DE112017006492T5

DE112017006492T5 - Bordsteuervorrichtung

Info

Publication number: DE112017006492T5
Application number: DE112017006492.9T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki KYOJO; Yutaka Inobe; Nobuaki Satoh
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: PANASONIC AUTOMOTIVE SYSTEMS CO., LTD., YOKOHA, JP
Priority date: 2016-12-22
Filing date: 2017-12-04
Publication date: 2019-09-19
Also published as: CN110087934A; JP2018103972A; US20190263279A1; CN110087934B; US11046200B2

Abstract

Eine Bordsteuervorrichtung leitet eine Datenkommunikation zwischen einem Fahrzeugmodul und einer Fahrzeug-Steuereinheit weiter, die ein Signal zum Ansteuern eines Fahrmodus eines Fahrzeugs erzeugt. Die Bordsteuervorrichtung enthält eine erste Schnittstelle, über die eine Kommunikation mit der Fahrzeug-Steuereinheit durchgeführt wird, und eine zweite Schnittstelle, über die eine Kommunikation mit den Fahrzeugmodulen durchgeführt wird. Die erste Schnittstelle beruht auf Spezifikationen für die Kommunikation mit der Fahrzeug-Steuereinheit, und die zweite Schnittstelle beruht nicht auf Spezifikationen für die Kommunikation mit der Fahrzeug-Steuereinheit.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Bordsteuervorrichtung.
Technischer Hintergrund
Elektrofahrzeuge (EV) und Plug-in-Hybridfahrzeuge (PHEV) sind mit Stromversorgungsmodulen ausgestattet, wie etwa einer Hochspannungsbatterie, einem Wechselrichter, der eine von der Hochspannungsbatterie gelieferte Gleichstromleistung umwandelt und die umgewandelte Leistung einem Elektromotor zuführt, einer Ladeeinheit, die von einer externen Versorgungsquelle, wie etwa einer kommerziellen Wechselstromquelle, gelieferte Leistung (elektrische Leistung) umwandelt und die Hochspannungsbatterie lädt, einer Niederspannungsbatterie (Hilfsbatterie), die Leistung an eine Hilfsmaschine des Fahrzeugs liefert, und einem Gleichspannungsumrichter, der die Hilfsbatterie lädt.
Diese Stromversorgungsmodule sind mit elektronischen Steuereinheiten ausgestattet, die jeweils zu den Stromversorgungsmodulen gehören. Diese elektronischen Steuereinheiten sind mit einer Fahrzeug-Steuereinheit zum umfassenden Steuern von Bestandteilen des Fahrzeugs über Kommunikationsschnittstellen und dergleichen kommunikativ gekoppelt, die die Spezifikationen eines CAN-Kommunikationsprotokolls (Controller Area Network) erfüllen (siehe beispielsweise Patentschrift 1).
Literaturverzeichnis
Patentliteratur
Patentschrift 1: Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2014-073023
Zusammenfassung der Erfindung
Jedoch müssen, wie in der Patentschrift 1 beschrieben, in einer Anordnung, in der eine Fahrzeug-Steuereinheit und eine elektronische Steuereinheit jedes Stromversorgungsmoduls direkt miteinander verbunden sind, bei Änderungen der Spezifikationen der Kommunikationsschnittstelle (sowohl eines Hardwareelements als auch eines Softwareelements oder eines beliebigen davon) der Fahrzeug-Steuereinheit alle Kommunikationsschnittstellen der elektronischen Steuereinheiten der Stromversorgungsmodule (im Folgenden als „Schnittstelle“ bezeichnet) geändert werden.
Das heißt, alle Schnittstellen der elektronischen Steuereinheiten der Stromversorgungsmodule müssen in neue Schnittstellen geändert werden, die für die Schnittstelle der geänderten Fahrzeug-Steuereinheit geeignet sind, was somit die Entwicklungskosten erhöht.
Die vorliegende Offenbarung schafft eine Bordsteuervorrichtung, die in der Lage ist, Einschränkungen bei der Kommunikation zwischen der Fahrzeug-Steuereinheit und einem Fahrzeugmodul (insbesondere einem Stromversorgungsmodul) zu beseitigen.
Eine Bordsteuervorrichtung der vorliegenden Offenbarung leitet eine Datenkommunikation zwischen einem Fahrzeugmodul und einer Fahrzeug-Steuereinheit weiter, ausgelegt, ein Signal zum Ansteuern eines Fahrmodus des Fahrzeugs zu erzeugen. Die Bordsteuervorrichtung enthält eine erste Schnittstelle, über die eine Kommunikation mit der Fahrzeug-Steuereinheit durchgeführt wird, und eine zweite Schnittstelle, über die eine Kommunikation mit den Fahrzeugmodulen durchgeführt wird. Die erste Schnittstelle beruht auf Spezifikationen für die Kommunikation mit der Fahrzeug-Steuereinheit, und die zweite Schnittstelle beruht nicht auf Spezifikationen für die Kommunikation mit der Fahrzeug-Steuereinheit.
Die Bordsteuervorrichtung kann Einschränkungen bei der Kommunikation zwischen der Fahrzeug-Steuereinheit und dem Fahrzeugmodul beseitigen.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Anordnung eines Fahrzeugs gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform zeigt.
2 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Anordnung eines Fahrzeugs gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform zeigt.
3 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Anordnung eines Fahrzeugs gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform zeigt.
4 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Anordnung eines Fahrzeugs gemäß einer vierten beispielhaften Ausführungsform zeigt.
5 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Anordnung eines Fahrzeugs gemäß einer fünften beispielhaften Ausführungsform zeigt.
6 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Anordnung eines Fahrzeugs gemäß einer sechsten beispielhaften Ausführungsform zeigt.
7 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Anordnung eines Fahrzeugs gemäß einem modifizierten Beispiel der sechsten beispielhaften Ausführungsform zeigt.
8 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Anordnung eines Fahrzeugs gemäß einer achten beispielhaften Ausführungsform zeigt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Nachstehend sind beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung mit Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In jeder beispielhaften Ausführungsform sind dieselben Bezugsnummern denselben Bestandteilen erteilt wie in den vorangehenden beispielhaften Ausführungsformen, und ihre Beschreibung kann weggelassen sein.
(Erste beispielhafte Ausführungsform)
Nachstehend ist eine Übergabevorrichtung gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform (entsprechend der „Bordsteuervorrichtung“ der vorliegenden Offenbarung) mit Bezugnahme auf 1 beschrieben.
1 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Anordnung eines Fahrzeugs A gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform zeigt. In der Zeichnung geben punktierte Pfeile ein Senden und Empfangen von Signalen zwischen jeweiligen Teilen an, und durchgehende Linien geben Versorgungsleitungen an.
