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Hintergrund
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Technisches Gebiet
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Das technische Gebiet bezieht sich generell auf Fahrzeuge, welche ein Hochspannungsgleichstromsystem enthalten, insbesondere elektrische und hybridelektrische Fahrzeuge und noch genauer auf das Identifizieren und Reagieren auf einen Masseschluss in solchen Fahrzeugen.
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Beschreibung des technischen Gebiets:
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Das Interesse der Erfüllung von Anforderungen an die verbesserte Kraftstoffeinsparung von Motorfahrzeugen hat zu einer immer größeren Durchdringung des Motorfahrzeugmarkts einschließlich des Marktes für Lastkraftwagen mit Hybridfahrzeugen geführt. Obwohl verschiedene Hybridarchitekturen existieren, sind hybridelektrische Architekturen unter Nutzung einer Hochspannungstraktionsbatterie besonders beliebt. In einer Architektur werden die Hochspannungstraktionsbatterien zum Speichern elektrischer Leistung von und Liefern von elektrischer Leistung zu einer elektrischen Wechselstrommaschine durch einen DC-AC-(Gleichstrom-/Wechselstrom-)Inverter/Wechselrichter mit einem Potential von bis zu oder über 700 V Gleichstrom verwendet. Es bestand weiterhin ein steigendes Interesse an der Verwendung von elektrischen Hochspannungsmaschinen, um Ausrüstungsteile, wie zum Beispiel Klimageräte, Servolenkungen und Pneumatiksystemluftkompressoren sowohl an konventionellen Fahrzeugen als auch an hybridelektrischen Fahrzeugen zu unterstützen.
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Steigerungen der Kraftstoffeinsparung wurden durch die Verwendung von Elektromotoren zum Antreiben von Ausrüstungsteilen trotz elektrischer Widerstandsverluste erreicht, die beim Generieren und Speichern elektrischer Leistung auftreten. Dafür gibt es verschiedene Gründe. Elektromotoren werden im Gegensatz zum Antreiben von Ausrüstungsteilen direkt mit dem Verbrennungsmotor des Fahrzeugs nur dann betrieben, wenn sie benötig werden. Elektromotoren können mit minimaler Stufe laufen, welche benötigt wird, den momentanen Leistungsbedarf jedes einzelnen Zubehörteils zu erfüllen. Leistung kann von der Fahrzeugbatterie gezogen werden, was jeden Bedarf für den Verbrennungsmotor vermeidet, zu dem Zeitpunkt, an dem die Leistung gezogen wird, zu laufen, was möglicherweise Blindverluste des Verbrennungsmotors reduziert.
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Jede der Hochspannungslasten, die durch einen Motor des Zubehörteils repräsentiert werden, sowie der Antriebsmotor sind ein potentieller Ort für Masseschlüsse. Wie bei konventionellen Fahrzeugen dient die Masse des Fahrzeuges selber als Bezugsmasse/-erde für das elektrische System. Zwischen verschiedenen Teilen des Fahrzeugs kann ein beträchtlicher Widerstand vorliegen, was die Möglichkeit eröffnet, dass verschiedene Teile der physischen Struktur des Fahrzeugs wesentlich unterschiedliche Potentiale aufgrund von Masseschlüssen aufweisen können.
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Das Delektieren von Masseschlüssen wird regelmäßig in elektrischen und Hybridfahrzeugen vorgesehen. Ein Beispiel für eine Vorrichtung zum Delektieren von Erdschlussströmen ist in dem
US-Patent Nr. 6 392 422 von Kammer et al. offenbart. Ein entsprechendes Beispiel für einen Masseschlussdetektor wird durch W Bender GmbH & Co. KG in Grünberg, Deutschland unter der Marke „A-isometer” insbesondere umfassend das Modell der Firma „IR155-3204” verkauft. Das Gerät generiert eine pulsierende Messspannung, welche dem Hochspannungs-Leistungsverteilungssystem überlagert wird. Die Vorrichtung wendet das Signal alle 5 min an und überwacht das Chassis nach dem Auftreten des Signals. Wenn Fehlerbedingungen erkannt werden, wird ein Überwachungssignal generiert.
