DE102018118571B4

DE102018118571B4 - System und verfahren zur durchführung von diagnosen an einem dc-dc-wandler

Info

Publication number: DE102018118571B4
Application number: DE102018118571.5A
Authority: DE
Inventors: Jonathan O. Conell; Robert A. De Stefano
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2017-08-03
Filing date: 2018-07-31
Publication date: 2024-06-06
Anticipated expiration: 2038-08-01
Also published as: CN109383614B; DE102018118571A1; US10395442B2; US20190043276A1; CN109383614A

Abstract

Fahrzeugdiagnosesystem (300) umfassend:einen ersten DC-DC-Wandler (212-1) mit einem Eingang (302) und einem Ausgang (304);einen zweiten DC-DC-Wandler (212-2) mit einem Eingang (306) und einem Ausgang (308),wobei der Ausgang (304) des ersten DC-DC-Wandlers (212-1) mit dem Eingang (306) des zweiten DC-DC-Wandlers (212-2) an einem ersten Knoten (310) und der Ausgang (308) des zweiten DC-DC-Wandlers (212-2) mit dem Eingang (302) des ersten DC-DC-Wandlers (212-1) an einem zweiten Knoten (312) verbunden ist;eine Batterie, die mit einer Fahrzeuglast (316) und dem ersten Knoten (310) verbunden ist;eine redundante Energiequelle (318), die mit dem zweiten Knoten (312) verbunden ist; undein Steuermodul (130), das so konfiguriert ist, dass es den Betrieb des ersten DC-DC-Wandlers (212-1) und des zweiten DC-DC-Wandlers (212-2) einleitet, um eine Stromrückführung zwischen dem ersten DC-DC-Wandler (212-1) und dem zweiten DC-DC-Wandler (212-2) zu bewirken;wobei das Steuermodul (130) weiter konfiguriert ist, um:einen Betriebsparameter basierend auf einer Strommenge zu bestimmen, die von mindestens einer der Batterien und der redundanten Energiequelle (318) an den ersten Knoten (310) und den zweiten Knoten (312) geliefert wird, der sich auf einen Wirkungsgradverlust einstellt.

Description

EINLEITUNG
Die Informationen in diesem Abschnitt dienen der allgemeinen Darstellung des Kontextes der Offenbarung. Die Arbeit der gegenwärtig genannten Erfinder in dem in diesem Abschnitt beschriebenen Umfang, sowie Aspekte der Beschreibung, die zum Zeitpunkt der Anmeldung ansonsten nicht als Stand der Technik gelten, gelten gegenüber der vorliegenden Offenbarung weder ausdrücklich noch implizit als Stand der Technik.
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen auf Systeme und Verfahren zum Überwachen von redundanten Fahrzeugsystemen. Insbesondere das System und Verfahren zur Durchführung einer Diagnose an DC-DC-Wandlern, die in redundanten Fahrzeugsystemen eingesetzt werden.
Fahrzeuge nutzen redundante elektrische Systeme, um Probleme bei einem Ausfall eines oder mehrerer elektrischer Systeme zu minimieren. So können beispielsweise sicherheitskritische Fahrzeugsysteme, wie Bremssysteme und Lenksysteme, ein oder mehrere redundante elektrische Systeme einsetzen.
Die Druckschrift US 2016 / 0 006 346 A1 offenbart eine Stromversorgungsvorrichtung mit N Stromversorgungsschaltungen und einem Steuerungsabschnitt, wobei die Stromversorgungsschaltungen eine Leistungsfaktorverbesserungsschaltung enthalten, die einen Leistungsfaktor von Wechselstromenergie durch Schalten eines Transistors verbessert. Schaltzeitpunkte eines DC/DC-Wandlers und der Leistungsfaktorverbesserungsschaltungen werden von den Stromversorgungsschaltungen so gesteuert, dass sie untereinander verschieden sind.
In der Druckschrift WO 2008/ 089 823 A2 ist ein Mehrspannungsbordnetz für ein Kraftfahrzeug offenbart, bei dem Energie eines ersten Energiespeichers in einen ersten Niederspannungsbordnetzzweig einspeisbar ist und die Energie des ersten Energiespeichers über eine Schalteinrichtung in einen zweiten Niederspannungsbordnetzzweig einspeisbar ist. Energie eines zweiten Energiespeichers ist in einen Hochspannungsbordnetzzweig einspeisbar und über einen DC/DC-Wandler in den zweiten Niederspannungsbordnetzzweig einspeisbar. Die Schalteinrichtung ist schaltbar zwischen einer ersten Konfiguration, in der der erste Niederspannungsbordnetzzweig über den DC/DC-Wandler mit Energie des zweiten Energiespeichers gespeist wird, und einer zweiten Konfiguration, in der der erste Niederspannungsbordnetzzweig nicht über den DC/DC-Wandler mit Energie des zweiten Energiespeichers gespeist wird.
Die Druckschrift DE 10 2010 037 094 A1 offenbart eine Ladungsausgleichsschaltung und ein Verfahren zur vorausschauenden Steuerung des Ladungsausgleichs, bei denen ein direkter Ladungsausgleich über einen DC/DC-Wandler zwischen zwei Batteriezellen eines Batteriestacks ermöglicht wird. Dabei kann während des Betriebs des Batteriestacks die jeweils kapazitätsschwächste Batteriezelle identifiziert und gezielt von einer kapazitätsstärkeren Batteriezelle mit Ladung versorgt werden.
KURZDARSTELLUNG
In einem Beispiel ist ein Fahrzeugdiagnosesystem offenbart. Das Fahrzeugdiagnosesystem beinhaltet einen ersten DC-DC-Wandler mit einem Eingang und einem Ausgang und einen zweiten DC-DC-Wandler mit einem Eingang und einem Ausgang. Der Ausgang des ersten DC-DC-Wandlers wird mit dem Eingang des zweiten DC-DC-Wandlers an einem ersten Knoten verbunden, und der Ausgang des zweiten DC-DC-Wandlers wird mit dem Eingang des ersten DC-DC-Wandlers an einem zweiten Knoten verbunden. Das Fahrzeugdiagnosesystem beinhaltet eine an eine Fahrzeuglast angeschlossene Batterie und den ersten Knoten sowie eine an den zweiten Knoten angeschlossene redundante Energiequelle. Das Fahrzeugdiagnosesystem enthält ein Steuermodul, das so konfiguriert ist, dass es den Betrieb des ersten DC-DC-Wandlers und des zweiten DC-DC-Wandlers einleitet, um eine Stromrückführung zwischen dem ersten DC-DC-Wandler und dem zweiten DC-DC-Wandler zu bewirken.
Erfindungsgemäß ist das Steuermodul weiterhin konfiguriert, um einen Betriebsparameter basierend auf einer Strommenge zu bestimmen, die von der Batterie oder der redundanten Energiequelle an den ersten Knoten und den zweiten Knoten geliefert wird, der sich auf einen Wirkungsgradverlust einstellt.
Bei anderen Merkmalen ist das Steuermodul weiterhin konfiguriert, um den Betriebsparameter mit einem vorgegebenen Schwellenwert zu vergleichen und ein Minderungssignal zu erzeugen, wenn der Betriebsparameter den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Bei anderen Merkmalen bewirkt das Minderungssignal das Erzeugen einer Warnung durch eine Fahrerwarnvorrichtung.
Bei anderen Merkmalen erzeugt die Fahrerwarnvorrichtung eine Benachrichtigung, wobei die Benachrichtigung eine Anzeige, eine haptische Rückmeldung oder einen Ton beinhaltet. Bei anderen Merkmalen steuert das Minderungssignal den Betrieb des Fahrzeugs.
Bei anderen Merkmalen steuert das Minderungssignal ein Bremsbetätigungsmodul oder ein Lenkbetätigungsmodul. Bei anderen Merkmalen beinhaltet der ermittelte Betriebsparameter eine Leistungsausgangskennlinie und eine Leistungseingangskennlinie entsprechend dem ersten DC-DC-Wandler oder dem zweiten DC-DC-Wandler.