Das Fahrzeug A ist beispielsweise ein Elektrofahrzeug oder ein Plug-in-Hybridfahrzeug und enthält eine Fahrzeug-Steuereinheit (elektronische Steuereinheit) 10, einen Anschlusskasten 20, eine Vielzahl von Stromversorgungsmodulen (ein Wechselrichtermodul 30, ein Batteriemodul 40, ein Lademodul 50, ein Hilfsmodul 60 (im Folgenden auch allgemein als „Stromversorgungsmodule 30 bis 60“ bezeichnet) und dergleichen.
Die Fahrzeug-Steuereinheit 10 ist eine Fahrzeug-Steuereinheit, die umfassend Bestandteile des Fahrzeugs A steuert. Die Fahrzeug-Steuereinheit 10 enthält eine Betriebssteuereinheit 10a und eine Schnittstelle 10b.
Die Betriebssteuereinheit 10a erzeugt ein Ansteuersignal, um zu ermöglichen, dass jedes der Stromversorgungsmodule 30 bis 60 einen gewünschten Betrieb durchführt. Die Betriebssteuereinheit 10a weist beispielsweise eine Antriebsansteuerfunktion, die ein Wechselrichter-Ansteuersignal als Reaktion auf das gewünschte Drehmoment ausgibt; eine Ladeansteuerfunktion, die ein Ladeeinheits-Betriebsansteuersignal ausgibt, um die Hochspannungsbatterie 41 zu laden; eine Gleichspannungsumrichter-Ansteuerfunktion, die ein Gleichspannungsumrichter-Betriebsansteuersignal ausgibt, um die Hilfsbatterie 61 zu laden; eine Schnellladeansteuerfunktion, die eine Schnellladeansteuersignal ausgibt, um die Hochspannungsbatterie 41 aus einem externen Schnellladesystem S2 zu laden; und dergleichen auf.
Hier ist anzumerken, dass durch die Betriebssteuereinheit 10a zu erzeugende Ansteuersignale beispielsweise eine Betriebsanweisung und eine Stoppanweisung für jedes der Stromversorgungsmodule 30 bis 60 enthalten. Weiter enthalten die Ansteuersignale Einzelheiten von Betriebsweisen der zu betreibenden Stromversorgungsmodule 30 bis 60 (beispielsweise eine durch das Lademodul 50 zu ladende Leistungsmenge) und dergleichen.
Die Schnittstelle 10b der Fahrzeug-Steuereinheit 10 führt eine Datenkommunikation mit einer Schnittstelle 22b der Übergabevorrichtung 22 durch. Zum Beispiel sendet die Schnittstelle 10b als Reaktion auf das Erzeugen eines Ansteuersignals durch die Betriebssteuereinheit 10a das Ansteuersignal an die Schnittstelle 22b der Übergabevorrichtung 22.
Das Wechselrichtermodul 30 enthält eine Wechselrichterschaltung 31 und eine elektronische Steuereinheit 32, ausgelegt, die Wechselrichterschaltung 31 zu steuern.
Die Wechselrichterschaltung 31 wandelt von der Hochspannungsbatterie 41 und dergleichen empfangene Gleichspannungsleistung in Wechselspannungsleistung um und führt die Wechselspannungsleistung dem Elektromotor 34 zu. Weiter wandelt die Wechselrichterschaltung 31, wenn der Elektromotor 34 einen regenerativen Betrieb durchführt, vom Elektromotor 34 übertragene regenerative Leistung in Gleichspannungsleistung um und überträgt die Gleichspannungsleistung zur Hochspannungsbatterie 41 und dergleichen. Hier ist anzumerken, dass die Wechselrichterschaltung 31 mit dem Anschlusskasten 20 über die Versorgungsleitung L1 gekoppelt ist und Leistung zu und von anderen Stromversorgungsmodulen über den Anschlusskasten 20 überträgt und empfängt.
Die elektronische Steuereinheit 32 enthält eine Wechselrichter-Steuereinheit 32a, ausgelegt, das Schalten der Wechselrichterschaltung 31 so zu steuern, dass der Elektromotor 34 einen gewünschten Betrieb durchführt, und eine Schnittstelle 32b, ausgelegt, eine Datenkommunikation mit einer Schnittstelle 22c der Übergabevorrichtung 22 durchzuführen.
Das Batteriemodul 40 enthält eine Hochspannungsbatterie 41 und eine elektronische Steuereinheit 42, ausgelegt, die Hochspannungsbatterie 41 zu steuern.
Die Hochspannungsbatterie 41 schickt im Entladebetrieb Gleichspannungsleistung zur Wechselrichterschaltung 31 und dergleichen und empfängt im Ladebetrieb Gleichspannungsleistung von der Ladeeinheit 51 und dergleichen. Hier ist anzumerken, dass die Hochspannungsbatterie 41 mit dem Anschlusskasten 20 über die Versorgungsleitung L2 gekoppelt ist und Leistung zu und von anderen Stromversorgungsmodulen über den Anschlusskasten 20 überträgt und empfängt.
Die elektronische Steuereinheit 42 enthält eine Batterie-Steuereinheit 42a, ausgelegt, einen Zustand der Hochspannungsbatterie 41 zu überwachen, und eine Schnittstelle 42b, ausgelegt, eine Datenkommunikation mit einer Schnittstelle 22d der Übergabevorrichtung 22 durchzuführen.
Das Lademodul 50 enthält eine Ladeeinheit 51 und eine elektronische Steuereinheit 52, ausgelegt, die Ladeeinheit 51 zu steuern.
Die Ladeeinheit 51 wandelt von einer externen Versorgungsquelle S1 außerhalb des Fahrzeugs zugeführte Wechselstromleistung (beispielsweise einer einphasigen 100-Volt- oder einphasigen 200-Volt-Versorgungsquelle für den Haushaltsgebrauch) in Gleichspannungsleistung um und schickt die Gleichspannungsleistung zur Hochspannungsbatterie 41 und dergleichen. Hier ist anzumerken, dass die Ladeeinheit 51 mit dem Anschlusskasten 20 über die Versorgungsleitung L3 gekoppelt ist und Leistung zu und von anderen Stromversorgungsmodulen über den Anschlusskasten 20 schickt und empfängt.
Hier ist anzumerken, dass die Ladeeinheit 51 beispielsweise ein Wechselstromfilter (ACF) 51a, eine Leistungsfaktor-Korrekturschaltung (PFC) 51b, einen Gleichspannungsumrichter (DCDC) 51c und dergleichen enthält. Eine Lader-Steuereinheit 52a steuert das Schalten der Leistungsfaktor-Korrekturschaltung 51b und des Gleichspannungsumrichters 51c.