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Kurzfassung
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Wo ein Fahrzeug ein Datennetzwerk, wie zum Beispiel ein Controller Area Network, beinhaltet und wo ein Hochspannungsleistungsspeicher- und -Verteilsystem einen Masseschlussdetektor oder eine Masseisolations-Überwachungseinrichtung zum Delektieren von Leistungsverlusten an der Fahrzeugchassismasse einsetzt, wird die Integrität des Leistungsspeichers und des Verteilsystems über das Datennetzwerk an einen Bordcomputer berichtet. Reagierend auf die Direktion von Verlusten berichten Controller für individuelle Hochspannungs-Subsysteme im Vergleich zum erwarteten Leistungsbedarf außerhalb der Norm liegende Verbräuche. Der Bordcomputer kann dann geeignete korrektive Maßnahmen ergreifen einschließlich: dem Fahrzeugführer das Auftreten eines Masseschlusses anzeigen; Anzeigen eines Systems, welches wahrscheinlich die Quelle des Fehlers ist; Rekonfigurieren des Betriebs des Subsystems, welches die wahrscheinliche Quelle für den Fehler ist, einschließlich Abschalten des Subsystems oder Reduzieren des Betriebs desselben mit selektiver Beschränkung des Betriebs des Fahrzeugs; Abschalten des Subsystems oder Beschränken des Betriebs desselben nach einem beschränkten Zeitraum, um es dem Fahrzeugführer zu ermöglichen, das Fahrzeug außer Betrieb zu setzen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine Seitenansicht für ein Lastzugsystem, welches mit einem hybridelektrischen Antriebsstrang ausgerüstet sein kann.
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2A und 2B sind höhere Blockdiagramme für ein Steuersystem für den Lastwagen nach 1.
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3 ist ein höheres Flussdiagramm, welches den Betrieb des Systems zeigt.
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Detaillierte Beschreibung
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In der folgenden detaillierten Beschreibung können gleiche Bezugsziffern und Buchstaben zum Bezeichnen identischer, vergleichbarer oder ähnlicher Komponenten in verschiedenen Zeichnungsfiguren verwendet werden. Weiterhin können beispielhafte Größen/Modelle/Werte/Bereiche in Bezug auf spezifische Ausführungsbeispiele angegeben sein, die aber nicht als generell beschränkend angesehen werden dürfen.
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Nun bezugnehmend auf die Figuren und insbesondere auf 1 ist eine Lastwagen-Anhänger-Kombination 10 gezeigt, die einen Hybridlastwagen 12 und einen Anhänger 14 umfasst, der daran entlang einer Achse einer Sattelkupplung 20 angebracht ist. Der Anhänger 14 fährt auf einer Mehrzahl von Rädern 16. Der Lastwagen 12 fährt auf einer Kombination von Rädern 16 und Antriebsrädern 18. Die Antriebsräder 18 sind mit einem hybridelektrischen Antriebsstrang zum Antreiben verbunden. Die Drehung der Räder 16 und Antriebsräder 18 kann zum Anhalten des Fahrzeuges durch ein Betriebsbremssystem 99 verzögert werden, welches unter Verwendung eines Pneumatiksystems aktiviert wird. Die Drehung der Antriebsräder 18 kann auch unter Verwendung eines Rückwärtsantriebs des hybridelektrischen Antriebsstrangs 19 verzögert werden, um Elektrizität zu generieren (oft als dynamisches oder regeneratives Bremsen bezeichnet).
