DE102022102099A1

DE102022102099A1 - Verfahren und system zum verbessern des betriebs eines elektrischen leistungsverteilungsbusses eines fahrzeugs

Info

Publication number: DE102022102099A1
Application number: DE102022102099.1A
Authority: DE
Inventors: David Cox; Edward Ball; Aaron Walker
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2021-02-05
Filing date: 2022-01-28
Publication date: 2022-08-11
Also published as: US20220250480A1; CN114872564A; US11548392B2

Abstract

Es werden Systeme und Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Leistungsverteilungsbusses eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs beschrieben. In einem Beispiel wird ein Ausgang eines elektrischen Leistungsverbrauchers von anderen elektrischen Leistungsverbrauchern entkoppelt, sodass elektrischer Strom, der von dem elektrischen Leistungsverteilungsbus bezogen wird, gesenkt wird, während der elektrische Leistungsverbraucher dem elektrischen Leistungsverteilungsbus eine kapazitive Last bereitstellt, wodurch mit dem elektrischen Leistungsverteilungsbus assoziierte Spannungswelligkeit verringert wird.

Description

Gebiet der Technik
Die vorliegende Beschreibung betrifft Verfahren und ein System zum Verbessern des Betriebs eines elektrischen Leistungsverteilungsbusses eines Fahrzeugs.
Allgemeiner Stand der Technik
Ein Fahrzeug kann einen elektrischen Leistungsverteilungsbus beinhalten. Der Bus kann elektrische Leistung von einer Leistungsquelle an einen Leistungsverbraucher abgeben. Die elektrische Leistung, die durch den elektrischen Leistungsverteilungsbus verteilt wird, kann aus einer Spannung und einem elektrischen Strom bestehen. Es kann wünschenswert sein, dass die Spannung konstant bleibt, sodass Leistungsverbraucher, die empfindlich auf Spannung reagieren, erwartungsgemäß arbeiten können. Wenn jedoch die Spannung des elektrischen Leistungsverteilungsbusses um mehr als eine vorbestimmte Menge variiert, kann eine Beeinträchtigung der elektrischen Leistungsverbraucher auftreten, die an den elektrischen Leistungsverteilungsbus elektrisch gekoppelt sind.
Kurzdarstellung
Die Erfinder haben Systeme und Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Leistungsverteilungsbusses eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs entwickelt. In einem Beispiel wird ein Ausgang eines elektrischen Leistungsverbrauchers von anderen elektrischen Leistungsverbrauchern entkoppelt, sodass elektrischer Strom, der von dem elektrischen Leistungsverteilungsbus bezogen wird, gesenkt wird, während der elektrische Leistungsverbraucher dem elektrischen Leistungsverteilungsbus eine kapazitive Last bereitstellt, wodurch mit dem elektrischen Leistungsverteilungsbus assoziierte Spannungswelligkeit verringert wird.
Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl an Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung ausführlicher beschrieben werden. Sie ist nicht dazu gedacht, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Umfang einzig durch die Ansprüche im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Des Weiteren ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die beliebige der vorstehend oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführten Nachteile beheben.
Figurenliste
Die in dieser Schrift beschriebenen Vorteile werden durch die Lektüre eines Beispiels für eine Ausführungsform, das in dieser Schrift als die detaillierte Beschreibung bezeichnet wird, umfassender ersichtlich, wenn dieses alleine für sich oder unter Bezugnahme auf die Zeichnungen herangezogen wird, in denen Folgendes gilt:

1 ist eine schematische Darstellung eines Motors;
2 ist eine schematische Darstellung einer Fahrzeugkraftübertragung;
3 zeigt eine Darstellung eines beispielhaften elektrischen Leistungsverbrauchers;
4 zeigt einen Betriebsablauf eines elektrischen Leistungsverteilungsbusses gemäß dem Verfahren aus 5; und
5 zeigt ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Leistungsverteilungsbusses eines Fahrzeugs.

Detaillierte Beschreibung
Die vorliegende Beschreibung betrifft das Betreiben eines elektrischen Leistungsverteilungsbusses eines Fahrzeugs. Der elektrische Leistungsverteilungsbus kann eine Übertragung von elektrischer Leistung von einer Batterie an Vorrichtungen, wie etwa elektrische Leistungsverbraucher, ermöglichen. Darüber hinaus kann der elektrische Leistungsbus der Batterie elektrische Leistung zuführen, wenn die Batterie geladen wird. Das Fahrzeug, das den elektrischen Leistungsbus beinhaltet, kann ein Hybridfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug sein. 1 zeigt einen Motor eines beispielhaften Hybridfahrzeugs. 2 zeigt einen Antriebsstrang oder eine Kraftübertragung eines Hybridfahrzeugs. Ein beispielhafter Gleichstrom(DC)-Wechselstrom(AC)-Leistungswandler, der eine Art von elektrischem Leistungsverbraucher darstellt, der an den elektrischen Leistungsverteilungsbus gekoppelt sein kann, ist in 3 dargestellt. Ein beispielhafter Betriebsablauf für einen elektrischen Leistungsverteilungsbus ist in 4 dargestellt. Schließlich ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines elektrischen Leistungsverteilungsbusses in 5 dargestellt.
Ein elektrischer Leistungsverteilungsbus kann es ermöglichen, dass elektrische Leistung zu oder von einer Batterie fließt. Die Batterie kann eine erhebliche Menge an Eigenkapazität aufweisen, die Spannungswelligkeit (z. B. Abweichung eines Spannungspegels von einem konstanten Wert, wie etwa ± ein Volt Abweichung gegenüber einem Nennwert von 480 Volt) der elektrischen Leistung verringert, die durch den elektrischen Leistungsverteilungsbus geführt wird. Die Eigenkapazität der Batterie kann in überwiegendem Maße zur Kapazität des elektrischen Leistungsverteilungsbusses beitragen. Wenn jedoch die Batterie aus dem elektrischen Leistungsbus entfernt wird, kann eine Spannungswelligkeit des elektrischen Leistungsbusses aufgrund der Verringerung der Kapazität, die an den elektrischen Leistungsbus gekoppelt ist, zunehmen. Wenn die Spannungswelligkeit ausreichend hoch ist, können elektrische Leistungsverbraucher und Vorrichtungen, die an den elektrischen Leistungsverteilungsbus gekoppelt sind, beeinträchtigt werden (z. B. kann es sein, dass sie nicht erwartungsgemäß arbeiten oder mit verringertem Wirkungsgrad arbeiten). Daher kann es wünschenswert sein, eine Möglichkeit zum Verringern einer Spannungswelligkeit eines elektrischen Leistungsverteilungsbusses innerhalb eines Fahrzeugs bereitzustellen.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben die vorstehend erwähnten Probleme erkannt und ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Leistungsverteilungsbusses eines Fahrzeugs entwickelt, umfassend: Koppeln eines elektrischen Leistungsverbrauchers, der eine kapazitive Eingangslast beinhaltet, an den elektrischen Leistungsverteilungsbus als Reaktion darauf, dass eine Spannungswelligkeit des elektrischen Leistungsverteilungsbusses einen Schwellenpegel überschreitet; und Entkoppeln eines Ausgangs des elektrischen Leistungsverbrauchers von anderen elektrischen Leistungsverbrauchern.
Durch elektrisches Koppeln des elektrischen Leistungsverbrauchers, der die kapazitive Last beinhaltet, an den elektrischen Leistungsverteilungsbus kann es möglich sein, das technische Ergebnis des Verringerns von Welligkeit von über einen elektrischen Leistungsverteilungsbus übertragener Spannung bereitzustellen. Insbesondere kann die kapazitive Last die Welligkeitsspannung derart dämpfen, dass die Welligkeitsspannung verringert werden kann. Die verringerte Welligkeitsspannung kann eine Beeinträchtigung von elektrischen Leistungsverbrauchern verhindern, die elektrisch an den elektrischen Leistungsverteilungsbus gekoppelt sind. Darüber hinaus kann der Ausgang des elektrischen Leistungsverbrauchers, der die kapazitive Last beinhaltet, von anderen elektrischen Lasten entkoppelt werden, sodass die Spannung des elektrischen Leistungsbusses auf einem Soll-Pegel bleiben kann.
Die vorliegende Beschreibung kann mehrere Vorteile bereitstellen. Insbesondere kann der Ansatz eine Möglichkeit einer Beeinträchtigung elektrischer Komponenten verringern. Ferner kann der Ansatz es einigen elektrischen Leistungsverbrauchern ermöglichen, weiterzuarbeiten.
Darüber hinaus sind die Kosten für die Umsetzung des Systems und des Verfahrens gering, da vorhandene Komponenten des Systems genutzt werden, um eine Spannungswelligkeit des elektrischen Leistungsverteilungsbusses zu verringern.
Die vorstehenden Vorteile sowie andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung erschließen sich ohne Weiteres aus der folgenden detaillierten Beschreibung, wenn diese für sich oder in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird.
Bezogen auf 1 wird ein Verbrennungsmotor 10, der eine Vielzahl von Zylindern umfasst, von denen in 1 ein Zylinder dargestellt ist, durch eine elektronische Motorsteuerung 12 gesteuert. Die Steuerung 12 empfängt Signale von den verschiedenen in den 1 und 2 dargestellten Sensoren. Die Steuerung setzt die in den 1 und 2 dargestellten Aktoren ein, um den Betrieb des Motors und der Kraftübertragung oder des Antriebsstrangs auf Grundlage der empfangenen Signale und in einem Speicher der Steuerung 12 gespeicherten Anweisungen zu steuern.
Der Motor 10 besteht aus einem Zylinderkopf 35 und einem Block 33, die eine Brennkammer 30 und Zylinderwände 32 beinhalten. Ein Kolben 36 ist darin positioniert und bewegt sich über eine Verbindung mit einer Kurbelwelle 40 hin und her. Ein Schwungrad 97 und ein Hohlrad 99 sind an die Kurbelwelle 40 gekoppelt. Ein optionaler Anlasser 96 (z. B. eine (mit weniger als 30 Volt betriebene) elektrische Niederspannungsmaschine) beinhaltet eine Ritzelwelle 98 und ein Ritzel 95. Die Ritzelwelle 98 kann das Ritzel 95 selektiv vorschieben, damit es das Hohlrad 99 in Eingriff nimmt. Der optionale Anlasser 96 kann direkt an der Vorderseite des Motors oder an der Hinterseite des Motors montiert sein. In einigen Beispielen kann der Anlasser 96 über einen Riemen oder eine Kette der Kurbelwelle 40 selektiv Leistung zuführen. Darüber hinaus befindet sich der Anlasser 96 in einem Grundzustand, wenn er nicht in Eingriff mit der Motorkurbelwelle 40 und dem Schwungradhohlrad 99 steht.