Die elektronische Steuereinheit 52 enthält die Lader-Steuereinheit 52a, ausgelegt, das Schalten der Ladeeinheit 51 zu steuern, und eine Schnittstelle 52b, ausgelegt, eine Datenkommunikation mit einer Schnittstelle 22e der Übergabevorrichtung 22 durchzuführen.
Das Hilfsmodul 60 enthält den Gleichspannungsumrichter 62 und eine elektronische Steuereinheit 63, ausgelegt, den Gleichspannungsumrichter 62 zu steuern.
Die Hilfsbatterie 61 ist eine Batterie mit einer niedrigeren Spannung als diejenige der Hochspannungsbatterie 41. Der Gleichspannungsumrichter 62 wandelt die von der Hochspannungsbatterie 41 gelieferte Leistung zum Laden der Hilfsbatterie 61 herunter. Hier ist anzumerken, dass der Gleichspannungsumrichter 62 mit dem Anschlusskasten 20 über die Versorgungsleitung L4 gekoppelt ist und Leistung zu und von anderen Stromversorgungsmodulen über den Anschlusskasten 20 überträgt und empfängt.
Die elektronische Steuereinheit 63 enthält eine Gleichspannungsumrichter-Steuereinheit 63a, ausgelegt, das Schalten des Gleichspannungsumrichters 62 zu steuern, und eine Schnittstelle 63b, ausgelegt, eine Datenkommunikation mit einer Schnittstelle 22f der Übergabevorrichtung 22 durchzuführen.
Hier ist anzumerken, dass als die oben erwähnten elektronischen Steuereinheiten 32, 42, 52 und 63 ein Mikrocomputer, enthaltend beispielsweise eine CPU (Zentraleinheit), ein ROM (einen Nur-Lese-Speicher), ein RAM (einen Direktzugriffsspeicher) und dergleichen, (im Folgenden: ein Mikrocomputer) verwendet ist. Dann werden die Funktionen der Steuerungen 32a, 42a, 52a und 63a der elektronischen Steuereinheiten 32, 42, 52 und 63 durch einen Rückgriff auf ein Steuerprogramm oder verschiedene Daten ausgeführt, die in einer Speichervorrichtung (nicht gezeigt) beispielsweise der CPU (Zentraleinheit) gespeichert sind. Jedoch kann anstelle eines Mikrocomputers ein für Signalverarbeitung ausgelegter DSP (digitaler Signalprozessor) oder dergleichen verwendet sein.
Der Anschlusskasten 20 nimmt die jeweils von den Stromversorgungsmodulen 30 bis 60 verlegten Versorgungsleitungen L1 bis L4, die zum Verbinden mit dem externen Schnellladesystem S2 verlegte Versorgungsleitung L5 und dergleichen auf und leitet die Leistungsübertragung und den Leistungsempfang zwischen den Stromversorgungsmodulen 30 bis 60 weiter.
Der Anschlusskasten 20 enthält einen Strompfad-Schalterkreis 21, mit dem die Versorgungsleitungen L1 bis L5 verbunden sind. Der Strompfad-Schalterkreis 21 schaltet einen Verbindungszustand unter den Versorgungsleitungen L1 bis L5. Hier ist anzumerken, dass der Strompfad-Schalterkreis 21 aufgebaut ist, indem er ein Relais, eine Sicherung, eine Stromschiene und dergleichen enthält, und einen Verbindungszustand unter den Versorgungsleitungen L1 bis L5 auf Grundlage eines von der Übergabesteuereinheit 22a ausgegebenen Steuersignals schaltet.
Hier weist der Anschlusskasten 20 gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform die Übergabevorrichtung 22 auf, die die Datenkommunikation zwischen der Fahrzeug-Steuereinheit 10 und jedem der Stromversorgungsmodule 30 bis 60 übergibt.
Die Übergabevorrichtung 22 enthält eine Übergabesteuereinheit 22a, die erste Schnittstelle 22b, die mit der Fahrzeug-Steuereinheit 10 kommuniziert, und zweite Schnittstellen 22c bis 22f, von denen jede mit einer elektronischen Steuereinheit eines jeweiligen der Stromversorgungsmodule 30 bis 60 kommuniziert.
Genauer enthält die Übergabevorrichtung 22 als zweite Schnittstellen 22c bis 22f zum Kommunizieren mit jedem der Stromversorgungsmodule 30 bis 60 die Schnittstelle 22c, die mit der Schnittstelle 32b des Wechselrichtermoduls 30 kommuniziert, die Schnittstelle 22d, die mit der Schnittstelle 42b des Batteriemoduls 40 kommuniziert, die Schnittstelle 22e, die mit der Schnittstelle 52b des Lademoduls 50 kommuniziert, und die Schnittstelle 22f, die mit der Schnittstelle 63b des Hilfsmoduls 60 kommuniziert.
Hier beruht die erste Schnittstelle 22b auf Spezifikationen für die Kommunikation mit der Fahrzeug-Steuereinheit 10 und erfüllt beispielsweise einen Standard des CAN-Kommunikationsprotokolls.
Andererseits beruhen die zweiten Schnittstellen 22c bis 22f jeweils auf Spezifikationen für die Kommunikation mit elektronischen Steuereinheiten von Stromversorgungsmodulen 30 bis 60. Mit anderen Worten, die zweiten Schnittstellen 22c bis 22f beruhen nicht auf Spezifikationen für die Kommunikation mit der Fahrzeug-Steuereinheit 10. Beispielsweise führen die zweiten Schnittstellen 22c bis 22f eine andere Kommunikation durch als nach dem Standard des CAN-Kommunikationsprotokolls. Alternativ können, sogar wenn die Kommunikation auf dem Standard des CAN-Kommunikationsprotokolls beruht, andere Daten als die durch die Kommunikation mit der Fahrzeug-Steuereinheit 10 gesendeten und empfangenen Daten verwendet werden. Hier ist anzumerken, dass zur Vereinfachung der Beschreibung die zweiten Schnittstellen 22c bis 22f dieselben Spezifikationen aufweisen, jedoch auch abweichende Spezifikationen aufweisen können.
„Schnittstelle" bezeichnet hier einen Eingangs- und Ausgangsteil zum Durchführen von Datenkommunikation mit einer anderen Vorrichtung und umfasst sowohl Hardwareelemente, wie etwa einem Verbindungsanschluss, als auch Softwareelemente, wie etwa eine Signalverarbeitung, oder eins von beiden. Ähnlich enthalten die „Spezifikationen der Schnittstelle“ sowohl Hardwareelemente, wie etwa die Anzahl von Klemmen des Verbindungsanschlusses, als auch Softwareelemente, wie etwa Datenformat und Signalverarbeitungsverfahren, oder eins von beiden (dasselbe gilt im Folgenden).