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2A und 2B sind höhere Schemata eines Verteilsystems für elektrische Leistung und eines zugehörigen Steuersystems, welche für ein System repräsentativ sind, welches mit dem hybridelektrischen Antriebsstrang 19 verwendet werden kann. Leistungsfluss wird durch eine Hochspannungsverteilerbox 37 geführt, an welche zwei Hochspannungsbatterie-Subpakete 38 und 39, der Hochspannungsinverter/-Wechselrichter 46, eine Mehrzahl von Hochspannungs-Gleichstromsteuerungen 31, 56 und 58 für Gleichstrommotoren 32, 57 und 59 und ein Paar von bidirektionalen Gleichstromwandlern 62 angeschlossen sind. Die Gleichstrommotoren 32, 57 und 59 dienen zum Betrieb eines Pneumatikkompressors 33, eines Klimaanlagenkompressors (nicht gezeigt) und eines Servolenksystems (nicht gezeigt). Der Gleichspannungswandler unterstützt ein elektrisches Niedergleichspannungs-(12 V)System des Fahrzeuges, welches 12 V Chassisbatterien 60, 61 aufweist.
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Der hybridelektrische Antriebsstrang 19 wird durch ein paralleles System repräsentiert, obgleich die vorliegende Offenbarung nicht auf ein solches System beschränkt ist. Der hybridelektrische Antriebsstrang 19 schließt eine thermische Maschine/einen Verbrennungs-(IC)Motor 48 und eine duale elektrische Maschine 47 ein, welche in einem elektrischen Antriebsmotormodus arbeiten kann oder rückwärts von den Antriebsrädern 18 (oder dem Verbrennungsmotor 48) angetrieben werden kann, um in einem elektrischen Generatormodus betrieben zu werden. Die elektrische Maschine 47 kann ein Dreiphasenwechselstrom-(AC) Motor (einschließlich einer Synchronmaschine) sein. Die elektrische Leistung wird in Gleichstrom für das Speichern und Verteilen umgewandelt. Eine Verbindung zwischen dem Gleichstromsystem und der elektrische Maschine 47 ist durch einen Hochspannungsinverter/-Wechselrichter 46 gegeben, welcher bei 700 V Gleichstrom an seiner Gleichstromverteilsystemseite und mit Dreiphasenwechselstrom-Hochspannung mit regelbar Frequenz auf der Seite der elektrischen Maschine 47 des Inverters/Wechselrichters 46 arbeitet.
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Traktionsbatterien sind in den Hochspannungsbatterie-Subpaketen 38, 39 eingesetzt. Diese erhalten Leistung, die durch die duale elektrische Maschine 47 in ihrem Generatormodus generiert wird, liefern Leistung zu den elektrischen Maschinen in ihrem Antriebsmotormodus und stabilisieren die Spannung des Leistungsverteilsystems. Jedes Batterie-Subpaket unterstützt einen 350 V Gleichstrompotenzialunterschied und sie sind in Reihe an die Eingänge des Hochspannungsinverters/-Wechselrichter 46 angeschlossen, um 700 V Gleichstrom an den Inverter/Wechselrichter 46 zu liefern.
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Die elektrische Leistung zum Antreiben der dualen elektrischen Maschine 47 als ein Antriebsmotor wird der dualen elektrischen Maschine durch einen Inverter/Wechselrichter 46 über eine Hochspannungsverteilerbox 37 von den Hochspannungstraktionsbatterie-Subpaketen 38, 39 zugeführt. Leistung, die durch die duale elektrische Maschine 47 generiert wird, wenn sie in ihrem Generatormodus ist, fließt durch den Inverter/Wechselrichter 46 zum Speichern während des regenerativen Bremsens bis zu den Ladegrenzen und der Gesamtladekapazität der Hochspannungsbatterie-Subpakete 38, 39 zurück in die Hochspannungsbatterie-Subpakete 38, 39. Die Verwendung von zwei Batterieaggregaten, nämlich zwei Hochspannungsbatterie-Subpaketen 38, 39, ermöglicht das Verteilen von Gleichstrom (DC) durch die Hochspannungsverteilerbox 37 zu Zubehörmotoren mit 350 V Gleichstrom. Gemeinsam können die Hochspannungsbatterie-Subpakete 38, 39, oder jede andere Anordnung von einer oder mehrerer Traktionsbatterien, als Batterieaggregat bezeichnet werden.