Der Darstellung nach steht die Brennkammer 30 mit einem Ansaugkrümmer 44 und einem Abgaskrümmer 48 über ein jeweiliges Einlassventil 52 bzw. Auslassventil 54 in Verbindung. Jedes Einlass- und Auslassventil kann durch einen Einlassnocken 51 und einen Auslassnocken 53 betrieben werden. Die Position des Einlassnockens 51 kann durch einen Einlassnockensensor 55 bestimmt werden. Die Position des Auslassnockens 53 kann durch einen Auslassnockensensor 57 bestimmt werden. Das Einlassventil 52 kann durch eine Ventilanschaltvorrichtung 59 selektiv angeschaltet und abgeschaltet werden. Das Auslassventil 54 kann durch eine Ventilanschaltvorrichtung 58 selektiv angeschaltet und abgeschaltet werden. Die Ventilanschaltvorrichtungen 58 und 59 können elektromechanische Vorrichtungen sein.
Der Darstellung nach ist eine Direktkraftstoffeinspritzvorrichtung 66 so positioniert ist, dass sie Kraftstoff direkt in den Zylinder 30 einspritzt, was dem Fachmann als Direkteinspritzung bekannt ist. Der Darstellung nach ist eine Einlasskanalkraftstoffeinspritzvorrichtung 67 so positioniert ist, dass sie Kraftstoff in den Einlasskanal des Zylinders 30 einspritzt, was dem Fachmann als Einlasskanaleinspritzung bekannt ist. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 66 und 67 geben flüssigen Kraftstoff proportional zu Impulsbreiten ab, die durch die Steuerung 12 bereitgestellt werden. Kraftstoff wird an die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 66 und 67 durch ein Kraftstoffsystem (nicht dargestellt) abgegeben, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und einen Kraftstoffverteiler (nicht dargestellt) beinhaltet.
Darüber hinaus steht der Ansaugkrümmer 44 der Darstellung nach mit einem Turboladerverdichter 162 und einem Motorlufteinlass 42 in Verbindung. In anderen Beispielen kann der Verdichter 162 ein Kompressorverdichter sein. Eine Welle 161 koppelt eine Turboladerturbine 164 mechanisch an den Turboladerverdichter 162. Eine optionale elektronische Drossel 62 stellt eine Position einer Drosselklappe 64 ein, um einen Luftstrom von dem Verdichter 162 zu dem Ansaugkrümmer 44 zu steuern. Der Druck in einer Aufladekammer 45 kann als Drosseleinlassdruck bezeichnet werden, da sich der Einlass der Drossel 62 in der Aufladekammer 45 befindet. Der Drosselauslass befindet sich in dem Ansaugkrümmer 44. In einigen Beispielen können die Drossel 62 und die Drosselklappe 64 zwischen dem Einlassventil 52 und dem Ansaugkrümmer 44 positioniert sein, sodass die Drossel 62 eine Einlasskanaldrossel ist. Ein Verdichterrückführventil 47 kann selektiv in eine Vielzahl von Positionen zwischen vollständig geöffnet und vollständig geschlossen eingestellt werden. Ein Wastegate 163 kann über die Steuerung 12 so eingestellt werden, dass ermöglicht wird, dass Abgase die Turbine 164 selektiv umgehen, um die Drehzahl des Verdichters 162 zu steuern. Ein Luftfilter 43 reinigt Luft, die in den Motorlufteinlass 42 einströmt.
Ein verteilerloses Zündsystem 88 stellt der Brennkammer 30 als Reaktion auf die Steuerung 12 über eine Zündkerze 92 einen Zündfunken bereit. Die Breitbandlambdasonde (Universal Exhaust Gas Oxygen sensor - UEGO-Sonde) 126 ist stromaufwärts von dem Dreiwegekatalysator 70 an den Abgaskrümmer 48 gekoppelt gezeigt. Alternativ kann die UEGO-Sonde 126 durch eine binäre Lambdasonde ersetzt werden.
Der Katalysator 70 kann in einem Beispiel mehrere Wabenkörper und eine Dreiwegekatalysator-Beschichtung beinhalten. In einem anderen Beispiel können mehrere Abgasreinigungsvorrichtungen, jeweils mit mehreren Wabenkörpern, verwendet werden.
Die Steuerung 12 ist in 1 als herkömmlicher Mikrocomputer dargestellt, der Folgendes beinhaltet: eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 104, Festwertspeicher 106 (z. B. dauerhafter Speicher), Direktzugriffsspeicher 108, Keep-Alive-Speicher 110 und einen herkömmlichen Datenbus. Die Steuerung 12 empfängt der Darstellung nach zusätzlich zu den zuvor erörterten Signalen verschiedene Signale von an den Motor 10 gekoppelten Sensoren, zu denen Folgende gehören: Motorkühlmitteltemperatur (engine coolant temperature - ECT) von einem an eine Kühlhülse 114 gekoppelten Temperatursensor 112; ein Positionssensor 134, der zum Erfassen einer durch einen menschlichen Fahrer 132 ausgeübten Kraft an ein Antriebskraftpedal 130 (z. B. eine Mensch-Maschine-Schnittstelle) gekoppelt ist; ein Positionssensor 154, der zum Erfassen einer durch den menschlichen Fahrer 132 ausgeübten Kraft an ein Bremspedal 150 (z. B. eine Mensch-Maschine-Schnittstelle) gekoppelt ist, eine Messung eines Motorkrümmerdrucks (manifold pressure - MAP) von einem an den Ansaugkrümmer 44 gekoppelten Drucksensor 122; ein Motorpositionssensor von einem Hall-Effekt-Sensor 118, der die Position der Kurbelwelle 40 erfasst; eine Messung der Luftmasse, die in den Motor eintritt, von einem Sensor 120; und eine Messung der Drosselposition von einem Sensor 68. Der Luftdruck kann ebenfalls zum Verarbeiten durch die Steuerung 12 erfasst werden (Sensor nicht dargestellt). In einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Beschreibung erzeugt der Motorpositionssensor 118 eine vorbestimmte Anzahl an gleichmäßig beabstandeten Impulsen bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle, anhand derer die Motordrehzahl (RPM) bestimmt werden kann.
Die Steuerung 12 kann zudem eine Eingabe von einer Mensch-Maschine-Schnittstelle 11 empfangen. Eine Anforderung zum Anlassen oder Anhalten des Motors oder des Fahrzeugs kann über einen Menschen erzeugt und in die Mensch-Maschine-Schnittstelle 11 eingegeben werden. Bei der Mensch-Maschine-Schnittstelle 11 kann es sich um eine Touchscreen-Anzeige, eine Drucktaste, einen Schlüsselschalter oder eine andere bekannte Vorrichtung handeln.
Während des Betriebs durchläuft jeder Zylinder innerhalb des Motors 10 typischerweise einen Viertaktzyklus: Der Zyklus beinhaltet den Ansaugtakt, den Verdichtungstakt, den Arbeitstakt und den Ausstoßtakt. Während des Ansaugtakts schließt sich im Allgemeinen das Auslassventil 54, und das Einlassventil 52 öffnet sich. Luft wird über den Ansaugkrümmer 44 in die Brennkammer 30 eingeleitet und der Kolben 36 bewegt sich zum Boden des Zylinders, damit sich das Volumen innerhalb der Brennkammer 30 erhöht. Die Position, in der sich der Kolben 36 nahe dem Boden des Zylinders und am Ende seines Takts befindet (z. B., wenn die Brennkammer 30 ihr größtes Volumen aufweist), wird vom Fachmann typischerweise als unterer Totpunkt (UT) bezeichnet.
Während des Verdichtungstakts sind das Einlassventil 52 und das Auslassventil 54 geschlossen. Der Kolben 36 bewegt sich in Richtung des Zylinderkopfes, um so die Luft innerhalb der Brennkammer 30 zu verdichten. Der Punkt, an dem sich der Kolben 36 am Ende seines Taktes und dem Zylinderkopf am nächsten befindet (z. B., wenn die Brennkammer 30 ihr geringstes Volumen aufweist), wird vom Fachmann üblicherweise als oberer Totpunkt (OT) bezeichnet. In einem nachfolgend als Einspritzung bezeichneten Prozess wird Kraftstoff in die Brennkammer eingeleitet. In einem im Folgenden als Zündung bezeichneten Prozess wird der eingespritzte Kraftstoff durch bekannte Zündmittel, wie etwa die Zündkerze 92, gezündet, was zur Verbrennung führt.
Während des Arbeitstakts drücken die sich ausdehnenden Gase den Kolben 36 zurück zum UT. Die Kurbelwelle 40 wandelt die Kolbenbewegung in eine Drehleistung der Drehwelle um. Schließlich öffnet sich während des Ausstoßtakts das Auslassventil 54, um das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch an den Abgaskrümmer 48 freizusetzen, und der Kolben kehrt zum OT zurück. Es ist zu beachten, dass das Vorstehende lediglich als Beispiel dargestellt ist und dass die Zeitpunkte für das Öffnen und/oder Schließen des Einlass- und Auslassventils variieren können, wie etwa, um eine positive oder negative Ventilüberschneidung, ein spätes Schließen des Einlassventils oder verschiedene andere Beispiele bereitzustellen.