Die Übergabesteuereinheit 22a wandelt ein Signal zwischen der ersten Schnittstelle 22b und den zweiten Schnittstellen 22c bis 22f um. Genauer wandelt die Übergabesteuereinheit 22a ein über die erste Schnittstelle 22b empfangenes Signal (beispielsweise ein Wechselrichter-Betriebsansteuersignal, ein Ladeeinheits-Betriebsansteuersignal und ein Gleichspannungsumrichter-Betriebsansteuersignal von der Fahrzeug-Steuereinheit 10) in ein Signal um, das die Spezifikationen der zweiten Schnittstellen 22c bis 22f erfüllt, und sendet das umgewandelte Signal jeweils über die zweiten Schnittstellen 22c bis 22f in die Stromversorgungsmodule 30 bis 60.
Weiter steuert die Übergabesteuereinheit 22a den Strompfad-Schalterkreis 21 als Reaktion auf das Steuersignal von der Fahrzeug-Steuereinheit 10 und schaltet Verbindungszustände der Versorgungsleitungen L1 bis L5 zwischen den Stromversorgungsmodulen 30 bis 60.
Hier ist anzumerken, dass die Übergabevorrichtung 22 den oben erwähnten Mikrocomputer und/oder DSP enthält und eine Vielfalt von Signalverarbeitung durchführt. Die Übergabesteuereinheit 22a verwirklicht die oben erwähnten Funktionen auf Grundlage verschiedener Daten und Programme zur Signalumwandlung zwischen der ersten Schnittstelle 22b und den zweiten Schnittstellen 22c bis 22f oder einer Signalverarbeitungsschaltung.
Als Beispiel ist ein Betrieb der Übergabesteuereinheit 22a beschrieben, wenn die erste Schnittstelle 22b ein Ladeeinheits-Betriebsansteuersignal von der Fahrzeug-Steuereinheit 10 empfängt.
Dabei wandelt die Übergabesteuereinheit 22a das Ladeeinheits-Betriebsansteuersignal in ein Signal um, das die Spezifikationen bei der Kommunikation mit dem Lademodul 50 (die Spezifikationen der zweiten Schnittstelle 22e) erfüllt, und sendet dieses Ladeeinheits-Betriebsansteuersignal zum Lademodul 50 über die zweite Schnittstelle 22e. Weiter steuert die Übergabesteuereinheit 22a dabei den Strompfad-Schalterkreis 21 so, dass sie dem Kreis 21 ermöglicht, die Ladeeinheit 51 mit der Hochspannungsbatterie 41 elektrisch zu verbinden.
Andererseits erlangt die Lader-Steuereinheit 52a des Lademoduls 50 ein Ladeeinheits-Betriebsansteuersignal von der Fahrzeug-Steuereinheit 10 über die Schnittstelle 52b. Somit ermöglicht die Lader-Steuereinheit 52a der Ladeeinheit 51, ein entsprechendes Steuern auszuführen. Dabei lädt, da die Ladeeinheit 51 und die Hochspannungsbatterie 41 über den Strompfad-Schalterkreis 21 miteinander elektrisch verbunden sind, die Ladeeinheit 51 die Hochspannungsbatterie 41 unter der Steuerung der Lader-Steuereinheit 52a.
Auf diese Weise kommunizieren in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform die Fahrzeug-Steuereinheit 10 und jedes der Stromversorgungsmodule 30 bis 60 nicht direkt miteinander, sondern kommunizieren miteinander über die Übergabevorrichtung 22.
Daher ist es, sogar wenn die Fahrzeug-Steuereinheit 10 geändert wird oder jedes der Stromversorgungsmodule 30 bis 60 bei verschiedenen Fahrzeug-Steuereinheiten 10 angewendet wird, unnötig, jedes der Stromversorgungsmodule 30 bis 60 durch ein Ändern der Übergabevorrichtung 22 (oder des Anschlusskastens 20 mit der Übergabevorrichtung 22) zu ändern.
Genauer werden, wenn die die Spezifikationen für die Kommunikation mit der Fahrzeug-Steuereinheit 10 geändert werden, die erste Schnittstelle 22b und die Übergabesteuereinheit 22a der Übergabevorrichtung 22 so geändert, dass sie den Spezifikationen für die Kommunikation mit der Schnittstelle 10b der Fahrzeug-Steuereinheit 10 entsprechen. Andererseits hängen die zweiten Schnittstellen 22c bis 22f, die jeweils mit den Stromversorgungsmodulen 30 bis 60 kommunizieren, nicht von den Spezifikationen der Schnittstelle 22b der Fahrzeug-Steuereinheit 10 ab und werden nicht geändert.
Daher ist es nicht notwendig, jede der Schnittstellen 32b, 42b, 52b und 63b der Stromversorgungsmodule 30 bis 60 gemäß der Änderung der Schnittstelle 10b der Fahrzeug-Steuereinheit 10 zu ändern; somit ist es möglich, Herstellungskosten zum Entwickeln jedes der neuen Stromversorgungsmodule 30 bis 60 zu verhindern. Weiter kann eine solche Gestaltung ein Spezialbauteil anstelle einer Standardleitung (beispielsweise eines Standard-CAN-Kommunikationsprotokolls) verwenden.
Hier ist anzumerken, dass Beispiele einer Änderung von Spezifikationen der Schnittstelle 10b der Fahrzeug-Steuereinheit 10 sowohl eine Änderung eines Hardwareelements als auch eines Softwareelements umfasst, wie oben erwähnt. Beispiele davon enthalten eine Änderung eines Standards einer Signalleitung (eine Änderung von einer Standardleitung nach dem CAN-Kommunikationsprotokoll zu einer Signalleitung gemäß einer Spezial-Signalleitung), eine Änderung von Vorhandensein oder Nichtvorhandensein bestimmter Signalleitungen (eine Änderung einer Anzahl von Bussen), eine Änderung von in der Signalleitung zu sendenden und zu empfangenden Signaltypen und dergleichen.
Wie oben erwähnt, ermöglicht eine Verwendung der Übergabevorrichtung 22 gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform eine Kommunikation zwischen der Fahrzeug-Steuereinheit 10 und Stromversorgungsmodulen 30 bis 60, ungeachtet der Spezifikationen der Schnittstelle der Fahrzeug-Steuereinheit 10 oder der Spezifikationen der Schnittstelle der Schnittstellen der Stromversorgungsmodule 30 bis 60. Daher kann das Fahrzeug durch ein freies Kombinieren der Fahrzeug-Steuereinheit 10 und der Stromversorgungsmodule 30 bis 60 entworfen werden, ohne durch Kommunikationseinrichtungen eingeschränkt zu sein.
Weiter kann mit der Übergabevorrichtung 22 gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform eine Signalleitung, die verlegt ist, um mit einem Steuerungssystem von jedem der Stromversorgungsmodule 30 bis 60 verbunden zu sein, oder eine Störungserfassungsleitung (nicht gezeigt) verkürzt sein, was somit zu einer Verringerung des Leistungsverbrauchs und zur Platzersparnis beiträgt.
