DE112017006315T5

DE112017006315T5 - Vorrichtung und verfahren zum steuern einer hochspannungsschaltung

Info

Publication number: DE112017006315T5
Application number: DE112017006315.9T
Authority: DE
Inventors: Adrian Berry
Original assignee: Jaguar Land Rover Ltd
Current assignee: Jaguar Land Rover Ltd
Priority date: 2016-12-15
Filing date: 2017-10-18
Publication date: 2019-09-19
Also published as: US20200062122A1; GB2557678A; US11673472B2; GB201621367D0; WO2018108356A1; GB2557678B

Abstract

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bieten ein Verfahren zum Steuern einer Hochspannungsschaltung (15) eines Fahrzeugs, umfassend das Erfassen (310) eines der Hochspannungsschaltung zugeordneten Fehlers, das Reduzieren (320) einer Spannung der Hochspannungsschaltung (15) in Abhängigkeit vom Erfassen des Fehlers, das Empfangen (330) einer Drehmomentanforderung und in Abhängigkeit davon das Erhöhen (340) der Spannung der Hochspannungsschaltung (15).

Description

TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung und insbesondere, aber nicht ausschließlich, auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern einer Hochspannungsschaltung. Aspekte der Erfindung beziehen sich auf ein Verfahren, auf eine Steuerung, auf ein System, auf ein Fahrzeug und auf Computersoftware.
HINTERGRUND
Hochspannungsschaltungen (HV) werden häufig in Fahrzeugen wie Hybrid-Elektrofahrzeugen (HEVs) und Batterie-Elektrofahrzeugen (BEVs) verwendet, um die Stromversorgung mit Hochspannungskomponenten wie elektrischen Maschinen zu kommunizieren. Die Hochspannungsschaltung kann mit einer Spannung von 60Vdc oder 30Vac oder darüber betrieben werden. Aus Sicherheitsgründen ist es erforderlich, diese Hochspannungsschaltungen im Fehlerfall isolieren zu können, insbesondere um die Gefahr eines elektrischen Schlages oder eines Stromschlags für die Insassen des Fahrzeugs oder umstehende Personen, wie z. B. Fußgänger, zu vermeiden. Im Falle eines Fehlers, z. B. wenn die Hochspannungsschaltung unterbrochen wird, kann die Gefahr eines Stromschlags auftreten. Das Fahrzeug kann Funktionen zur Erkennung des offenen Stromkreises umfassen, wie beispielsweise einen Hazardous Voltage Interlock Loop (HVIL) oder durch Messen von Spannungen an verschiedenen Stellen im HV-Kreis. Bei Erkennen eines Fehlers weist eine Steuerung in der Regel das Abschalten der Hochspannungsschaltung an, das sofort oder, wenn sich das Fahrzeug bewegt, sofort durchgeführt werden kann, sobald das Fahrzeug zum Stillstand kommt.
Nach dem Ausschalten steht die Hochspannungsschaltung jedoch nicht mehr für den Betrieb des Fahrzeugs zur Verfügung. Bei einem BEV sind die vom HV-Kreis angetriebenen elektrischen Maschinen nicht in der Lage, dem Fahrzeug eine Antriebskraft zu verleihen. Bei einem HEV kann die (die) vom HV-Kreis angetriebene(n) elektrische(n) Maschine(n) auch die Bewegung des Fahrzeugs behindern, da sie beispielsweise zum Einkuppeln einer Kupplung des Fahrzeugs erforderlich sein kann. Darüber hinaus kann in einigen Fahrzeugen ein Niederspannungskreis des Fahrzeugs aus der Hochspannungsschaltung gespeist werden, beispielsweise mittels eines DCDC-Wandlers. Daher ist es auch für solche Fahrzeuge notwendig, dass der HV-Kreis für die weitere Nutzung des Fahrzeugs funktionsfähig ist.
Es ist Gegenstand von Ausführungsformen der Erfindung, um zumindest eines oder mehrere der Probleme des Standes der Technik zu mildern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aspekte und Ausführungsformen der Erfindung stellen ein Verfahren, eine Steuerung, ein System, ein Fahrzeug und eine Computersoftware dar, wie sie in den beigefügten Ansprüchen beansprucht werden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern einer Hochspannungsschaltung eines Fahrzeugs vorgesehen, umfassend, wenn die Hochspannungsschaltung als Reaktion auf einen Fehler entladen wird, das Erhöhen der Spannung der Hochspannungsschaltung als Reaktion auf das Empfangen einer Drehmomentanforderung. Vorteilhaft ist, dass das Fahrzeug in der Lage ist, auf die Drehmomentanforderung zu reagieren.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern einer Hochspannungsschaltung eines Fahrzeugs vorgesehen, umfassend, wenn die Hochspannungsschaltung als Reaktion auf einen Fehler entladen wird, das Erhöhen der Spannung der Hochspannungsschaltung als Reaktion auf das Empfangen eines Signals, das anzeigt, dass das Fahrzeug angewiesen wird, sich zurückzuziehen. Vorteilhaft ist, dass das Fahrzeug auch dann wegfahren kann, wenn der Fehler erkannt wurde.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern einer Hochspannungsschaltung eines Fahrzeugs vorgesehen, umfassend das Erfassen eines mit der Hochspannungsschaltung verbundenen Fehlers, das Reduzieren einer Spannung der Hochspannungsschaltung in Abhängigkeit vom Erfassen des Fehlers und das Empfangen einer Drehmomentanforderung und in Abhängigkeit davon das Erhöhen der Spannung der Hochspan nu ngsschaltu ng.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren eine Erhöhung der Spannung der Hochspannungsschaltung, während der Fehler vorliegt. Vorteilhafterweise wird die Spannung erhöht, um ein an die Hochspannungsschaltung angeschlossenes Gerät betriebsbereit zu machen. Die Spannung der Hochspannungsschaltung kann von der Betriebsspannung der Hochspannungsschaltung abgezogen werden. Vorteilhaft ist, dass die Hochspannungsschaltung durch die Spannungsreduzierung sicher gemacht wird. Optional kann die Betriebsspannung mindestens 50V betragen. Die Spannung der Hochspannungsschaltung kann auf eine Sicherheitsspannung reduziert werden. Vorteilhaft ist, dass die Sicherheitsspannung so ist, dass der Fehler nicht problematisch ist. Optional kann die Sicherheitsspannung im Wesentlichen 0V betragen. Vorteilhaft ist, dass dadurch eine mit der Hochspannungsschaltung verbundene Gefährdung reduziert wird.