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Leistung mit 350 V Gleichstrom wird an Hochspannungs-Zubehörmotoren und an Gleichstromwandler 62 für ein elektrisches Leistungsspeicher- und -Verteilsystem mit 12 V verteilt. Erste und zweite Sätze von Schaltern umfassend jeweils Isolationsschalter 55 und Zubehörschalter 34, welche den Leistungsleitweg steuern. Zu den Schaltern 55 gehört eine Mehrzahl von Vorladewiderständen 64 zum Begrenzen des Anfangsstromflusses. Der Betrieb der Schalter 55 und der Vorladewiderstände 64 ist üblich, wobei die Vorladewiderstände nach einer kurzen Initialisierungsperiode beim Starten aus der Schaltung ausgeschaltet werden. Die Schalter 55 steuern das Zuführen von Leistung zu dem Inverter/Wechselrichter 46 und zu den 350 V Gleichspannungsbussen. Innerhalb der Hochspannungsverteilerbox 37 ist ein Masseschlussdetektor 65 angeordnet. Der Masseschlussdetektor 65 ist mit den Leistungsbussen 24 verbunden und kann pulsierende Signale in die Leistungsbusse 24 und von dort in den Hochspannungsinverter/-Wechselrichter 46, die Zubehörmotoren 32, 57, 59 und die Gleichspannungswandler 62 einspeisen. Der Masseschlussdetektor ist weiterhin mit der Fahrzeugsbezugsmasse verbunden, um das Auftreten korrespondierender Antworten zu den eingespeisten pulsierenden Signalen an der Fahrzeugsbezugsmasse zu detektieren und die detektierte Stärke des eingespeisten pulsierenden Signals an das Fahrzeugsteuersystem zu berichten. Das Berichten kann über eine Verbindung zu einem Fernleistungsmodul (Remote Power Module – RPM) 35 geschehen, welches als eine Erweiterung einer elektronischen Systemsteuerung (Electronic System Controller – ESC) 40 (eine Art eines Bordcomputers) funktioniert und auch den Status von Stellungen der Isolationsschalter 55 und der Zubehörschalter 34 steuert. Die Hochspannungsverteilerbox 37 stellt Verbindungspunkte von den Leistungsbussen 24 durch die Zubehörschaltern 34 und durch die Motorsteuerungen 31, 56 und 58 zu den Zubehörmotoren 32, 57 und 59 bereit. Die Zubehörschalter 34 stellen auch Leistungsrückkopplungen zum bidirektionalen Gleichstromwandler 62 bereit, durch welche Leistung zu ersten und zweiten 12 V Chassisbatterien 60, 61 übertragen und von ihnen gezogen wird.
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Die Gesamtfahrzeugsteuerung ist durch eine Mehrzahl von Datenverbindungen und Steuerungen implementiert, von welchen nur wenige funktionelle Details hier interessant sind. Es gibt zwei Hochleistungsbusse/Controller-Area-Networks/Datenverbindungen 23 und 25 welche das Rückgrat für jeweils das Antriebsstrang-Controller-Area-Network (CAN) und das Hybrid-Controller-Area-Network (CAN) liefern. Die Datenverbindungen 23, 25 und die damit verbundenen Controller stimmen mit den physischen Anforderungen nach dem Standard der Society of Automotive Engineers (SAE) J1939 überein und implementieren ein Kommunikationsprotokoll, das mit den Standards SAE konform ist. Es wird ein Niederkapazitätsbus 63, der mit dem SAE-J1708-Protokoll konform ist, verwendet, der Schalterstellungsinformationen von einem Armaturenbrett 49 zum ESC 40 überträgt. Eine Fahreranzeige 41, die sich auf einen Hybridsystemzustand bezieht, ist mit einer Hybriddatenleitung 25 verbunden.
