses zu der Induktionsspule des negativen Hauptschützes 46. Die Batteriesteuerung 40 bestimmt bei Block 66, ob der negative Hauptschütz 46 geschlossen ist, z. B. durch Bestimmen, ob die Spannung über dem negativen Hauptschütz 46 eine vordefinierte Zeitdauer nach dem Ausgeben eines Befehls zum Schließen des negativen Hauptschützes 46 kleiner als ein vordefinierter Schwellenwert ist. In einem Beispiel bestimmt die Batteriesteuerung 40 eine Spannung über dem negativen Hauptschütz 46 durch Messen der Spannung (oder durch Empfangen eines Signals, das für eine Spannung indikativ ist) zwischen den Referenzpunkten VNEG 28 und VBOT 26.
  • Die Batteriesteuerung 40 kann bei Block 58 eine Diagnosenachricht als Reaktion auf eine Spannung über dem negativen Hauptschütz 46 ausgeben, die eine vordefinierte Zeitdauer nach dem Ausgeben des Befehls zum Schließen des negativen Hauptschützes 46 einen vordefinierten Schwellenwert überschreitet. Die Batteriesteuerung 40 und/oder der eine oder die mehreren anderen Fahrzeugsteuerungen können einen DTC setzen, der für einen Fehler des negativen Hauptschützes 46 indikativ ist. Zusätzlich oder alternativ kann die Batteriesteuerung 40 einen Hinweis an einen Benutzer des Fahrzeugs anzeigen, dass ein Kontaktgeberfehler erfasst wurde. Des Weiteren kann die Batteriesteuerung 40 ein Einleiten der Vorladung als Reaktion auf eine Spannung über den negativen Hauptschütz 46 ausschließen, die eine vordefinierte Zeitdauer nach dem Ausgeben des Befehls zum Schließen des negativen Hauptschützes 46 einen vordefinierten Schwellenwert überschreitet.
  • Als Reaktion auf das Bestimmen in Block 66, dass der negative Hauptschütz 46 geschlossen ist, z. B. die Spannung über dem Hilfsschütz 46 kleiner als ein vordefinierter Schwellenwert ist, misst die Batteriesteuerung 40 bei Block 68 die Spannung VBS_MN über dem Hauptbus 34, z. B. durch Messen der Spannung zwischen den Referenzpunkten VPOS 30 und VBOT 26. In einem Beispiel kann die Batteriesteuerung 40 das Öffnen des negativen Hauptschützes 46 als Reaktion auf das Erfassen der Spannung VBS_MN über dem Hauptbus 34 anweisen.
  • Bei Block 70 bestimmt die Batteriesteuerung 40, ob die Differenz zwischen der Spannung VBS_MNüber dem Hauptbus 34 und der Spannung VBS_AX über dem Hilfsbus 36 kleiner als ein vordefinierter Schwellenwert ist. Die Batteriesteuerung 40 weist bei Block 72 das aktive Entladen von einem von dem Hilfsbus 36 und dem Hauptbus 34, der eine höhere Spannungsgröße aufweist, als Reaktion auf das Bestimmen bei Block 70 , dass die Differenz zwischen der Differenz zwischen der Spannung VBS_MN über dem Hauptbus 34 und der Spannung VBS_AX über dem Hilfsbus 36 einen vordefinierten Schwellenwert überschreitet, an. In einem Beispiel entlädt die Batteriesteuerung 40 einen gegebenen Bus aktiv durch Bereitstellen von Strom an oder anderweitiges Anschalten einer Widerstandskomponente der Entladevorrichtung 35, die über dem zugehörigen Bus verbunden ist, es werden jedoch auch andere Verfahren des aktiven Entladens eines elektrischen Busses in Betrcht gezogen. In einem Beispiel entlädt die Batteriesteuerung 40 aktiv einen von Haupt- und Hilfsbus 34, 36, so dass die Differenz zwischen der Spannung VBS_MN über den Hauptbus 34 und der Spannung VBS_AX über dem Hilfsbus 36 kleiner als ein vordefinierter Schwellenwert ist.
  • Als Reaktion auf das Durchführen der aktiven Entladung kann die Batteriesteuerung 40 bestätigen, dass die Differenz zwischen der Spannung VBS_MN über dem Hauptbus 34 und der Spannung VBS_AX über dem Hilfsbus 36 kleiner als ein vordefinierter Schwellenwert ist. Die Batteriesteuerung 40 kann in einem Beispiel zu Block 70 zurückkehren, wo sie die Spannung VBS_MN über dem Hauptbus 34 und die Spannung VBS_AX über den Hilfsbus 36 vergleichen kann. Zusätzlich oder alternativ kann die Batteriesteuerung 40 zu Block 54 zurückkehren und eine oder mehrere Operationen in den Blöcken 54-70 durchführen, um zu bestätigen, dass die Größe einer Differenz kleiner als ein vordefinierter Schwellenwert ist.