2 ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeugs 225, das einen Antriebsstrang oder eine Kraftübertragung 200 beinhaltet. Der Antriebsstrang aus 2 beinhaltet den in 1 dargestellten Motor 10. Der Darstellung nach beinhaltet der Antriebsstrang 200 eine Fahrzeugsystemsteuerung 255, die Motorsteuerung 12, eine erste Steuerung 252 der elektrischen Maschine, eine zweite Steuerung der elektrischen Maschine 257, eine Getriebesteuerung 254, eine Energiespeichervorrichtungssteuerung 253 und eine Bremssteuerung 250. Die Steuerungen können über ein Controller Area Network (CAN) 299 kommunizieren. Jede der Steuerungen kann Informationen an andere Steuerungen bereitstellen, wie etwa Leistungsabgabegrenzen (z. B. eine nicht zu überschreitende Leistungsabgabe der gesteuerten Vorrichtung oder Komponente), Leistungsaufnahmegrenzen (z. B. eine nicht zu überschreitende Leistungsaufnahme der gesteuerten Vorrichtung oder Komponente), Leistungsabgabe der gesteuerten Vorrichtung, Sensor- und Aktordaten, Diagnoseinformationen (z. B. Informationen bezüglich eines beeinträchtigten Getriebes, Informationen bezüglich eines beeinträchtigten Motors, Informationen bezüglich einer beeinträchtigten elektrischen Maschine, Informationen bezüglich beeinträchtigter Bremsen) usw. Ferner kann die Fahrzeugsystemsteuerung 255 Befehle an die Motorsteuerung 12, die Steuerung 252 der elektrischen Maschine, die Getriebesteuerung 254 und die Bremssteuerung 250 bereitstellen, um durch einen Fahrer eingegebene Anforderungen und andere Anforderungen, die auf Fahrzeugbetriebsbedingungen basieren, zu erfüllen.
Beispielsweise kann die Fahrzeugsystemsteuerung 255 als Reaktion darauf, dass ein Fahrer ein Antriebskraftpedal loslässt, sowie auf die Fahrzeuggeschwindigkeit eine gewünschte Radleistung oder einen Radleistungspegel anfordern, um eine gewünschte Rate der Fahrzeuggeschwindigkeitsverringerung bereitzustellen. Die angeforderte gewünschte Radleistung kann dadurch bereitgestellt werden, dass die Fahrzeugsystemsteuerung 255 eine erste Bremsleistung von der Steuerung 252 der elektrischen Maschine und eine zweite Bremsleistung von der Motorsteuerung 12 anfordert, wobei die erste und die zweite Leistung eine gewünschte Kraftübertragungsbremsleistung an Fahrzeugrädern 216 bereitstellen. Die Fahrzeugsystemsteuerung 255 kann außerdem eine Reibungsbremsleistung über die Bremssteuerung 250 anfordern. Die Bremsleistungen können als negative Leistungen bezeichnet werden, da sie die Kraftübertragung und die Raddrehung abbremsen. Durch positive Leistung können die Drehzahl der Kraftübertragung und die Raddrehung beibehalten oder beschleunigt werden.
In anderen Beispielen kann die Aufteilung des Steuerns von Vorrichtungen des Antriebsstrangs anders aufgeteilt sein, als in 2 dargestellt. Beispielsweise kann eine einzelne Steuerung an die Stelle der Fahrzeugsystemsteuerung 255, der Motorsteuerung 12, der ersten Steuerung 252 der elektrischen Maschine, der zweiten Steuerung 257 der elektrischen Maschine, der Getriebesteuerung 254 und der Bremssteuerung 250 treten. Alternativ dazu können die Fahrzeugsystemsteuerung 255 und die Motorsteuerung 12 eine einzelne Einheit sein, während die Steuerung 252 der elektrischen Maschine, die Getriebesteuerung 254 und die Bremssteuerung 250 eigenständige Steuerungen sind.
In diesem Beispiel kann dem Antriebsstrang 200 durch den Motor 10, einen BISG 219 und eine elektrischen Maschine 240 Antriebskraft bereitgestellt werden. In anderen Beispielen kann der Motor 10 weggelassen sein. Der Motor 10 kann mit einem in 1 dargestellten Motoranlasssystem über den BISG 219 oder über einen in die Kraftübertragung integrierten Startergenerator (ISG) 240, der auch als integrierter Startergenerator bezeichnet wird, angelassen werden. Eine Drehzahl des BISG 219 kann über einen optionalen BISG-Drehzahlsensor 203 bestimmt werden. Der Kraftübertragungs-ISG 240 (z. B. eine elektrische Hochspannungsmaschine (mit mehr als 30 Volt betrieben)) kann auch als elektrische Maschine, Elektromotor und/oder Generator bezeichnet werden. Ferner kann die Leistung des Motors 10 über einen Leistungsaktor 204, wie etwa eine Kraftstoffeinspritzung, eine Drossel usw., eingestellt werden.
Der Darstellung nach beinhaltet die Kraftübertragung 200 einen riemengetriebenen integrierten Startergenerator (ISG) 219. Der ISG 219 kann über einen Riemen 231 an die Kurbelwelle 40 des Motors 10 gekoppelt sein. Alternativ kann der ISG 219 direkt an die Kurbelwelle 40 gekoppelt sein. Der ISG 219 kann der Kraftübertragung 200 ein negatives Drehmoment beim Laden der elektrischen Energiespeichervorrichtung 262 mit höherer Spannung (z. B. einer Traktionsbatterie) bereitstellen. Der ISG 219 kann zudem ein positives Drehmoment zum Drehen der Kraftübertragung 200 über Energie bereitstellen, die von einer elektrischen Energiespeichervorrichtung mit niedrigerer Spannung (z. B. einer Batterie oder einem Kondensator) 263 zugeführt wird. In einem Beispiel kann die elektrische Energiespeichervorrichtung 262 eine höhere Spannung (z. B. 48 Volt) als die elektrische Energiespeichervorrichtung 263 (z. B. 12 Volt) ausgeben. Ein Gleichspannungswandler 245 kann den Austausch von elektrischer Energie zwischen einem elektrischen Leistungsverteilungsbus 291 mit hoher Spannung (z. B. > 24 Volt) und einem elektrischen Leistungsverteilungsbus 292 mit niedriger Spannung (z. B. < 24 Volt) ermöglichen. Der elektrische Leistungsverteilungsbus 291 mit hoher Spannung ist elektrisch an einen Wechselrichter 246 und die Traktionsbatterie oder die elektrische Energiespeichervorrichtung 262 gekoppelt. Die Ausgabe der elektrischen Strom- und Spannungssensoren 297 kann einer der hier beschriebenen Steuerungen (z. B. 253) zugeführt werden, um Betriebsbedingungen (z. B. Spannung, Strom, Leistung, Temperatur usw.) des elektrischen Leistungsverteilungsbusses 291 mit hoher Spannung zu bestimmen. Der elektrische Leistungsverteilungsbus 291 mit hoher Spannung kann aus metallischen Sammelschienen (z. B. Kupfer- oder Aluminiumschienen) und Anschlüssen bestehen, die eine Verbindung mit dem elektrischen Leistungsverteilungsbus 291 mit hoher Spannung ermöglichen.
Der elektrische Leistungsverteilungsbus 292 mit niedriger Spannung ist elektrisch an die elektrische Energiespeichervorrichtung 263 mit niedrigerer Spannung und Sensoren/Aktoren/Zubehör 279 gekoppelt. Das elektrische Zubehör 279 kann unter anderem Widerstandsheizelemente der vorderen und hinteren Windschutzscheibe, Vakuumpumpen, Gebläse der Klimaanlage und Leuchten beinhalten. Der Wechselrichter 246 wandelt DC-Leistung in AC-Leistung um und umgekehrt, um zu ermöglichen, dass Leistung zwischen dem ISG 219 und der elektrischen Energiespeichervorrichtung 262 übertragen wird. Gleichermaßen wandelt ein Wechselrichter 247 DC-Leistung in AC-Leistung um und umgekehrt, um zu ermöglichen, dass Leistung zwischen dem ISG 240 und der elektrischen Energiespeichervorrichtung 262 übertragen wird.
Der Gleichstrom-Wechselstrom(DCAC)-Wandler 249 ist ein elektrischer Leistungsverbraucher, der den Steckbuchsen 289 AC-Strom zuführen kann. Der DCAC-Wandler ist elektrisch an den elektrischen Leistungsverteilungsbus 291 gekoppelt. Der DCAC-Wandler 249 kann Anweisungen von der Steuerung 12, der Steuerung 255 oder anderen Steuerungen über das CAN 299 empfangen. AC-Leistungsverbraucher 295 können AC-Leistung von dem DCAC-Wandler 249 empfangen. Darüber hinaus können zusätzliche elektrische Leistungsverbraucher 239 (z. B. Emissionssteuervorrichtungen (elektrisch beheizte Katalysatoren, Luftpumpen, Kraftstoffreformer usw.), Gleichspannungswandler, DCAC-Wandler usw.) selektiv elektrisch an den elektrischen Leistungsverteilungsbus 291 mit hoher Spannung über interne Schalter innerhalb dieser Vorrichtungen gekoppelt sein, wie in 3 dargestellt.
Eine Motorabgabeleistung kann durch ein Zweimassenschwungrad 215 zu einem Eingang oder einer ersten Seite einer Antriebsstrangausrückkupplung 235 übertragen werden. Die Ausrückkupplung 236 kann elektrisch oder hydraulisch betätigt werden. Die stromabwärtige oder zweite Seite 234 der Ausrückkupplung 236 ist der Darstellung nach mechanisch an eine ISG-Eingangswelle 237 gekoppelt.
Der ISG 240 kann betrieben werden, um dem Antriebsstrang 200 Leistung bereitzustellen oder um Antriebsstrangleistung in elektrische Energie umzuwandeln, die in einem Regenerationsmodus in der elektrischen Energiespeichervorrichtung 262 gespeichert wird. Der ISG 240 steht in elektrischer Verbindung mit der elektrischen Energiespeichervorrichtung 262.
Der ISG 240 weist eine höhere Ausgangsleistungskapazität als der in 1 dargestellte Anlasser 96 oder der BISG 219 auf. Ferner treibt der ISG 240 den Antriebsstrang 200 direkt an oder wird direkt durch den Antriebsstrang 200 angetrieben. Es sind keine Riemen, Zahnräder oder Ketten zum Koppeln des ISG 240 an den Antriebsstrang 200 vorhanden. Vielmehr dreht sich der ISG 240 mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Antriebsstrang 200. Die elektrische Energiespeichervorrichtung 262 (z. B. eine Hochspannungsbatterie oder - leistungsquelle) kann eine Batterie, ein Kondensator oder ein Induktor sein. Die stromabwärtige Seite des ISG 240 ist über eine Welle 241 mechanisch an das Pumpenrad 285 des Drehmomentwandlers 206 gekoppelt. Die stromaufwärtige Seite des ISG 240 ist mechanisch an die Ausrückkupplung 236 gekoppelt. Der ISG 240 kann dem Antriebsstrang 200 über einen Betrieb als Elektromotor oder Generator, wie durch die Steuerung 252 der elektrischen Maschine angewiesen, eine positive Leistung oder eine negative Leistung bereitstellen.