Die Drehmomentanforderung kann eine Anforderung für das Antriebsmoment des Fahrzeugs sein. Vorteilhaft ist, dass durch die Spannungserhöhung ein Drehmoment bereitgestellt werden kann, das eine Bewegung des Fahrzeugs ermöglichen kann. Die Drehmomentanforderung kann entweder von einem Fahrer des Fahrzeugs oder einem autonomen Fahrmodul des Fahrzeugs stammen. Vorteilhafterweise kann der Fahrer oder das autonome Fahrmodul die Bereitstellung von Drehmoment verlangen, das die Bewegung des Fahrzeugs ermöglichen kann.
Der festgestellte Fehler kann ein Drahtbruch sein. Vorteilhaft ist, dass die Spannung auch bei Vorhandensein des offenen Stromkreises erhöht werden kann.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Reduzieren der Spannung der Hochspannungsschaltung nach der Drehmomentanforderung in Abhängigkeit vom Erfassen des Stillstands des Fahrzeugs. Vorteilhafterweise wird die Spannung der Hochspannungsschaltung nach Bereitstellung des Drehmoments wieder reduziert. Die Spannung kann vorteilhaft wieder reduziert werden, wenn das Fahrzeug an einen sicheren Ort gebracht wird.
Die Spannung der Hochspannungsschaltung kann in Abhängigkeit von der Drehmomentanforderung und der Erfüllung einer oder mehrerer vorgegebener Bedingungen erhöht werden. Vorteilhaft ist es, wenn diese Bedingungen erfüllt sind, dass es als sicher angesehen werden kann, die Spannung zu erhöhen.
Die vorbestimmten Bedingungen können eine oder beide einer Bremse des gelösten Fahrzeugs und einen erfolgreichen oder anderweitigen Versuch umfassen, ein Getriebe des Fahrzeugs in einen Triebstock zu bewegen. Vorteilhaft ist, dass die Spannung der Hochspannungsschaltung erhöht werden kann, auch wenn das Getriebe nicht in einen Gang eingreifen kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Hochspannungssteuerung vorgesehen, die Eingangsmittel zum Empfangen eines Fehlersignals, das einen der Hochspannungsschaltung zugeordneten Fehler anzeigt, Ausgabemittel zum Ausgeben eines Spannungssteuersignals zum Steuern einer Spannung der Hochspannungsschaltung und Eingangsmittel zum Empfangen eines Drehmomentanforderungssignals, das eine Drehmomentanforderung anzeigt, umfasst. Ein Aspekt der Erfindung umfasst ein Steuermittel zum Empfangen des Fehlersignals und zum Steuern des Ausgabemittel zum Ausgeben des Spannungssteuersignals, um eine Reduzierung der Spannung der Hochspannungsschaltung zu bewirken. Das Steuermittel ist angeordnet, um das Drehmomentanforderungssignal zu empfangen und das Ausgabemittel zu steuern, um das Spannungssteuersignal auszugeben, um eine Erhöhung der Spannung der Hochspannungsschaltung zu bewirken.
Steuerung wie vorstehend beschrieben, wobei:

die Eingangsmittel können ein Eingang sein, der zum Empfangen eines elektrischen Signals angeordnet ist;
das Ausgabemittel ein Ausgang sein kann, der zum Ausgeben eines elektrischen Signals angeordnet ist; und
die Steuermittel können eine Steuerung sein. Die Steuerung kann eine oder mehrere Verarbeitungsvorrichtungen sein.

In einer Ausführungsform ist das Steuermittel angeordnet, um das Spannungssteuersignal auszugeben, um die Hochspannungsschaltung in Abhängigkeit vom Drehmomentanforderungssignal wieder auf eine Betriebsspannung einzustellen. Die Steuermittel können so angeordnet sein, dass sie die Spannung der Hochspannungsschaltung erhöhen, während die Fehlermeldung empfangen wird. Vorteilhaft ist, dass dadurch keine Verzögerung beim Erhöhen der Spannung entsteht.
Die Steuermittel können angeordnet sein, um das Spannungssteuersignal auszugeben, um die Reduzierung der Spannung der Hochspannungsschaltung aus einer Betriebsspannung der Hochspannungsschaltung zu bewirken.
Optional kann die Steuerung die Spannung der Hochspannungsschaltung auf eine Sicherheitsspannung reduzieren. Die Sicherheitsspannung kann gleich oder kleiner als 12V sein. Die Sicherheitsspannung kann im Wesentlichen 0V betragen.
In einer Ausführungsform ist das Steuermittel angeordnet, um zu bestimmen, dass das Fahrzeug stillsteht, und um die Spannung der Hochspannungsschaltung nach der Drehmomentanforderung in Abhängigkeit davon zu reduzieren.
