DE102021117282A1

DE102021117282A1 - Fahrzeugsteuervorrichtung, steuerverfahren, nicht-transitorisches speichermedium und fahrzeug

Info

Publication number: DE102021117282A1
Application number: DE102021117282.9A
Authority: DE
Inventors: Toshihiro Kawai; Shinichi Inoue; Toru Ono; Yasushi Kusaka
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2020-07-07
Filing date: 2021-07-05
Publication date: 2022-01-13
Also published as: CN113895383A; JP7371580B2; CN113895383B; US20220009376A1; US11584256B2; JP2022014677A

Abstract

Eine Fahrzeugsteuervorrichtung für ein Fahrzeug weist einen Prozessor (200) auf. Das Fahrzeug weist eine erste Batterie, eine zweite Batterie, eine von der zweiten Batterie gespeiste Hilfslast und einen Gleichspannungswandler, der dazu eingerichtet ist, elektrische Energie von der ersten Batterie entweder der zweiten Batterie oder der Hilfslast oder beiden, der zweiten Batterie oder der Hilfslast, bereitzustellen, auf. Der Prozessor (200) ist dazu eingerichtet: den Zustand eines Startschalters und den Einsteigezustand des Fahrzeugs festzustellen; die Spannung der zweiten Batterie zu erfassen; und wenn der Prozessor (200) feststellt, dass sich das Fahrzeug in einem nicht gestarteten Bordzustand befindet, auf Grundlage der Spannung der zweiten Batterie eine Reihenfolge zu bestimmen, in der der Gleichspannungswandler und die Hilfslast betrieben werden. Der nicht gestartete Bordzustand ist ein Zustand, in dem der Startschalter ausgeschaltet ist und davon ausgegangen wird, dass sich ein Nutzer im Fahrzeug befindet.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Fahrzeugsteuervorrichtungen, die in Fahrzeugen eingebaut sind, Verfahren, nichttransitorische Speichermedien und Fahrzeuge.
Hintergrund der Erfindung
Die JP 2019 - 205 275 A offenbart eine Stromversorgungsvorrichtung, die elektrische Energie von einer Hochspannungsbatterie an eine Hilfsbatterie bereit stellt, wenn sich ein Startschalter in einem Aus-Zustand befindet, in dem ein Fahrzeug nicht fährt, z. B. wenn ein Insasse aus dem Fahrzeug aussteigt oder in dieses einsteigt. Die Hochspannungsbatterie versorgt die als Hauptvorrichtungen bezeichneten Vorrichtungen im Fahrzeug mit elektrischer Energie, z. B. einen Elektromotor, und die Hilfsbatterie versorgt die als Hilfsvorrichtungen bezeichneten Vorrichtungen im Fahrzeug (Hilfslasten) mit elektrischer Energie, z. B. elektrische Spiegel und eine Einsteighilfevorrichtung.
In der in JP 2019 - 205 275 A beschriebenen Stromversorgungsvorrichtung wird, wenn der Stromverbrauch der Hilfslast größer als ein vorbestimmter Wert ist, ein Gleichspannungswandler (DC- zu-DC-Wandler) betrieben, um elektrische Energie von der Hochspannungsbatterie an die Hilfslast breitzustellen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Beziehung zwischen dem Betriebs-Zeitpunkt des Gleichspannungswandlers und dem Betriebs-Zeitpunkt der Hilfslast wird in der in JP 2019 - 205 275 A beschriebenen Stromversorgungsvorrichtung nicht berücksichtigt. Daher kann die Hilfslast möglicherweise nicht betrieben werden, wenn der Vorgang des Betriebs der Hilfslast vor dem Vorgang des Betriebs des Gleichspannungswandlers durchgeführt wird, wenn sich die Hilfsbatterie in einem solchen Zustand (Ladezustand oder Spannung) befindet, dass die Hilfsbatterie keine elektrische Energie bereitstellen kann, die zum Betreiben der Hilfslast erforderlich ist.
Die vorliegende Offenbarung sieht eine Fahrzeugsteuervorrichtung vor, die in der Lage ist, eine Hilfslast in dem Zustand zuverlässig zu betreiben, in dem ein Startschalter eines Fahrzeugs ausgeschaltet ist und angenommen wird, dass sich ein Nutzer im Fahrzeug befindet.
Die Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist an einem Fahrzeug angebracht. Das Fahrzeug weist eine erste Batterie, eine zweite Batterie, eine Hilfslast, die von der zweiten Batterie gespeist wird, und einen Gleichspannungswandler, der dazu eingerichtet ist, elektrische Energie von der ersten Batterie entweder der zweiten Batterie oder der Hilfslast oder beiden zuzuführen, auf. Die Fahrzeugsteuervorrichtung weist einen Prozessor auf. Der Prozessor ist dazu eingerichtet, den Betrieb des Gleichspannungswandlers und den Betrieb der Hilfslast zu steuern. Der Prozessor ist dazu eingerichtet, einen Zustand eines Startschalters des Fahrzeugs und einen Einsteigezustand des Fahrzeugs festzustellen. Der Prozessor ist dazu eingerichtet, eine Spannung der zweiten Batterie zu erfassen. Der Prozessor ist dazu eingerichtet, wenn der Prozessor feststellt, dass sich das Fahrzeug in einem nicht gestarteten Bordzustand befindet, auf Grundlage der Spannung der zweiten Batterie eine Reihenfolge zu bestimmen, in der der Gleichspannungswandler und die Hilfslast angesteuert werden. Der nicht gestartete Bordzustand ist ein Zustand, in dem der Startschalter ausgeschaltet ist und davon ausgegangen wird, dass sich ein Nutzer im Fahrzeug befindet.
In der Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Prozessor dazu eingerichtet sein, einen Ladezustand der zweiten Batterie auf Grundlage der Spannung der zweiten Batterie abzuleiten. Der Prozessor kann dazu eingerichtet sein, in dem nicht gestarteten Bordzustand die Hilfslast zu betreiben und dann den Gleichspannungswandler zu betreiben, wenn der Ladezustand gleich oder höher als ein erster Schwellenwert ist, und den Gleichspannungswandler zu betreiben und dann die Hilfslast zu betreiben, wenn der Ladezustand niedriger als der erste Schwellenwert ist. In der Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Prozessor dazu eingerichtet sein, den Innenwiderstand der zweiten Batterie auf Grundlage der Spannung der zweiten Batterie und einer Temperatur der zweiten Batterie abzuleiten. Der Prozessor kann dazu eingerichtet sein, eine geschätzte reduzierte Spannung auf Grundlage der Spannung der zweiten Batterie, dem Innenwiderstand der zweiten Batterie und dem geschätzten Stromverbrauch der Hilfslast abzuleiten, wobei die geschätzte reduzierte Spannung eine Spannung der zweiten Batterie nach einem ersten Zeitraum im nicht gestarteten Bordzustand ist und der geschätzte Stromverbrauch ein Strom ist, der schätzungsweise von der Hilfslast während dem ersten Zeitraum im nicht gestarteten Bordzustand verbraucht wird. Der Prozessor kann dazu eingerichtet sein, in dem nicht gestarteten Bordzustand die Hilfslast zu betreiben und dann den Gleichspannungswandler zu betreiben, wenn die geschätzte reduzierte Spannung gleich oder höher als ein zweiter Schwellenwert ist, und den Gleichspannungswandler zu betreiben und dann die Hilfslast zu betreiben, wenn die geschätzte reduzierte Spannung niedriger als der zweite Schwellenwert ist.