Bei anderen Merkmalen ist das Steuermodul weiterhin konfiguriert, um zu bestimmen, ob ein Zeitzähler einen vorgegebenen Zeitschwellenwert überschreitet und den Betrieb des ersten DC-DC-Wandlers und des zweiten DC-DC-Wandlers einleitet, wobei der Zeitzähler einem Zeitwert seit einem früheren Diagnoseereignis entspricht. Bei anderen Merkmalen beinhaltet der erste DC-DC-Wandler einen ersten Sensor und der zweite DC-DC-Wandler einen zweiten Sensor.
In einem Beispiel ist ein Fahrzeugdiagnosesystem offenbart. Das Fahrzeugdiagnosesystem beinhaltet ein Diagnosemodul, das konfiguriert ist, um zu bestimmen, ob ein gemessener Betriebsparameter, der dem rezirkulierten Stromfluss zwischen einem ersten DC-DC-Wandler und einem zweiten DC-DC-Wandler entspricht, einen vorgegebenen Betriebsschwellenwert überschreitet. Das Fahrzeugdiagnosesystem beinhaltet auch ein Minderungsmodul, das konfiguriert ist, um ein Minderungssignal zu erzeugen, wenn der gemessene Betriebsparameter größer als der vorgegebene Betriebsschwellenwert ist.
Bei anderen Merkmalen beinhaltet das Fahrzeugdiagnosesystem auch ein Aktivierungsmodul, das konfiguriert ist, um den ersten DC-DC-Wandler und den zweiten DC-DC-Wandler so zu aktivieren, dass der rezirkulierte Stromfluss zwischen dem ersten DC-DC-Wandler und dem zweiten DC-DC-Wandler erfolgt. Das Fahrzeugdiagnosesystem beinhaltet auch ein Zeitmodul, das konfiguriert ist, um zu bestimmen, ob ein Zeitzähler einen vorgegebenen Zeitschwellenwert überschreitet, wobei das Zeitmodul das Aktivierungsmodul startet, wenn der Zeitzähler den vorgegebenen Zeitschwellenwert überschreitet.
Bei anderen Merkmalen entspricht der Zeitzähler einem Zeitwert seit einem früheren Diagnoseereignis. Bei anderen Merkmalen beinhaltet der gemessene Betriebsparameter eine Leistungsausgangskennlinie und eine Leistungseingangskennlinie entsprechend dem ersten DC-DC-Wandler oder dem zweiten DC-DC-Wandler. Bei anderen Merkmalen beinhaltet der gemessene Betriebsparameter eine Temperatur, die mindestens einem des ersten DC-DC-Wandlers und des zweiten DC-DC-Wandlers entspricht. Bei anderen Merkmalen bewirkt das Minderungssignal das Erzeugen einer Warnung durch eine Fahrerwarnvorrichtung. Bei anderen Merkmalen erzeugt die Fahrerwarnvorrichtung eine Benachrichtigung, die eine Anzeige, eine haptische Rückmeldung oder einen Ton beinhaltet.
Bei anderen Merkmalen steuert das Minderungssignal den Betrieb des Fahrzeugs. Bei anderen Merkmalen steuert das Minderungssignal ein Bremsbetätigungsmodul oder ein Lenkbetätigungsmodul.
Weitere Anwendungsbereiche der vorliegenden Offenbarung ergeben sich aus der ausführlichen Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen. Die ausführliche Beschreibung und die spezifischen Beispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und schränken den Umfang der Offenbarung nicht ein.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Offenbarung wird verständlicher unter Zuhilfenahme der ausführlichen Beschreibung und der zugehörigen Zeichnungen, worin gilt:

1 ist ein Funktionsblockdiagramm eines exemplarischen Fahrzeugdiagnosesystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung;
2A ist ein Funktionsblockdiagramm eines exemplarischen Steuermoduls gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung;
2B ist ein Funktionsblockdiagramm eines exemplarischen Steuermoduls in Verbindung mit einer Vielzahl von DC-DC-Wandlern gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung;
2C ist ein Funktionsblockdiagramm einer Vielzahl von exemplarischen Steuermodulen in Verbindung mit entsprechenden DC-DC-Wandlern gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung;
Die 3 bis 8 sind Funktionsblockdiagramme, die den Betrieb eines DC-DC-Wandlers gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen; und
9 ist ein Flussdiagramm, das ein exemplarisches Verfahren zur Durchführung einer Diagnose an einem DC-DC-Wandler gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
10 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung eines exemplarischen Verfahrens für den Betrieb des Fahrzeugdiagnosesystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung.

In den Zeichnungen können dieselben Bezugszeichen für ähnliche und/oder identische Elemente verwendet werden.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Fahrzeuge werden weiterhin auf elektrische Systeme angewiesen sein, da diese weiterhin zusätzliche Fahraufgaben übernehmen. Redundante elektrische Systeme werden typischerweise eingesetzt, um zu gewährleisten, dass bei einem Ausfall des primären elektrischen Systems das redundante elektrische System übernehmen kann.
Die vorliegende Offenbarung richtet sich an ein Fahrzeugdiagnosesystem. Das Fahrzeugdiagnosesystem überwacht die in den redundanten elektrischen Systemen eingesetzten DC-DC-Wandler. So überwacht beispielsweise das Fahrzeugdiagnosesystem diese DC-DC-Wandler während des Betriebs des Fahrzeugs. Diese Systeme nutzen typischerweise zwei oder mehr DC-DC-Wandler oder Phasen, die Strom von einer redundanten Energiequelle zu einer Fahrzeuglast oder von der primären Energiequelle zur redundanten Energiequelle liefern. Während des Fahrzeugbetriebs können die DC-DC-Wandler aktiviert werden, um den Stromfluss zwischen den DC-DC-Wandlern zu ermöglichen. Das Fahrzeugdiagnosesystem überwacht einen oder mehrere Betriebsparameter basierend auf der Stromflussrückführung innerhalb der DC-DC-Wandler und ermittelt, ob die Betriebsparameter vorgegebene Schwellenwerte überschreiten, was ein Hinweis darauf sein kann, dass das redundante elektrische System gewartet werden muss und/oder möglicherweise ausfällt.
Unter Bezugnahme auf 1 beinhaltet ein Fahrzeug 110 eine Fahrzeugkarosserie 112, einen Motor 114, ein Einlasssystem 116, einen Drehmomentwandler 118, ein Getriebe 120, ein Antriebssystem 122, Räder 124, Reibungsbremsen 125, ein Lenksystem 126, und eine Fahrerwarnvorrichtung 128. Ein Fahrereingabemodul 104 empfängt Fahrereingaben, um den Betrieb des Fahrzeugs 110 einzuleiten und/oder den Betrieb des Fahrzeugs 110 zu steuern. So kann beispielsweise das Fahrereingabemodul 104 ein Zündsignal empfangen, um den Betrieb des Fahrzeugs 110 einzuleiten. In einem anderen Beispiel empfängt das Fahrereingabemodul 104 Drehmomentanforderungen vom Fahrer. Ein Motor 114 verbrennt ein Luft-/Kraftstoffgemisch, um ein Antriebsdrehmoment für das Fahrzeug 110 zu erzeugen.
Luft wird durch das Einlasssystem 114 in den Motor 116 gezogen. Das Einlasssystem 116 beinhaltet einen Ansaugkrümmer 132 und ein Drosselventil 134. Das Drosselventil 134 kann ein Schmetterlingsventil mit einem drehbaren Flügel beinhalten. Ein Motorsteuergerät (Engine Control Module, ECM) 136 steuert ein Drosselstellgliedmodul 137, das wiederum die Öffnung des Drosselventils 134 zur Regulierung der in den Ansaugkrümmer 132 angesaugten Luftmenge steuert.
Die Luft vom Ansaugkrümmer 132 wird in die Zylinder des Motors 114 gesaugt. Obwohl der Motor 114 mehrere Zylinder beinhalten kann, ist hier zu Veranschaulichungszwecken nur ein einzelner repräsentativer Zylinder 138 dargestellt. Nur als Beispiel kann der Motor 114 die Zylinder 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 und/oder 12 beinhalten. Das ECM 136 kann einige der Zylinder deaktivieren, was die Kraftstoffeffizienz unter bestimmten Betriebsbedingungen des Motors verbessern kann.