Hier ist anzumerken, dass es wünschenswerter ist, dass die Übergabevorrichtung 22 in ein Gehäuse des Anschlusskastens 20 gesetzt ist. Somit kann, wenn beispielsweise ein Aufnehmer zum Überwachen der Leistungsübertragung und des Leistungsempfangs der Übergabevorrichtung 22 vorgesehen ist (weiter unten in der vierten beispielhaften Ausführungsform beschrieben), eine Kommunikationsleitung zwischen der Übergabevorrichtung 22 und dem Aufnehmer verkürzt sein, und eine einer Kommunikationsleitung überlagerte elektromagnetische Störung kann unterdrückt sein. Dies ist nützlich, weil eine hochgenaue Erfassung durchgeführt werden kann.
(Zweite beispielhafte Ausführungsform)
2 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Anordnung eines Fahrzeugs A gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform zeigt.
2 unterscheidet sich von der ersten beispielhaften Ausführungsform darin, dass eine Hilfseinrichtung 23 neu im Anschlusskasten 20 vorgesehen ist und die Übergabevorrichtung 22 eine Hilfseinrichtungs-Steuereinheit 22g aufweist, die die Hilfseinrichtung 23 steuert. Anzumerken ist, dass eine Beschreibung von Anordnungen weggelassen ist, die mit der ersten beispielhaften Ausführungsform gemeinsam sind. Im Folgenden gilt dasselbe für die anderen beispielhaften Ausführungsformen.
Die Hilfseinrichtung 23 ist eine Vorrichtung, die zusätzliche Funktionen eines beliebigen der Stromversorgungsmodule 30 bis 60 ausführt, und deren Notwendigkeit je nach Typen oder Modellen von Fahrzeugen variiert. Beispiele der Hilfseinrichtung 23 enthalten einen Lüfter und dergleichen zum Kühlen der Ladeeinheit 51. In einem Fall, in dem die Hilfseinrichtung 23 ein Lüfter ist, liefert die Hilfsbatterie 6 Stromversorgung für den Lüfter.
In Fällen, in denen die Ausgangsleistung abhängig von Typen oder Modellen von Fahrzeugen unterschiedlich ist, kann ein Kühlverfahren abhängig von der Ausgangsleistung unterschiedlich sein. Beispielsweise wird in einem Fall, in dem die Ausgangsleistung hoch ist, ein Wasserkühlungsverfahren verwendet, und in einem Fall, in dem die Ausgangsleistung niedrig ist, wird ein Luftkühlungsverfahren verwendet.
Hier benötigt beispielsweise ein Luftkühlungsverfahren einen Lüfter und eine Steuereinheit zum Steuern des Lüfters. Als eine solche Steuereinheit wird gewöhnlich eine elektronische Steuereinheit des Lademoduls 50 verwendet.
Daher wird es, falls eine solche Hilfseinrichtung 23 in jedem der Stromversorgungsmodule 30 bis 60 eingebaut ist, um den verschiedenen Typen und Modellen von Fahrzeugen zu entsprechen, notwendig, sowohl ein Stromversorgungsmodul, das mit einer Hilfseinrichtung 23 ausgestattet ist, als auch ein Stromversorgungsmodul zu entwickeln, das nicht mit einer Hilfseinrichtung 23 ausgestattet ist. In einem Fall, in dem beispielsweise das Lademodul 50 einen Lüfter zum Kühlen der Ladeeinheit 51 aufweist, ist es notwendig, sowohl ein Lademodul 50 mit einem Lüfter als auch ein Lademodul 50 zu entwickeln, das keinen Lüfter aufweist. Als Ergebnis ist der Freiheitsgrad beschränkt, individuell zu wählen, ob ein Stromversorgungsmodul zusätzliche Funktionen anwenden darf oder nicht.
Dagegen ist in dieser beispielhaften Ausführungsform die Hilfseinrichtung 23 in den Anschlusskasten 20 eingebaut, und statt der elektronischen Steuereinheiten der Stromversorgungsmodule 30 bis 60 steuert die Hilfseinrichtungs-Steuereinheit 22g der Übergabevorrichtung 22 einen Betrieb der Hilfseinrichtung 23. Mit anderen Worten, die Hilfseinrichtungs-Steuereinheit 22g fungiert als eine Steuereinheit für die Hilfseinrichtung 23.
Die Übergabesteuereinheit 22a gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform sendet als Reaktion beispielsweise auf ein Ansteuersignal von der Fahrzeug-Steuereinheit 10 das Ansteuersignal zu jedem der Stromversorgungsmodule 30 bis 60 und sendet dasselbe Ansteuersignal auch zur Hilfseinrichtungs-Steuereinheit 22g. Somit betreibt die Hilfseinrichtungs-Steuereinheit 22g die Hilfseinrichtung 23 als Reaktion auf das Ansteuersignal.
Wie oben erwähnt, ist es gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform durch einen Austausch nur des Anschlusskastens 20 nicht notwendig, jedes der Stromversorgungsmodule 30 bis 60 abhängig davon zu ändern oder zu entwickeln, ob eine Hilfseinrichtung 23 erforderlich ist oder nicht. Somit können die Fertigungskosten reduziert sein. Mit anderen Worten, für jedes Fahrzeug können zusätzliche Funktionen der Stromversorgungsmodule 30 bis 60 verschieden geändert werden.
Hier ist anzumerken, dass in 2 die Übergabesteuereinheit 22a und die Hilfseinrichtungs-Steuereinheit 22g getrennt gezeigt sind, aber sowohl die Übergabesteuereinheit 22a als auch die Hilfseinrichtungs-Steuereinheit 22g können durch einen einzigen Mikrocomputer oder DSP verwirklicht sein.
(Dritte beispielhafte Ausführungsform)
3 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Anordnung eines Fahrzeugs A gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform zeigt.
Die Übergabevorrichtung 22 gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform unterscheidet sich von der Übergabevorrichtung 22 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform darin, dass sie weiter eine Lade-/Entladesteuereinheit 22h enthält.
Die Lade-/Entladesteuereinheit 22h weist eine Funktion auf, einen Ladezustand der Hochspannungsbatterie 41 zu erlangen und ein Laden und Entladen in der Hochspannungsbatterie 41 auszuführen, und erzeugt ein an das Batteriemodul 40 und das Lademodul 50 zu sendendes Ansteuersignal. In der ersten beispielhaften Ausführungsform weist die Fahrzeug-Steuereinheit 10 diese Funktion auf. In dieser beispielhaften Ausführungsform erzeugt jedoch die Übergabevorrichtung 22 hauptsächlich ein Ansteuersignal durch die Lade-/Entladesteuereinheit 22h, ohne ein Ansteuersignal von der Fahrzeug-Steuereinheit 10 zu empfangen.