In der Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Prozessor dazu eingerichtet sein, den Innenwiderstand der zweiten Batterie auf der Grundlage sowohl des Ladezustands der zweiten Batterie, der auf der Grundlage der Spannung der zweiten Batterie erhalten wird, als auch der Temperatur der zweiten Batterie abzuleiten. In der Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Prozessor dazu eingerichtet sein, die geschätzte reduzierte Spannung abzuleiten, indem er einen Spannungsabfall von der Spannung der zweiten Batterie subtrahiert, unmittelbar nachdem der Prozessor festgestellt hat, dass sich das Fahrzeug in dem nicht gestarteten Bordzustand befindet, wobei der Spannungsabfall durch Multiplikation des Innenwiderstands der zweiten Batterie und dem geschätzten Stromverbrauch berechnet wird. In der Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Prozessor dazu eingerichtet sein, ein Relais in einen angeschlossenen Zustand zu steuern, bevor er den Gleichspannungswandler betreibt, wobei das Relais dazu eingerichtet ist, einen elektrischen Leitungszustand zwischen der ersten Batterie und dem Gleichspannungswandler umzuschalten.
Ein Fahrzeugsteuerverfahren gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird von einem Computer einer Fahrzeugsteuervorrichtung durchgeführt, die in einem Fahrzeug eingebaut ist. Das Fahrzeug weist eine erste Batterie, eine zweite Batterie, eine Hilfslast, die von der zweiten Batterie gespeist wird, und einen Gleichspannungswandler, der dazu eingerichtet ist, elektrischen Strom von der ersten Batterie entweder der zweiten Batterie oder der Hilfslast oder beiden zuzuführen, auf. Das Steuerverfahren weist die Schritte auf: Feststellen eines Zustands eines Startschalters des Fahrzeugs und eines Einsteigezustands des Fahrzeugs; Erfassen einer Spannung der zweiten Batterie; und wenn bestimmt wird, dass sich das Fahrzeug in einem nicht gestarteten Bordzustand befindet, Bestimmen einer Reihenfolge auf der Grundlage der Spannung der zweiten Batterie, in der der Gleichspannungswandler und die Hilfslast betrieben werden, wobei der nicht gestartete Bordzustand ein Zustand ist, in dem der Startschalter ausgeschaltet ist und angenommen wird, dass sich ein Nutzer im Fahrzeug befindet.
Ein nicht-transitorisches Speichermedium gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Offenbarung speichert Befehle, die von einem Prozessor einer in einem Fahrzeug eingebauten Fahrzeugsteuervorrichtung ausführbar sind und die den Prozessor veranlassen, Funktionen auszuführen. Das Fahrzeug weist eine erste Batterie, eine zweite Batterie, eine Hilfslast, die von der zweiten Batterie gespeist wird, und einen Gleichspannungswandler, der dazu eingerichtet ist, elektrischen Strom von der ersten Batterie entweder der zweiten Batterie oder der Hilfslast oder beiden zuzuführen. Die Funktionen weisen die Schritte auf: Feststellen eines Zustands eines Startschalters des Fahrzeugs und eines Einsteigezustands des Fahrzeugs; Erfassen einer Spannung der zweiten Batterie; und wenn bestimmt wird, dass sich das Fahrzeug in einem nicht gestarteten Bordzustand befindet, Bestimmen einer Reihenfolge auf Grundlage der Spannung der zweiten Batterie, in der der Gleichspannungswandler und die Hilfslast betrieben werden, wobei der nicht gestartete Bordzustand ein Zustand ist, in dem der Startschalter ausgeschaltet ist und angenommen wird, dass sich ein Nutzer im Fahrzeug befindet.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird, wenn der Startschalter des Fahrzeugs ausgeschaltet ist und davon ausgegangen wird, dass sich ein Nutzer im Fahrzeug befindet, anhand der Spannung der Hilfsbatterie bestimmt, welcher von der Hilfslast und dem Gleichspannungswandler zuerst betrieben werden soll. So kann die Hilfslast zuverlässig betrieben werden.
Figurenliste
Merkmale, Vorteile und technische und industrielle Bedeutung von beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und wobei:

1 ein funktionales Blockdiagramm einer Fahrzeugsteuervorrichtung und seiner peripheren Komponenten gemäß einer Ausführungsform ist;
2 ein Flussdiagramm eines Prozesses der ersten Steuerung, der von jeder Konfiguration der Fahrzeugsteuervorrichtung durchgeführt wird, ist;
3 ein Beispiel für den Betriebs-Zeitpunkt auf Grundlage der ersten Steuerung, wenn ein Insasse in ein Fahrzeug einsteigt, zeigt;
4 ein Flussdiagramm eines Prozesses der zweiten Steuerung, der von jeder Konfiguration der Fahrzeugsteuervorrichtung ausgeführt wird, ist; und
5 ein Beispiel für den Betriebs-Zeitpunkt auf Grundlage der zweiten Steuerung, wenn ein Insasse in ein Fahrzeug einsteigt, zeigt.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
In einer Fahrzeugsteuervorrichtung der vorliegenden Offenbarung wird, wenn davon ausgegangen wird, dass ein Nutzer an Bord ist und eine Zündung des Fahrzeugs ausgeschaltet ist, ein Gleichspannungswandler bevorzugt gegenüber einer Hilfslast betrieben, es sei denn, der Zustand einer Hilfsbatterie erfüllt die Bedingungen, die zum Betreiben der Hilfslast erforderlich sind. Die elektrische Energie, die zum Betrieb der Hilfslast bereitgestellt wird, kann somit von einer Hochspannungsbatterie über den Gleichspannungswandler bereitgestellt werden. Die Hilfslast kann somit zuverlässig betrieben werden. Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird unter Bezugnahme auf die Figuren im Detail beschrieben.
Konfiguration
1 ist ein funktionales Blockdiagramm einer Fahrzeugsteuervorrichtung 200 und seiner peripheren Komponenten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Der in 1 gezeigte Funktionsblock weist eine Hochspannungsbatterie 110, ein Hochspannungs-Hauptrelais 120, einen Gleichspannungswandler (DDC) 130, eine Hilfsbatterie 140, einen Batteriesensor 150, eine erste Hilfslast 160, eine zweite Hilfslast 170, ein Fahrzeugsteuervorrichtung 200 und eine Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 auf. In 1 sind die Signalleitungen für die elektrische Energie durch durchgehende Linien und die Signalleitungen für die Steuerung und Kommunikation durch gestrichelte Linien dargestellt.
Die Hochspannungsbatterie 110 ist eine wiederaufladbare Sekundärbatterie, wie z. B. eine Lithium-Ionen-Batterie, und ist eine Batterie (erste Batterie), die mit dem Fahren des Fahrzeugs in Beziehung steht und ein Hochspannungssystem mit elektrischer Energie versorgt, das eine sogenannte Hauptvorrichtung (nicht gezeigt) aufweist, die in einem Fahrzeug eingebaut ist, wie z. B. ein elektrischer Traktionsmotor. Die Hochspannungsbatterie 110 ist über das Hochspannungs-Hauptrelais 120 mit dem Gleichspannungswandler 130 verbunden. Das Umschalten des Hochspannungs-Hauptrelais 120 zwischen einem angeschlossenen Zustand und einem nicht angeschlossenen Zustand (dem elektrischen Leitungszustand des Hochspannungs-Hauptrelais 120) wird von der Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 gesteuert. Die Hochspannungsbatterie 110 kann den Gleichspannungswandler 130 mit elektrischer Energie versorgen, wenn sich das Hochspannungs-Hauptrelais 120 im angeschlossenen Zustand befindet.