Der Motor 114 kann unter Verwenden des Viertaktbetriebs betrieben werden. Die vier nachfolgend beschriebenen Takte werden Einlasstakt, Verdichtungstakt, Verbrennungstakt und Auslasstakt genannt. Während jeder Umdrehung einer Kurbelwelle 140 erfolgen zwei der vier Takte innerhalb des Zylinders 138. Demzufolge sind zwei Umdrehungen der Kurbelwelle erforderlich, damit der Zylinder 138 alle vier Takte ausführen kann.
Während des Einlasstakts wird die Luft aus dem Ansaugkrümmer 132 durch ein Einlassventil 138 in den Zylinder 142 gesaugt. Das ECM 136 steuert ein Kraftstoffstellgliedmodul 144, das die von der Einspritzdrüse 146 ausgeführte Kraftstoffeinspritzung reguliert, um ein Soll-Luft-/Kraftstoffverhältnis zu erreichen. Kraftstoff kann in den Ansaugkrümmer 132 an einer zentralen Stelle oder mehreren Stellen, wie z.°B. nahe dem Einlassventil 142 jedes der Zylinder, eingespritzt werden. In verschiedenen Implementierungen kann Kraftstoff direkt in die Zylinder oder in die den Zylindern zugeordneten Mischkammern eingespritzt werden. Das Kraftstoffstellgliedmodul 144 kann das Einspritzen von Kraftstoff in die deaktivierten Zylinder stoppen.
Der eingespritzte Kraftstoff vermischt sich mit Luft und bildet innerhalb des Zylinders 138 ein Luft-/Kraftstoffgemisch. Während des Verdichtungstaktes komprimiert ein Kolben (nicht dargestellt) im Zylinder 138 das Luft-/Kraftstoffgemisch. Der Motor 114 kann ein Selbstzündungsmotor sein, wobei in diesem Fall die Kompression in Zylinder 138 das Luft-/Kraftstoffgemisch zündet. Alternativ kann der Motor 114 ein Fremdzündungsmotor sein, wobei in diesem Fall ein Zündstellgliedmodul 147 Spannung an eine Zündkerze 148 legt, um basierend auf einem Signal von ECM 136, einen Zündfunken in Zylinder 138 zu erzeugen, der das Luft-Kraftstoffgemisch entzündet. Der Zeitpunkt des Zündfunkens kann so gelegt werden, dass sich der Kolben in diesem Moment in seiner als oberer Totpunkt (OT) bezeichneten obersten Stellung befindet.
Das Zündstellgliedmodul 147 kann durch ein Zündzeitpunktsignal gesteuert werden, das festlegt, wie lange vor oder nach dem oberen Totpunkt der Zündfunke gezündet werden soll. Weil die Kolbenstellung direkt mit der Kurbelwellendrehung zusammenhängt, kann der Betrieb des Zündfunkenstellgliedmoduls 147 mit dem Kurbelwellenwinkel synchronisiert werden. In verschiedenen Implementierungen kann das Zündstellgliedmodul 147 die Funkenerzeugung für deaktivierte Zylinder stoppen.
Die Erzeugung des Zündfunkens wird auch als ein Zündereignis bezeichnet. Das Zündfunkenstellgliedmodul 147 kann die Fähigkeit haben, den Zündzeitpunkt für jedes Zündereignis zu variieren. Das Zündstellgliedmodul 147 kann sogar in der Lage sein, den Zündzeitpunkt für das nächste Zündereignis zu variieren, wenn das Zündzeitpunktsignal zwischen einem letzten und dem nächsten Zündereignis geändert wird. In verschiedenen Implementierungen kann der Motor 114 möglicherweise mehrere Zylinder beinhalten und das Zündstellgliedmodul 147 kann den Zündzeitpunkt im Verhältnis zum OT für alle Zylinder des Motors 114 um den gleichen Betrag variieren.
Während des Verbrennungstakts drückt die Verbrennung des Luft-/Kraftstoffgemischs den Kolben nach unten und treibt dadurch die Kurbelwelle 140 an. Der Verbrennungstakt kann als die Zeitspanne definiert werden, die zwischen dem Moment liegt, in welchem der Kolben den oberen Totpunkt erreicht und dem, in welchem der Kolben zum unteren Totpunkt (BDC) zurückkehrt. Während des Auslasstakts beginnt der Kolben, sich vom unteren Totpunkt (UT) nach oben zu bewegen und stößt dabei die Abfallprodukte der Verbrennung durch ein Auslassventil 150 aus. Die Abfallprodukte der Verbrennung werden über ein Abgassystem 152 aus dem Fahrzeug ausgestoßen.
Das Einlassventil 142 kann durch eine Einlassnockenwelle 154 gesteuert werden, während das Auslassventil 150 durch eine Auslassnockenwelle 156 gesteuert werden kann. In unterschiedlichen Implementierungen können mehrere Einlassnockenwellen (einschließlich der Einlassnockenwelle 154) mehrere Einlassventile (einschließlich des Einlassventils 142) des Zylinders 138 steuern und/oder können die Einlassventile (einschließlich des Einlassventils 142) mehrerer Zylinderbänke (einschließlich des Zylinders 138) steuern. Auf ähnliche Weise können mehrere Auslassnockenwellen (einschließlich der Auslassnockenwelle 156) mehrere Auslassventile des Zylinders 138 steuern und/oder können Auslassventile (einschließlich des Auslassventils 150) mehrerer Zylinderbänke (einschließlich des Zylinders 138) steuern.
Der Zeitpunkt, an dem das Einlassventil 142 geöffnet wird, kann hinsichtlich des oberen Totpunktes (TDC) des Kolbens durch einen Einlassnockenversteller 158 variiert werden. Der Zeitpunkt, an dem das Auslassventil 150 geöffnet wird, kann hinsichtlich des oberen Totpunktes des Kolbens durch einen Auslassnockenwellenversteller 160 variiert werden. Ein Ventilstellgliedmodul 162 kann Ein- und Auslassnockenversteller 158, 160 basierend auf Signalen vom ECM 136 steuern. Wenn implementiert, kann der variable Ventilhub auch vom Ventilstellgliedmodul 162 gesteuert werden.
Das Ventilstellgliedmodul 162 kann den Zylinder 138 durch Deaktivieren des Öffnens des Einlassventils 142 und/oder des Auslassventils 150 deaktivieren. Das Ventilstellgliedmodul 162 kann das Öffnen des Einlassventils 142 deaktivieren, indem es das Einlassventil 142 von dem Einlassnockenversteller 158 entkoppelt. Ebenso kann das Ventilstellgliedmodul 162 das Öffnen des Auslassventils 150 deaktivieren, indem es das Auslassventil 150 von dem Auslassnockenversteller 160 entkoppelt. In verschiedenen Implementierungen kann das Ventilstellgliedmodul 162 das Einlassventil 142 und/oder das Auslassventil 150 mit anderen Vorrichtungen als Nockenwellen steuern, wie z. B. mit elektromagnetischen oder elektrohydraulischen Stellgliedern.
Das ECM 136 regelt die Position des Drosselventils 134, die Menge der von der Einspritzdüse 146 durchgeführten Kraftstoffeinspritzungen und/oder Zeitpunkt dieser, den Zeitpunkt, an dem der Zündfunke von den Zündkerzen 148 erzeugt wird, und/oder den Zeitpunkt, an dem die Ein- und Auslassventile 142 und 150 geöffnet werden, um eine Drehmomentausgabe des Motors 114 zu erzielen. Das ECM 136 ermittelt den Soll-Drehmoment des Motors basierend auf der Fahrereingabe.
Das Drehmoment an der Kurbelwelle 140 wird durch den Drehmomentwandler 118, durch das Getriebe 120, durch das Antriebssystem 122 und auf die Räder 124 übertragen. Das Antriebssystem 122 beinhaltet eine Antriebswelle 164, ein Differenzial 166, und Achswellen 168. Der Drehmomentwandler 118, das Getriebe 120 und das Differential 166 verstärken das Motordrehmoment durch mehrere Übersetzungsverhältnisse, um Achsdrehmoment an den Achswellen 168 bereitzustellen. Das Achsdrehmoment dreht die Räder 124, wodurch das Fahrzeug 110 vorwärts oder rückwärts beschleunigt.