Die Steuermittel können angeordnet werden, um die Spannung der Hochspannungsschaltung in Abhängigkeit vom Empfangen der Drehmomentanforderung und eines Signals, das anzeigt, dass eine oder mehrere vorbestimmte Bedingungen erfüllt sind, zu erhöhen. Die eine oder die mehreren vorgegebenen Bedingungen können eine oder beide einer Bremse des gelösten Fahrzeugs und einen erfolgreichen oder anderweitigen Versuch umfassen, ein Getriebe des Fahrzeugs in einen Triebstock zu bewegen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Hochspannungssystem für ein Fahrzeug vorgesehen, bestehend aus einer Hochspannungsschaltung, die elektrisch mit einer Hochspannungsquelle verbunden ist, einer Hochspannungssteuerung wie zuvor beschrieben und einer Hochspannungsentladesteuerung, die zum Empfangen des Spannungssteuersignals und zum Steuern der Spannung der Hochspannungsschaltung in Abhängigkeit davon angeordnet ist.
Gemäß einem noch weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Fahrzeug vorgesehen, das zur Durchführung eines Verfahrens angeordnet ist, das eine Vorrichtung oder ein System gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung steht eine Computersoftware zur Verfügung, die, wenn sie von einem Computer ausgeführt wird, dazu eingerichtet ist, ein Verfahren gemäß einem Aspekt der Erfindung durchzuführen. Diese Computersoftware kann auf einem computerlesbaren Medium gespeichert werden. Die Computersoftware kann auf dem computerlesbaren Medium fühlbar gespeichert sein. Das computerlesbare Medium kann nicht vorübergehend sein.
Im Rahmen dieser Anwendung ist ausdrücklich vorgesehen, dass die verschiedenen Aspekte, Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen, die in den vorstehenden Absätzen, in den Ansprüchen und/oder in den folgenden Beschreibungen und Zeichnungen dargelegt sind, und insbesondere die einzelnen Merkmale davon, unabhängig oder in beliebiger Kombination übernommen werden können. Das heißt, alle Ausführungsformen und/oder Merkmale einer Ausführungsform können in beliebiger Weise und/oder Kombination kombiniert werden, es sei denn, diese Merkmale sind nicht kompatibel. Der Anmelder behält sich das Recht vor, eine ursprünglich eingereichte Forderung zu ändern oder eine neue Forderung entsprechend einzureichen, einschließlich des Rechts, eine ursprünglich eingereichte Forderung zu ändern, um von einer anderen Forderung abhängig zu sein und/oder eine Eigenschaft einer anderen Forderung aufzunehmen, obwohl sie ursprünglich nicht auf diese Weise geltend gemacht wurde.
Figurenliste
Eine oder mehrere Ausführungsformen der Erfindung werden nun nur noch exemplarisch beschrieben, mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:

zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
zeigt eine schematische Darstellung eines Hochspannungsbussteuerungssystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
zeigt ein Verfahren nach einer Ausführungsform der Erfindung;

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
veranschaulicht ein Elektrofahrzeug (EV) 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das in dargestellte Fahrzeug 10 ist ein Hybrid-Elektrofahrzeug (HEV). Obwohl eine Form von EV in dargestellt ist, wird deutlich, dass es sich hierbei um ein Beispiel handelt. Ausführungsformen der Erfindung können auf jede Form von EV mit einer elektrischen Hochspannungsschaltung angewendet werden. Andere Formen von EV können als Plug-In Hybrid Electric Vehicle (PHEV), Battery Electric Vehicle (BEV) und Fuel Cell Electric Vehicle bekannt sein, obwohl diese Liste nicht eingeschränkt ist.
Das in dargestellte EV 10 umfasst eine elektrische Hochspannungsschaltung (HV) 15. Der HV-Kreis 15 hat eine Betriebsspannung, die mindestens 60Vdc oder 30Vac betragen kann. In einigen Ausführungsformen weist die Hochspannungsschaltung 15 eine Betriebsspannung von mehr als 100Vdc auf, wie beispielsweise 300Vdc, obwohl dies nur ein Beispiel ist.
Der HV-Kreis 15 umfasst eine HV-Batterieeinrichtung 40 zum Speichern elektrischer Energie darin und eine HV-Steuereinrichtung 30 zum Steuern des HV-Kreises 15. Die HV-Steuermittel 30 können eine HV-Steuerung 30 sein. Die HV-Steuerung 30 kann eine oder mehrere Verarbeitungsvorrichtungen umfassen. Die eine oder die mehreren Verarbeitungsvorrichtungen können im Gebrauch Computeranweisungen in Form von Computersoftware ausführen. Die HV-Steuerung 30 kann Speichermittel umfassen, die eine oder mehrere elektronische Speichervorrichtungen umfassen können, die kommunikativ mit einer oder mehreren Verarbeitungsvorrichtungen gekoppelt sind. Die Speichervorrichtung(en) kann (können) die Computersoftware speichern, die funktionsfähig die Verarbeitungsvorrichtung(en) ausgeführt hat (haben), und kann (können) während der Ausführung der Computersoftware Daten vorübergehend speichern, wie dies zu schätzen ist. Die HV-Steuerung 30 kann ein Eingabemittel umfassen, das in einer Ausführungsform ein Eingang ist, der zum Empfangen elektrischer Signale, die für Daten repräsentativ sind, angeordnet ist. Der Eingang kann Daten mit einem Kommunikationsbus des Fahrzeugs 10 kommunizieren. Die HV-Steuerung 30 kann ein Ausgabemittel umfassen, das in einer Ausführungsform ein Ausgang ist, der zum Ausgeben elektrischer Signale, die für Daten repräsentativ sind, angeordnet ist. Der Ausgang kann Daten mit dem Kommunikationsbus des Fahrzeugs 10 kommunizieren und mit dem Eingang als IO-Port der HV-Steuerung 30 integriert werden.