Der Gleichspannungswandler 130 verbindet die Hochspannungsbatterie 110 über das Hochspannungs-Hauptrelais 120 mit der Hilfsbatterie 140, der ersten Hilfslast 160 und der zweiten Hilfslast 170. Der Gleichspannungswandler 130 kann elektrische Energie, die in der Hochspannungsbatterie 110 gespeichert ist, an einen Teil der Hilfsbatterie 140, der ersten Hilfslast 160 und der zweiten Hilfslast 170 (z. B. nur an die Hilfsbatterie 140) oder an die gesamte Hilfsbatterie 140, der ersten Hilfslast 160 und der zweiten Hilfslast 170 bereitstellen, wie von der Fahrzeugsteuervorrichtung 200 gesteuert. Bei der Versorgung mit elektrischer Energie kann der Gleichspannungswandler 130 eine hohe Spannung der Hochspannungsbatterie 110, nämlich eine Eingangsspannung, in eine vorbestimmte niedrige Spannung umwandeln (herunterstufen), die von der Hilfsbatterie 140 oder einer niedrigen Spannung, die für die erste Hilfslast 160 und die zweite Hilfslast 170 erforderlich ist, gemäß einem Spannungsbefehlswert von der Fahrzeugsteuervorrichtung 200 angegeben wird, und die niedrige Spannung ausgeben.
Die Hilfsbatterie 140 ist eine wiederaufladbare Sekundärbatterie, wie z. B. eine Bleisäurebatterie oder eine Lithium-Ionen-Batterie, und ist eine Batterie (Zweitbatterie), die als Stromquelle zur Versorgung eines Hilfssystems mit elektrischer Energie dient, das die erste Hilfslast 160 und die zweite Hilfslast 170 enthält. Die Nennspannung der Hilfsbatterie 140 ist typischerweise niedriger eingestellt als die der Hochvoltbatterie 110. Der Batteriezustand der Hilfsbatterie 140 wird durch den Batteriesensor 150 überwacht. Der Batteriesensor 150 der vorliegenden Ausführungsform weist mindestens einen Stromsensor, der einen in die Hilfsbatterie 140 fließenden Strom und einen aus der Hilfsbatterie 140 fließenden Strom erfasst, einen Spannungssensor, der eine Anschlussspannung der Hilfsbatterie 140 erfasst, und einen Temperatursensor, der die Temperatur der Hilfsbatterie 140 erfasst, auf. Der von dem Batteriesensor 150 erfasste Batteriezustand (Stromwert, Spannungswert und Temperaturwert) wird bei Bedarf an die Fahrzeugsteuervorrichtung 200 ausgegeben.
Die erste Hilfslast 160 und die zweite Hilfslast 170 sind so genannte Hilfsvorrichtungen, die im Fahrzeug eingebaut sind, wie z. B. elektronische Spiegel und eine Einstiegshilfe, und sind Lasten, die elektrische Energie verbrauchen, die zur Durchführung eines vorbestimmten Vorgangs erforderlich ist. Die erste Hilfslast 160 und die zweite Hilfslast 170 arbeiten mit der elektrischen Energie, die von der Hochspannungsbatterie 110 über den Gleichspannungswandler 130 bereitgestellt wird, oder mit der elektrischen Energie, die in der Hilfsbatterie 140 gespeichert ist, als Reaktion auf ein IG-AN-Signal oder ein Bordsignal, das später beschrieben wird.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die erste Hilfslast 160 eine Hilfslast, die arbeitet, wenn eine Zündung eingeschaltet ist (als Reaktion auf ein IG- AN-Signal). Die Zündung ist ein Startschalter des Fahrzeugs. Die zweite Hilfslast 170 ist eine Hilfslast, die arbeitet, wenn angenommen wird, dass sich ein Insasse, wie z. B. ein Fahrer oder ein Passagier (im Folgenden als „Nutzer“ bezeichnet), im Fahrzeug befindet (als Reaktion auf ein Bordsignal), unabhängig davon, ob die Zündung ein- oder ausgeschaltet ist. Der Vorgang des Betriebs oder Anhaltens der zweiten Hilfslast 170 wird auf der Grundlage einer von der Fahrzeugsteuervorrichtung 200 empfangenen Fahranforderung gesteuert.
Obwohl 1 ein Beispiel zeigt, in dem eine einzelne erste Hilfslast 160 und eine einzelne zweite Hilfslast 170 in dem Fahrzeug eingebaut sind, können zwei oder mehr erste Hilfslasten 160 und zwei oder mehr zweite Hilfslasten 170 in dem Fahrzeug eingebaut sein.
Die Fahrzeugsteuervorrichtung 200 ist eine Vorrichtung, die in der Lage ist, eine Energieversorgung für das Fahrzeug zu verwalten, die die Hochspannungsbatterie 110 und die Hilfsbatterie 140 verwendet. Die Fahrzeugsteuervorrichtung 200 der vorliegenden Ausführungsform steuert in geeigneter Weise den Gleichspannungswandler 130, um den Betrieb der zweiten Hilfslast 170 zu steuern, insbesondere wenn die Zündung des Fahrzeugs ausgeschaltet ist. Die Fahrzeugsteuervorrichtung 200 weist eine Betriebssteuereinheit 210, eine Feststelleinheit 220 und eine Erfassungseinheit 230 auf.
Die Betriebssteuereinheit 210 ist eine Konfiguration zur Steuerung des Betriebs des Gleichspannungswandlers 130. Insbesondere gibt die Betriebssteuereinheit 210 an den Gleichspannungswandler 130 ein Betriebssignal aus, das einen Spannungsbefehlswert enthält, der einen Ausgangsspannungswert des Gleichspannungswandlers 130 anzeigt. Der Gleichspannungswandler 130, der als Reaktion auf das Betriebssignal angesteuert wird, teilt der Betriebssteuereinheit 210 mit, dass der Betrieb auf Grundlage des Spannungsbefehlswert abgeschlossen ist. Die Betriebssteuereinheit 210 kann den Betrieb oder das Anhalten der Hochspannungs-Systemsteuerungsvorrichtung 300 anfordern. Die Betriebssteuereinheit 210 kann den Betrieb oder das Anhalten der zweiten Hilfslast 170 anfordern.
Die Feststelleinheit 220 ist eine Konfiguration zum Feststellen, ob ein Nutzer vermutlich im Fahrzeug ist, d. h. ob ein Nutzer vermutlich an Bord ist, und ob die Zündung des Fahrzeugs ausgeschaltet ist. Ob ein Nutzer an Bord ist, wird typischerweise auf der Grundlage festgestellt, ob ein Bordsignal in die Fahrzeugsteuervorrichtung 200 eingegeben wurde. Das Bord-Signal wird erzeugt, wenn ein spezifischer Vorgang durchgeführt wird, der es erlaubt, anzunehmen, dass ein Nutzer an Bord ist. Beispiele für den spezifischen Vorgang sind eine Reihe von Türvorgängen, bei denen eine Fahrzeugtür geöffnet und dann geschlossen wird, und ein Vorgang zum Ver- oder Entriegeln der Fahrzeugtür. Die Feststelleinheit 220 kann feststellen, dass ein Nutzer an Bord ist, indem sie ein anderes Verfahren als die Überprüfung des Bordsignals verwendet, das auf der Grundlage des spezifischen Vorgangs (Sitzsensor, Fahrerkamera usw.) erzeugt wird. Ob die Zündung des Fahrzeugs ausgeschaltet ist, wird typischerweise auf der Grundlage bestimmt, ob ein IG- AN-Signal in die Fahrzeugsteuervorrichtung 200 eingegeben wurde. Das IG-AN-Signal wird ausgegeben, wenn die Zündung eingeschaltet ist. Die Feststelleinheit 220 kann durch ein anderes Verfahren als die Überprüfung des IG-AN-Signals feststellen, dass die Zündung ausgeschaltet ist.