Die Reibungsbremsen 125 sind an den Rädern 124 angebracht. Die Reibungsbremsen 125 widerstehen einer (verlangsamen die) Drehung der Räder 124, wenn die Reibungsbremsen 125 betätigt werden. Die Reibungsbremsen 125 können Trommelbremsen und/oder Scheibenbremsen beinhalten, und sie können elektrohydraulische und/oder elektromechanische Stellglieder beinhalten, die beim Betätigen der Reibungsbremsen 125 einen Bremsbelag gegen eine Bremsscheibe und/oder Trommel drücken. Ein Bremsstellgliedmodul 170 betätigt die Reibungsbremsen 125 basierend auf einer Bremspedalstellung und/oder einem Signal vom Steuermodul 130. Die Reibungsbremsen 125 können unabhängig voneinander bei unterschiedlichen Niveaus angewendet werden.
Das Lenksystem 126 wendet die Vorderräder 124 selektiv, um dadurch das Fahrzeug 110 zu wenden. Das Lenksystem 126 beinhaltet ein Lenkrad 172, eine Lenksäule 174, eine oder mehrere Lenkgestänge 176 und ein Lenkstellglied 178. Ein Fahrer kann das Lenkrad 172 drehen, um das Fahrzeug 110 nach links oder nach rechts wenden oder um eine Anforderung einzugeben, um das Fahrzeug 110 nach links oder nach rechts zu wenden. Die Lenksäule 174 ist mit dem Lenkrad 172 verbunden, sodass sich die Lenksäule 174 dreht, wenn das Lenkrad 172 gedreht wird. Die Lenksäule 174 kann auch mit dem Lenkgestänge 176 verbunden sein, sodass die Drehung der Lenksäule 174 eine Translation des Lenkgestänges 176 bewirkt. Die Lenkgestänge 176 sind mit den linken und rechten Vorderrädern 124 verbunden, sodass die Translation der Lenkgestänge 176 die linken und rechten Vorderräder 124 wendet.
Das Lenkstellglied 178 ist mit den Lenkgestängen 176 verbunden und betriebsbereit für die Translation des Lenkgestänges 176, um so die linken und rechten Vorderräder 124 zu wenden. In verschiedenen Implementierungen kann das Lenkstellglied 178 kann ein elektrohydraulisches und/oder elektromechanisches Stellglied sein. In Implementierungen, in denen die Lenksäule 174 mit den Lenkgestängen 176 verbunden ist, kann das Lenkstellglied 178 den Aufwand verringern, den der Fahrer aufbringen muss, um das Fahrzeug 110 nach rechts oder links zu wenden. In verschiedenen Implementierungen kann die Lenksäule 174 nicht mit dem Lenkgestänge 176 verbunden sein, und das Lenkstellglied 178 allein kann die Translation des Lenkgestänges 176 bewirken. Lenksysteme, wo die Lenksäule 174 nicht an das Lenkgestänge 176 gekoppelt ist, können als ein Steer-by-Wire-System bezeichnet werden.
Ein Lenkstellgliedmodul 180 passt die Betätigung des Lenkstellglieds 178 basierend auf einem Signal vom Steuermodul 130 an. Das Steuermodul 130 kann das Lenkstellglied 178 basierend auf der Winkelposition des Lenkrads 172 steuern. Alternativ kann das Steuermodul 130 das Lenkstellglied 178 auch autonom steuern (z. B. unabhängig von der Winkelposition des Lenkrads 172).
Ein oder mehrere Raddrehzahlsensoren 182 sind an einem oder mehreren der Räder 124 angebracht und messen die jeweilige Drehzahl der Räder 124. Zum Beispiel kann ein Raddrehzahlsensor für jedes Rad bereitgestellt werden und die Raddrehzahl dieses bestimmten Rads messen.
Ein Lenkradwinkelsensor 190 misst die Winkelposition des Lenkrads 172 in Bezug auf eine vorbestimmte Position. Die vorgegebene Position kann einem Standard entsprechen, an dem das Fahrzeug sich nach vorne entlang einer Längsachse des Fahrzeugs fortbewegen sollte (oder dies tut). Der Lenkradwinkelsensor 190 kann an der Lenksäule 174 montiert sein und kann zum Beispiel einen Hall-Effekt-Sensor beinhalten, der die Winkelposition einer Welle misst, die innerhalb der Lenksäule 174 angeordnet und drehbar mit dem Lenkrad 172 gekoppelt ist.
Ein Getriebesteuermodul (TCM) 192 schaltet die Gänge des Getriebes 120 basierend auf den Betriebsbedingungen des Fahrzeugs 110 und einem vorgegebenen Schaltplan. Die Betriebsbedingungen können die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 110, eine Soll-Beschleunigung des Fahrzeugs 110 und/oder eine Soll-Drehmomentausgabe des Motors 114 beinhalten. Das TCM 192 kann die Fahrzeuggeschwindigkeit basierend auf einer oder mehreren Raddrehzahlen ermitteln, die mittels Raddrehzahlsensoren 182 gemessen wurden. Das TCM 192 kann beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit basierend auf einem Mittelwert der Raddrehzahlen oder einem Mittelwert von Drehzahlen von unbefahrenen (d. h. nicht befahrenen) Rädern des Fahrzeugs ermitteln. Das TCM 192 kann die Soll-Beschleunigung des Fahrzeugs und/oder das Soll-Drehmoment des Motors vom Steuermodul 130 und/oder dem ECM 136 empfangen. Das ECM 136 kann mit einem Getriebesteuermodul (TCM) 192 in Verbindung stehen, um den Gangwechsel im Getriebe 120 zu koordinieren. Beispielsweise kann das ECM 136 bei einem Gangwechsel das Motordrehmoment reduzieren.
Das Steuermodul 130 kann eine Fahrerwarnvorrichtung 128 aktivieren, um den Fahrer darauf hinzuweisen, dass ein oder mehrere redundante Fahrzeugsysteme gewartet werden müssen. Die Fahrerwarnvorrichtung 128 kann eine elektronische Anzeige (z. B. ein Touchscreen-Anzeige) beinhalten, die sich in Sichtweite des Fahrers befindet und zur Anzeige von Licht, Text und/oder Bildern bedienbar ist. Zusätzlich oder alternativ kann die Fahrerwarnvorrichtung 128 ein Heads-Up-Display (HUD) beinhalten, das zum Beispiel Lichter, Text und/oder Bilder auf eine Windschutzscheibe (nicht dargestellt) des Fahrzeugs 110 projiziert. Ferner kann die Fahrerwarnvorrichtung 128 einen oder mehrere Vibratoren beinhalten, die beispielsweise am Lenkrad 172 und/oder am Fahrersitz (nicht dargestellt) angebracht sind, um dem Fahrer ein haptisches Feedback bereitzustellen. Darüber hinaus oder alternativ kann die Fahrerwarnvorrichtung 128 einen Lautsprecher beinhalten, der betrieben werden kann, um einen Laut oder eine hörbare Nachricht innerhalb des Fahrzeugs 110 zu erzeugen.
2A veranschaulicht eine exemplarische Implementierung des Steuermoduls 130. Das Steuermodul 130 beinhaltet ein Zeitmodul 202, ein Aktivierungsmodul 204, ein Diagnosemodul 206, eine Datenbank 208 und ein Minderungsmodul 210. In einigen Ausführungsformen ist ein einzelnes Steuermodul 130 mit einer Vielzahl von DC-DC-Wandlern 212-N bis 212-N+1 verbunden, wobei N eine ganze Zahl größer als 1 ist, wie in 2B dargestellt. In anderen Ausführungsformen beinhaltet jeder DC-DC-Wandler 212-N bis 212-N+1 ein dediziertes Steuermodul 130-N bis 130-N+1, wie in 2C dargestellt.
Das Steuermodul 130 steuert den Betrieb der DC-DC-Wandler 212-N bis 212-N+1 wie hierin näher beschrieben wird. Die DC-DC-Wandler 212-N bis 212-N+1 beinhalten DC-DC-Wandler, die in den verschiedenen redundanten Bordnetzsystemen des Fahrzeugs 110 eingesetzt werden.