In der in dargestellten Ausführungsform von EV umfasst das Fahrzeug 10 einen Verbrennungsmotor (IC) 20. In einigen Ausführungsformen ist der Verbrennungsmotor 20 mit einem elektrischen Generatormittel in Form einer elektrischen Maschine 25 gekoppelt, die als Generator zum Erzeugen elektrischer Energie zum Laden des Batteriemittels 40 dient. Das Fahrzeug 10 ist ein Radfahrzeug mit einer Vielzahl von Rädern 12, die in einigen Ausführungsformen sowohl vom Verbrennungsmotor 20 als auch von einer oder mehreren elektrischen Maschinen 51, 52 angetrieben werden können, die als Elektromotoren 51, 52 arbeiten, die mit mindestens einigen der Räder 12 gekoppelt sind und als Motoren zum Antreiben der Räder 12 wirken. In anderen Ausführungsformen darf der Verbrennungsmotor 20 nicht zur Bereitstellung des Antriebsdrehmoments verwendet werden und darf die elektrische Maschine 25 ausschließlich zur Erzeugung elektrischer Energie antreiben. Die Ausführungsformen der Erfindung sind in dieser Hinsicht nicht beschränkt und umfassen auch BEVs, die nicht den Verbrennungsmotor 20 oder die elektrische Maschine 25 umfassen, wie dies gewürdigt wird.
Die Elektromotoren 51, 52 sind elektrisch mit dem HV-Kreis 15 gekoppelt, um ihm elektrische Energie zuzuführen. Das Fahrzeug umfasst eine Fehlererkennungseinrichtung 60 zum Erkennen eines Fehlers, der mit der HV-Schaltung 15 verbunden ist. Die Fehlererkennungseinrichtung 60 kann eine Fehlererkennungseinheit 60 umfassen. Die Fehlererkennungseinheit 60 kann einen oder mehrere elektrische Eingänge für jeden Empfang eines elektrischen Signals umfassen. Das elektrische Signal, das jedem Eingang zugeführt wird, kann eine Spannung an einer entsprechenden Stelle im HV-Kreis 15 anzeigen. Die Spannung an jeder Stelle kann mit einem Spannungsmessgerät gemessen werden (nicht dargestellt). Basierend auf einer oder mehreren Spannungen ist die Fehlererkennungseinheit 60 so angeordnet, dass sie bestimmt, ob ein Fehler im HV-Kreis 15 vorliegt. Insbesondere, wenn auch nicht ausschließlich, kann ein Fehler im offenen Kreislauf (OC) durch die Fehlererkennungseinheit 60 bestimmt werden. Der OC-Fehler kann basierend auf mindestens einer Spannung innerhalb des HV-Kreises 15 erkannt werden. Der OC-Fehler kann der gemessenen Spannung entsprechen, die eine OC-Spannung des HV-Kreises ist, d.h. nicht indikativ für eine Stromentnahme aus dem HV-Kreis 15, wie beispielsweise durch die Elektromotoren 51, 52. Es ist zu beachten, dass Fehler im der Hochspannungsschaltung 15 auf verschiedene Weise erkannt werden können und dass die Ausführungsformen der Erfindung in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt sind.
Die Fehlererkennungseinrichtung 60 ist so angeordnet, dass sie der HV-Steuerung 30 ein Fehlersignal 65 bereitstellt, das auf einen mit dem HV-Kreis 15 verbundenen Fehler hinweist. Da die Hochspannungsschaltung 15 eine relativ hohe Spannung führt, ist die Schaltersteuerung 30 so angeordnet, dass sie die Hochspannungsschaltung 15 in Abhängigkeit von der Fehlermeldung 65 abschaltet. Die Hochspannungsschaltung 15 kann sofort abgeschaltet werden oder, wenn sich das Fahrzeug 10 bewegt, kann die Abschaltung durchgeführt werden, sobald das Fahrzeug 10 zum Stillstand kommt, d.h. seine Geschwindigkeit erreicht 0 ist. Das Entladen kann die HV-Steuerung 30 umfassen, die ein Signal an eine Entladevorrichtung oder einen Entladekreis zum Entladen des HV-Kreises 15 bereitstellt, wie im Folgenden gewürdigt und weiter beschrieben wird. Das Signal kann über einen elektrischen Ausgang des HV-Reglers 30 bereitgestellt werden. Die Hochspannungsschaltung 15 wird so entladen, dass beispielsweise der menschliche Kontakt mit der Hochspannungsschaltung 15 nicht gefährlich ist. Nach der Entladung ist die Funktionalität des Fahrzeugs 10 jedoch eingeschränkt. So ist beispielsweise die Hochspannungsschaltung 15 nicht in der Lage, elektrische Energie, zumindest nicht bei einer ausreichenden Spannung, zum Betreiben der Elektromotoren 51, 52 bereitzustellen. Dadurch kann das Fahrzeug 10 verseilen. In einigen Fahrzeugen können andere Funktionen des Fahrzeugs eingeschränkt sein, wie z.B. die Möglichkeit, einen Gang einzulegen, was auch dazu führt, dass das Fahrzeug durch die Reduzierung der Hochspannung verseilt wird.
Es wurde zur Kenntnis genommen, dass der Kontakt mit dem HV-Kreis 15 nur bei stehendem Fahrzeug möglich ist. Zum Beispiel, wenn der Zugang zu mindestens einem Teil des HV-Kreises 15, wie beispielsweise über eine Motorhaube, oder eine andere Zugangstür oder -luke des Fahrzeugs 10, geöffnet wird, um den Kontakt zu ermöglichen. Das heißt, in einer normalen Konfiguration des Fahrzeugs 10 ist der HV-Kreis 15 weder für die Insassen des Fahrzeugs 10 noch für Personen außerhalb des Fahrzeugs zugänglich. Alle freiliegenden Teile des HV-Kreises 15 sind isoliert, um einen Kontakt zu vermeiden. Daher wurde darauf hingewiesen, dass es möglich sein kann, den Betrieb der Hochspannungsschaltung 15 unter bestimmten Umständen auch bei Vorhandensein eines Fehlers zu ermöglichen.
veranschaulicht ein Hochspannungsbussteuerungssystem 200 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das HV-Bus-Steuerungssystem 200 umfasst die vorstehend beschriebene HV-Steuerung 30, eine HV-Entladesteuerung in Form einer HV-Entladesteuerung 250, die die Spannung des HV-Kreises 15 steuert, und eine Drehmomentsteuereinheit 210.