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Die Steuerung ist durch die Verwendung einer Mehrzahl von programmierbaren Controller implementiert, die untereinander durch die Datenverbindungen 23, 25 verbunden sind. Die Controller beziehen sich im Wesentlichen auf wichtigere Fahrzeugsysteme, wie sie durch ihren Namen identifiziert sind, wie zum Beispiel der Antiblockierbremssystem(ABS)-Controller 43. Der ABS-Controller 43 misst die Drehgeschwindigkeit der Räder 16, 18 und liefert Daten, welche für eine Steuerung des Betriebsbremssystems 99 der Lastzugkombination 10 und der Steuerung der einzelnen Bremsen verwendet werden können. Daten des ABS-Controllers 43 können auch Daten liefern, die zum Berechnen der Geschwindigkeit des Lastzugs 10 verwendet werden. Andere Controller schließen eine Getriebesteuereinheit (Transmission Contol Unit – TCU) 42, ein Motorventilsteuermodul 44, eine Motorsteuereinheit (Engine Control Unit – ECU) 45, Batteriemanagement-Controller, die mit den Hochspannungstraktionsbatterie-Subpaketen 38 und 39 assoziiert sind, und eine Hybridsteuereinheit (Hybrid Control Unit – HCU) 51 ein. Zusätzlich stellt der ESC 40 integrierte Funktionen bereit und handhabt Steuerungen über die Stellungen der Schalter 34, 55 der Hochspannungsverteilerbox 37 durch programmierbare Fernleistungsmodule (Remote Power Modules – RPM) 35,36. Zusätzlich stellt der ESC 40 eine aufsichtführende Steuerung über eine Krümmermagnetventilanordnung (Manifold Solenoid Valve Assembly – MSVA) 30 und einen Kompressormotorcontroller 31, der zu einem pneumatischen System 22 gehört, bereit. Die RPMs 35, 36 können als generische Controller behandelt werden, durch welche der ESC 40 auf Zubehörsysteme einwirkt und von welchen er Daten erhalten kann.
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Die Controller, die mit dem ESC 40 über eine oder beide der Datenverbindungen 23, 24 verbunden sind, und Sensoren, die mit dem ESC 40 verbunden sind oder die mit dem ESC 40 durch andere Controller kommunizieren können, liefern Daten, die sich auf Betriebskenngrößen des Lastwagens 12 beziehen, welche sich ihrerseits auf einen erwarteten Leistungsverbrauch durch die duale elektrische Maschine 47, einen der Zubehörmotoren 32, 57, 59 oder den Gleichstromwandler 62 beziehen. Um ein Beispiel zu nennen kann entweder der ABS-Controller 43 oder die TCU 42 verwendet werden, um eine Abschätzung der Fahrzeuggeschwindigkeit zu generieren. Die Fahrzeuggeschwindigkeit beeinflusst ihrerseits invers den Leistungsverbrauch durch den Servolenkungsmotor 59, vorausgesetzt, dass der Grad der Änderung des Winkels der Räder, der zum Drehen verwendet wird, konstant ist. Ein anderes Beispiel wäre der Bedarf eines Klimaanlagenkompressormotors 57. Der Leistungsverbrauch dieses Motors für eine Klimaanlage hängt von einer Umgebungstemperatur und der vom Bediener gewünschten Kabinentemperatur ab.