Die Erfassungseinheit 230 ist eine Konfiguration zum Erfassen von Informationen über den Ladezustand der Hilfsbatterie 140. Die Erfassungseinheit 230 erfasst den Batteriezustand (Stromwert, Spannungswert und Temperaturwert) von der Hilfsbatterie 140. Insbesondere bei der Durchführung der ersten Steuerung, die später beschrieben wird, erfasst die Erfassungseinheit 230 einen Spannungswert von der Hilfsbatterie 140 als den Batteriezustand. Die Erfassungseinheit 230 leitet dann den Ladezustand (SOC) der Hilfsbatterie 140 auf Grundlage des erfassten Batteriezustandes ab. Bei der Durchführung der zweiten Steuerung, die später beschrieben wird, erfasst die Erfassungseinheit 230 einen Stromwert, einen Spannungswert und einen Temperaturwert von der Hilfsbatterie 140 als den Batteriezustand. Die Erfassungseinheit 230 leitet dann auf Grundlage des erfassten Batteriezustandes den Innenwiderstand der Hilfsbatterie 140 und eine reduzierte Spannung (geschätzte reduzierte Spannung) der Hilfsbatterie 140 ab, die schätzungsweise aus der Leistungsverbrauch der zweiten Hilfslast 170 resultiert. Wie der Ladezustand, der Innenwiderstand und die geschätzte reduzierte Spannung abgeleitet werden, wird später beschrieben.
Die Fahrzeugsteuervorrichtung 200 kann entweder aus einem Teil einer elektronischen Steuereinheit (ECU), die typischerweise einen Prozessor, einen Speicher, eine Ein- und Ausgangsschnittstelle usw. enthält, oder aus der gesamten elektronischen Steuereinheit bestehen. Die elektronische Steuereinheit weist eine ECU, die das Umschalten des Hochspannungs-Hauptrelais 120 zwischen dem angeschlossenen Zustand und dem getrennten Zustand steuern kann, eine ECU, die den Ausgangsspannungswert des Gleichspannungswandlers 130 steuern kann, eine ECU, die den Zustand der Hilfsbatterie 140 überwachen kann, usw., auf. Die Fahrzeugsteuervorrichtung 200 implementiert die obigen Funktionen durch Lesen und Ausführen von im Speicher gespeicherten Programmen durch den Prozessor.
Die Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 steuert das Umschalten des Hochspannungs-Hauptrelais 120 zwischen dem angeschlossenen Zustand und nicht angeschlossenen Zustand. Dieses Umschalten des Hochspannungs-Hauptrelais 120 wird dadurch gesteuert, ob ein Betriebssignal zum Umschalten des Hochspannungs-Hauptrelais 120 in den angeschlossenen Zustand an das Hochspannungs-Hauptrelais 120 ausgegeben wird. Die Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 kann den Betrieb und das Anhalten der Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 selbst auf Grundlage einer Anforderung der Fahrzeugsteuervorrichtung 200 steuern. Die Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 teilt der Fahrzeugsteuervorrichtung 200 mit, dass die Steuerung des Betriebs oder Anhaltens der Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 auf Grundlage der Anforderung abgeschlossen ist. Die Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 ist dazu eingerichtet, mit der Hilfsbatterie 140 betrieben zu werden.
Steuerung
Die Steuerung, die von der Fahrzeugsteuervorrichtung 200 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung durchgeführt wird, wird mit Bezug auf die 2 bis 7 beschrieben.
(1) Erste Steuerung
2 ist ein Flussdiagramm eines Prozesses der ersten Steuerung, der von jeder Konfiguration der Fahrzeugsteuervorrichtung 200 ausgeführt wird. 3 zeigt ein Beispiel für den Betriebs-Zeitpunkt jeder Konfiguration auf Grundlage der ersten Steuerung. 3 ist ein Beispiel, wenn ein Nutzer in das Fahrzeug einsteigt, und zeigt die Steuerung, die in dem Fall durchgeführt wird, in dem der Nutzer die Zündung des Fahrzeugs nicht sofort einschaltet, nachdem er bei ausgeschalteter Zündung in das Fahrzeug eingestiegen ist.
Schritt S201
Die Feststelleinheit 220 stellt fest, ob ein Nutzer als an Bord befindlich angenommen wird und ob die Zündung ausgeschaltet ist (nicht gestarteter Bordzustand). Wenn ein Nutzer in das Fahrzeug einsteigt, kann davon ausgegangen werden, dass der Nutzer an Bord ist, wenn z. B. eine Reihe von Türvorgängen durchgeführt wird, bei denen eine Fahrzeugtür geöffnet und dann geschlossen wird, nachdem die Fahrzeugtür entriegelt wurde. Dass die Zündung ausgeschaltet ist, kann durch das Vorhandensein oder Fehlen des IG-AN-Signals überprüft werden. Wenn sich das Fahrzeug im nicht gestarteten Bordzustand befindet, in dem angenommen wird, dass ein Nutzer an Bord ist, und die Zündung ausgeschaltet ist (Schritt S201, JA), fährt das Programm mit Schritt S202 fort. Andernfalls (Schritt S201, NEIN), wird Schritt S201 wiederholt.
Schritt S202
Die Erfassungseinheit 230 stellt fest, ob der Ladezustand (SOC) der Hilfsbatterie 140, der aus dem vom Batteriesensor 150 empfangenen Spannungswert der Hilfsbatterie 140 abgeleitet wird, gleich oder höher als ein erster Schwellenwert ist. Der erste Schwellenwert wird auf der Grundlage der Leistung festgelegt, die zum Betrieb der zweiten Hilfslast 170 erforderlich ist. Genauer gesagt wird der erste Schwellenwert auf einen beliebigen Wert eingestellt, der gleich oder größer ist als ein Ladezustand, der so hoch ist, dass die Hilfsbatterie 140 allein in der Lage ist, elektrische Energie bereitzustellen, die von der zweiten Hilfslast 170 verbraucht wird, bis der Gleichspannungswandler 130 betrieben wird und elektrische Energie von der Hochspannungsbatterie 110 bereitgestellt wird. Der Ladezustand der Hilfsbatterie 140 kann durch ein bekanntes Verfahren unter Verwendung von Ladezustands-Leerlaufspannungs-Kennlinien (SOC-OCV) usw. abgeleitet werden. Wenn der Ladezustand der Hilfsbatterie 140 gleich oder höher als der erste Schwellenwert (bei t1, durchgehende Linie in (h) von 3) ist (Schritt S202, JA), fährt das Programm mit Schritt S203 fort. Wenn der Ladezustand der Hilfsbatterie 140 niedriger ist als der erste Schwellenwert (bei t1, dicke gestrichelte Linie in (h) von 3) (Schritt S202, NEIN), fährt das Programm mit Schritt S207 fort.
Schritt S203
Die Betriebssteuereinheit 210 fordert den Betrieb der zweiten Hilfslast 170 an. Diese Anforderung kann durch Ausgabe eines Betriebsanforderungssignals an die zweite Hilfslast 170 erfolgen. Der Betrieb der zweiten Hilfslast 170 wird als Reaktion auf diese Anforderung gestartet (bei t2, durchgehende Linie in (c) von 3). Der Betrieb der zweiten Hilfslast 170 verursacht einen Entladestrom, der aus der Hilfsbatterie 140 fließt (bei t2 bis t3, durchgehende Linie in (g) von 3). Wenn der Betrieb der zweiten Hilfslast 170 angefordert wird, fährt das Programm mit Schritt S204 fort.
Schritt S204
Die Betriebssteuereinheit 210 fordert den Betrieb der Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 an. Diese Anforderung kann durch Ausgabe eines Betriebsanforderungssignals an die Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 erfolgen. Als Reaktion auf diese Anforderung wird der Betrieb der Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 gestartet und das Hochspannungs-Hauptrelais 120 wird in den angeschlossenen Zustand, nämlich einen elektrisch leitenden Zustand, umgeschaltet (bei t3, (d) von 3). Der Betrieb der Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 erhöht den aus der Hilfsbatterie 140 fließenden Entladestrom (bei t3 bis t4, durchgezogene Linie in (g) von 3). Wenn der Betrieb der Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 angefordert wird, fährt das Programm mit Schritt S205 fort.