Der Drehmomentwandler 206 beinhaltet ein Turbinenrad 286, um Leistung an eine Eingangswelle 270 abzugeben. Die Eingangswelle 270 koppelt den Drehmomentwandler 206 mechanisch an ein Automatikgetriebe 208. Der Drehmomentwandler 206 beinhaltet zudem eine Wandlerüberbrückungskupplung 212 (WÜK). Leistung wird direkt von dem Pumpenrad 285 an das Turbinenrad 286 übertragen, wenn die WÜK verriegelt ist. Die WÜK wird durch die Steuerung 254 elektrisch betätigt. Alternativ dazu kann die WÜK hydraulisch verriegelt werden. In einem Beispiel kann der Drehmomentwandler als eine Komponente des Getriebes bezeichnet werden.
Wenn die Wandlerüberbrückungskupplung 212 vollständig ausgerückt ist, überträgt der Drehmomentwandler 206 über Fluidtransfer zwischen dem Drehmomentwandlerturbinenrad 286 und dem Drehmomentwandlerpumpenrad 285 Motorleistung an das Automatikgetriebe 208, wodurch eine Drehmomentvervielfachung ermöglicht wird. Dagegen wird, wenn die Wandlerüberbrückungskupplung 212 vollständig eingerückt ist, die Motorausgangsleistung über die Drehmomentwandlerkupplung direkt an eine Eingangswelle 270 des Getriebes 208 übertragen. Alternativ dazu kann die Wandlerüberbrückungskupplung 212 teilweise eingerückt werden, wodurch es möglich ist, die direkt an das Getriebe übertragene Leistungsmenge einzustellen. Die Getriebesteuerung 254 kann dazu konfiguriert sein, die durch den Drehmomentwandler 212 übertragene Leistungsmenge durch Einstellen der Wandlerüberbrückungskupplung als Reaktion auf verschiedene Motorbetriebsbedingungen oder auf Grundlage einer fahrerbasierten Motorbetriebsanforderung einzustellen.
Der Drehmomentwandler 206 beinhaltet zudem eine Pumpe 283, die Fluid mit Druck beaufschlagt, um die Ausrückkupplung 236, eine Vorwärtskupplung 210 und Gangkupplungen 211 zu betätigen. Die Pumpe 283 wird über das Pumpenrad 285 angetrieben, das sich mit einer gleichen Drehzahl wie der ISG 240 dreht.
Das Automatikgetriebe 208 beinhaltet die Gangkupplungen (z. B. Gänge 1-10) 211 und die Vorwärtskupplung 210. Das Automatikgetriebe 208 ist ein Getriebe mit festen Übersetzungsverhältnissen. Alternativ dazu kann das Getriebe 208 ein stufenloses Getriebe sein, das eine Fähigkeit aufweist, ein Getriebe mit festen Übersetzungsverhältnissen und feste Übersetzungsverhältnisse zu simulieren. Die Gangkupplungen 211 und die Vorwärtskupplung 210 können selektiv eingerückt werden, um ein Übersetzungsverhältnis von einer Ist-Gesamtzahl an Drehungen der Eingangswelle 270 in eine Ist-Gesamtzahl an Drehungen der Räder 216 zu ändern. Die Gangkupplungen 211 können durch Einstellen von Fluid, das den Kupplungen über Schaltsteuermagnetventile 209 zugeführt wird, eingerückt oder ausgerückt werden. Die Leistungsabgabe von dem Automatikgetriebe 208 kann zudem an die Räder 216 weitergegeben werden, um das Fahrzeug über die Ausgangswelle 260 anzutreiben. Insbesondere kann das Automatikgetriebe 208 als Reaktion auf eine Fahrzeugfahrtbedingung vor dem Übertragen einer Ausgangsantriebsleistung eine Eingangsantriebsleistung an der Eingangswelle 270 an die Räder 216 übertragen. Die Getriebesteuerung 254 schaltet oder rückt die WÜK 212, die Gangkupplungen 211 und die Vorwärtskupplung 210 selektiv ein. Die Getriebesteuerung schaltet oder rückt zudem die WÜK 212, die Gangkupplungen 211 und die Vorwärtskupplung 210 selektiv aus.
Ferner kann durch das Betätigen von Reibungsradbremsen 218 eine Reibungskraft auf die Räder 216 ausgeübt werden. In einem Beispiel können die Reibungsradbremsen 218 als Reaktion darauf, dass ein menschlicher Fahrer mit dem Fuß auf ein Bremspedal (nicht dargestellt) drückt, und/oder als Reaktion auf Anweisungen innerhalb der Bremssteuerung 250 betätigt werden. Ferner kann die Bremssteuerung 250 die Bremsen 218 als Reaktion auf Informationen und/oder Anforderungen betätigen, die durch die Fahrzeugsystemsteuerung 255 erfolgen. In gleicher Weise kann eine Reibungskraft auf die Räder 216 als Reaktion darauf, dass der menschliche Fahrer ein Bremspedal mit seinem Fuß loslässt, als Reaktion auf Bremssteuerungsanweisungen und/oder Fahrzeugsystemsteuerungsanweisungen und/oder - informationen durch das Lösen der Radbremsen 218 verringert werden. Beispielsweise können die Fahrzeugbremsen als Teil einer automatisierten Motoranhalteprozedur über die Steuerung 250 eine Reibungskraft auf die Räder 216 ausüben.
Als Reaktion auf eine Anforderung zum Erhöhen einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs 225 kann die Fahrzeugsystemsteuerung eine Fahrerbedarfsleistung oder Leistungsanforderung von einem Antriebskraftpedal oder einer anderen Vorrichtung erlangen. Die Fahrzeugsystemsteuerung 255 weist dann einen Teil der angeforderten Fahrerbedarfsleistung dem Motor und den restlichen Teil dem ISG oder BISG zu. Die Fahrzeugsystemsteuerung 255 fordert die Motorleistung von der Motorsteuerung 12 und die ISG-Leistung von der Steuerung der elektrischen Maschine 252 an. Wenn die ISG-Leistung zuzüglich der Motorleistung unter einer Getriebeeingangsleistungsgrenze (z. B. einem nicht zu überschreitenden Schwellenwert) liegt, wird die Leistung an den Drehmomentwandler 206 abgegeben, der dann mindestens einen Teil der angeforderten Leistung an die Getriebeeingangswelle 270 weitergibt. Die Getriebesteuerung 254 verriegelt selektiv die Drehmomentwandlerkupplung 212 und rückt Gänge über die Gangkupplungen 211 als Reaktion auf Schaltpläne und WÜK-Überbrückungspläne ein, die auf der Eingangswellenleistung und der Fahrzeuggeschwindigkeit basieren können. Bei einigen Bedingungen, bei denen möglicherweise ein Laden der elektrischen Energiespeichervorrichtung 262 erwünscht ist, kann eine Ladeleistung (z. B. eine negative ISG-Leistung) angefordert werden, während eine Fahrerbedarfsleistung ungleich null vorliegt. Die Fahrzeugsystemsteuerung 255 kann eine erhöhte Motorleistung anfordern, um die Ladeleistung zu überwinden, um die Fahrerbedarfsleistung zu decken.
Als Reaktion auf eine Anforderung, das Fahrzeug 225 zu verlangsamen und eine Nutzbremsung bereitzustellen, kann die Fahrzeugsystemsteuerung auf Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Bremspedalposition eine negative Soll-Radleistung (z. B. Soll- oder angeforderte Antriebsstrangradleistung) bereitstellen. Die Fahrzeugsystemsteuerung 255 weist dann dem ISG 240 und dem Motor 10 einen Teil der negativen Soll-Radleistung zu. Die Fahrzeugsystemsteuerung kann zudem einen Teil der angeforderten Bremsleistung den Reibungsbremsen 218 zuweisen (z. B. Soll-Reibungsbremsradleistung). Ferner kann die Fahrzeugsystemsteuerung die Getriebesteuerung 254 darüber benachrichtigen, dass sich das Fahrzeug in einem Nutzbremsmodus befindet, sodass die Getriebesteuerung 254 die Gänge 211 auf Grundlage eines einzigartigen Schaltplans wechselt, um die Regenerationseffizienz zu erhöhen. Der Motor 10 und der ISG 240 können der Getriebeeingangswelle 270 eine negative Leistung bereitstellen, doch die durch den ISG 240 und den Motor 10 bereitgestellte negative Leistung kann durch die Getriebesteuerung 254 begrenzt sein, welche eine Begrenzung für die negative Getriebeeingangswellenleistung ausgibt (z. B. einen nicht zu überschreitenden Schwellenwert). Ferner kann die negative Leistung des ISG 240 auf Grundlage von Betriebsbedingungen der elektrischen Energiespeichervorrichtung 262, durch die Fahrzeugsystemsteuerung 255 oder die Steuerung 252 der elektrischen Maschine begrenzt werden (z. B. auf weniger als einen Schwellenwert für eine negative Schwellenleistung beschränkt). Ein beliebiger Teil der negativen Soll-Radleistung, die aufgrund von Getriebe- oder ISG-Begrenzungen nicht durch den ISG 240 bereitgestellt werden kann, kann dem Motor 10 und/oder den Reibungsbremsen 218 zugewiesen werden, sodass die Soll-Radleistung durch eine Kombination aus negativer Leistung (z. B. absorbierter Leistung) über die Reibungsbremsen 218, den Motor 10 und den ISG 240 bereitgestellt wird.
Dementsprechend kann die Leistungssteuerung der verschiedenen Antriebsstrangkomponenten durch die Fahrzeugsystemsteuerung 255 überwacht werden, wobei eine lokale Leistungssteuerung für den Motor 10, das Getriebe 208, die elektrische Maschine 240 und die Bremsen 218 über die Motorsteuerung 12, die Steuerung 252 der elektrischen Maschine, die Getriebesteuerung 254 und die Bremssteuerung 250 bereitgestellt wird.