Die DC-DC-Wandler 212-N bis 212-N+1 beinhalten jeweils einen Sensor 214-N bis 214-N+1. Die Sensoren 214-N bis 214-N+1 messen die Betriebsparameter des entsprechenden DC-DC-Wandlers 212-N bis 212-N+1. Die Sensoren 214-N bis 214-N+1 messen beispielsweise eine Temperatur des entsprechenden DC-DC-Wandlers 212-N bis 212-N+1. In einem anderen Beispiel messen die Sensoren 214-1 bis 214-N eine Spannung und/oder einen Strom des DC-DC-Wandlers 212-N bis 212-N+1. Ein Wirkungsgrad des DC-DC-Wandlers 212 kann basierend auf einem Leistungsvergleich in Bezug auf die Ausgangsleistung ermittelt werden. So kann beispielsweise ein höherer Wirkungsgradverlust oder ein größerer Temperaturanstieg als erwartet auf einen fehlerhaften DC-DC-Wandler 212 hinweisen.
Das Zeitmodul 202 empfängt Eingangssignale des Fahrers vom Fahrereingabemodul 104 zum Einleiten des Zeitmoduls 202. Das Zeitmodul 202 bewahrt einen Zeitzähler des letzten Auftretens eines Diagnoseereignisses. So erhöht beispielsweise das Zeitmodul 202 einen Zeitzähler während des Fahrzeugbetriebs, bis der Zeitzähler einen vorgegebenen Zeitschwellenwert überschreitet. Der vorgegebene Zeitschwellenwert entspricht beispielsweise einem Zeitschwellenwert, der gemäß einer Norm ISO 26262 für das jeweilige Fahrzeugsystem definiert ist. In einem Beispiel kann der Zeitschwellenwert für das Bremssystem ein Zeitwert und der Zeitschwellenwert für das Lenksystem ein anderer Zeitwert sein. In einem weiteren Beispiel kann der Zeitschwellenwert eine Zeit darstellen, die über eine Bewertung der Fahrzeugsicherheitsintegrität (ASIL) bereitgestellt wird, die dem Subsystem innerhalb des Fahrzeugs 110 entspricht. In noch einem weiteren Beispiel kann der Zeitschwellenwert eine Zeit darstellen, die den Ausfallraten der im Steuermodul 130 und/oder im DC-DC-Wandler 212 verwendeten Komponenten entspricht.
Das Zeitmodul 202 steht in Kommunikation mit der Datenbank 208. Die Datenbank 208 beinhaltet Daten, die anzeigen, wann das letzte Diagnoseereignis für ein bestimmtes Fahrzeugsystem stattgefunden hat, Daten, die anzeigen, wann das nächste Diagnoseereignis erfolgen soll, und so weiter. Die Datenbank 208 kann auch die Zeitschwellenwerte für die jeweiligen Fahrzeugsysteme und die vom Zeitmodul 202 ausgelösten aktuellen Zählwert beinhalten. Nach dem Empfangen des Fahrereingabesignals werden die aktuellen Zählwert für die Fahrzeugsysteme von der Datenbank an das Zeitmodul 202 übergeben. Das Zeitmodul 202 vergleicht den aktuellen Zählwert für die Fahrzeugsysteme mit den entsprechenden Zeitschwellenwerten für das jeweilige Fahrzeugsystem.
Wenn der aktuelle Zählwert den entsprechenden vorgegebenen Zeitschwellenwert überschreitet, liefert das Zeitmodul 202 ein Zeitsignal an das Aktivierungsmodul 204. Nach dem Empfangen des Zeitsignals liefert das Aktivierungsmodul 204 ein dem jeweiligen interessierenden Fahrzeugsystem entsprechendes Aktivierungssignal an den DC-DC-Wandler 212. Das Initialisierungssignal dient zum Einleiten des Diagnosevorgangs des entsprechenden DC-DC-Wandlers 212, wie nachfolgend erläutert wird. Das Zeitmodul 202 bewahrt auch einen Aktivierungszähler, der den Zeitraum des Diagnosevorgangs anzeigt. Das Zeitmodul 202 erhöht den Aktivierungszähler, bis ein Deaktivierungsschwellenwert überschritten wird. Wenn der Aktivierungszähler beispielsweise den Deaktivierungsschwellenwert überschreitet, liefert das Zeitmodul 202 ein weiteres Zeitsignal an das Aktivierungsmodul 204. Nach dem Empfangen dieses Zeitsignals stellt das Aktivierungsmodul 204 ein Deaktivierungssignal zum Deaktivieren des Diagnosevorgangs bereit.
Unter Bezugnahme auf die 3 bis 8 ist ein exemplarisches Fahrzeugdiagnosesystem 300 offenbart. Das Fahrzeugdiagnosesystem 300 beinhaltet einen ersten DC-DC-Wandler 212-1 und einen zweiten DC-DC-Wandler 212-2, die mit dem Steuermodul 130 verbunden sind. Es versteht sich, dass der erste DC-DC-Wandler 212-1 dem DC-DC-Wandler 212-N und der zweite DC-DC-Wandler 212-2 dem vorstehend beschriebenen DC-DC-Wandler 212-N+1 entsprechen kann, oder umgekehrt. Der erste DC-DC-Wandler 212-1 beinhaltet einen Eingang 302 und einen Ausgang 304. Der zweite DC-DC-Wandler 212-2 beinhaltet einen Eingang 306 und einen Ausgang 308. Der Eingang 302 des ersten DC-DC-Wandlers 212-1 ist mit dem Ausgang 308 des zweiten DC-DC-Wandlers 212-2 an einem ersten Knoten 310 verbunden. Der Eingang 306 des zweiten DC-DC-Wandlers 212-2 ist mit dem Ausgang 304 des ersten DC-DC-Wandlers 212-1 an einem zweiten Knoten 312 verbunden.
Nach der Inbetriebnahme des Fahrzeugs 110 versorgt eine primäre Energiequelle 314 eine Fahrzeuglast 316 wie in 3 dargestellt. Die Fahrzeuglast 316 beinhaltet Fahrzeuggeneratoren, die innerhalb des betroffenen Fahrzeugsystems eingesetzt werden. So kann beispielsweise die Fahrzeuglast 316 ein Fahrzeuggenerator sein, der dem Bremssystem, dem Lenksystem oder dem Motorsystem zugeordnet ist. In verschiedenen Implementierungen beinhaltet die primäre Energiequelle 314 die Batterie des Fahrzeugs 110.
Wie in 4 dargestellt, wird ein erster DC-DC-Wandler 212-1 als Reaktion auf das Aktivierungssignal aktiviert, um die Fahrzeuglast 316 über den ersten DC-DC-Wandler 212-1 mit Strom aus einer redundanten Energiequelle 318 zu versorgen. Wie in 5 dargestellt, wird nach dem Aktivieren des ersten DC-DC-Wandlers 212-1 ein zweiter DC-DC-Wandler 212-2 aktiviert, der eine Stromrückführung zwischen dem ersten DC-DC-Wandler 212-1 und dem zweiten DC-DC-Wandler 212-2 ermöglicht (mit Ausnahme von Energieverlusten aufgrund von Ineffizienzen, wie beispielsweise dem Innenwiderstand, oder dergleichen). So wird beispielsweise am Ausgang 304 des ersten DC-DC-Wandlers 212-1 Strom an den Eingang 306 des zweiten DC-DC-Wandlers 212-2 geliefert. Darüber hinaus wird am Ausgang 308 des zweiten DC-DC-Wandlers 212-2 Strom an den Eingang 302 des ersten DC-DC-Wandlers 212-1 geliefert.
Wie in 6 dargestellt, wird nach dem ersten Einschalten des ersten DC-DC-Wandlers 212-1 durch das Aktivieren des zweiten DC-DC-Wandlers 212-2 der Strom von der primären Energiequelle 314 und der redundanten Energiequelle 318 an die DC-DC-Wandler 212-1, 212-2 mit einem angepassten Strompegel geliefert, der die Wirkungsgradverluste im DC-DC-Wandler 212 ausgleicht. Die Sensoren 214-1, 214-2 messen die Betriebsparameter der jeweiligen DC-DC-Wandler 212-1, 212-2 basierend auf dem von den Energiequellen 314, 318 gelieferten angepassten Strompegel und übermitteln dem Diagnosemodul 206 ein Sensorsignal, das den Betriebsparameter anzeigt. Der gemessene Betriebsparameter kann beispielsweise der angepasste Strompegel sein, der zum Ausgleich der Wirkungsgradverluste innerhalb der DC-DC-Wandler 212-1, 212-2 vorgesehen ist. In einem anderen Beispiel kann der gemessene Betriebsparameter eine gemessene Temperatur der DC-DC-Wandler 212-1, 212-2 sein. In noch einem weiteren Beispiel können die gemessenen Betriebsparameter ein Leistungsausgang und/oder Leistungseingang für die DC-DC-Wandler 212-1, 212-2 sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Aktivierungssignal auch bewirken, dass die DC-DC-Wandler 212-1, 212-2 die Polarität umkehren, damit der Strom in die entgegengesetzte Richtung fließen kann. Diese Ausführungsform ermöglicht es dem Steuermodul 130, die Betriebsparameter der in der umgekehrten Polarität betriebenen DC-DC-Wandler 212-1, 212-2 zu bestimmen.