Schritt S205
Die Betriebssteuereinheit 210 stellt fest, ob der Betrieb der Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 abgeschlossen ist. Dieses Feststellen kann durch Empfangen eines Betriebsbeendigungssignals erfolgen, das von der Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 als Reaktion auf das Betriebsanforderungssignal zurückgegeben wird. Wenn der Betrieb der Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 abgeschlossen ist (Schritt S205, JA), fährt das Programm mit Schritt S206 fort. Andernfalls (Schritt S205, NEIN), wird Schritt S205 wiederholt.
Schritt S206
Die Betriebssteuereinheit 210 steuert den Gleichspannungswandler (DDC) 130 an. Insbesondere gibt die Betriebssteuereinheit 210 an den Gleichspannungswandler 130 ein Betriebssignal mit einem eingestellten Spannungsbefehlswert aus, der die Versorgung der zweiten Hilfslast 170 mit elektrischer Energie ermöglicht (bei t4, (e) von 3). Durch diese Steuerung wird der Gleichspannungswandler 130 angesteuert (bei t4, (f) in 3) und die zweite Hilfslast 170 wird mit elektrischer Energie aus der Hochspannungsbatterie 110 versorgt. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Hilfsbatterie 140 keine elektrische Energie zum Laden vom Gleichspannungswandler 130 bereit gestellt. Daher wird durch den Betrieb des Gleichspannungswandlers 130 der aus der Hilfsbatterie 140 fließende Entladestrom verbraucht (bei t4, durchgehende Linie in (g) von 3). Die erste Steuerung endet, wenn der Gleichspannungswandler 130 angesteuert wird.
Schritt S207
Die Betriebssteuereinheit 210 fordert den Betrieb der Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 an. Diese Anforderung kann durch Ausgabe eines Betriebsanforderungssignals an die Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 erfolgen. Als Reaktion auf diese Anforderung wird der Betrieb der Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 gestartet und das Hochspannungs-Hauptrelais 120 wird in den angeschlossenen Zustand, nämlich einen elektrisch leitenden Zustand, umgeschaltet (bei t3, (d) von 3). Der Betrieb der Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 bewirkt einen Entladestrom, der aus der Hilfsbatterie 140 fließt (bei t3 bis t4, gestrichelte Linie in (g) von 3). Wenn der Betrieb der Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 angefordert wird, fährt das Programm mit Schritt S208 fort.
Schritt S208
Die Betriebssteuereinheit 210 stellt fest, ob der Betrieb der Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 abgeschlossen ist. Diese Bestimmung kann durch Empfangen eines Betriebsbeendigungssignals erfolgen, das von der Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 als Reaktion auf das Betriebsanforderungssignal zurückgegeben wird. Wenn der Betrieb der Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 abgeschlossen ist (Schritt S208, JA), fährt das Programm mit Schritt S209 fort. Andernfalls (Schritt S208, NEIN), wird Schritt S208 wiederholt.
Schritt S209
Die Betriebssteuereinheit 210 gibt den Befehl, den Gleichspannungswandler (DDC) 130 zu betreiben. Insbesondere gibt die Betriebssteuereinheit 210 an den Gleichspannungswandler 130 ein Betriebssignal mit einem eingestellten Spannungsbefehlswert aus, der die Versorgung der zweiten Hilfslast 170 mit elektrischer Energie ermöglicht (bei t4, (e) von 3). In der vorliegenden Ausführungsform wird der Hilfsbatterie 140 keine elektrische Energie zum Laden vom Gleichspannungswandler 130 zugeführt. Wenn das Programm angewiesen wird, den Gleichspannungswandler 130 zu betreiben, fährt es mit Schritt S210 fort.
Schritt S210
Die Betriebssteuereinheit 210 stellt fest, ob der Betrieb des Gleichspannungswandlers 130 abgeschlossen ist. Dieses Feststellen wird vorgenommen, um zu vermeiden, dass die zweite Hilfslast 170 betrieben wird, bevor der Betrieb des Gleichspannungswandlers 130 abgeschlossen ist. Wenn der Betrieb des Gleichspannungswandlers 130 abgeschlossen ist (bei t4, (f) in 3), wird die zweite Hilfslast 170 von der Hochspannungsbatterie 110 mit Strom versorgt. Da in der vorliegenden Ausführungsform keine elektrische Energie zum Laden von dem Gleichspannungswandler 130 an die Hilfsbatterie 140 bereit gestellt wird, wird durch den Betrieb des Gleichspannungswandlers 130 der aus der Hilfsbatterie 140 fließende Entladestrom verbraucht (bei t4, gestrichelte Linie in (g) von 3). Wenn der Betrieb des Gleichspannungswandlers 130 abgeschlossen ist, fährt das Programm mit Schritt S211 fort.
Schritt S211
Die Betriebssteuereinheit 210 fordert der Betrieb der zweiten Hilfslast 170 an. Diese Anforderung kann durch Ausgabe eines Betriebsanforderungssignals an die zweite Hilfslast 170 erfolgen. Der Betrieb der zweiten Hilfslast 170 wird als Reaktion auf diese Anforderung gestartet (bei t5, gestrichelte Linie in (c) von 3). Die erste Steuerung endet, wenn der Betrieb der zweiten Hilfslast 170 angefordert wird.
Wie vorstehend beschrieben, wird bei der ersten Steuerung in dem Fall, in dem sich das Fahrzeug in dem nicht gestarteten Bordzustand befindet, in dem angenommen wird, dass sich ein Nutzer an Bord befindet, und die Zündung ausgeschaltet ist, die zweite Hilfslast 170 bevorzugt betrieben (Schritte S203 bis S206), wenn der Ladezustand (SOC) der Hilfsbatterie 140 gleich oder höher als der erste Schwellenwert ist, und der Gleichspannungswandler 130 wird gegenüber der zweiten Hilfslast 170 bevorzugt betrieben (Schritte S207 bis S211), wenn der Ladezustand (SOC) der Hilfsbatterie 140 niedriger als der erste Schwellenwert ist. Wie vorstehend beschrieben, wird, wenn der Ladezustand der Hilfsbatterie 140 nicht hoch genug ist, um die zweite Hilfslast 170 zu betreiben, der Betrieb der zweiten Hilfslast 170 gestartet, nachdem die Hochspannungsbatterie 110 veranlasst wurde, elektrische Energie bereitzustellen. Die zweite Hilfslast 170 kann so zuverlässig betrieben werden.
Im Prozessablauf der Schritte S203 bis S206 wird die Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 betrieben, nachdem die zweite Hilfslast 170 betrieben wurde. Da der Ladezustand der Hilfsbatterie 140 jedoch hoch genug ist, können die zweite Hilfslast 170 und die Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 gleichzeitig betrieben werden.
(2) Zweite Steuerung
4 ist ein Flussdiagramm eines Prozesses der zweiten Steuerung, der von jeder Konfiguration der Fahrzeugsteuervorrichtung 200 durchgeführt wird. 5 zeigt ein Beispiel für den Betriebs-Zeitpunkt jeder Konfiguration auf Grundlage der zweiten Steuerung. 5 ist ein Beispiel, wenn ein Nutzer in das Fahrzeug einsteigt, und zeigt die Steuerung, die in dem Fall durchgeführt wird, in dem der Nutzer die Zündung des Fahrzeugs nicht sofort einschaltet, nachdem er bei ausgeschalteter Zündung in das Fahrzeug eingestiegen ist.
Schritt S401
Die Feststelleinheit 220 stellt fest, ob ein Nutzer als an Bord befindlich vermutet wird und ob die Zündung ausgeschaltet ist (nicht gestarteter Bordzustand). Wenn ein Nutzer in das Fahrzeug einsteigt, kann davon ausgegangen werden, dass der Nutzer an Bord ist, wenn eine Reihe von Türvorgängen durchgeführt wird, bei denen eine Fahrzeugtür geöffnet und dann geschlossen wird, nachdem die Fahrzeugtür entriegelt wurde. Dass die Zündung ausgeschaltet ist, kann durch das Vorhandensein oder Fehlen des IG-AN-Signals überprüft werden. Wenn sich das Fahrzeug im nicht gestarteten Bordzustand befindet, in dem angenommen wird, dass ein Nutzer an Bord ist, und die Zündung ausgeschaltet ist (Schritt S401, JA), fährt das Programm mit Schritt S402 fort. Andernfalls (Schritt S401, NEIN), wird Schritt S401 wiederholt.