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Die Controller können mit einem oder beiden der CAN-Datenleitungen 23, 25 verbunden sein. In der vorliegenden Konfiguration sind der ESC 40 und die TCU 42 sowohl mit der Antriebsstrangdatenleitung 23 als auch mit der Hybriddatenleistung 25 verbunden. Kombiinstrumente und Controller 53 und das Motorventilsteuermodul 44 sind nur mit der Antriebsstrangdatenverbindung 23 verbunden. Das Hybridsteuermodul 51 und die ECU 45 kommunizieren jeweils direkt und mit der Hybriddatenleitung 25 und der Antriebsstrangdatenleitung 23. Die Batteriemanagementsystem (BMS) – Controller für die Hochspannungstraktionsbatterie-Subpakete 38, 39 sind nur mit der Hybriddatenleitung 25 verbunden, wie auch ein Heizungs-, Ventilations- und Klimaanlagen-(Heating, Ventilation and Air Conditioning – HAVC)Drucklüftercontroller 52. RPMs 35, 36 werden über die Hybriddatenleitung 25 durch den ESC 40 gesteuert. Eine vernetzte Interaktion durch die CAN-Technikmittel macht es möglich, dass der ESC 40 Zugriff auf Daten hat, die sich auf eine Zahl von Fahrzeugbetriebszustände beziehen, wie zum Beispiel die Fahrzeuggeschwindigkeit (welche dem Bedarf an Servolenkungsleistung entsprechen), Außentemperatur (welche einem Bedarf an Klimaanlagenkompressorleistung entspricht) usw. Dieses ermöglicht es, einen erwarteten Leistungsbedarf mit dem aktuellen Leistungsverbrauch zu vergleichen.
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RPMs 35, 36 stellen eine direkte Steuerung der Schalter 34, 55 bereit. ESC 40 steuert die Motorcontroller 58, 56 und 31 über die Hybriddatenleitung 25 und steuert dadurch den elektrischen Kompressormotor 32, welcher ein Antriebsaggregat für den Pneumatiksystemkompressor 33 ist.
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Interaktion eines der Hochspannungs-Zubehörsysteme mit dem Hochspannungs-Verteilsystem stellt einen funktionalen Aspekt der vorliegenden Erfindung dar. Das Fundament- oder Betriebsbremssystem 99 kann für diesen erläuternden Zweck genutzt werden. Das Fundamentbremssystem 99 wird durch ein pneumatisches System 22 unterstützt, welches als ein Fahrzeugzubehörsystem dient, das durch einen elektrischen Kompressormotor 32 und einen Pneumatikkompressor 33 angetrieben wird. Der Kompressormotorcontroller 31 und der elektrische Kompressormotor 32 ziehen elektrische Leistung aus den Traktionsbatterien oder von der dualen elektrischen Maschine 47. Das Pneumatiksystem schließt einen Pneumatikkompressor 33 ein, welcher Druckluft Druckluftversorgungs- und -Speichertanks 27, 28 und 29 sowie einem Lufttrockner 26 zuführt. Ein Ventilcontroller (MSVA) 30 ermöglicht die Verwendung von Druckluft aus den Speichertanks, um Ablassventile 67 für den Trocknertank zu bedienen, um Luft zu dem Betriebsbremssystem 99 oder für andere Anwendungen zu liefern.
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Der Pneumatiksystemkompressor liefert Druckluft an einen Lufttrockner 26, welcher seinerseits einen Zuführtank 27 beliefert, von welchem die Druckluft primären und sekundären Lufttanks 28, 29 zugeführt wird. Ablassventile 67 können für den Lufttrockner 26 und sowohl die primären also auch sekundären Lufttanks 28, 29 vorgesehen sein. Die Steuerung über die Luftverteilung zu dem Betriebsbremssystem 99, zwischen den verschiedenen Speichertanks (nicht gezeigt) und über eine Ablassleitung zu den Ablassventilen 67 wird durch eine Krümmermagnetventilanordnung (MSVA) 30, welche ihrerseits unter der direkten Steuerung des ESC 40 steht, in Kommunikation mit Anforderungen des ABS-Controllers 43 gehandhabt. Das Betriebsbremssystem 99 ist so zu verstehen, dass es ABS-Sensoren und die eigentlichen, mit den Rädern 16, 18 verbundenen Betriebsbremsen umfasst. Typischerweise ist das Betriebsbremssystem 99 der hauptsächliche Verbraucher von Druckluft aus den primären und sekundären Lufttanks 28, 29, obwohl andere pneumatische Systeme an dem Fahrzeug angebracht sein können, wie zum Beispiel ein Druckluftanlasser für die thermische Maschine/den Verbrennungsmotor 48.