Die HV-Entladesteuerung 250 dient zum Steuern einer Spannung des HV-Kreises 15. Insbesondere ist die HV-Entladesteuerung 250 wirksam, um den HV-Kreis 15 aus einer Betriebsspannung zu entladen. Die HV-Entladesteuerung 250 ist als Reaktion auf ein Entladungssignal 35 wirksam, das von der HV-Steuerung 30 ausgegeben wird, um den HV-Kreis 15 zu entladen. Wenn die Hochspannungsschaltung 15 entladen ist, kann seine Spannung auf eine Niederspannung, wie beispielsweise 12Vdc, oder im Wesentlichen auf 0V reduziert werden. Die HV-Entladesteuerung 250 kann die Spannung des HV-Kreises 15 in Abhängigkeit vom Entladungssignal 35 auf eine Masse des HV-Kreises 15 leiten. Die HV-Entladesteuerung 250 kann weiterhin als Reaktion auf das Entladungssignal 35 wirksam sein, um den HV-Kreis 15 wieder auf die Betriebsspannung einzustellen, die, wie vorstehend erwähnt, über 60Vdc oder 30Vac liegen kann. Die HV-Entladesteuerung 250 kann die Betriebsspannung des HV-Kreises 15 durch Entfernen des Nebenschlusses wieder herstellen, wodurch die Betriebsspannung des HV-Kreises 15 ansteigen kann.
Die Drehmomentsteuereinheit 210 ist funktionsfähig, um eine Anforderung an das Antriebs- oder Antriebsmoment für das Fahrzeug 10 zu empfangen. In der in dargestellten Ausführungsform ist die Drehmomentsteuereinheit 210 angeordnet, um ein Drehmomentanforderungssignal zu empfangen, das eine Drehmomentanforderung anzeigt, die von einem Sensor 220 bereitgestellt werden kann, der einem Gaspedal des Fahrzeugs 10 zugeordnet ist, wobei der Sensor 220 wirksam ist, um die Position des Gaspedals zu bestimmen und ein Signal auszugeben, das dies an die Drehmomentsteuereinheit 210 anzeigt. Darüber hinaus ist die Drehmomentsteuereinheit 210 in der in dargestellten Ausführungsform angeordnet, um ein Bremszustandssignal zu empfangen, das einen Zustand der Bremsen des Fahrzeugs 10 anzeigt, wie es von einem Sensor 225 bereitgestellt werden kann, der einem Bremspedal des Fahrzeugs 10 zugeordnet ist. Darüber hinaus ist die Drehmomentsteuereinheit 210 in einigen Ausführungsformen so angeordnet, dass sie eine Gangwahl des Fahrzeugs 10 bestimmt, insbesondere dass ein Gang des Fahrzeugs 10 gewählt wird, der eine Bewegung des Fahrzeugs ermöglicht, d.h. keine Park- oder Leerlaufgänge des Fahrzeugs. Die Drehmomentsteuereinheit 210 kann mit einem Signal versehen werden, das den gewählten Gang anzeigt, und zwar von einem Sensor 230, der einem Gangwahlschalter des Fahrzeugs 10 zugeordnet ist, oder von einem Modul, das einem automatischen Getriebe des Fahrzeugs zugeordnet ist und den aktuellen Gang anzeigt. Es ist zu beachten, dass die Drehmomentsteuereinheit 210 nicht mit Signalen von Sensoren wie vorstehend beschrieben versorgt werden darf und dass die Drehmomentsteuereinheit 210 mit Daten versorgt werden kann, die die oben beschriebenen Eigenschaften des Fahrzeugs 10 anzeigen, und zwar von Steuermodulen, die den jeweiligen Steuerungen zugeordnet sind, wie beispielsweise über einen Kommunikationsbus des Fahrzeugs 10. Darüber hinaus kann es vorkommen, dass eine Drehmomentanforderung nicht als Reaktion auf eine Benutzeranforderung in einigen Ausführungsformen erzeugt wird. Stattdessen kann die Drehmomentanforderung durch ein automatisches oder autonomes Modul wie beispielsweise ein Advanced Driver Assistance System (ADAS) erzeugt werden, das das Fahrzeug 10 zumindest teilautonom steuern kann. In einigen Ausführungsformen kann die Funktionalität der Drehmomentanforderungseinheit 210 zum Empfangen eines oder mehrerer des Signals, das eine Drehmomentanforderung anzeigt, des Bremszustandssignals und des Signals, das den gewählten Gang anzeigt, in der HV-Steuerung 30 implementiert werden, wie beispielsweise ein Softwaremodul davon.
In einer Ausführungsform ist die Drehmomentsteuereinheit 210 so angeordnet, dass sie die HV-Steuerung 30 mit einem Pull-Away-Signal 240 versorgt, das eine Aufforderung an das Fahrzeug 10 anzeigt, sich zurückzuziehen, d.h. die Bewegung aus dem Stillstand zu beginnen. Das Pull-Away-Signal 240 wird von der Drehmomentsteuereinheit 210 als Reaktion auf eine oder mehrere vorgegebene Bedingungen ausgegeben. Die vorgegebenen Bedingungen können auf einer oder mehreren der Anforderungen an das Drehmoment, den Bremszustand und die Gangwahl basieren. In einigen Ausführungsformen wird das Pull-Away-Signal 240 an die HV-Steuerung 30 ausgegeben, wenn eine Drehmomentanforderung vorliegt, der Bremsstatus zeigt an, dass die Bremsen des Fahrzeugs 10 gelöst sind und dass ein Vorwärts- oder Rückwärtsgang gewählt ist, d.h. der Gang bei einem Automatikgetriebe nicht neutral ist oder parkt.