Schritt S402
Die Erfassungseinheit 230 stellt fest, ob die geschätzte reduzierte Spannung der Hilfsbatterie 140, die aus dem Spannungswert, dem Stromwert und dem Temperaturwert der Hilfsbatterie 140, die von dem Batteriesensor 150 empfangen wurden, abgeleitet wurde, gleich oder höher als ein zweiter Schwellenwert ist. Die geschätzte reduzierte Spannung ist ein reduzierter Spannungswert der Hilfsbatterie 140, der sich schätzungsweise aus einem Entladestrom ergibt, wenn ein Strom (geschätzter Stromverbrauch), der schätzungsweise von der zweiten Hilfslast 170 während eines ersten Zeitraums verbraucht wird, in dem angenommen wird, dass ein Nutzer an Bord ist und die Zündung ausgeschaltet ist (nicht gestarteter Bordzustand), allein von der Hilfsbatterie 140 bereitgestellt wird. Der erste Zeitraum ist ein Zeitraum, in der ein von der zweiten Hilfslast 170 zu verbrauchender Strom allein von der Hilfsbatterie 140 bereitgestellt wird, und ist ein Zeitraum von dem Zeitpunkt an, an dem festgestellt wird, dass sich das Fahrzeug in dem nicht gestarteten Bordzustand befindet, bis der Gleichspannungswandler 130 von der Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 gemäß einer normalen Verarbeitungssequenz betrieben wird.
Insbesondere wird die geschätzte reduzierte Spannung Vb_est der Hilfsbatterie 140 durch die folgende Gleichung (1) berechnet, wobei Vb_now eine vom Batteriesensor 150 erfasste aktuelle Spannung der Hilfsbatterie 140 darstellt, Rb den Innenwiderstand der Hilfsbatterie 140 darstellt und IL den geschätzten Stromverbrauch der zweiten Hilfslast 170 in dem ersten Zeitraum darstellt. Der Innenwiderstand Rb der Hilfsbatterie 140 kann aus einem vorbestimmten Innenwiderstandskennfeld gewonnen werden, das mit dem Ladezustand (SOC) der Hilfsbatterie 140 und der Temperatur der Hilfsbatterie 140 verbunden ist. Das Innenwiderstandskennfeld muss nur im Voraus in einem Speicher (nicht gezeigt) usw. durch die Fahrzeugsteuervorrichtung 200 gespeichert werden. $Vb _est = Vb _now - (Rb \times IL)$
Daher wird der zweite Schwellenwert nicht nur auf der Grundlage der Spannung eingestellt, die erforderlich ist, um die zweite Hilfslast 170 zu betreiben, sondern auch auf der Grundlage der Spannung, die erforderlich ist, um die Fahrzeugsteuervorrichtung 200, den Gleichspannungswandler 130, die Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 und das Hochspannungs-Hauptrelais 120 zu betreiben. Genauer gesagt wird der zweite Schwellenwert auf einen beliebigen Wert eingestellt, der es ermöglicht, dass die Spannung der Hilfsbatterie 140 gleich oder höher ist als die Spannung, die für den Betrieb der zweiten Hilfslast 170 und für den Betrieb der Fahrzeugsteuervorrichtung 200, des Gleichspannungswandlers 130, der Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 und des Hochspannungs-Hauptrelais 120 erforderlich ist, bis der Gleichspannungswandler 130 betrieben wird und elektrische Energie von der Hochspannungsbatterie 110 an die zweite Hilfslast 170 bereitgestellt wird.
Wenn die geschätzte reduzierte Spannung der Hilfsbatterie 140 gleich oder höher ist als der zweite Schwellenwert (bei t1: es wird geschätzt, dass sie höher ist als der zweite Schwellenwert bei t4, durchgehende Linie in (h) von 5) (Schritt S402, JA), fährt das Programm mit Schritt S403 fort. Andererseits, wenn die geschätzte reduzierte Spannung der Hilfsbatterie 140 niedriger ist als der zweite Schwellenwert (bei t1: es wird geschätzt, dass sie niedriger ist als der zweite Schwellenwert bei t4 (lang gestrichelte, kurz gestrichelte Linie in der konventionellen Steuerung), gestrichelte Linie in (h) von 5) (Schritt S402, NEIN), geht das Programm zu Schritt S407 über.
Schritt S403
Die Betriebssteuereinheit 210 fordert den Betrieb der zweiten Hilfslast 170 an. Diese Anforderung kann durch Ausgabe eines Betriebsanforderungssignals an die zweite Hilfslast 170 erfolgen. Der Betrieb der zweiten Hilfslast 170 wird als Reaktion auf diese Anforderung gestartet (bei t2, durchgehende Linie in (c) von 5). Der Betrieb der zweiten Hilfslast 170 verursacht einen Entladestrom, der aus der Hilfsbatterie 140 fließt, und daher wird die Spannung der Hilfsbatterie 140 reduziert (bei t2 bis t3, durchgehende Linie in (g) und (h) vonFIG. 5). Wenn der Betrieb der zweiten Hilfslast 170 angefordert wird, fährt das Programm mit Schritt S404 fort.
Schritt S404
Die Betriebssteuereinheit 210 fordert den Betrieb der Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 an. Diese Anforderung kann durch Ausgabe eines Betriebsanforderungssignals an die Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 erfolgen. Als Reaktion auf diese Anforderung wird der Betrieb der Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 gestartet und das Hochspannungs-Hauptrelais 120 wird in den angeschlossenen Zustand, nämlich einen elektrisch leitenden Zustand, umgeschaltet (bei t3, (d) von 5). Durch den Betrieb der Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 erhöht sich der aus der Hilfsbatterie 140 fließende Entladestrom und die Spannung der Hilfsbatterie 140 wird weiter reduziert (bei t3 bis t4, durchgehende Linie in (g) und (h) von 5). Wenn der Betrieb der Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 angefordert wird, fährt das Programm mit Schritt S405 fort.
Schritt S405
Die Betriebssteuereinheit 210 stellt fest, ob der Betrieb der Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 abgeschlossen ist. Dieses Feststellen kann durch Empfangen eines Betriebsbeendigungssignals erfolgen, das von der Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 als Reaktion auf das Betriebsanforderungssignal zurückgegeben wird. Wenn der Betrieb der Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 abgeschlossen ist (Schritt S405, JA), fährt das Programm mit Schritt S406 fort. Andernfalls (Schritt S405, NEIN), wird Schritt S405 wiederholt.
Schritt S406
Die Betriebssteuereinheit 210 treibt den Gleichspannungswandler (DDC) 130 an. Insbesondere gibt die Betriebssteuereinheit 210 an den Gleichspannungswandler 130 ein Betriebssignal mit einem eingestellten Spannungsbefehlswert aus, der die Versorgung der zweiten Hilfslast 170 mit elektrischer Energie ermöglicht (bei t4, (e) von 5). Durch diese Steuerung wird der Gleichspannungswandler 130 betrieben (bei t4, (f) in 5) und die zweite Hilfslast 170 wird mit elektrischer Energie aus der Hochspannungsbatterie 110 versorgt. In der vorliegenden Ausführungsform wird kein elektrischer Strom zum Laden von dem Gleichspannungswandler 130 an die Hilfsbatterie 140 bereit gestellt. Durch den Betrieb des Gleichspannungswandlers 130 wird der aus der Hilfsbatterie 140 fließende Entladestrom verbraucht und die Spannung der Hilfsbatterie 140 wird allmählich wiederhergestellt (bei und nach t4, durchgehende Linie in (g) und (h) von 5). Die zweite Steuerung endet, wenn der Gleichspannungswandler 130 betrieben wird.