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Der ESC ist weiterhin mit Verbindungen (nicht dargestellt) versehen, um gemessene Drucksignale von Drucksensoren 66 zu erhalten. Die Drucksensoren 66 sind mit den primären und sekundären Lufttanks 28, 29 verbunden. Aufeinanderfolgende Druckmessungen können auch durch den ESC 40 verwendet werden, um ein Maß von Druckänderungswerten zu bilden, welche genutzt werden können, um den Betrieb des elektrischen Kompressormotors 32 zu starten. Statische Druckmessungen werden auch verwendet, um den Druckaufbau in den primären und sekundären Speichertanks 28, 29 zu starten. Das Überwinden des vorhandenen statischen Drucks während des Betriebs des Pneumatikkompressors 33 erklärt im Wesentlichen den Leistungsverbrauch des Kompressormotors 32. Die vorhandene Umgebung der Fahrzeugdatenleitungen 23, 25 wird verwendet, um den Betrieb des vorhandenen Chassis und der hybridelektrischen Komponenten, Systeme und Subsysteme, im besonderen den Kompressormotor 32 und wenigstens ein elektromagnetisches pneumatisch gesteuertes Ablassventil 67 für kondensiert Feuchtigkeit aus dem Pneumatiksystems des Fahrzeuges, zu steuern.
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Der ESC 40 interpretiert die Druckmessserie und generiert CAN-Nachrichten zum senden an den primären oder sekundären Tank 28, 29 über einen oder beide CAN-Datenverbindungen 23, 25. Rekonfigurierbare Software und die elektronische Steuerarchitektur ermöglichen eine Steuerung über den Betrieb eines Pneumatikkompressors 33, welcher Luft bei Umgebungsdruck ansaugt und sie für das Zuführen zum Lufttrockner 26 komprimiert. Das Ermitteln, ob ein bestimmter Pneumatikkompressor 33 betrieben werden sollte und zu welchem Grad (zum Beispiel Winkelgeschwindigkeit, Drehmoment und Dauer), ist ein Faktor der Druckmessung des Drucksensors 66 und des Maßes für die Änderung des Drucks in den primären und sekundären Tanks 28, 29 des Fahrzeugs. Das angezeigte Druckniveau, welches durch die Drucksensoren 66 ausgegeben wird und das durch den ESC 40 berichtet wird, ermöglicht eine Schätzung, die von dem ESC generiert wird, der Leistung, welche von dem elektrischen Kompressormotor 32 gezogen werden sollte, um den Pneumatikkompressor 33 anzutreiben, um Luft dem Pneumatiksystems 22 zuzuführen. Der Kompressormotorcontroller 31 ermittelt aktuelle Leistungsverbrauchsmessungen und von den Messungen kann ermittelt werden, ob Abweichungen von dem erwarteten Leistungsverbrauch aufgetreten sind, was ein Anlass für ein Anzeige eines Orts für einen Masseschluss ist, falls die Zeit mit einem solchen Anzeichen durch den Masseschlussdetektor 65 korreliert. Die Schätzungen des erwarteten Leistungsverbrauchs können als Nachschlagetabellen in einem Speicher, auf den der ESC 40 oder der geeignete Controller zugreifen kann, abgelegt werden. Die Nachschlagetabellen können durch die gemessenen Fahrzeugbetriebskenngrößen abgefragt werden.