Unter Bezugnahme auf 7 wird das Deaktivierungssignal vom ersten DC/DC-Wandler 212-1 empfangen. Sobald der erste DC/DC-Wandler 212-1 deaktiviert ist, fließt Strom durch den zweiten DC/DC-Wandler 212-2, um die redundante Energiequelle 318 wieder aufzuladen. Wie in 8 dargestellt, wird der zweite DC-DC-Wandler 212-2 über ein weiteres Deaktivierungssignal des Steuermoduls 130 deaktiviert. Obwohl in den 3 bis 8 zwei DC-DC-Wandler 212-1, 212-2 (d. h. zwei Phasen) veranschaulicht sind, kann die vorliegende Offenbarung auf andere Konfigurationen der DC-DC-Wandler 212 angewendet werden, die drei oder mehr DC-DC-Wandler 212 (d. h. drei Phasen) aufweisen.
Das Diagnosemodul 206 empfängt das Sensorsignal als Eingang. Das Sensorsignal ist ein Indikator für einen gemessenen Betriebsparameter des DC-DC-Wandlers 212. Das Diagnosemodul 206 kann basierend auf dem/den Sensorsignal(en) einen Wirkungsgrad des DC-DC-Wandlers 212 berechnen. Das Diagnosemodul 206 vergleicht die Betriebsparameter mit einem vorgegebenen Betriebsschwellenwert. Der vorgegebene Betriebsschwellenwert beinhaltet einen erwünschten Betriebsparameter des DC/DC-Wandlers 212, der in der Datenbank 208 gespeichert ist. Der erwünschte Betriebsparameter ist beispielsweise ein minimaler Wirkungsgradparameter des DC/DC-Wandlers. Der Wirkungsgradparameter entspricht der durch die Energiequelle 302 und/oder die redundante Energiequelle 310 an den DC/DC-Wandler 212 gelieferten Leistung und/oder Stromstärke, um den internen bidirektionalen Stromfluss aufrechtzuerhalten. Eine erhöhte Versorgung mit Leistung und/oder Strom ist ein Hinweis auf einen relativ kleinen DC-DC-Wandler 212. In einem weiteren Beispiel ist der erwünschte Betriebsparameter eine gewünschte maximale Betriebstemperatur des DC/DC-Wandlers. Die Betriebstemperatur kann auch der durch die Energiequelle 302 und/oder die redundante Energiequelle 310 an den DC/DC-Wandler 212 gelieferten Leistung und/oder Stromstärke zum Aufrechterhalten des internen bidirektionalen Stromflusses entsprechen.
Der vorgegebene Betriebsschwellenwert für die jeweiligen Fahrzeugsysteme ist in der Datenbank 208 gespeichert und kann über das Diagnosemodul 206 abgerufen werden. Das Diagnosemodul 206 erzeugt ein Diagnosesignal, das anzeigt, ob das Sensorsignal den vorgegebenen Betriebsschwellenwert überschreitet. Das Diagnosesignal wird dem Zeitmodul 202 und dem Minderungsmodul 210 zur Verfügung gestellt. Nach dem Empfangen des Diagnosesignals setzt das Zeitmodul 202 den entsprechenden Zeitzähler zurück, der anzeigt, dass das jeweilige Diagnoseereignis des Fahrzeugsystems abgeschlossen ist.
In einigen Beispielen vergleicht das Diagnosemodul 206 das Sensorsignal mit einem vorgegebenen Fehlerschwellenwert des Fahrzeugsystems, wenn das Sensorsignal den vorgegebenen Betriebsschwellenwert überschreitet. Wenn das Diagnosemodul 206 bestimmt, dass das Sensorsignal den vorgegebenen Fehlerschwellenwert des Fahrzeugsystems überschreitet, erzeugt das Diagnosemodul 206 ein Diagnosesignal für das bevorstehende Versagen.
Das Minderungsmodul 210 erzeugt ein Minderungssignal, wenn das Diagnosesignal anzeigt, dass der Betriebsparameter den vorgegebenen Betriebsschwellenwert überschreitet. So wird das Diagnosesignal beispielsweise erzeugt, wenn der Betriebsparameter anzeigt, dass der Wirkungsgrad des DC/DC-Wandlers 212 unter dem minimalen Wirkungsgradparameter des DC/DC-Wandlers liegt. In einem weiteren Beispiel wird das Diagnosesignal erzeugt, wenn der Betriebsparameter anzeigt, dass die Temperatur des DC/DC-Wandlers 212 über der maximalen Betriebstemperatur liegt.
Das Minderungssignal bewirkt, dass die Fahrerwarnvorrichtung 128 eine Warnung ausgibt, die darauf hinweist, dass ein redundantes Fahrzeugsystem gewartet werden muss. Die Warnung kann beispielsweise als optischer Alarm, akustischer Alarm, haptischer Alarm oder dergleichen übermittelt werden, um einen möglichen redundanten Systemausfall über die Fahrerwarnvorrichtung 128 anzuzeigen.
Das Minderungsmodul 208 kann auch ein Minderungssignal erzeugen, das den Betrieb des Fahrzeugs 110 beim Empfangen des Diagnosesignals für einen drohenden Ausfall steuert. In einem Beispiel erzeugt das Minderungsmodul 208 ein Minderungssignal, das bewirkt, dass das Bremsstellgliedmodul 170 in die Bremskomponenten des Fahrzeugs 110 eingreift. In einem weiteren Beispiel erzeugt das Minderungsmodul 208 ein Minderungssignal, das bewirkt, dass das Lenkstellgliedmodul 180 in die Lenkungskomponenten des Fahrzeugs 110 eingreift und dadurch die Trajektorie des Fahrzeugs verändert. Es versteht sich, dass andere Minderungstechniken eingesetzt werden können.
9 veranschaulicht ein exemplarisches Verfahren 900 zur Durchführung einer Diagnose an einem DC-DC-Wandler 212. Das Verfahren 900 wird im Zusammenhang mit den Modulen beschrieben, die in der exemplarischen Implementierung des in 2A dargestellten Steuermoduls 130 beinhaltet sind. Allerdings können die bestimmten Module, welche die Schritte des Verfahrens ausführen, andere als die unten genannten Module sein und/oder das Verfahren kann unabhängig von den Modulen aus 2A implementiert werden.
Das Verfahren 900 beginnt bei 902. Bei 904 bestimmt die Steuerung, ob eine Fahrereingabe empfangen wurde. Die Fahrereingabe ist ein Indikator dafür, dass das Fahrzeug 110 in Betrieb ist. Wenn keine Fahrereingabe empfangen wurde, kehrt die Steuerung zu 902 zurück. Wenn eine Fahrereingabe empfangen wurde, wird das Zeitmodul 202 bei 904 ausgelöst. Das Zeitmodul 202 ermittelt, ob der Zeitzähler den vorgegebenen Zeitschwellenwert bei 906 überschreitet. Wenn der Zeitzähler den vorgegebenen Zeitschwellenwert nicht überschreitet, erhöht das Zeitmodul 202 den Zeitzähler bei 908 und kehrt zu 902 zurück.