Mit anderen Worten, in dieser beispielhaften Ausführungsform weist die Übergabevorrichtung 22 eine Funktion auf, die die Steuerung während des Parkens des Fahrzeugs betrifft, während die Fahrzeug-Steuereinheit 10 eine Funktion aufweist, die die Steuerung während der Fahrt des Fahrzeugs betrifft.
Beispiele der Funktion, die die Steuerung während des Parkens des Fahrzeugs betrifft, umfassen eine Ladeansteuerfunktion des Erlangens eines Ladezustands der Hochspannungsbatterie 41 und des Sendens eines Ladeeinheits-Betriebsansteuersignals zum Lademodul 50; eine Gleichspannungsumrichter-Ansteuerfunktion des Sendens eines Gleichspannungsumrichter-Betriebsansteuersignals zum Hilfsmodul 60 als Reaktion auf den Ladezustand der Hilfsbatterie 61; und eine Schnellladeansteuerfunktion des Durchführens einer Kommunikation mit dem externen Schnellladesystem S2 und des Steuerns des Strompfad-Schalterkreises 21, die Hochspannungsbatterie 41 zu laden, und dergleichen. Die Lade-/Entladesteuereinheit 22h erzeugt ein Ansteuersignal so, dass die Übergabevorrichtung 22 die oben beschriebenen Funktionen ausführt.
Zusätzlich können in einem Fall, in dem die Ladeeinheit 51 ein bidirektionaler Ladekreis ist, der in der Lage ist, Leistung in beiden Richtungen umzuwandeln, oder eine Gestaltung aufweist, die in der Lage ist, Leistung vom Fahrzeug A über die Stromversorgungsleitung L5 nach außerhalb des Fahrzeugs auszugeben, Beispiele der Funktion, die die Steuerung während des Parkens des Fahrzeugs betrifft, eine externe Entladeansteuerfunktion (V2H/V2G-Funktion) enthalten. Gemäß der externen Entladeansteuerfunktion wird ein Ladezustand der Hochspannungsbatterie 41 erlangt, und ein Betriebsansteuersignal für den bidirektionalen Ladekreis wird zum Lademodul 50 gesendet, oder ein Entladeansteuersignal zum Steuern des Entladens von Leistung nach außerhalb des Fahrzeugs wird erzeugt.
Weiter umfassen Beispiele der Funktion, die die Steuerung während der Fahrt betreffen, eine Antriebsansteuerfunktion, durch die ein Wechselrichter-Antriebsansteuersignal entsprechend einem erforderlichen Beschleunigungsdrehmoment zum Wechselrichtermodul 30 gesendet wird.
Wenn die Übergabevorrichtung 22 eine Schnellladeansteuerfunktion aufweist, weist die Übergabevorrichtung 22 die Schnittstelle 22i zum Kommunizieren mit einem externen Schnellladesystem S2 auf. Die Lade-/Entladesteuereinheit 22h führt eine Kommunikation mit dem externen Schnellladesystem S2 über die Schnittstelle 22i durch, erzeugt ein Schalt-Ansteuersignal, um den Strompfad-Schalterkreis 21 zu schalten, und schaltet den Strompfad-Schalterkreis 21 so, dass das externe Schnellladesystem S2 und die Hochspannungsbatterie 41 miteinander elektrisch verbunden sind. Somit wird die Hochspannungsbatterie 41 mit der Leistung geladen, die vom externen Schnellladesystem S2 geliefert wird.
Wie oben erwähnt, weist die Übergabevorrichtung 22 gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform eine Anordnung auf, in der die Übergabevorrichtung 22 einen Teil der Funktionen einer herkömmlichen Fahrzeug-Steuereinheit 10 aufweist. Somit können die Ladesteuerung und dergleichen während des Parkens nur durch eine Kommunikation zwischen der Übergabevorrichtung 22 und jedem der Stromversorgungsmodule 30 bis 60 (dem Lademodul 50 und dem Batteriemodul 40) ausgeführt werden. Dies ermöglicht es, jedes der Stromversorgungsmodule 30 bis 60 ohne einen Kommunikationsverlust (eine Verzögerung) zu steuern, verglichen mit dem Fall, in dem die Kommunikation zwischen der Fahrzeug-Steuereinheit 10 und jedem der Stromversorgungsmodule 30 bis 60 über die Übergabevorrichtung 22 durchgeführt wird.
Weiter ist in dem Fall, in dem die Übergabevorrichtung 22 die Funktion aufweist, die die Steuerung während des Parkens des Fahrzeugs betrifft, die Verarbeitungslast der Fahrzeug-Steuereinheit 10 verringert. Folglich kann die Fahrzeug-Steuereinheit 10 in einen Energiesparzustand versetzt werden, und der Leistungsverbrauch während des Parkens kann reduziert sein.
Weiter kann die Übergabevorrichtung 22 auch während der Fahrt die Lade- und Entladesteuerung (beispielsweise eine Gleichspannungsumrichter-Ansteuerfunktion) zwischen den Stromversorgungsmodulen 30 bis 60 ausführen. Mit anderen Worten, die Übergabevorrichtung 22 gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform kann anstelle der Fahrzeug-Steuereinheit 10 umfassend die Betriebssteuerung des Stromversorgungssystems ausführen. Daher kann, wenn das Steuerungssystem kompliziert wird, die Verarbeitungslast der Fahrzeug-Steuereinheit 10 verringert sein.
Hier ist anzumerken, dass in diesem Fall die Übergabevorrichtung 22 vorzugsweise einen Zustand jedes der Stromversorgungsmodule 30 bis 60 in einem in der Übergabevorrichtung 22 vorgesehenen Speicherteil (nicht gezeigt) verwaltet.
Weiter kann, wie in dieser beispielhaften Ausführungsform, in dem Fall, in dem die Fahrzeug-Steuereinheit 10 eine Antriebsansteuerfunktion aufweist, die Kommunikation zwischen der Fahrzeug-Steuereinheit 10 und dem Wechselrichtermodul 30 direkt, nicht über die Übergabevorrichtung 22, durchgeführt werden.
In diesem Fall wird die Steuerung während der Fahrt hauptsächlich durch die Fahrzeug-Steuereinheit 10 durchgeführt. Somit kann die Verarbeitungslast der Übergabevorrichtung 22 während der Fahrt reduziert sein.
Weiter sind in 3 die Übergabesteuereinheit 22a und die Lade-/Entladesteuereinheit 22h getrennt gezeigt, aber sowohl die Übergabesteuereinheit 22a als auch die Lade-/Entladesteuereinheit 22h können durch einen einzigen Mikrocomputer oder DSP verwirklicht sein.