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Reagierend auf die Erfassung eines Masseschlusses, der über einen der CAN von dem ESC 40 berichtet wird, können einzelne Controller für einzelne Hochspannungs-Subsysteme einen außer der Norm liegenden Verbrauch im Vergleich zum erwarteten Leistungsbedarf an den CAN berichten. Der ESC 40 kann dann geeignete korrigierende Maßnahmen ergreifen und zeigt den Fehler dem Fahrerdisplay 41 an. Zum Beispiel falls ein Fehler in dem Hochspannungsinverter/-Wechselrichter 46 auftritt, kann der Lastkraftwagen 12 aus dem Hybridbetriebsmodus herausgenommen und die Antriebsleistung ausschließlich durch den Verbrennungsmotor/die thermische Maschine 48 zugeführt werden. Um die Reichweite auszudehnen, kann eine Rationierung der elektrischen Leistung auferlegt werden, so dass Zubehörsysteme, die für den Fahrzeugbetrieb nötig sind, wie zum Beispiel eine Servolenkung und Bremsen 99, weiterhin verfügbar sind. Nicht notwendige Systeme, wie zum Beispiel eine Klimaanlage und Verbraucher an dem 12 V Gleichstromsystem können abgeschaltet werden (insbesondere falls der Fehler in einem nicht notwendigen Subsystem auftritt). Falls der Fehler in einem Subsystem auftritt, das für den Betrieb des Lastkraftwagens 12 erforderlich ist, wie zum Beispiel der Kompressormotor 32 für das pneumatische System 22, kann dem Bediener ein begrenzter Zeitraum gegeben werden, um das Fahrzeug von der Straße zu bekommen, oder das Pneumatiksystem kann einem solchen Schritt vorausgehend in einen reduzierten Betriebsstatus versetzt werden, in dem der Zielluftdruck auf 90 psi (6,2 bar) von 120 psi (8,3 bar) herabgesetzt wird, um zu sehen, ob die Masseschlussanzeige eliminiert werden kann.
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Im Allgemeinen schließen Schritte, welche ergriffen werden können, um einen Masseschluss zu beherrschen oder zu isolieren, ein: das Auftreten des Masseschlusses dem Fahrzeugführer anzeigen; dem System die mögliche Quelle des Fehlers anzeigen; Rekonfigurieren des Betriebs des Subsystems, welches die mögliche Quelle für den Fehler ist, einschließlich Abschalten des Subsystems oder aber Beschränken des Betriebs des Fahrzeugs; Abschalten des Subsystems oder Beschränken seines Betriebs nach einem begrenzten Zeitraum, welcher es dem Fahrzeugführer ermöglicht, das Fahrzeug für einen beschränkten Betrieb zu konfigurieren; oder Versetzen des Fahrzeugs in einen beschränkten Betriebsmodus.
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Ein breiter Überblick über Abläufe ist in dem Flussdiagramm gemäß 3 repräsentiert, worin nach dem Anzeigen eines Masseschlusses (Schritt 102) durch den Masseschlussdetektor 65 ermittelt wird, ob eine Hochspannungskomponente unter den gegebenen Fahrzeugbetriebsbedingungen (Schritt 104) übermäßige Leistung verbraucht (oder eine geringere Leistung als erwartet generiert, wenn die duale elektrische Maschine 47 rückwärts angetrieben wird). Wenn keine Hochspannungskomponente oder Subkomponente außerhalb des erwarteten Leistungsbereichs arbeitet (der NEIN-Zweig) wird ein Masseschluss angezeigt und dem Bediener kann angeraten werden, um Reparatur nachzusuchen, oder ein anderer Rat erteilt werden (Schritt 114). Wenn eine Komponente oder Subkomponente außerhalb des erwarteten Bereichs arbeitet (der JA-Zweig von Schritt 106), wird das System identifiziert (Schritt 106) und Schritt 108 eingeleitet, um zu ermitteln, ob weitere Reaktionen verfügbar sind. Wenn solche Schritte verfügbar sind, schreitet der Betrieb zu Schritt 110 fort, um diese Schritte zu implementieren. Beispiele für Schritte, die ergriffen werden können, welche einen fortgesetzten normalen Betrieb des Fahrzeugs ermöglichen würden, schließen das außer Betrieb setzen der Klimaanlage bei Schritt 112 ein. Egal welche Restriktionen des Betriebs ergriffen werden, werden dem Bediener der Zustand und das Ausmaß angezeigt, zu welchem eine reduzierte Funktionalität an dem Fahrzeug veranlasst wurde.