Als Reaktion auf das Empfangen des Pull-Away-Signals 240 ist die HV-Steuerung 30 angeordnet, um die Spannung des HV-Kreises 15 zu erhöhen. Die Spannung des HV-Kreises 15 wird auch bei Vorhandensein des Fehlers erhöht. Das heißt, die Spannung des HV-Kreises 15 wird von der Spannung erhöht, bei der sie zuvor durch die Abschaltung auf die Spannung reduziert wurde. Die Spannung des HV-Kreises 15 kann auf die normale Betriebsspannung des HV-Kreises 15 erhöht werden. In einigen Ausführungsformen, während die Fehlererkennungseinheit 60 das Fehlersignal 65 an die HV-Steuerung 30 liefert, ist die HV-Steuerung 30 in der Lage, eine Erhöhung der Spannung des HV-Kreises 15 in Abhängigkeit vom Empfangen des Pull-Away-Signals 240 zu bewirken. In einer Ausführungsform modifiziert oder beendet die HV-Steuerung 30 das Entladungssignal 35, das der HV-Entladungssteuerung 250 zur Verfügung gestellt wird, so dass die HV-Entladungssteuerung 250 den HV-Kreis 15 nicht weiter entlädt, d.h. in einigen Ausführungsformen wird der Nebenschluss zur HV-Masse entfernt, wodurch die Spannung des HV-Kreises 15 ansteigen kann. Da erkannt wurde, dass die Spannung des HV-Kreises 15 nur im Stillstand des Fahrzeugs 10 ein Risiko darstellen kann, ist es unproblematisch, das Fahrzeug 10 auch bei Vorhandensein des Fehlers bewegen zu lassen. Es wurde festgestellt, dass es unwahrscheinlich ist, dass die Motorhaube oder Zugangsluke des Fahrzeugs geöffnet wird, um den Zugang zum HV-Kreis 15 zu ermöglichen, wenn der Fahrer des Fahrzeugs 10 beabsichtigt, das Fahrzeug zu bewegen. Selbst bei einem teilautonomen oder autonomen Fahrzeug ist ein Modul, das die Drehmomentanforderung bereitstellt, so konfiguriert, dass es die Drehmomentanforderung nicht bereitstellt, wenn beispielsweise Sensoren anzeigen, dass sich Personen in der Nähe des Fahrzeugs befinden oder beispielsweise die Motorhaube des Fahrzeugs 10 geöffnet ist. Darüber hinaus kann durch die Bewegung des Fahrzeugs 10 vermieden werden, dass das Fahrzeug 10 verseilt wird.
veranschaulicht ein Verfahren 300 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das Verfahren 300 ist ein Verfahren zum Steuern des HV-Kreises 15. Das Verfahren 300 kann, wie vorstehend beschrieben, von der HV-Steuerung 30 durchgeführt werden.
Das Verfahren 300 umfasst einen Schritt 310 zum Erfassen eines Fehlers, der mit der HV-Schaltung 15 verbunden ist. Schritt 310 kann die HV-Steuerung 30 umfassen, die das Fehlersignal 65 empfängt. Die Fehlermeldung 65 zeigt den Fehler an, der dem HV-Kreis 15 zugeordnet ist. Die Fehlermeldung 65 zeigt in einigen Ausführungsformen einen Leerlauffehler der Hochspannungsschaltung 15 an.
In Schritt 320 wird eine Spannung des HV-Kreises 15 reduziert. Die Spannung wird als Reaktion auf die Erkennung des Fehlers in Schritt 310 reduziert. Die Spannung des HV-Kreises 15 wird von der normalen Betriebsspannung des HV-Kreises 15 reduziert. Die Spannung des HV-Kreises 15 kann reduziert werden, indem die HV-Steuerung 30 so angeordnet ist, dass sie das Entladungssignal 35 zum Entladen des HV-Kreises 15 ausgibt, wobei der HV-Entladungskreis 250 zum Entladen des HV-Kreises 15 arbeitet. Die Spannung der Hochspannungsschaltung 15 kann auf eine Sicherheitsspannung, wie beispielsweise eine Niederspannung von z.B. 12 Volt, reduziert werden. In einigen Ausführungsformen beträgt die Sicherheitsspannung jedoch im Wesentlichen 0V. Somit wird in Schritt 320 die HV-Schaltung 15 auf eine Spannung reduziert, die für den Kontakt unproblematisch ist. Schritt 320 kann unmittelbar nach dem Eintreten von Schritt 310 ausgeführt werden oder, wenn sich das Fahrzeug 10 zum Zeitpunkt von Schritt 310 bewegt, kann Schritt 320 ausgeführt werden, sobald das Fahrzeug 10 zum Stillstand kommt oder stoppt.