(Vierte beispielhafte Ausführungsform)
4 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Anordnung eines Fahrzeugs A gemäß einer vierten beispielhaften Ausführungsform zeigt.
Die Übergabevorrichtung 22 gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten beispielhaften Ausführungsform darin, dass sie weiter eine Überwachungseinheit 22j enthält.
Die Überwachungseinheit 22j erlangt ein erfasstes Signal von einem Aufnehmer 24, der den Strom (oder die Spannung) erfasst, der in jeder der im Anschlusskasten 20 vorgesehenen Versorgungsleitungen L1 bis L5 fließt, und überwacht einen Zustand der Leistungsübertragung und des Leistungsempfangs zwischen den Stromversorgungsmodulen 30 bis 60 auf Grundlage des erfassten Signals.
Wenn beispielsweise eine Störung in einem Zustand der Leistungsübertragung und des Leistungsempfangs erkannt wird, erzeugt die Überwachungseinheit 22j ein Störungsmeldesignal und meldet die Störung der Übergabesteuereinheit 22a. Wenn dann die Übergabesteuereinheit 22a das Störungsmeldesignal von der Überwachungseinheit 22j empfängt, meldet sie das Auftreten der Störung der betreffenden Stromversorgungsmodule und der Fahrzeug-Steuereinheit 10. Weiter steuert die Übergabesteuereinheit 22a den Strompfad-Schalterkreis 21 und unterbricht den entsprechenden Strompfad.
Auf diese Weise kann die Übergabevorrichtung 22 gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform einen Zustand der Leistungsübertragung und des Leistungsempfangs zwischen den Stromversorgungsmodulen 30 bis 60 überwachen und die betreffenden Stromversorgungsmodule als Reaktion auf den Zustand der Leistungsübertragung und des Leistungsempfangs in einem frühen Stadium steuern (beispielsweise durch einen Betriebsabschaltbefehl).
Hier ist anzumerken, dass in 4 die Übergabesteuereinheit 22a und die Überwachungseinheit 22j getrennt gezeigt sind, aber sowohl die Übergabesteuereinheit 22a als auch die Überwachungseinheit 22j können durch einen einzigen Mikrocomputer oder DSP verwirklicht sein.
(Fünfte beispielhafte Ausführungsform)
5 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Anordnung eines Fahrzeugs A gemäß einer fünften beispielhaften Ausführungsform zeigt.
Das Fahrzeug A gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform unterscheidet sich von der vierten beispielhaften Ausführungsform darin, dass das Fahrzeug A gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform eine Hauptversorgungsleitung L6, einen Stromaufnehmer 25 und einen Spannungsaufnehmer 26 enthält. Die Versorgungsleitungen L1 bis L5 sind mit der Hauptversorgungsleitung L6 verbunden, die im Strompfad-Schalterkreis 21 angeordnet ist. Der Stromaufnehmer 25 erfasst einen Strom, der in der Hauptversorgungsleitung L6 fließt, und der Spannungsaufnehmer 26 erfasst eine Spannung, die an der Hauptversorgungsleitung L6 anliegt. Hier ist anzumerken, dass, ähnlich wie bei der vierten beispielhaften Ausführungsform, die Übergabesteuereinheit 22a und die Überwachungseinheit 22j getrennt gezeigt sind, aber sowohl die Übergabesteuereinheit 22a als auch die Überwachungseinheit 22j können durch einen einzigen Mikrocomputer oder DSP verwirklicht sein.
Weiter wist in dieser beispielhaften Ausführungsform, ähnlich der dritten beispielhaften Ausführungsform, die Übergabevorrichtung 22 eine Funktion bezüglich der Steuerung während des Parkens auf. Daher weist die Übergabevorrichtung 22 die Lade-/Entladesteuereinheit 22h auf, aber ähnlich der dritten beispielhaften Ausführungsform können die Übergabevorrichtung 22 und die Lade-/Entladesteuereinheit 22h durch einen einzigen Mikrocomputer oder DSP gebildet sein.
In dieser beispielhaften Ausführungsform ist die Versorgungsleitung L2 mit der Hauptversorgungsleitung L6 über ein Relais 21a gekoppelt; ist die Versorgungsleitung L3 mit der Hauptversorgungsleitung L6 über eine Sicherung 21b gekoppelt; ist die Versorgungsleitung L5 mit der Hauptversorgungsleitung L6 über eine Sicherung 21c und ein Relais 21d gekoppelt; und sind die Versorgungsleitungen L1 und L4 direkt mit der Hauptversorgungsleitung L6 gekoppelt.
Hier ist anzumerken, dass in dieser beispielhaften Ausführungsform die Leistungsübertragung und der Leistungsempfang zwischen den Stromversorgungsmodulen 30 bis 60 beispielsweise durch die Hauptversorgungsleitung L6, das Steuern des Schaltens des Relais 21a und des Relais 21d und das Steuern jedes der Stromversorgungsmodule 30 bis 60 (die Schaltsteuerung der Wechselrichterschaltung 31 des Wechselrichtermoduls 30, der Ladeeinheit 51 des Lademoduls 50 und des Gleichspannungsumrichters 62 des Hilfsmoduls 60) durchgeführt werden.
Der Spannungsaufnehmer 26 erfasst eine Spannung, die an die Hauptversorgungsleitung L6 anzulegen ist, und erfasst eine Spannung, die an jede der Versorgungsleitungen L1 bis L5 anzulegen ist. Weiter erfasst der Stromaufnehmer 25 einen Strom, der in der Hauptversorgungsleitung L6 fließt.
Ähnlich der vierten beispielhaften Ausführungsform erlangt in der Übergabevorrichtung 22 gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform die Überwachungseinheit 22j erfasste Signale vom Spannungsaufnehmer 26 und vom Stromaufnehmer 25 in einem vorgegebenen Zeitintervall (beispielsweise alle 0,1 Sekunden) und sendet die erfassten Signale an die Übergabesteuereinheit 22a. Die Übergabesteuereinheit 22a sendet die erfassten Signale von der Überwachungseinheit 22j zu vorgegebenen Stromversorgungsmodulen 30 bis 60 als Reaktion auf den Empfang der erfassten Signale. Hier ist anzumerken, dass die Übergabesteuereinheit 22a die erfassten Signale zu Elementen unter den Stromversorgungsmodulen 30 bis 60 senden kann, zu denen die erfassten Signale zu übertragen sind, und die vorab im Speicher festgelegt sind.