  • Als Reaktion auf das Bestimmen bei Block 70, dass die Differenz zwischen der Spannung VBS_MN über den Hauptbus 34 und der Spannung VBS_AX über dem Hilfsbus 36 kleiner als ein vordefinierter Schwellenwert ist, weist die Batteriesteuerung 40 bei Block 74 das Schließen des Hilfsschützes 18 an. Die Batteriesteuerung 40 bestimmt bei Block 76, ob der Hilfsschütz 18 geschlossen ist, z. B. durch Bestimmen, ob die Spannung über dem Hilfsschütz 18 eine vordefinierte Zeitdauer nach dem Ausgeben eines Befehls zum Schließen des Hilfsschützes 18 kleiner als ein vordefinierter Schwellenwert ist. In einem Beispiel bestimmt die Batteriesteuerung 40 eine Spannung über dem Hilfschütz 18 durch Messen der Spannung (oder durch Empfangen eines Signals, das für eine Spannung indikativ ist) zwischen den Referenzpunkten VAUX 38 und VBOT 26.
  • Die Batteriesteuerung 40 kann bei Block 58 eine Diagnosenachricht als Reaktion auf eine Spannung über dem Hilfsschütz 18 ausgeben, die eine vordefinierte Zeitdauer nach dem Ausgeben des Befehls zum Schließen des Hilfsschützes 18 einen vordefinierten Schwellenwert überschreitet. Die Batteriesteuerung 40 kann einen DTC setzen, der für den Fehler des Hilfsschützes 18 indikativ ist, einen Hinweis für einen Benutzer des Fahrzeugs anzeigen, dass ein Kontaktgeberfehler erfasst wurde, und die Einleitung der Vorladung als Reaktion auf eine Spannung über dem Hilfsschütz 18 ausschließen, die eine vordefinierte Zeitdauer nach der Ausgabe des Befehls zum Schließen des Hilfsschützes 18 einen vordefinierten Schwellenwert überschreitet.
  • Bei Block 78 kann die Batteriesteuerung 40 eine Vorladung als Reaktion auf eine Spannung über dem Hilfsschütz 18 einleiten, die eine vordefinierte Zeitdauer nach dem Ausgeben des Befehls zum Schließen des Hilfsschützes 18 kleiner als ein vordefinierter Schwellenwert ist. In einem Beispiel kann die Batteriesteuerung 40 anweisen, den Vorladeschütz 20 der Vorladeschaltung 48 zu schließen. Das Verfahren 50 kann dann enden. In einigen Beispielen kann das Verfahren 50 als Reaktion auf das Empfangen eines Signals, das für eine Anforderung zum Schließen des positiven Hauptschützes 44 und sowohl des negativen Haupt- als auch Hilfsschützes 46, 18 indikativ ist, oder als Reaktion auf ein anderes Signal oder Anforderung wiederholt werden.
  • Bezugnehmend auf 3 ist ein Diagnoseverfahren 80 zum Durchführen der Fehlererfassung in einem Multibus-System dargestellt. Das Verfahren 80 kann bei Block 82 beginnen, wo die Batteriesteuerung 40 ein Signal empfängt, das für eine Anforderung zum Öffnen des positiven Hauptschützes 44 und zum Öffnen sowohl des negativen Haupt- als auch des Hilfsschützes 46, 18 indikativ ist. In einem Beispiel kann die Batteriesteuerung 40 von dem einen oder den mehreren Fahrzeugsteuerungen eine Anforderung zum Öffnen des positiven Hauptschützes 44 und sowohl der negativen Haupt- als auch Hilfsschütz 46, 18 als Reaktion auf das Erfassen eines Schlüssel-Aus-Signals empfangen, z. B. eine Aufforderung durch den Benutzer, das Fahrzeug abzuschalten.