In Schritt 330 wird bestimmt, ob eine Drehmomentanforderung empfangen wird. Die Drehmomentanforderung ist eine Anforderung für den Antrieb oder das Antriebsmoment für das Fahrzeug 10. Die Drehmomentanforderung kann vom Fahrer des Fahrzeugs 10, von einem Fahrerassistenzmodul des Fahrzeugs oder von einem autonomen Fahrmodul des Fahrzeugs 10 ausgehen. Die Drehmomentanforderung kann in Abhängigkeit von einer oder mehreren Bedingungen bestimmt werden, die das Vorhandensein der Drehmomentanforderung umfassen, wobei der Bremsstatus anzeigt, dass die Bremsen des Fahrzeugs 10 gelöst sind und dass ein Vorwärts- oder Rückwärtsgang gewählt ist, d.h. der gewählte Gang im Falle eines automatischen Getriebes nicht neutral oder geparkt ist. Somit wird in Schritt 330 bestimmt, ob es entweder vom Fahrer oder einem Modul des Fahrzeugs vorgesehen ist, dass das Fahrzeug 10 weggezogen wird. Schritt 330 kann von der HV-Steuerung 30 durchgeführt werden, die das Pull-Away-Signal 240 empfängt. Wenn Schritt 330 als positiv bestimmt wird, dann geht das Verfahren 300 zu Schritt 340 über. Wenn jedoch die Drehmomentanforderung nicht empfangen wird, bleibt das Verfahren in Schritt 330 stehen, d.h. das Verfahren 300 schaltet ab oder läuft nicht weiter. Während in Schritt 330 die Spannung des HV-Kreises 15 reduziert wird.
In Schritt 340 wird die Spannung der Hochspannungsschaltung 15 erhöht. Die Spannung des HV-Kreises 15 wird auch während der Fehlererkennung erhöht, wie das Fortbestehen der Fehlermeldung 65 anzeigen kann. Die Spannung des HV-Kreises 15 kann in Schritt 340 auf die normale Betriebsspannung des HV-Kreises 15 erhöht werden. Schritt 340 ermöglicht den Betrieb einer oder mehrerer Komponenten oder Systeme, die von der Hochspannungsschaltung 15 versorgt werden, wie beispielsweise die Motoren 51, 52. Somit wird infolge der Drehmomentanforderung in Schritt 330 die Betriebsspannung des HV-Kreises 15 wiederhergestellt, so dass die Motoren 51, 52 eine Antriebskraft auf das Fahrzeug 10 ausüben können.
In Schritt 350 wird bestimmt, ob das Fahrzeug 10 angehalten hat. Wenn das Fahrzeug 10 stoppt, kehrt das Verfahren zu Schritt 320 zurück, wobei die Spannung der HV-Schaltung 15 reduziert wird. Das heißt, bis das Fahrzeug 10 zum Stillstand kommt, wird die Hochspannungsschaltung 15 so gesteuert, dass er auf Betriebsspannung oder Hochspannung bleibt, aber nach dem Stillstand wird die Spannung der Hochspannungsschaltung 15 auf eine sichere Spannung reduziert.
Es ist zu beachten, dass die Ausführungsformen der Erfindung es ermöglichen, nach der Erkennung eines Fehlers eine von der Hochspannungsschaltung abhängige Funktionalität bereitzustellen.
Es ist zu beachten, dass Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Form von Hardware, Software oder einer Kombination von Hard- und Software realisiert werden können. Eine solche Software kann in Form eines flüchtigen oder nichtflüchtigen Speichers, wie beispielsweise einer Speichervorrichtung wie einem ROM, ob löschbar oder wiederbeschreibbar oder nicht, oder in Form eines Speichers, wie beispielsweise RAM, Speicherchips, Vorrichtung oder integrierte Schaltungen, oder auf einem optisch oder magnetisch lesbaren Medium, wie beispielsweise einer CD, DVD, Magnetplatte oder Magnetband, gespeichert werden. Es ist zu beachten, dass die Speichervorrichtungen und Speichermedien Ausführungsformen maschinenlesbarer Speicher sind, die sich zur Speicherung eines Programms oder von Programmen eignen, die bei ihrer Ausführung Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umsetzen. Dementsprechend stellen Ausführungsformen ein Programm bereit, das einen Code zum Implementieren eines Systems oder Verfahrens, wie in einem früheren Anspruch gefordert, und einen maschinenlesbaren Speicher, der ein solches Programm speichert. Darüber hinaus können Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung elektronisch über jedes Medium übertragen werden, wie beispielsweise ein Kommunikationssignal, das über eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung übertragen wird, und Ausführungsformen, die diese entsprechend umfassen.
Alle in dieser Spezifikation offenbarten Merkmale (einschließlich aller zugehörigen Ansprüche, Abstraktionen und Zeichnungen) und/oder alle Schritte eines so offenbarten Verfahrens oder Prozesses können in jeder Kombination kombiniert werden, es sei denn, es handelt sich um Kombinationen, bei denen sich mindestens einige dieser Merkmale und/oder Schritte gegenseitig ausschließen.
Jedes in dieser Spezifikation offenbarte Merkmal (einschließlich aller damit verbundenen Ansprüche, Abstraktionen und Zeichnungen) kann durch alternative Merkmale ersetzt werden, die dem gleichen, gleichwertigen oder ähnlichen Zweck dienen, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist. Sofern nicht ausdrücklich anders angegeben, ist jedes offenbarte Merkmal nur ein Beispiel für eine generische Reihe von gleichwertigen oder ähnlichen Merkmalen.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die Details der vorgenannten Ausführungsformen. Die Erfindung erstreckt sich auf jede neue oder neuartige Kombination der in dieser Spezifikation offenbarten Merkmale (einschließlich aller zugehörigen Ansprüche, Abstraktionen und Zeichnungen) oder auf jede neue oder neuartige Kombination der Schritte eines so offenbarten Verfahrens oder Prozesses. Die Ansprüche sind nicht nur auf die vorgenannten Ausführungsformen, sondern auch auf alle Ausführungsformen, die in den Geltungsbereich der Ansprüche fallen, auszulegen.