Schritt S407
Die Betriebssteuereinheit 210 fordert den Betrieb der Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 an. Diese Anforderung kann durch Ausgabe eines Betriebsanforderungssignals an die Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 erfolgen. Als Reaktion auf diese Anforderung wird der Betrieb der Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 gestartet und das Hochspannungs-Hauptrelais 120 in den angeschlossenen Zustand, nämlich einen elektrisch leitenden Zustand, umgeschaltet (bei t3, (d) von 5). Der Betrieb der Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 bewirkt einen Entladestrom, der aus der Hilfsbatterie 140 fließt und somit die Spannung der Hilfsbatterie 140 reduziert (bei t3 bis t4, gestrichelte Linie in (g) und (h) von 5). Wenn der Betrieb der Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 angefordert wird, fährt das Programm mit Schritt S408 fort.
Schritt S408
Die Betriebssteuereinheit 210 stellt fest, ob der Betrieb der Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 abgeschlossen ist. Dieses Feststellen kann durch Empfangen eines Betriebsbeendigungssignals erfolgen, das von der Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 als Reaktion auf das Betriebsanforderungssignal zurückgegeben wird. Wenn der Betrieb der Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 abgeschlossen ist (Schritt S408, JA), fährt das Programm mit Schritt S409 fort. Andernfalls (Schritt S408, NEIN), wird Schritt S408 wiederholt.
Schritt S409
Die Betriebssteuereinheit 210 gibt den Befehl, den Gleichspannungswandler (DDC) 130 zu betreiben. Insbesondere gibt die Betriebssteuereinheit 210 an den Gleichspannungswandler 130 ein Betriebssignal mit einem eingestellten Spannungsbefehlswert aus, der die Versorgung der zweiten Hilfslast 170 mit elektrischer Energie ermöglicht (bei t4, (e) von 5). In der vorliegenden Ausführungsform wird der Hilfsbatterie 140 keine elektrische Energie zum Laden vom Gleichspannungswandler 130 bereitgestellt. Wenn dem Programm befohlen wird, den Gleichspannungswandler 130 zu betreiben, fährt es mit Schritt S410 fort.
Schritt S410
Die Betriebssteuereinheit 210 stellt fest, ob der Betrieb des Gleichspannungswandlers 130 abgeschlossen ist. Dieses Feststellen wird vorgenommen, um zu vermeiden, dass die zweite Hilfslast 170 betrieben wird, bevor der Betrieb des Gleichspannungswandlers 130 abgeschlossen ist. Wenn der Betrieb des Gleichspannungswandlers 130 abgeschlossen ist (bei t4, (f) in 5), wird die zweite Hilfslast 170 von der Hochspannungsbatterie 110 mit Strom versorgt. Da in der vorliegenden Ausführungsform kein elektrischer Strom zum Laden von dem Gleichspannungswandler 130 an die Hilfsbatterie 140 bereitgestellt wird, schaltet der Betrieb des Gleichspannungswandlers 130 den aus der Hilfsbatterie 140 fließenden Entladestrom aus und die Spannung der Hilfsbatterie 140 wird allmählich wiederhergestellt (bei und nach t4, gestrichelte Linie in (g) und (h) von 5). Wenn der Betriebe des Gleichspannungswandlers 130 abgeschlossen ist, fährt das Programm mit Schritt S411 fort.
Schritt S411
Die Betriebssteuereinheit 210 fordert den Betrieb der zweiten Hilfslast 170 an. Diese Anforderung kann durch Ausgabe eines Betriebsanforderungssignals an die zweite Hilfslast 170 erfolgen. Der Betrieb der zweiten Hilfslast 170 wird als Reaktion auf diese Anforderung gestartet (bei t5, gestrichelte Linie in (c) von 5). Da die von der zweiten Hilfslast 170 zu verbrauchende elektrische Energie von der Hochspannungsbatterie 110 bereitgestellt wird, sinkt die Spannung der Hilfsbatterie 140 nicht. Die zweite Steuerung endet, wenn der Betrieb der zweiten Hilfslast 170 angefordert wird.
Wie vorstehend beschrieben, wird bei der zweiten Steuerung in dem Fall, in dem sich das Fahrzeug in dem nicht gestarteten Bordzustand befindet, in dem angenommen wird, dass ein Nutzer an Bord ist, und die Zündung ausgeschaltet ist, die zweite Hilfslast 170 bevorzugt betrieben (Schritte S403 bis S406), wenn die geschätzte reduzierte Spannung der Hilfsbatterie 140 in dem ersten Zeitraum gleich oder höher als der zweite Schwellenwert ist, und der Gleichspannungswandler 130 wird gegenüber der zweiten Hilfslast 170 bevorzugt betrieben (Schritte S407 bis S411), wenn die geschätzte reduzierte Spannung der Hilfsbatterie 140 in dem ersten Zeitraum niedriger als der zweite Schwellenwert ist. Wie vorstehend beschrieben, wird, wenn die geschätzte reduzierte Spannung der Hilfsbatterie 140 nicht auf einem Spannungswert gehalten werden kann, der für den Betrieb jeder Konfiguration in der Zukunft erforderlich ist, der Betrieb der zweiten Hilfslast 170 gestartet, nachdem die Hochspannungsbatterie 110 veranlasst wurde, elektrischen Strom bereitzustellen. Die zweite Hilfslast 170 kann so zuverlässig betrieben werden.
In der zweiten Steuerung kann festgestellt werden, ob der Betrieb der zweiten Hilfslast 170 bevorzugt oder verzögert durchgeführt wird, indem der auf Grundlage des geschätzten Stromverbrauchs der zweiten Hilfslast 170 in dem ersten Zeitraum berechnete Spannungsabfall direkt mit einer aktuellen Spannung der Hilfsbatterie 140 verglichen wird. Dementsprechend kann genauer festgestellt werden, ob der Betrieb der zweiten Hilfslast 170 bevorzugt oder verzögert erfolgt, als bei der ersten Steuerung, bei der dieses Feststellen auf der Grundlage des Ladezustands der Hilfsbatterie 140 erfolgt.
Im Verfahrensablauf der Schritte S403 bis S406 wird die Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 nach dem Betrieb der zweiten Hilfslast 170 betrieben. Da jedoch die Spannung der Hilfsbatterie 140 auch angesichts des Spannungsabfalls hoch genug ist, können die zweite Hilfslast 170 und die Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300 gleichzeitig betrieben werden.
Funktionsweise und Auswirkungen
Wie vorstehend beschrieben, werden gemäß der Fahrzeugsteuervorrichtung 200 der vorliegenden Ausführungsform die Hochspannungs-Systemsteuervorrichtung 300, das Hochspannungs-Hauptrelais 120 und der Gleichspannungswandler 130 gegenüber der zweiten Hilfslast 170 bevorzugt betrieben, wenn festgestellt wird, dass ein Nutzer an Bord vermutet wird und die Zündung des Fahrzeugs ausgeschaltet ist, es sei denn, der Ladezustand (SOC) oder die geschätzte reduzierte Spannung der Hilfsbatterie 140 ist gleich oder höher als ein vorbestimmter Schwellenwert, der zum Betrieb der zweiten Hilfslast 170 erforderlich ist.
Durch diese Steuerung kann die elektrische Energie, die zum Betrieb der zweiten Hilfslast 170 bereitgestellt wird, von der Hochspannungsbatterie 110 über den Gleichspannungswandler 130 bereitgestellt werden. Die zweite Hilfslast 170 kann somit zuverlässig betrieben werden.