  • Als Reaktion auf die Anforderung gibt die Batteriesteuerung 40 bei Block 84 einen Befehl zum Öffnen des positiven Hauptschützes 46 aus, beispielsweise durch Deaktivieren eines Stromflusses zu der Induktionsspule des positiven Hauptschützes 46. Die Batteriesteuerung 40 bestimmt bei Block 86, ob die Spannung über einem von Haupt- und Hilfsbussen 34, 36 kleiner als ein vordefinierter Spannungsschwellenwert ist. In einem Beispiel bestimmt die Batteriesteuerung 40 eine Spannung VBS_MN über dem Hauptbus 34 durch Messen der Spannung zwischen den Referenzpunkten VPOS 30 und VBOT 26. In einem anderen Beispiel bestimmt die Batteriesteuerung 40 eine Spannung VBS_AX über dem Hilfsbus 36 durch Messen der Spannung zwischen den Referenzpunkten VPOS 30 und VBOT 26.
  • Als Reaktion auf das Bestimmen bei Block 86, dass eine Spannung über einem von Haupt- und Hilfsbus 34, 36 einen vordefinierten Spannungsschwellenwert überschreitet, entlädt die Batteriesteuerung 40 bei Block 88 aktiv sowohl den Hilfsbus 36 als auch den Hauptbus 34. In einem Beispiel entlädt die Batteriesteuerung 40 einen gegebenen Bus aktiv durch Bereitstellen von Strom an oder anderweitiges Anschalten einer Widerstandskomponente der Entladevorrichtung 35, die über dem zugehörigen Bus verbunden ist, es werden jedoch auch andere Verfahren des aktiven Entladens eines elektrischen Busses in Betrcht gezogen. In einem Beispiel entlädt die Batteriesteuerung 40 aktiv einen von Haupt- und Hilfsbus 34, 36, so dass die Spannung VBS_MN über den Hauptbus 34 und die Spannung VBS_AX über dem Hilfsbus 36 kleiner als ein vordefinierter Schwellwert sind. Nach der Durchführung der aktiven Entladung bei Block 88 kann die Batteriesteuerung 40 zu Block 86 gehen, wo sie bestätigt, dass die Spannung über einen von Haupt- und Hilfsbus 34, 36 kleiner als ein vordefinierter Schwellenwert ist.
  • Als Reaktion auf das Bestimmen bei Block 86, dass eine Spannung über einem von Haupt- und Hilfsbus 34, 36 unterhalb eines vordefinierten Spannungsschwellenwerts liegt, weist die Batteriesteuerung 40 bei Block 90 das Öffnen sowohl des negativen Hauptschützes 46 als auch des Hilfsschützes 18 an. Das Verfahren 80 kann dann enden. In einigen Beispielen kann das Verfahren 80 als Reaktion auf das Empfangen eines Signals, das für eine Anforderung zum Schließen des positiven Hauptschützes 44 und sowohl des negativen Haupt- als auch Hilfsschützes 46, 18 indikativ ist, oder als Reaktion auf ein anderes Signal oder Anforderung wiederholt werden.
  • Die hier offenbarten Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können zu einer Verarbeitungsvorrichtung, einer Steuerung oder einem Computer, wozu eine beliebige vorhandene programmierbare elektronische Steuereinheit oder dedizierte elektronische Steuereinheit gehören kann, lieferbar sein oder durch diese implementiert werden. Ebenso können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen als Daten und Anweisungen, die durch eine Steuerung oder einen Computer ausführbar sind, in vielen Formen gespeichert werden, einschließlich unter anderem als Informationen, die auf nicht beschreibbaren Speichermedien, wie etwa ROM-Vorrichtungen, permanent gespeichert sind, und Informationen, die auf beschreibbaren Speichermedien, wie etwa Floppydisks, Magnetbändern, CDs, RAM-Vorrichtungen und anderen magnetischen und optischen Medien, veränderbar gespeichert sind. Die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können auch in einem softwareausführbaren Gegenstand implementiert werden. Als Alternative können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen ganz oder teilweise unter Verwendung von geeigneten Hardwarekomponenten, wie etwa ASICs (anwendungsspezifische integrierte Schaltungen), FPGAs (Field-Programmable Gate Arrays), Zustandsautomaten, Steuerungen oder anderen Hardwarekomponenten oder -einrichtungen oder einer Kombination von Hardware-, Software- und Firmwarekomponenten, realisiert werden.