Als ein Beispiel kann ein Motorleistungsabgabe durch das Einstellen einer Kombination aus Zündzeitpunkt, Kraftstoffimpulsbreite, Kraftstoffimpulstaktung und/oder Luftladung, durch das Steuern einer Drosselöffnung und/oder Ventiltaktung, Ventilhub und Aufladung bei Turbolader- oder Kompressorladermotoren gesteuert werden. Im Fall eines Dieselmotors kann die Steuerung 12 die Motorleistungsausgabe durch Steuern einer Kombination aus Kraftstoffimpulsbreite, Kraftstoffimpulszeitsteuerung und Luftladung steuern. Eine Motorbremsleistung oder negative Motorleistung kann durch Drehen des Motors bereitgestellt werden, bei dem der Motor Leistung erzeugt, die nicht ausreichend ist, um den Motor zu drehen. Somit kann der Motor eine Bremsleistung durch einen Betrieb mit geringer Leistung, während Kraftstoff verbrannt wird, mit einem oder mehreren abgeschalteten Zylindern (die z. B. keinen Kraftstoff verbrennen), oder wenn alle Zylinder abgeschaltet sind, erzeugen, während sich der Motor dreht. Die Menge an Motorbremsleistung kann über das Einstellen der Motorventiltaktung eingestellt werden. Die Motorventiltaktung kann eingestellt werden, um die Motorverdichtungsarbeit zu erhöhen oder zu verringern. Ferner kann die Motorventiltaktung eingestellt werden, um die Motorausdehnungsarbeit zu erhöhen oder zu verringern. In allen Fällen kann die Motorsteuerung auf einer Zylinder-für-Zylinder-Basis durchgeführt werden, um die Motorleistungsausgabe zu steuern.
Die Steuerung 252 der elektrischen Maschine kann die Leistungsabgabe und die Erzeugung elektrischer Energie von dem ISG 240 steuern, indem sie den Strom einstellt, der zu und von Feld- und/oder Ankerwicklungen des ISG fließt, wie auf dem Fachgebiet bekannt ist.
Die Getriebesteuerung 254 empfängt die Getriebeeingangswellenposition über einen Positionssensor 271. Die Getriebesteuerung 254 kann die Getriebeeingangswellenposition durch Unterscheiden eines Signals von dem Positionssensor 271 oder Zählen einer Anzahl bekannter Winkelabstandsimpulse über ein vorbestimmtes Zeitintervall hinweg in eine Eingangswellendrehzahl umwandeln. Die Getriebesteuerung 254 kann das Drehmoment der Getriebeausgangswelle von einem Drehmomentsensor 272 empfangen. Alternativ kann der Sensor 272 ein Positionssensor oder ein Drehmoment- und Positionssensor sein. Wenn der Sensor 272 ein Positionssensor ist, kann die Steuerung 254 Wellenpositionsimpulse über ein vorbestimmtes Zeitintervall hinweg zählen, um die Getriebeausgangswellengeschwindigkeit zu bestimmen. Die Getriebesteuerung 254 kann zudem die Getriebeausgangswellendrehzahl differenzieren, um eine Änderungsrate einer Getriebeausgangswellendrehzahl zu bestimmen. Die Getriebesteuerung 254, die Motorsteuerung 12 und die Fahrzeugsystemsteuerung 255 können zudem zusätzliche Getriebeinformationen von Sensoren 277 empfangen, zu denen u. a. Drucksensoren der Pumpenausgangsleitung, hydraulische Drucksensoren des Getriebes (z. B. Fluiddrucksensoren der Gangkupplungen), ISG-Temperatursensoren und BISG-Temperaturen, Gangschalthebelsensoren und Umgebungstemperatursensoren gehören können. Die Getriebesteuerung 254 kann zudem eine angeforderte Gangeingabe von einem Gangschalthebel 290 (z. B. einer Mensch-Maschine-Schnittstellenvorrichtung) empfangen. Der Gangschalthebel 290 kann Positionen für die Gänge 1-N (wobei N eine obere Gangzahl ist), D (Fahren) und P (Parken) beinhalten.
Die Bremssteuerung 250 empfängt Raddrehzahlinformationen über einen Raddrehzahlsensor 221 und Bremsanforderungen von der Fahrzeugsystemsteuerung 255. Die Bremssteuerung 250 kann zudem Bremspedalpositionsinformationen von dem in 1 dargestellten Bremspedalsensor 154 direkt oder über das CAN 299 empfangen. Die Bremssteuerung 250 kann als Reaktion auf einen Radleistungsbefehl von der Fahrzeugsystemsteuerung 255 ein Bremsen bereitstellen. Die Bremssteuerung 250 kann zudem ein Antiblockier- und Fahrzeugstabilitätsbremsen bereitstellen, um das Bremsen und die Stabilität des Fahrzeugs zu verbessern. Dabei kann die Bremssteuerung 250 eine Radleistungsbegrenzung (z. B. einen nicht zu überschreitenden Schwellenwert für die negative Radleistung) an die Fahrzeugsystemsteuerung 255 bereitstellen, sodass eine negative ISG-Leistung nicht dazu führt, dass die Radleistungsbegrenzung überschritten wird. Beispielsweise wird, falls die Steuerung 250 eine Begrenzung der negativen Radleistung von 50 Nm ausgibt, die ISG-Leistung so eingestellt, dass sie weniger als 50 Nm (z. B. 49 Nm) an negativer Leistung an den Rädern bereitstellt, einschließlich unter Berücksichtigung der Getriebeübersetzung.
Somit stellt das System aus den 1 und 2 ein System bereit, umfassend: einen elektrischen Leistungsverteilungsbus; eine Traktionsbatterie, die elektrisch an den elektrischen Leistungsverteilungsbus gekoppelt ist; einen ersten elektrischen Leistungsverbraucher, der elektrisch an den elektrische Leistungsverteilungsbus gekoppelt ist; einen oder mehrere elektrische Leistungsverbraucher, die elektrisch an den ersten elektrischen Leistungsverbraucher gekoppelt sind; und eine Steuerung, die in einem dauerhaften Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen beinhaltet, welche die Steuerung dazu veranlassen, einen Ausgang des ersten elektrischen Leistungsverbrauchers elektrisch von dem einen oder den mehreren elektrischen Leistungsverbrauchern als Reaktion darauf zu entkoppeln, dass eine Spannungswelligkeit des elektrischen Verteilungsbusses einen Schwellenpegel überschreitet. Das System beinhaltet, dass der Ausgang des ersten elektrischen Leistungsverbrauchers über einen Schalter elektrisch von dem einen oder den mehreren elektrischen Leistungsverbrauchern entkoppelt ist. Das System umfasst ferner zusätzliche Anweisungen zum elektrischen Koppeln des ersten elektrischen Leistungsverbrauchers an den elektrischen Leistungsverteilungsbus als Reaktion darauf, dass die Spannungswelligkeit des elektrischen Verteilungsbusses den Schwellenpegel überschreitet. Das System beinhaltet, dass der eine oder die mehreren elektrischen Leistungsverbraucher Wechselstromleistungsverbraucher sind. Das System beinhaltet, dass der elektrische Leistungsverteilungsbus elektrische Leistung zwischen der Traktionsbatterie und einem Wechselrichter überträgt. Das System beinhaltet, dass der elektrische Leistungsverteilungsbus elektrische Leistung zwischen der Traktionsbatterie und einem Gleichstromwandler überträgt. Das System beinhaltet, dass der elektrische Leistungsverteilungsbus elektrische Leistung zwischen der Traktionsbatterie und dem ersten elektrischen Leistungsverbraucher überträgt und dass der erste elektrische Leistungsverbraucher ein DCAC-Wandler ist.
Bezogen auf 3 ist eine schematische Ansicht des DCAC-Wandlers 249 dargestellt. Der DCAC-Wandler 249 beinhaltet einen DC-Leistungseingang 300. Der DC-Leistungseingang 300 ist elektrisch an einen Eingangstrennschalter 302 gekoppelt. Der Eingangstrennschalter kann ein Feldeffekttransistor, ein Metalloxid-Feldeffekttransistor oder eine andere bekannte Schaltvorrichtung sein. Der Eingangstrennschalter 302 kann selektiv elektrische Kommunikation zwischen dem DC-Leistungseingang 300 und einer Batterie von Kondensatoren 304 ermöglichen. Die Kondensatoren 304 sind elektrisch an den Eingang 310 des Transformators 305 gekoppelt. Der Ausgang 312 des Transformators 305 wird in die H-Brücke 306 eingegeben, um AC-Leistung zu erzeugen. Die AC-Leistung wird den Steckbuchsen 289 über den DCAC-Wandlerausgang 314 zugeführt. Ein Schalter 320 kann den DCAC-Wandlerausgang 314 selektiv an die in 2 dargestellten Steckbuchsen 289 und AC-Leistungsverbraucher 295 koppeln. Bei dem Schalter 320 kann es sich um einen Feldeffekttransistor, Relaiskontakte oder eine andere bekannte Schaltvorrichtung handeln. Die Steuerlogik 315 kann den Schalter 320 gemäß den über das CAN 299 empfangenen Anweisungen öffnen und schließen.
Bezogen auf 4 sind nun Verläufe eines beispielhaften prophetischen Betriebsablaufs des elektrischen Leistungsverteilungsbusses gemäß dem Verfahren aus 5 dargestellt. Der beispielhafte Ablauf kann durch das System aus den 1 und 2 zusammen mit dem Verfahren aus 5 bereitgestellt werden. Die Verläufe sind zeitlich abgestimmt und erfolgen gleichzeitig. Die vertikalen Linien bei t0-t4 geben besonders interessante Zeitpunkte in dem Ablauf an.
Der erste Verlauf von oben in 4 ist der Verlauf eines Zustands übermäßiger Spannungswelligkeit an dem elektrischen Leistungsverteilungsbus gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse stellt den Zustand übermäßiger Spannungswelligkeit an dem elektrischen Leistungsverteilungsbus dar und eine übermäßige Spannungswelligkeit liegt vor, wenn sich die Kurve 402 auf einem Pegel befindet, der nahe dem Pfeil der horizontalen Achse liegt. Es liegt keine übermäßige Spannungswelligkeit vor, wenn sich die Kurve 402 nahe der horizontalen Achse befindet. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die Kurve 402 stellt den Zustand übermäßiger Spannungswelligkeit an dem elektrischen Leistungsverteilungsbus dar.