Wenn der Zeitzähler den vorgegebenen Zeitschwellenwert überschreitet, wird das Aktivierungssignal durch das Aktivierungsmodul 204 bei 910 an den DC-DC-Wandler 212 ausgegeben. Das Diagnosemodul 206 empfängt das Sensorsignal vom Sensor 214 bei 912. Das Diagnosemodul 206 bestimmt, ob der Betriebsparameter den vorgegebenen Betriebsschwellenwert des DC/DC-Wandlers 212 bei 914 überschreitet. Wenn der Betriebsparameter den vorgegebenen Betriebsschwellenwert nicht überschreitet, setzt die Steuerung den Zeitzähler bei 916 zurück und kehrt zu 902 zurück. Wenn der Betriebsparameter den vorgegebenen Betriebsschwellenwert überschreitet, bestimmt das Diagnosemodul 206, ob das Sensorsignal bei 918 den vorgegebenen Fehlerschwellenwert des Fahrzeugsystems überschreitet.
Wenn der Betriebsparameter den vorgegebenen Fehlerschwellenwert des Fahrzeugsystems nicht überschreitet, bewirkt das Minderungsmodul 210, dass die Fahrerwarnvorrichtung 128 bei 920 eine Warnung auslöst. Wenn der Betriebsparameter den vorgegebenen Fehlerschwellenwert des Fahrzeugsystems überschreitet, erzeugt das Minderungsmodul 210 ein Minderungssignal zum Steuern des Betriebs des Fahrzeugs 110 bei 922.
10 veranschaulicht ein exemplarisches Verfahren 1000 zum Steuern des Betriebs mehrerer DC-DC-Wandler 212 gemäß einer exemplarischen Implementierung der vorliegenden Offenbarung. Das Verfahren beginnt bei 1002. Bei 1004 liefert die primäre Energiequelle 314 Strom an die Fahrzeuglast 316. Bei 1006 wird das Aktivierungssignal dem ersten DC-DC-Wandler 212-1 zugeführt, wodurch Strom von der redundanten Energiequelle 318 über den ersten DC-DC-Wandler 212-1 an die Fahrzeuglast 316 fließen kann. Bei 1008 wird das Aktivierungssignal dem zweiten DC-DC-Wandler 212-2 zugeführt, um eine Stromrückführung zwischen dem ersten DC-DC-Wandler 212-1 und dem zweiten DC-DC-Wandler 212-2 zu ermöglichen.
Bei 1010 werden die Betriebsparameter der entsprechenden DC-DC-Wandler 212-1, 212-2 durch entsprechende Sensoren 214-1, 214-2 gemessen. Es versteht sich, dass die Polarität der DC-DC-Wandler 212-1, 212-2 wie vorstehend beschrieben umgekehrt werden kann, um die Betriebsparameter während des Betriebs der DC-DC-Wandler 212-1, 212-2 im umgekehrten Polaritätszustand zu messen. Bei 1012 wird der erste DC-DC-Wandler 212-1 deaktiviert, um die redundante Energiequelle 318 wieder aufzuladen. Bei 1014 wird der zweite DC-DC-Wandler 212-2 deaktiviert.
Die vorhergehende Beschreibung ist rein illustrativ und soll die vorliegende Offenbarung sowie ihre Ausführungen oder Verwendungen keineswegs einschränken. Die umfassenden Lehren der Offenbarung können in zahlreichen Formen umgesetzt werden. Obwohl die vorliegende Offenbarung also bestimmte Beispiele beinhaltet, ist der eigentliche Umfang der Offenbarung hierdurch in keiner Weise eingeschränkt und weitere Modifikationen gehen aus dem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und den folgenden Patentansprüchen hervor. Es sei darauf hingewiesen, dass einer oder mehrere Schritte innerhalb eines Verfahrens in anderer Reihenfolge (oder gleichzeitig) ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern. Ferner, obwohl jede der Implementierungen oben dahingehend beschrieben ist, dass sie bestimmte Merkmale aufweist, können eine oder mehrere dieser Merkmale, die in Bezug auf jede Implementierung der Offenbarung beschrieben sind, in jeder der anderen Implementierungen implementiert und/oder kombiniert werden, selbst wenn diese Kombination nicht explizit beschrieben wird. Mit anderen Worten ausgedrückt, schließen sich die beschriebenen Implementierungen nicht gegenseitig aus, und Permutationen von einem oder mehreren Implementierungen gegeneinander bleiben innerhalb des Schutzumfangs dieser Offenbarung.
Räumliche und funktionale Beziehungen zwischen Elementen (z. B. zwischen Modulen, Schaltkreiselementen, Halbleiterschichten usw.) werden unter Verwendung von verschiedenen Begriffen beschrieben, einschließlich „verbunden“, „eingerastet“, „gekoppelt“, „benachbart“, „neben“, „oben auf”, „über“, „unter“ und „angeordnet“. Sofern nicht ausdrücklich als „direkt“ beschrieben, kann eine Beziehung eine direkte Beziehung sein, wenn eine Beziehung zwischen einem ersten und zweiten Element in der oben genannten Offenbarung beschrieben wird, wenn keine anderen intervenierenden Elemente zwischen dem ersten und zweiten Element vorhanden sind, kann jedoch auch eine indirekte Beziehung sein, wenn ein oder mehrere intervenierende(s) Element(e) (entweder räumlich oder funktional) zwischen dem ersten und zweiten Element vorhanden ist/sind. Wie hierin verwendet, sollte der Satz „zumindest eines von A, B und C“ so zu verstehen sein, dass damit eine Logik gemeint ist (A ODER B ODER C), unter Verwendung eines nicht ausschließlichen logischen ODER, und sollte nicht dahingehend zu verstehen sein, dass gemeint ist „zumindest eines von A, zumindest eines von B und zumindest eines von C.“
In den Figuren bezeichnen die Pfeilrichtungen, wie angezeigt, durch die Pfeilspitze im Allgemeinen den Fluss von Informationen (wie Daten oder Befehlen), die im Kontext der Darstellung relevant sind. Wenn beispielsweise Element A und Element B eine Vielzahl von Informationen austauschen, aber die Informationen, die von Element A nach Element B übertragen werden, für die Darstellung relevant sind, kann der Pfeil von Element A nach Element B zeigen. Diese unidirektionalen Pfeile implizieren nicht, dass keine anderen Informationen von Element B nach Element A übertragen werden. Zudem kann Element B im Zusammenhang mit Informationen, die von Element A nach Element B gesendet werden, Anforderungen oder Bestätigungen dieser Informationen zu Element A senden.
In dieser Anwendung kann einschließlich der folgenden Definitionen der Begriff „Modul“ oder der Begriff „Steuerung“ ggf. durch den Begriff „Schaltung“ ersetzt werden. Der Begriff „Modul“ kann auf Folgendes verweisen bzw. Teil von Folgendem sein oder Folgendes beinhalten: einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC); eine digitale, analoge oder gemischt analog/digitale diskrete Schaltung; eine digitale, analoge oder gemischt analog/digitale integrierte Schaltung; eine kombinatorische Logikschaltung; ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA); eine Prozessorschaltung (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), die Code ausführt; eine Memory-Schaltung (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), die einen von der Prozessorschaltung ausgeführten Code speichert; andere geeignete Hardware-Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen; oder eine Kombination von einigen oder allen der oben genannten, wie zum Beispiel in einem System-on-Chip.
Das Modul kann eine oder mehrere Schnittstellenschaltungen beinhalten. In einigen Beispielen können die Schnittstellenschaltungen kabelgebundene oder -lose Schnittstellen beinhalten, die mit einem lokalen Netzwerk (LAN), dem Internet, einem Weitverkehrsnetz (WAN) oder Kombinationen hier aus verbunden sind. Die Funktionalität der in vorliegender Offenbarung genannten Module kann auf mehrere Module verteilt werden, die über Schnittstellenschaltungen verbunden sind. So können zum Beispiel mehrere Module einen Lastenausgleich zulassen. In einem anderen Beispiel können von einem Servermodul (z. B. Remote-Server oder Cloud) ermittelte Funktionen eines Client-Moduls übernommen werden.