  • Die in der Spezifikation verwendeten Begriffe sind beschreibende und nicht einschränkende Begriffe, und man wird verstehen, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne den Geist und den Schutzbereich der Offenbarung zu verlassen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die nicht ausdrücklich beschrieben oder dargestellt sind. Obwohl verschiedene Ausführungsformen so beschrieben worden sein können, dass sie Vorteile gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungsformen nach dem Stand der Technik hinsichtlich einer oder mehrerer erwünschter Charakteristika bereitstellen bzw. diesen vorzuziehen sind, erkennen Durchschnittsfachleute, dass Kompromisse hinsichtlich eines oder mehrerer Merkmale oder Charakteristika eingegangen werden können, um gewünschte Gesamteigenschaften des Systems zu erreichen, die von der spezifischen Anwendung und Umsetzungsform abhängig sind. Diese Merkmale können Kosten, Festigkeit, Dauerhaftigkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Packaging, Größe, Wartungsfreundlichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Leichtigkeit der Montage usw. umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt. Ausführungsformen, die bezüglich einer oder mehrerer Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Implementierungen des Stands der Technik beschrieben werden, liegen somit nicht außerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.

Claims (15)

  1. System für ein Fahrzeug, umfassend: ein Paar von elektrischen Bussen, das mit den Anschlüssen einer Antriebsbatterie über einen gemeinsamen positiven Schütz und ein Paar von negativen Schützen verbunden ist; und eine Steuerung, die konfiguriert ist, als Reaktion auf eine Anforderung, die Schütz zu schließen, und darauf, dass eine Differenz zwischen den Spannungsgrößen der Busse größer als ein vordefinierter Schwellenwert ist, einen der Busse aktiv zu entladen, um die Differenz zu reduzieren.
  2. System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner zum aktiven Entladen des einen der Busse konfiguriert ist, sodass die Spannungsgrößen innerhalb eines vordefinierten Bereichs voneinander sind.
  3. System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist, die Differenz als Reaktion auf die Bestätigung zu messen, dass die Spannungen über den negativen Schützen kleiner als ein zweiter vordefinierter Schwellenwert nach einem Befehl, der aus der Anforderung zum sequentiellen Schließen der negativen Schütz resultiert, ist.
  4. System nach Anspruch 3, wobei die Bestätigung angibt, dass jede der Spannungen innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer, die mit der Ausgabe des Befehl begann, unter den zweiten vordefinierten Schwellenwerts gefallen ist.
  5. System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner zum Messen jeder der Spannungsgrößen durch eine Potentialdifferenz zwischen einem Pluspol des gemeinsamen positiven Schützes und einem zugehörigen Minuspols jedes der Busse konfiguriert ist.
  6. System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist, um nach der aktiven Entladung ein Vorladen einzuleiten.
  7. System nach Anspruch 6, wobei die Steuerung nach Abschluss des Vorladens konfiguriert ist, einen Befehl zum Schließen des gemeinsamen positiven Schützes auszugeben, um zwischen den Bussen und der Batterie selektiv Energie zu übertragen und, als Reaktion auf das Öffnen des gemeinsamen positiven Kontaktgebers, den Bus, dessen Spannungsgröße größer als ein dritter vordefinierter Schwellenwert ist, aktiv zu entladen.
  8. System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist, um einen der Busse durch selektives Anlegen eines Widerstands über dem Bus aktiv zu entladen.
  9. Verfahren für ein Fahrzeug, umfassend: als Reaktion auf eine Anforderung zum Schließen eines Paares von Schützen und einer Differenz zwischen Spannungsgrößen eines Paares von elektrischen Bussen, die größer als ein vordefinierter Schwellenwert ist, aktives Entladen eines der Busse, bis die Größen innerhalb eines vordefinierten Bereichs voneinander liegen, wobei die Busse mit den Anschlüssen einer Antriebsbatterie über einen gemeinsamen positiven Schütz und einen zugehörigen negativen Schütz verbunden sind.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend das Messen der Differenz als Reaktion auf eine Bestätigung, dass die Spannungen über den negativen Schützen jeweils kleiner als ein zweiter vordefinierter Schwellenwert sind, nach einem Befehl, der aus der Anforderung zum sequentiellen Schließen der negativen Schütz resultiert.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Bestätigung angibt, dass jede der Spannungen innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer, die mit der Ausgabe des Befehls begann, unter den zweiten vordefinierten Schwellenwert gefallen ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend Messen der Spannungsgrößen durch eine Potentialdifferenz zwischen einem Pluspol des gemeinsamen positiven Schützes und einem zugehörigen Minuspol jedes der Busse.
  13. Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend Einleiten eines Vorladens nach dem aktiven Entladen.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, ferner umfassend, nach dem Abschluss des Vorladens und Schließens des gemeinsamen positiven Kontaktgebers, aktives Entladen des Busses, dessen Spannungsgröße größer als ein dritter vordefinierter Schwellenwert als Reaktion auf das Öffnen des gemeinsamen positiven Schützes ist.
  15. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das aktive Entladen selektives Anlegen eines Widerstands über dem Bus beinhaltet.
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