Der zweite Verlauf von oben in 4 ist der Verlauf eines elektrischen Leistungszustands des elektrischen Leistungsverbrauchers gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse stellt den elektrischen Leistungszustand des elektrischen Leistungsverbrauchers dar und elektrische Leistung ist an den elektrischen Leistungsverbraucher angelegt, wenn sich die Kurve 404 auf einem höheren Pegel nahe dem Pfeil der vertikalen Achse befindet. Es ist keine elektrische Leistung an den elektrischen Leistungsverbraucher angelegt, wenn sich die Kurve 404 auf einem niedrigeren Pegel nahe der horizontalen Achse befindet. Die elektrischen Leistungsverbraucher können elektrisch angetriebene Vorrichtungen sein, die elektrisch an den elektrischen Leistungsverteilungsbus gekoppelt sind, der an die Traktionsbatterie gekoppelt ist. Einige der elektrischen Leistungsverbraucher stellen der Fahrzeugkraftübertragung kein Drehmoment bereit. Vielmehr können diese elektrischen Leistungsverbraucher u. a. DCAC-Wandler, elektrische Servolenksysteme, Pumpen, Emissionssteuervorrichtungen usw. beinhalten. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die Kurve 404 stellt den elektrischen Leistungszustand des elektrischen Leistungsverbrauchers dar.
Der dritte Verlauf von oben in 4 ist der Verlauf eines Ausgangszustands des elektrischen Leistungsverbrauchers gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse stellt den Ausgangszustand des elektrischen Leistungsverbrauchers dar und der Ausgang des elektrischen Leistungsverbrauchers ist elektrisch an einen anderen elektrischen Leistungsverbraucher gekoppelt, wenn sich die Kurve 406 auf einem höheren Pegel nahe dem Pfeil der vertikalen Achse befindet. Der Ausgang des elektrischen Leistungsverbrauchers ist nicht elektrisch an den anderen elektrischen Leistungsverbraucher gekoppelt, wenn sich die Kurve 406 auf einem niedrigeren Pegel nahe der vertikalen Achse befindet. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die Kurve 406 stellt den Ausgangszustand des elektrischen Leistungsverbrauchers dar.
Der vierte Verlauf von oben in 4 ist ein Verlauf einer Spannung des elektrischen Leistungsverteilungsbusses gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse stellt die Spannung des elektrischen Leistungsverteilungsbusses dar und die Spannung nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die Kurve 408 stellt die Spannung des elektrischen Leistungsverteilungsbusses gegenüber der Zeit dar. Eine Spannungswelligkeit an dem elektrischen Leistungsverteilungsbus ist bei 452 angegeben, was zeigt, dass die Amplitude der Spannung zunimmt und abnimmt. Die Schwingungsbreite der Spannungswelligkeit des elektrischen Leistungsverteilungsbusses ist durch den Pfeil bei 450 angegeben.
Zum Zeitpunkt t0 liegt keine übermäßige Spannungswelligkeit an dem elektrischen Leistungsverteilungsbus mit hoher Spannung (z. B. 291 aus 2) vor und wird elektrische Leistung elektrischen Leistungsverbrauchern zugeführt, die an den elektrischen Leistungsverteilungsbus mit hoher Spannung gekoppelt sind. Darüber hinaus sind die Ausgänge der elektrischen Leistungsverbraucher an andere elektrische Leistungsverbraucher gekoppelt, sodass die elektrischen Leistungsverbraucher betrieben werden können. Beispielsweise ist der Ausgang eines DCAC-Wandlers (erster elektrischer Leistungsverbraucher) an eine Säge (z. B. zweiter elektrischer Leistungsverbraucher) gekoppelt, die sich außerhalb des Fahrzeugs befindet. Am elektrischen Leistungsverteilungsbus ist eine sehr geringe Spannungswelligkeit dargestellt.
Zum Zeitpunkt 11 nimmt die übermäßige Spannungswelligkeit an dem elektrischen Leistungsverteilungsbus mit hoher Spannung zu, sodass sie größer als ein Schwellenwert ist, wie durch die Kurve 402 für übermäßige Spannungswelligkeit angegeben, die von einem niedrigen Pegel zu einem hohen Pegel übergeht. Die übermäßige Spannungswelligkeit kann am elektrischen Leistungsverteilungsbus mit hoher Spannung auftreten, wenn eine Traktionsbatterie von dem elektrischen Leistungsverteilungsbus mit hoher Spannung getrennt wird. Die übermäßige Spannungswelligkeit kann durch eine Verringerung der Kapazität verursacht werden, die an den elektrischen Leistungsverteilungsbus mit hoher Spannung gekoppelt ist.
Darüber hinaus wird elektrische Leistung von den elektrischen Leistungsverbrauchern abgeführt, die elektrisch an den elektrischen Leistungsverteilungsbus mit hoher Spannung gekoppelt sind, wie durch die Kurve 404 angegeben, die von einem höheren Pegel zu einem niedrigeren Pegel übergeht. Ferner sind die Ausgänge der elektrischen Leistungsverbraucher von elektrischen Lasten entkoppelt, wie durch die Kurve 406 angegeben, die von einem hohen Pegel zu einem niedrigen Pegel übergeht. Durch Entkoppeln der elektrischen Lasten von den elektrischen Leistungsverbrauchern kann eine Leistungsmenge verringert werden, die über den elektrischen Leistungsverteilungsbus mit hoher Spannung übertragen wird, sodass die durch den elektrischen Leistungsverteilungsbus mit hoher Spannung geführte Spannung nicht abfällt und sodass die elektrische Last an dem elektrischen Leistungsverteilungsbus mit hoher Spannung verringert werden kann. Der Darstellung nach nimmt die Spannungswelligkeit zum Zeitpunkt 11 erheblich zu.
Zum Zeitpunkt t2 wird wieder elektrische Leistung den elektrischen Leistungsverbrauchern zugeführt, die elektrisch an den elektrischen Leistungsverteilungsbus mit hoher Spannung gekoppelt sind, wie durch die Kurve 404 angegeben, die von einem niedrigeren Pegel zu einem höheren Pegel übergeht. Die Ausgänge der elektrischen Leistungsverbraucher bleiben von elektrischen Leistungsverbrauchern entkoppelt, wie durch die Kurve 406 angegeben, sodass die elektrische Last an dem elektrischen Leistungsverteilungsbus mit hoher Spannung gesenkt wird. Durch Koppeln der elektrischen Leistungsverbraucher an den elektrischen Leistungsverteilungsbus mit hoher Spannung kann es möglich sein, übermäßige Spannungswelligkeit zu verringern. Der Zustand übermäßiger Spannungswelligkeit ändert sich jedoch nicht, da die zugrunde liegenden Bedingungen für die übermäßige Spannungswelligkeit bestehen bleiben. Insbesondere bleibt die Traktionsbatterie (nicht dargestellt) von dem elektrischen Leistungsverteilungsbus mit hoher Spannung entkoppelt oder erzeugt eine Quelle weiterhin Spannungswelligkeit. Die Spannungswelligkeit wird zum Zeitpunkt t2 verringert.
Zum Zeitpunkt t3 wechselt der Zustand der übermäßigen Spannungswelligkeit von dem höheren Pegel zu dem niedrigeren Pegel, um anzugeben, dass keine Bedingungen übermäßiger Spannungswelligkeit mehr vorliegen. In einem Beispiel kann die Traktionsbatterie zum Zeitpunkt t3 elektrisch an den elektrischen Hochspannungsleistungsverteilungsbus gekoppelt werden (nicht dargestellt). Elektrische Leistung wird weiterhin an die elektrischen Leistungsverbraucher abgegeben und der Ausgang der elektrischen Leistungsverbraucher bleibt von elektrischen Leistungsverbrauchern entkoppelt. Die Spannungswelligkeit wird zum Zeitpunkt t3 erheblich verringert.
Zum Zeitpunkt t4 liegt die übermäßige Spannungswelligkeit nicht vor, wird elektrische Leistung den elektrischen Leistungsverbrauchern zugeführt und werden Ausgänge der elektrischen Leistungsverbraucher elektrisch an andere elektrische Leistungsverbraucher gekoppelt. Die Ausgänge der elektrischen Leistungsverbraucher können als Reaktion auf die Beseitigung des Zustands übermäßiger Spannungswelligkeit an andere elektrische Leistungsverbraucher gekoppelt werden.
Bezogen auf 5 wird nun ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines elektrischen Leistungsverteilungsbusses dargestellt. Das Verfahren aus 5 kann in das System aus den 1-2 aufgenommen sein und mit diesem zusammenarbeiten. Ferner können zumindest Teile des Verfahrens aus 5 als ausführbare Anweisungen eingebunden sein, die in einem dauerhaften Speicher gespeichert sind, während andere Teile des Verfahrens über eine Steuerung durchgeführt werden können, die Betriebszustände von Vorrichtungen und Aktoren in der realen Welt umwandelt. Die in dem dauerhaften Speicher gespeicherten ausführbaren Anweisungen können durch Aktualisierungen über eine Luftschnittstelle (z. B. über einen Satelliten oder ein Mobilfunknetz) aktualisiert werden.
Bei 502 bestimmt das Verfahren 500 Betriebsbedingungen des Fahrzeugleistungssystems. In einem Beispiel bestimmt das Verfahren 500 eine Welligkeitsspannung eines elektrischen Leistungsverteilungsbusses mit hoher Spannung durch Messen der Spannung des elektrischen Leistungsverteilungsbusses mit hoher Spannung. Das Verfahren 500 kann zudem bestimmen, ob die Traktionsbatterie elektrisch an den elektrischen Leistungsverteilungsbus mit hoher Spannung gekoppelt ist. Darüber hinaus kann das Verfahren 500 bestimmen, ob Ausgänge von elektrischen Leistungsverbrauchern, die elektrisch an den elektrischen Leistungsverteilungsbus mit hoher Spannung gekoppelt sind, elektrisch an andere elektrische Leistungsverbraucher gekoppelt oder von diesen entkoppelt sind. Das Verfahren 500 geht nach dem Bestimmen der Betriebsbedingungen des Fahrzeugleistungssystems zu 504 über.