Claims

Verfahren zum Steuern einer Hochspannungsschaltung eines Fahrzeugs, umfassend: Erkennen eines Fehlers der mit der Hochspannungsschaltung assoziiert ist; Reduzieren einer Spannung der Hochspannungsschaltung in Abhängigkeit von der Fehlererkennung; Empfangen einer Drehmomentanforderung und in Abhängigkeit davon Erhöhen der Spannung der Hochspannungsschaltung.
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend: Bestimmen, dass das Fahrzeug im Stillstand ist; wobei die Spannung der Hochspannungsschaltung in Abhängigkeit vom Stillstand des Fahrzeugs reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Spannung der Hochspannungsschaltung erhöht wird, während der Fehler vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Spannung der Hochspannungsschaltung ausgehend von einer Betriebsspannung der Hochspannungsschaltung reduziert wird; optional beträgt die Betriebsspannung der Hochspannungsschaltung mindestens 50V.
Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Spannung der Hochspannungsschaltung auf eine Sicherheitsspannung reduziert wird; optional ist die Sicherheitsspannung im Wesentlichen 0V.
Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Drehmomentanforderung eine Anforderung für das Antriebsdrehmoment für das Fahrzeug ist.
Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Drehmomentanforderung von einem Fahrer des Fahrzeugs oder einem autonomen Fahrmodul des Fahrzeugs ausgeht.
Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei der Fehler ein unterbrochener Stromkreis-Fehler ist.
Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, umfassend das Reduzieren der Spannung der Hochspannungsschaltung nach der Drehmomentanforderung in Abhängigkeit vom Erfassen des Stillstands des Fahrzeugs.
Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, umfassend das Erhöhen der Spannung der Hochspannungsschaltung in Abhängigkeit von der Drehmomentanforderung und dem Erfüllen einer oder mehrerer vorgegebener Bedingungen.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die eine oder die mehreren vorgegebenen Bedingungen das Lösen einer Bremse des Fahrzeugs und/oder einen Versuch, einen Gang in das Getriebe des Fahrzeugs einzulegen, umfassen.
Hochspannungssteuerung, umfassend: Eingangsmittel zum Empfangen eines Fehlersignals, das einen Fehler anzeigt, der mit einer Hochspannungsschaltung assoziiert ist; Ausgabemittel zum Ausgeben eines Spannungssteuersignals zum Steuern einer Spannung der Hochspannungsschaltung; Eingangsmittel zum Empfangen eines Drehmomentanforderungssignals, das eine Drehmomentanforderung anzeigt; Steuermittel zum Empfangen des Fehlersignals und in Abhängigkeit davon zum Steuern des Ausgabemittels zum Ausgeben des Spannungssteuersignals, um eine Reduzierung der Spannung der Hochspannungsschaltung zu bewirken; wobei das Steuermittel dazu eingerichtet ist, um das Drehmomentanforderungssignal zu empfangen und in Abhängigkeit davon das Ausgabemittel zu steuern, um das Spannungssteuersignal auszugeben, um eine Erhöhung der Spannung der Hochspannungsschaltung zu bewirken.
Die Steuerung nach Anspruch 12, wobei das Steuermittel dazu eingerichtet ist, um das Spannungssteuersignal auszugeben, um die Hochspannungsschaltung in Abhängigkeit vom Drehmomentanforderungssignal wieder auf eine Betriebsspannung einzustellen.
Steuerung nach Anspruch 12 oder 13, wobei das Steuermittel dazu eingerichtet ist, um die Spannung der Hochspannungsschaltung zu erhöhen, während das Fehlersignal empfangen wird.
Steuerung nach Anspruch 12, 13 oder 14, wobei das Steuermittel dazu eingerichtet ist, um das Spannungssteuersignal auszugeben, um die Reduzierung der Spannung der Hochspannungsschaltung ausgehend von einer Betriebsspannung der Hochspannungsschaltung zu bewirken.
Steuerung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei die Spannung der Hochspannungsschaltung auf eine Sicherheitsspannung reduziert ist.
Die Steuerung nach Anspruch 16, wobei die Sicherheitsspannung gleich oder kleiner als 12V ist; optional ist die Sicherheitsspannung im Wesentlichen 0V.
Steuerung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, wobei das Steuermittel dazu eingerichtet ist, um zu bestimmen, dass das Fahrzeug stillsteht, und um die Spannung der Hochspannungsschaltung nach der Drehmomentanforderung in Abhängigkeit davon zu reduzieren.
Steuerung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, wobei das Steuermittel dazu eingerichtet ist, um die Spannung der Hochspannungsschaltung in Abhängigkeit von der Drehmomentanforderung zu erhöhen und ein Signal zu empfangen, das anzeigt, dass eine oder mehrere vorbestimmte Bedingungen erfüllt sind.
Steuerung nach Anspruch 19, wobei die eine oder die mehreren vorbestimmten Bedingungen das Lösen einer Bremse des Fahrzeugs und/oder einen erfolgreich oder anderweitigen Versuch, einen Gang in das Getriebe des Fahrzeugs einzulegen, umfassen.
Hochspannungssystem für ein Fahrzeug, umfassend: eine Hochspannungsschaltung, die elektrisch mit einer Hochspannungsquelle verbunden ist; eine Hochspannungssteuerung nach einem der Ansprüche 12 bis 18; eine Hochspannungsentladesteuerung, die zum Empfangen des Spannungssteuersignals und zum Steuern der Spannung der Hochspannungsschaltung in Abhängigkeit davon angeordnet ist.
Fahrzeug, umfassend die Steuerung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 17 oder das System nach Anspruch 18.
Computersoftware, die, wenn sie von einem Computer ausgeführt wird, dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 durchzuführen.
Computersoftware nach Anspruch 23, die auf einem computerlesbaren Medium gespeichert ist.
Verfahren, Steuerung, System oder Fahrzeug, im Wesentlichen wie vorstehend beschrieben, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.