Der oben verwendete Begriff Code kann Software, Firmware und Mikrocode beinhalten und sich auf Programme, Routinen, Funktionen, Klassen, Datenstrukturen und Objekte beziehen. Der Begriff „gemeinsame Prozessorschaltung“ bezieht sich auf eine einzelne Prozessorschaltung, die ermittelten oder vollständigen Code von mehreren Modulen ausführt. Der Ausdruck „gruppierter Prozessor-Schaltkreis“ bezieht sich auf einen Prozessor-Schaltkreis, der in Kombination mit zusätzlichen Prozessor-Schaltkreisen bestimmten oder vollständigen Code von ggf. mehreren Modulen ausführt. Verweise auf mehrere Prozessorschaltungen umfassen mehrere Prozessorschaltungen auf diskreten Matrizen, mehrere Prozessorschaltungen auf einer einzelnen Scheibe, mehrere Kerne auf einer einzelnen Prozessorschaltung, mehrere Threads einer einzelnen Prozessorschaltung oder eine Kombination der oben genannten. Der Begriff „gemeinsame Memory-Schaltung“ bezieht sich auf eine einzelne Memory-Schaltung, die ermittelten oder vollständigen Code von mehreren Modulen speichert. Der Ausdruck „gruppierte Memory-Schaltung“ bezieht sich auf eine Memory-Schaltung, die in Kombination mit zusätzlichem Speicher ermittelte oder vollständige Codes von ggf. mehreren Modulen speichert.
Der Begriff Memory-Schaltung ist dem Begriff computerlesbares Medium untergeordnet. Der Begriff „computerlesbares Medium“, wie er hier verwendet wird, bezieht sich nicht auf flüchtige elektrische oder elektromagnetische Signale, die sich in einem Medium ausbreiten (z. B. im Falle einer Trägerwelle); der Ausdruck „computerlesbares Medium“ ist daher als konkret und nichtflüchtig zu verstehen. Nicht einschränkende Beispiele eines nichtflüchtigen konkreten computerlesbaren Mediums sind nichtflüchtige Memory-Schaltungen (z. B. Flash-Memory-Schaltungen, löschbare programmierbare ROM-Schaltungen oder Masken-ROM-Schaltungen), flüchtige Memory-Schaltungen (z. B. statische oder dynamische RAM-Schaltungen), magnetische Speichermedien (z. B. analoge oder digitale Magnetbänder oder ein Festplattenlaufwerk) und optische Speichermedien (z. B. CD, DVD oder Blu-ray).
Die im Rahmen dieser Anmeldung beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können teilweise oder vollständig mit einem speziellen Computer, der für die Ausführung ermittelter Computerprogrammfunktionen konfiguriert ist, implementiert werden. Die Funktionsblöcke, Flussdiagramm-Komponenten und weiter oben beschriebenen Elemente dienen als Softwarespezifikationen, die von entsprechend geschulten Technikern oder Programmierern in Computerprogramme umgesetzt werden können.
Die Computerprogramme beinhalten prozessorausführbare Anweisungen, die auf mindestens einem nicht-transitorischen greifbaren computerlesbaren Medium gespeichert sind. Die Computerprogramme können ebenfalls gespeicherte Daten enthalten oder auf gespeicherten Daten basieren. Die Computerprogramme können ein Basic-Input-Output-System (BIOS) umfassen, das mit der Hardware des speziellen Computers zusammenwirkt, Vorrichtungstreiber, die mit ermittelten Vorrichtungen des speziellen Computers, einem oder mehreren Betriebssystemen, Benutzeranwendungen, Hintergrunddiensten, im Hintergrund laufenden Anwendungen usw. zusammenwirken.
Die Computerprogramme können Folgendes beinhalten: (i) beschreibenden Text, der gegliedert wird, wie z. B. HTML (Hypertext Markup Language), XML (Extensible Markup Language) oder JSON (JavaScript Object Notation), (ii) Assembler Code, (iii) Objektcode, der von einem Quellcode durch einen Compiler erzeugt wurde, (iv) Quellcode zur Ausführung durch einen Interpreter, (v) Quellcode zur Kompilierung und zur Ausführung durch einen Just-in-Time-Compiler usw. Nur exemplarisch kann der Quellcode mittels der Syntax der Sprachen, einschließlich C, C++, C#, Objective-C, Swift, Haskell, Go, SQL, R, Lisp, Java®, Fortran, Perl, Pascal, Curl, OCaml, Javascript@, HTML5 (Hypertext Markup Language 5. Version), Ada, ASP (Active Server Pages), PHP (PHP: Hypertext Preprocessor), Scala, Eiffel, Smalltalk, Erlang, Ruby, Flashü, Visual Basic®, Lua, AMTLAB, SIMULINK und Python®, geschrieben werden.
Keines der in den Ansprüchen genannten Elemente ist als Mittel für eine Funktion (sog. „means plus function“) nach 35 U.S.C. §112(f) zu verstehen, es sei denn, ein Element wird ausdrücklich unter Verwendung des Begriffes „means for“ (Mittel für) beschrieben oder falls in einem Verfahrensanspruch die Begriffe „Vorgang für“ oder „Schritt für“ verwendet werden.

Claims

Fahrzeugdiagnosesystem (300) umfassend: einen ersten DC-DC-Wandler (212-1) mit einem Eingang (302) und einem Ausgang (304); einen zweiten DC-DC-Wandler (212-2) mit einem Eingang (306) und einem Ausgang (308), wobei der Ausgang (304) des ersten DC-DC-Wandlers (212-1) mit dem Eingang (306) des zweiten DC-DC-Wandlers (212-2) an einem ersten Knoten (310) und der Ausgang (308) des zweiten DC-DC-Wandlers (212-2) mit dem Eingang (302) des ersten DC-DC-Wandlers (212-1) an einem zweiten Knoten (312) verbunden ist; eine Batterie, die mit einer Fahrzeuglast (316) und dem ersten Knoten (310) verbunden ist; eine redundante Energiequelle (318), die mit dem zweiten Knoten (312) verbunden ist; und ein Steuermodul (130), das so konfiguriert ist, dass es den Betrieb des ersten DC-DC-Wandlers (212-1) und des zweiten DC-DC-Wandlers (212-2) einleitet, um eine Stromrückführung zwischen dem ersten DC-DC-Wandler (212-1) und dem zweiten DC-DC-Wandler (212-2) zu bewirken; wobei das Steuermodul (130) weiter konfiguriert ist, um: einen Betriebsparameter basierend auf einer Strommenge zu bestimmen, die von mindestens einer der Batterien und der redundanten Energiequelle (318) an den ersten Knoten (310) und den zweiten Knoten (312) geliefert wird, der sich auf einen Wirkungsgradverlust einstellt.
Fahrzeugdiagnosesystem (300) nach Anspruch 1, wobei das Steuermodul (130) weiter konfiguriert ist, um: den Betriebsparameter mit einem vorbestimmten Schwellenwert zu vergleichen; und ein Minderungssignal zu erzeugen, wenn der Betriebsparameter den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
Fahrzeugdiagnosesystem (300) nach Anspruch 2, wobei das Minderungssignal eine Fahrerwarnvorrichtung (128) veranlasst, eine Warnung zu erzeugen.
Fahrzeugdiagnosesystem (300) nach Anspruch 3, wobei die Fahrerwarnvorrichtung (128) eine Meldung mit mindestens einer Anzeige, einer haptischen Rückmeldung oder einem Ton erzeugt.
Fahrzeugdiagnosesystem (300) nach Anspruch 3, wobei das Minderungssignal den Betrieb eines Fahrzeugs (110) steuert.
Fahrzeugdiagnosesystem (300) nach Anspruch 5, wobei das Minderungssignal mindestens eines von einem Bremsstellgliedmodul (170) und einem Lenkstellgliedmodul (180) steuert.
Fahrzeugdiagnosesystem (300) nach Anspruch 1, wobei der ermittelte Betriebsparameter eine Leistungsausgangskennlinie und eine Leistungseingangskennlinie beinhaltet, die dem ersten DC-DC-Wandler (212-1) und/oder dem zweiten DC-DC-Wandler (212-2) entspricht.
Fahrzeugdiagnosesystem (300) nach Anspruch 1, wobei das Steuermodul (130) ferner konfiguriert ist, um zu bestimmen, ob ein Zeitzähler einen vorgegebenen Zeitschwellenwert überschreitet und den Betrieb des ersten DC-DC-Wandlers (212-1) und des zweiten DC-DC-Wandlers (212-2) einleitet, wobei der Zeitzähler einem Zeitwert seit einem vorherigen Diagnoseereignis entspricht.
Fahrzeugdiagnosesystem (300) nach Anspruch 1, wobei der erste DC-DC-Wandler (212-1) einen ersten Sensor (214-1) und der zweite DC-DC-Wandler (212-2) einen zweiten Sensor (214-2) beinhaltet.