Bei 504 beurteilt das Verfahren 500, ob die Welligkeitsspannung (z. B. ein variierender Teil der Spannung an dem elektrischen Leistungsverteilungsbus mit hoher Spannung) größer ist als ein Schwellenwert (z. B. Schwingungsbreite von 2 Volt im zeitlich veränderlichen Teil der Spannung an dem elektrischen Leistungsverteilungsbus mit hoher Spannung) oder ob eine Traktionsbatterie oder andere Batterie von dem elektrischen Leistungsverteilungsbus mit hoher Spannung entkoppelt wurde. Wenn dies der Fall ist, lautet die Antwort Ja und geht das Verfahren 500 zu 506 über. Anderenfalls lautet die Antwort Nein und geht das Verfahren 500 zu 520 über.
Bei 520 koppelt das Verfahren 500 elektrische Leistungsverbraucher elektrisch an den elektrischen Leistungsverteilungsbus mit hoher Spannung. Beispielsweise kann das Verfahren 500 den Trennschalter 302 schließen, um den DCAC-Wandler 249 an den elektrischen Leistungsverteilungsbus mit hoher Spannung zu koppeln. Durch Koppeln der elektrischen Leistungsverbraucher an den elektrischen Leistungsverteilungsbus mit hoher Spannung können die elektrischen Leistungsverbraucher angeschaltet werden. Das Verfahren 500 geht zu 522 über.
Bei 522 schaltet das Verfahren 500 Ausgangsschaltungen von elektrischen Leistungsverbrauchern an, sodass die elektrischen Leistungsverbraucher andere elektrische Leistungsverbraucher mit Leistung versorgen können. In einem Beispiel kann das Verfahren 500 den Schalter 320 schließen, um den Ausgang des DCAC-Wandlers 249 anzuschalten, oder alternativ können Schalter auf einer Primärseite oder einer Sekundärseite einer Spule oder eines Transformators in dem DCAC angeschaltet werden. Ebenso kann das Verfahren 500 Ausgänge anderer elektrischer Leistungsverbraucher anschalten. Das Verfahren 500 geht zum Ende über.
Bei 506 schaltet das Verfahren 500 den elektrischen Leistungsfluss zu ausgewählten elektrischen Leistungsverbrauchern aus, die nicht daran beteiligt sind, der Fahrzeugkraftübertragung oder dem Antriebsstrang Antriebskraft bereitzustellen. Beispielsweise kann das Verfahren 500 einen DCAC-Wandler von dem elektrischen Leistungsverteilungsbus mit hoher Spannung entkoppeln, während es einem Wechselrichter, der an eine elektrische Maschine gekoppelt ist, die Drehmoment an die Kraftübertragung abgibt, ermöglicht, elektrisch an den elektrischen Leistungsverteilungsbus mit hoher Spannung gekoppelt zu bleiben. Darüber hinaus kann das Verfahren 500 einen Gleichspannungswandler, der einem Servolenksystem, einer Niederspannungsbatterie und anderen Vorrichtungen elektrische Leistung zuführt, an den elektrischen Leistungsverteilungsbus mit hoher Spannung gekoppelt halten. In einigen Ausführungsformen kann Schritt 506 optional sein.
Das Verfahren 500 kann zudem Fahrzeuginsassen und/oder einer entfernten Vorrichtung, wie etwa einem Server in einer Fahrzeugserviceeinrichtung, mitteilen, welche Vorrichtungen elektrisch an die elektrische Leistungsverteilungsvorrichtung mit hoher Spannung gekoppelt sind und/oder welche Vorrichtungen elektrisch von dem elektrischen Leistungsverteilungsbus mit hoher Spannung entkoppelt wurden. Das Verfahren 500 kann Fahrzeuginsassen den Vorrichtungsstatus über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle 11 mitteilen. Das Verfahren 500 geht zu 508 über.
Bei 508 schaltet das Verfahren 500 Ausgänge von ausgewählten elektrischen Leistungsverbrauchern aus, die nicht daran beteiligt sind, der Kraftübertragung Antriebskraft bereitzustellen. Durch Ausschalten von Ausgängen ausgewählter elektrischer Leistungsverbraucher kann es für das Fahrzeug möglich sein, Antriebskraft zu erzeugen. In einem Beispiel können Schalter geöffnet werden, um Ausgänge der ausgewählten elektrischen Leistungsverbraucher von elektrischen Leistungsverbrauchern zu entkoppeln. Beispielsweise kann der Schalter 320 geöffnet werden, um den DCAC-Wandler 249 von Steckbuchsen 289 und elektrischen Leistungsverbrauchern 295 zu entkoppeln. In anderen Beispielen können Ausgänge von Vorrichtungen abgeschaltet werden, sodass stromabwärtigen elektrischen Leistungsverbrauchern (z. B. elektrischen Leistungsverbrauchern, die elektrische Leistung von der Vorrichtung mit dem abgeschalteten Ausgabe empfangen können) keine elektrische Leistung zugeführt wird. Die Ausgänge derartiger Vorrichtungen können über Abschaltschalter einer H-Brücke oder Schalter, die selektiv elektrische Leistung zu einem Induktor oder Transformator zuführen, abgeschaltet werden.
Das Verfahren 500 kann zudem Fahrzeuginsassen und/oder einer entfernten Vorrichtung, wie etwa einem Server in einer Fahrzeugserviceeinrichtung, mitteilen, welche der ausgewählten elektrischen Leistungsverbraucher nicht an der Breitstellung von Antriebskraft an die Kraftübertragung beteiligt sind und bei welchen der Ausgang ausgeschaltet ist. Das Verfahren 500 kann Fahrzeuginsassen den Vorrichtungsstatus über die Mensch-Maschine-Schnittstelle 11 mitteilen. Das Verfahren 500 geht zu 510 über.
Bei 510 schaltet das Verfahren 500 den elektrischen Leistungsfluss zu einem oder mehreren ausgewählten elektrischen Leistungsverbrauchern ein, die keine Antriebskraft für den Antriebsstrang bereitstellen und die kapazitive Eingangslasten (z. B. eine Kondensatorbatterie) beinhalten. Durch Schließen von Schaltern, welche die ausgewählten elektrischen Leistungsverbraucher elektrisch an den elektrischen Leistungsverteilungsbus mit hoher Spannung koppeln, kann es möglich sein, eine Welligkeitsspannung des elektrischen Leistungsverteilungsbusses mit hoher Spannung zu verringern. Insbesondere können kapazitive Lasten der ausgewählten elektrischen Leistungsverbraucher eine Welligkeitsspannung des elektrischen Leistungsverteilungsbusses mit hoher Spannung verringern, insbesondere da die ausgewählten elektrischen Leistungsverbraucher anderen elektrischen Leistungsverbrauchern keine elektrische Leistung zuführen. Beispielsweise kann der Schalter 302 geschlossen werden, um den DCAC elektrisch an den elektrischen Leistungsverteilungsbus mit hoher Spannung zu koppeln.
Das Verfahren 500 kann zudem Fahrzeuginsassen und/oder einer entfernten Vorrichtung, wie etwa einem Server in einer Fahrzeugserviceeinrichtung, mitteilen, welche der ausgewählten elektrischen Leistungsverbraucher, die nicht an der Breitstellung von Antriebskraft an die Kraftübertragung beteiligt sind, elektrisch an den elektrischen Leistungsverteilungsbus mit hoher Spannung gekoppelt sind. Das Verfahren 500 kann den Status von Vorrichtungen, die elektrisch an den elektrischen Leistungsverteilungsbus mit hoher Spannung gekoppelt sind, Fahrzeuginsassen über die Mensch-Maschine-Schnittstelle 11 mitteilen. Das Verfahren 500 geht zu 512 über.
Bei 512 beurteilt das Verfahren 500, ob die Quelle der Welligkeitsspannung des elektrischen Leistungsverteilungsbusses mit hoher Spannung behoben ist oder ob ausgewählte Vorrichtungen elektrisch an den elektrischen Leistungsverteilungsbus mit hoher Spannung gekoppelt sind. Wenn zum Beispiel die Quelle der Welligkeitsspannung eine Vorrichtung ist, die Schaltgeräusche an dem elektrischen Leistungsverteilungsbus mit hoher Spannung auslöst und die Vorrichtung von dem elektrischen Leistungsverteilungsbus mit hoher Spannung entkoppelt wurde, dann kann das Verfahren 500 beurteilen, dass die Quelle der Welligkeitsspannung des elektrischen Leistungsverteilungsbusses mit hoher Spannung behoben wurde. Alternativ dazu kann, wenn eine Traktionsbatterie von dem elektrischen Leistungsverteilungsbus mit hoher Spannung entkoppelt und dann wieder an den elektrischen Leistungsverteilungsbus mit hoher Spannung gekoppelt würde, das Verfahren 500 beurteilen, dass die Welligkeit des elektrischen Leistungsverteilungsbusses mit hoher Spannung über die Kapazität der Traktionsbatterie verringert wurde. Wenn das Verfahren 500 beurteilt, dass die Quelle der Welligkeitsspannung des elektrischen Leistungsverteilungsbusses mit hoher Spannung behoben ist oder dass ausgewählte Vorrichtungen elektrisch an den elektrischen Leistungsverteilungsbus mit hoher Spannung gekoppelt sind, lautet die Antwort Ja und geht das Verfahren 500 zu 514 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und kehrt das Verfahren 500 zu 512 zurück.
Bei 514 schaltet das Verfahren 500 Ausgänge von ausgewählten elektrischen Leistungsverbrauchern ein, die nicht daran beteiligt sind, der Kraftübertragung Antriebskraft bereitzustellen. In einem Beispiel können Schalter geschlossen werden, um Ausgänge der ausgewählten elektrischen Leistungsverbraucher an elektrische Leistungsverbrauchern zu koppeln. Beispielsweise kann der Schalter 320 geschlossen werden, um den DCAC-Wandler 249 an die Steckbuchsen 289 und die elektrischen Leistungsverbraucher 295 zu koppeln.