Obwohl eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung vorstehend beschrieben wurde, kann die vorliegende Offenbarung als eine Fahrzeugsteuervorrichtung, ein Steuerverfahren, das von der Fahrzeugsteuervorrichtung ausgeführt wird, ein Steuerprogramm, ein computerlesbares nicht-transitorisches Speichermedium, in dem das Steuerprogramm gespeichert ist, oder ein Fahrzeug, das mit der Fahrzeugsteuervorrichtung ausgestattet ist, verstanden werden.
Die Fahrzeugsteuervorrichtung usw. der vorliegenden Offenbarung kann in elektrisch angetriebenen Fahrzeugen verwendet werden, die mit einer Hochspannungsbatterie für den Betrieb des Fahrzeugs ausgestattet sind, wie z.B. Hybridfahrzeuge (HVs), Plug-in-Hybridfahrzeuge (PHVs) und Elektrofahrzeuge (EVs).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2019205275 A [0002, 0003, 0004]

Claims

Fahrzeugsteuervorrichtung, die in einem Fahrzeug eingebaut ist, wobei das Fahrzeug eine erste Batterie, eine zweite Batterie, eine Hilfslast, die von der zweiten Batterie gespeist wird, und einen Gleichspannungswandler aufweist, der dazu eingerichtet ist, elektrische Energie von der ersten Batterie entweder der zweiten Batterie oder der Hilfslast oder sowohl der zweiten Batterie als auch der Hilfslast bereitzustellen, wobei die Fahrzeugsteuervorrichtung einen Prozessor (200) aufweist, der dazu eingerichtet ist: den Betrieb des Gleichspannungswandlers und den Betrieb der Hilfslast zu steuern; einen Zustand eines Startschalters des Fahrzeugs und einen Einsteigezustand des Fahrzeugs festzustellen; eine Spannung der zweiten Batterie zu erfassen; und, wenn der Prozessor feststellt, dass sich das Fahrzeug in einem nicht gestarteten Bordzustand befindet, auf Grundlage der Spannung der zweiten Batterie eine Reihenfolge zu bestimmen, in der der Gleichspannungswandler und die Hilfslast betrieben werden, wobei der nicht gestartete Bordzustand ein Zustand ist, in dem der Startschalter ausgeschaltet ist und angenommen wird, dass sich ein Nutzer im Fahrzeug befindet.
Fahrzeugsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Prozessor (200) dazu eingerichtet ist: einen Ladezustand der zweiten Batterie auf Grundlage der Spannung der zweiten Batterie abzuleiten; und in dem nicht gestarteten Bordzustand erst die Hilfslast zu betreiben und dann den Gleichspannungswandler zu betreiben, wenn der Ladezustand gleich oder höher als ein erster Schwellenwert ist, und erst den Gleichspannungswandler zu betreiben und dann die Hilfslast zu betreiben, wenn der Ladezustand niedriger als der erste Schwellenwert ist.
Fahrzeugsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Prozessor (200) dazu eingerichtet ist: einen Innenwiderstand der zweiten Batterie auf Grundlage der Spannung der zweiten Batterie und einer Temperatur der zweiten Batterie abzuleiten; eine geschätzte reduzierte Spannung auf Grundlage der Spannung der zweiten Batterie, des Innenwiderstands der zweiten Batterie und des geschätzten Stromverbrauchs der Hilfslast abzuleiten, wobei die geschätzte reduzierte Spannung eine Spannung der zweiten Batterie nach einem ersten Zeitraum in dem nicht gestarteten Bordzustand ist und der geschätzte Stromverbrauch ein Strom ist, der schätzungsweise von der Hilfslast während des ersten Zeitraums in dem nicht gestarteten Bordzustand verbraucht wird; und in dem nicht gestarteten Bordzustand erst die Hilfslast zu betreiben und dann den Gleichspannungswandler zu betreiben, wenn die geschätzte reduzierte Spannung gleich oder höher als ein zweiter Schwellenwert ist, und erst den Gleichspannungswandler zu betreiben und dann die Hilfslast zu betreiben, wenn die geschätzte reduzierte Spannung niedriger als der zweite Schwellenwert ist.
Fahrzeugsteuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Prozessor (200) dazu eingerichtet ist, den Innenwiderstand der zweiten Batterie auf Grundlage sowohl des Ladezustands der zweiten Batterie, der auf Grundlage der Spannung der zweiten Batterie erhalten wird, als auch der Temperatur der zweiten Batterie abzuleiten.
Fahrzeugsteuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Prozessor (200) dazu eingerichtet ist, die geschätzte reduzierte Spannung abzuleiten, indem er einen Spannungsabfall von der Spannung der zweiten Batterie subtrahiert, unmittelbar nachdem der Prozessor festgestellt hat, dass sich das Fahrzeug in dem nicht gestarteten Bordzustand befindet, wobei der Spannungsabfall durch Multiplikation des Innenwiderstands der zweiten Batterie und des geschätzten Stromverbrauchs berechnet wird.
Fahrzeugsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Prozessor (200) dazu eingerichtet ist, ein Relais in einen angeschlossenen Zustand zu steuern, bevor er den Gleichspannungswandler betreibt, wobei das Relais dazu eingerichtet ist, einen elektrischen Leitungszustand zwischen der ersten Batterie und dem Gleichspannungswandler umzuschalten.
Steuerverfahren, das von einem Computer einer in einem Fahrzeug eingebauten Fahrzeugsteuervorrichtung durchgeführt wird, wobei das Fahrzeug eine erste Batterie, eine zweite Batterie, eine Hilfslast, die von der zweiten Batterie gespeist wird, und einen Gleichspannungswandler aufweist, der dazu eingerichtet ist, elektrische Energie von der ersten Batterie entweder der zweiten Batterie oder der Hilfslast oder sowohl der zweiten Batterie als auch der Hilfslast bereitzustellen, wobei das Steuerverfahren die Schritte aufweist: Feststellen eines Zustands eines Startschalters des Fahrzeugs und eines Einsteigezustands des Fahrzeugs Erfassen einer Spannung der zweiten Batterie; und, wenn festgestellt wird, dass sich das Fahrzeug in einem nicht gestarteten Bordzustand befindet, Bestimmen einer Reihenfolge auf Grundlage der Spannung der zweiten Batterie, in der der Gleichspannungswandler und die Hilfslast betrieben werden, wobei der nicht gestartete Bordzustand ein Zustand ist, in dem der Startschalter ausgeschaltet ist und angenommen wird, dass sich ein Nutzer im Fahrzeug befindet.
Nicht-transitorisches Speichermedium, das Befehle speichert, die von einem Prozessor (200) einer in einem Fahrzeug eingebauten Fahrzeugsteuervorrichtung ausführbar sind und die den Prozessor (200) veranlassen, Funktionen auszuführen, wobei das Fahrzeug eine erste Batterie, eine zweite Batterie, eine Hilfslast, die von der zweiten Batterie mit Strom versorgt wird, und einen Gleichspannungswandler aufweist, der dazu eingerichtet ist, elektrischen Strom von der ersten Batterie entweder der zweiten Batterie oder der Hilfslast oder sowohl der zweiten Batterie als auch der Hilfslast bereitzustellen, wobei die Funktionen die Schritte aufweisen: Feststellen eines Zustands eines Startschalters des Fahrzeugs und eines Einsteigezustands des Fahrzeugs; Erfassen einer Spannung der zweiten Batterie; und, wenn festgestellt wird, dass sich das Fahrzeug in einem nicht gestarteten Bordzustand befindet, Bestimmen einer Reihenfolge auf Grundlage der Spannung der zweiten Batterie, in der der Gleichspannungswandler und die Hilfslast betrieben werden, wobei der nicht gestartete Bordzustand ein Zustand ist, in dem der Startschalter ausgeschaltet ist und angenommen wird, dass sich ein Nutzer im Fahrzeug befindet.
Fahrzeug, welches mit der Fahrzeugsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgestattet ist.