Das Verfahren 500 kann zudem Fahrzeuginsassen und/oder einer entfernten Vorrichtung, wie etwa einem Server in einer Fahrzeugserviceeinrichtung, mitteilen, bei welchen der ausgewählten elektrischen Leistungsverbraucher, die nicht an der Breitstellung von Antriebskraft an die Kraftübertragung beteiligt sind, die Ausgänge eingeschaltet sind. Das Verfahren 500 kann Fahrzeuginsassen den Status von Vorrichtungen, deren Ausgänge eingeschaltet sind, über die Mensch-Maschine-Schnittstelle 11 mitteilen. Das Verfahren 500 geht zum Ende über.
Auf diese Weise kann es möglich sein, die Welligkeitsspannung eines elektrischen Leistungsverteilungsbus mit hoher Spannung zu verringern. Durch das Verringern der Welligkeitsspannung kann eine Möglichkeit verringert werden, dass Vorrichtungen, die elektrisch an den elektrischen Leistungsverteilungsbus mit hoher Spannung gekoppelt sind, beeinträchtigt werden. Darüber hinaus kann das Verfahren, während das hier erörterte Verfahren elektrische Leistungsverteilungsbusse mit hoher Spannung beschreibt, auch auf elektrische Leistungsverteilungsbusse mit niedriger Spannung und andere angewandt werden. Somit können Vorrichtungen, die Kapazität beinhalten, an einen elektrischen Leistungsverteilungsbus gekoppelt sein, wenn eine Welligkeitsspannung des elektrischen Leistungsverteilungsbusses einen Schwellenpegel überschreitet.
Somit stellt das Verfahren aus 5 ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Leistungsverteilungsbusses eines Fahrzeugs bereit, umfassend: elektrisches Koppeln einer Vorrichtung (z. B. eines elektrischen Leistungsverbrauchers), die eine kapazitive Eingangslast beinhaltet, an den elektrischen Leistungsverteilungsbus als Reaktion darauf, dass eine Spannungswelligkeit des elektrischen Leistungsverteilungsbusses einen Schwellenpegel überschreitet; und elektrisches Entkoppeln eines Ausgangs der Vorrichtung von anderen Vorrichtungen (z. B. elektrischen Leistungsverbrauchern). Das Verfahren beinhaltet, dass die anderen elektrischen Leistungsverbraucher Wechselstromleistungsverbraucher beinhalten. Das Verfahren beinhaltet, dass der elektrische Leistungsverbraucher ein Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler ist. Das Verfahren beinhaltet, dass der Ausgang des elektrischen Leistungsverbrauchers über einen Schalter elektrisch von den anderen elektrischen Leistungsverbrauchern entkoppelt wird. Das Verfahren umfasst ferner Ableiten, dass die Spannungswelligkeit des elektrischen Leistungsverteilungsbusses den Schwellenwert überschreitet, wenn eine Traktionsbatterie von dem elektrischen Leistungsverteilungsbus entkoppelt wird. Das Verfahren umfasst ferner Entkoppeln einer Traktionsbatterie von dem elektrischen Leistungsverteilungsbus. Das Verfahren umfasst ferner Zuführen von elektrischer Leistung von einer Traktionsbatterie zu einer elektrischen Maschine über den elektrischen Leistungsverteilungsbus und Antreiben des Fahrzeugs über die elektrische Maschine. Das Verfahren umfasst ferner Koppeln des Ausgangs des elektrischen Leistungsverbrauchers an die anderen elektrische Leistungsverbraucher, wenn die Spannungswelligkeit des elektrischen Leistungsverteilungsbusse unter dem Schwellenpegel liegt.
Das Verfahren aus 5 stellt zudem ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Leistungsverteilungsbusses eines Fahrzeugs bereit, umfassend: elektrisches Entkoppeln eines elektrischen Leistungsverbrauchers, der eine kapazitive Eingangslast beinhaltet, von dem elektrischen Leistungsverteilungsbus als Reaktion darauf, dass eine Spannungswelligkeit des elektrischen Leistungsverteilungsbusses einen Schwellenpegel überschreitet; elektrisches Entkoppeln eines Ausgangs des elektrischen Leistungsverbrauchers von anderen elektrischen Leistungsverbrauchern; und elektrisches Koppeln eines elektrischen Leistungsverbrauchers, der eine kapazitive Eingangslast beinhaltet, an den elektrischen Leistungsverteilungsbus nach Entkoppeln des Ausgangs des elektrischen Leistungsverbrauchs von den anderen elektrischen Leistungsverbrauchern. Das Verfahren beinhaltet, dass der Ausgang des elektrischen Leistungsverbrauchers über einen Schalter von den anderen elektrischen Leistungsverbrauchern entkoppelt wird. Das Verfahren beinhaltet, dass der elektrische Leistungsverbraucher ein DCAC-Wandler ist. Das Verfahren beinhaltet, dass die anderen elektrischen Leistungsverbraucher AC-Leistung verbrauchen. Das Verfahren beinhaltet, dass die Spannungswelligkeit auftritt, wenn eine Traktionsbatterie von dem elektrischen Leistungsverteilungsbus entkoppelt wird.
Es ist zu beachten, dass die in dieser Schrift enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die in dieser Schrift offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in dauerhaftem Speicher gespeichert und durch das Steuersystem einschließlich der Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und anderer Motorhardware ausgeführt werden. Die konkreten in dieser Schrift beschriebenen Programme können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl an Verarbeitungsstrategien darstellen, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen. Daher können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen in der veranschaulichten Abfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der in dieser Schrift beschriebenen Ausführungsbeispiele zu erzielen, sondern zur Vereinfachung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine(r) oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen können abhängig von der bestimmten verwendeten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner kann mindestens ein Teil der beschriebenen Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen Code graphisch darstellen, der in einen nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Steuersystem programmiert werden soll. Die Steuerhandlungen können zudem den Betriebszustand von einem oder mehreren Sensoren oder Aktoren in der physischen Welt umwandeln, wenn die beschriebenen Handlungen ausgeführt werden, indem die Anweisungen in einem System ausgeführt werden, das die verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit einer oder mehreren Steuerungen beinhaltet.
Damit ist die Beschreibung abgeschlossen. Beim Lesen derselben durch einen Fachmann kämen viele Änderungen und Modifikationen in den Sinn, ohne vom Geist und Umfang der Beschreibung abzuweichen. Zum Beispiel könnten Einzylinder-, I3-, 14-, 15-, V6-, V8-, V10- und V12-Motoren, die mit Erdgas, Benzin, Diesel oder alternativen Kraftstoffkonfigurationen betrieben werden, die vorliegende Beschreibung vorteilhaft nutzen.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Leistungsverteilungsbusses eines Fahrzeugs, umfassend: elektrisches Koppeln eines elektrischen Leistungsverbrauchers, der eine kapazitive Eingangslast beinhaltet, an den elektrischen Leistungsverteilungsbus als Reaktion darauf, dass eine Spannungswelligkeit des elektrischen Leistungsverteilungsbusses einen Schwellenpegel überschreitet; und elektrisches Entkoppeln eines Ausgangs des elektrischen Leistungsverbrauchers von anderen elektrischen Leistungsverbrauchern.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die anderen elektrischen Leistungsverbraucher Wechselstromleistungsverbraucher beinhalten.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der elektrische Leistungsverbraucher ein Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Ausgang des elektrischen Leistungsverbrauchers über einen Schalter elektrisch von den anderen elektrischen Leistungsverbrauchern entkoppelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Ableiten, dass die Spannungswelligkeit des elektrischen Leistungsverteilungsbusses den Schwellenwert überschreitet, wenn eine Traktionsbatterie von dem elektrischen Leistungsverteilungsbus entkoppelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Entkoppeln einer Traktionsbatterie von dem elektrischen Leistungsverteilungsbus.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Zuführen von elektrischer Leistung von einer Traktionsbatterie zu einer elektrischen Maschine über den elektrischen Leistungsverteilungsbus und Antreiben des Fahrzeugs über die elektrische Maschine.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend Koppeln des Ausgangs des elektrischen Leistungsverbrauchers an die anderen elektrische Leistungsverbraucher, wenn die Spannungswelligkeit des elektrischen Leistungsverteilungsbusses unter dem Schwellenpegel liegt.
System, umfassend: einen elektrischen Leistungsverteilungsbus; eine Traktionsbatterie, die elektrisch an den elektrischen Leistungsverteilungsbus gekoppelt ist; einen ersten elektrischen Leistungsverbraucher, der elektrisch an den elektrischen Leistungsverteilungsbus gekoppelt ist; einen oder mehrere elektrische Leistungsverbraucher, die elektrisch an den ersten elektrischen Leistungsverbraucher gekoppelt sind; und eine Steuerung, die in einem dauerhaften Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen beinhaltet, welche die Steuerung dazu veranlassen, einen Ausgang des ersten elektrischen Leistungsverbrauchers elektrisch von dem einen oder den mehreren elektrischen Leistungsverbrauchern als Reaktion darauf zu entkoppeln, dass eine Spannungswelligkeit des elektrischen Leistungsverteilungsbusses einen Schwellenpegel überschreitet.
System nach Anspruch 9, wobei der Ausgang des ersten elektrischen Leistungsverbrauchers über einen Schalter elektrisch von dem einen oder den mehreren elektrischen Leistungsverbrauchern entkoppelt ist.
System nach Anspruch 9, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen zum elektrischen Koppeln des ersten elektrischen Leistungsverbrauchers an den elektrischen Leistungsverteilungsbus als Reaktion darauf, dass die Spannungswelligkeit des elektrischen Leistungsverteilungsbusses den Schwellenpegel überschreitet.
System nach Anspruch 9, wobei der eine oder die mehreren elektrischen Leistungsverbraucher Wechselstromleistungsverbraucher sind.
System nach Anspruch 9, wobei der elektrische Leistungsverteilungsbus elektrische Leistung zwischen der Traktionsbatterie und einem Wechselrichter überträgt.
System nach Anspruch 9, wobei der elektrische Leistungsverteilungsbus elektrische Leistung zwischen der Traktionsbatterie und einem Gleichspannungswandler überträgt.
System nach Anspruch 9, wobei der elektrische Leistungsverteilungsbus elektrische Leistung zwischen der Traktionsbatterie und dem ersten elektrischen Leistungsverbraucher überträgt und wobei der erste elektrische Leistungsverbraucher ein DCAC-Wandler ist.