Auf diese Weise ist es mit der Anordnung, in der die Versorgungsleitungen L1 bis L5 mit der Hauptversorgungsleitung L6 verbunden sind, und die den Stromaufnehmer 25 zum Erfassen des Stromes der Hauptversorgungsleitung L6 und den Spannungsaufnehmer 26 zum Erfassen der an der Hauptversorgungsleitung L6 anliegenden Spannung enthält, möglich, einen Teil der Aufnehmer zu reduzieren, die herkömmlich jedes der Stromversorgungsmodule 30 bis 60 besessen hatte. Das heißt, es ist möglich, die Kosten zu verringern.
Genauer können alle oder ein Teil der Rollen eines Spannungsaufnehmers zum Erfassen einer Ausgangsspannung der Ladeeinheit 51, eines Spannungsaufnehmers zum Erfassen einer vom externen Schnellladesystem S2 gelieferten Spannung und eines Spannungsaufnehmers zum Erfassen einer in den Gleichspannungsumrichter 62 und dergleichen einzugebenden Spannung in einem Spannungsaufnehmer zum Erfassen einer an die Hauptversorgungsleitung L6 anzulegenden Spannung zusammengefasst sein.
(Sechste beispielhafte Ausführungsform)
6 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Anordnung eines Fahrzeugs A gemäß einer sechsten beispielhaften Ausführungsform zeigt.
Das Fahrzeug A gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform ist dasselbe wie in der fünften beispielhaften Ausführungsform insofern, als die Hauptversorgungsleitung L6 im Strompfad-Schalterkreis 21 vorgesehen ist, und unterscheidet sich von der fünften beispielhaften Ausführungsform darin, dass der Stromaufnehmer 27, ausgelegt, einen in der Versorgungsleitung L4 des Gleichspannungsumrichters 62 fließenden Strom zu erfassen, anstelle des Stromaufnehmers 25 und des Spannungsaufnehmers 26 vorgesehen ist.
Wie oben erwähnt, ist bei der Anordnung, in der die Versorgungsleitungen L1 bis L5 mit der Hauptversorgungsleitung L6 verbunden sind, die Versorgungsleitung L3 der Ladeeinheit 51 mit der Versorgungsleitung L2 der Hochspannungsbatterie 41 über die Hauptversorgungsleitung L6 gekoppelt und ist auch mit der Versorgungsleitung L4 des Gleichspannungsumrichters 62 über die Hauptversorgungsleitung L6 gekoppelt.
Mit einer solchen Anordnung wird, während die Ladeeinheit 51 die Hochspannungsbatterie 41 lädt, und wenn der Gleichspannungsumrichter 62 in Betrieb ist, um die Hilfsbatterie 61 gleichzeitig zu laden, die Ausgangsleistung der Ladeeinheit 51 sowohl der Hochspannungsbatterie 41 als auch dem Gleichspannungsumrichter 62 zugeführt.
Wenn hier die Hochspannungsbatterie 41 beispielsweise nach einem IU-Ladeverfahren (Konstantstrom-/Konstantspannungs-Ladeverfahren, CCCV) zum Verkürzen der Ladezeit geladen wird, erhöht die Ladeeinheit 51 vorzugsweise einen der Hochspannungsbatterie 41 zuzuführenden Strom bis zu einem maximalen Strom, den die Hochspannungsbatterie 41 zulässt (im Folgenden als „maximal zulässiger Strom“ bezeichnet).
Während die Ladeeinheit 51 jedoch Leistung so ausgibt, dass der vorgegebene maximal zulässige Strom fließt, und wenn gleichzeitig der Gleichspannungsumrichter 62 in Betrieb ist, wird ein Teil des von der Ladeeinheit 51 zugeführten Stroms in den Gleichspannungsumrichter 62 abgezweigt. Als Ergebnis wird die Hochspannungsbatterie mit einem Strom geladen, der kleiner ist als der maximal zulässige Strom. Somit kann die Ladezeit verlängert sein.
Angesichts dessen weist diese beispielhafte Ausführungsform eine Anordnung auf, in der der Stromaufnehmer 27 zum Erfassen eines Stroms vorgesehen ist, der in die Versorgungsleitung L4 des Gleichspannungsumrichters 62 abgezweigt ist, und der Ladeeinheit 51 kann ermöglicht sein, den Ausgangsstrom unter Berücksichtigung dieses abgezweigten Stroms zu steuern.
Ein Signalpfad, durch den ein erfasstes Signal vom Stromaufnehmer 27 übertragen wird, ist derselbe wie der in der vierten beispielhaften Ausführungsform. Mit anderen Worten, in der Übergabevorrichtung 22 erlangt die Überwachungseinheit 22j ein erfasstes Signal vom Stromaufnehmer 27 und sendet das erfasste Signal über die Übergabesteuereinheit 22a zur elektronischen Steuereinheit 52 des Lademoduls 50.
Die elektronische Steuereinheit 52 des Lademoduls 50 steuert als Reaktion des Empfangens des erfassten Signals vom Stromaufnehmer 27 die Ladeeinheit 51 so, dass ein aus der Ladeeinheit 51 ausgegebener Strom zu der Summe des voreingestellten maximal zulässigen Stroms und eines zum Gleichspannungsumrichter 62 abgezweigten Stroms wird.
Auf diese Weise kann gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform sogar, wenn der Gleichspannungsumrichter 62 zu derselben Zeit betrieben wird, wenn die Hochspannungsbatterie 41 geladen wird, die Hochspannungsbatterie 41 mit einem maximal zulässigen Strom geladen werden, und somit kann eine Ladezeit verkürzt sein.
(Modifiziertes Beispiel der sechsten beispielhaften Ausführungsform)
7 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Anordnung eines Fahrzeugs A gemäß einem modifizierten Beispiel der sechsten beispielhaften Ausführungsform zeigt.
7 unterscheidet sich von 6 darin, dass der Stromaufnehmer 27 einen in der Versorgungsleitung L2 fließenden Strom erfasst, anstelle einer Anordnung, in der der Stromaufnehmer 27 einen in der Versorgungsleitung L4 fließenden Strom erfasst.
Dann wird auf Grundlage des erfassten Signals vom Stromaufnehmer 27 ein von der Ladeeinheit 51 ausgegebener Strom so gesteuert, dass ein Wert des beim Laden mit konstantem Strom gelieferten Stroms ein maximal zulässiger Stromwert wird.
Sogar mit einer solchen Anordnung kann, ähnlich der sechsten Ausführungsform, die Hochspannungsbatterie 41 mit einem maximal zulässigen Strom geladen werden, auch wenn der Gleichspannungsumrichter 62 gleichzeitig betrieben wird, wenn die Hochspannungsbatterie 41 geladen wird. Somit kann eine Ladezeit verkürzt sein.
(Siebente beispielhafte Ausführungsform)
Wie in jeder der oben erwähnten beispielhaften Ausführungsformen beschrieben, beruhen die zweiten Schnittstellen 22c bis 22f nicht auf den Spezifikationen für die Kommunikation mit der Fahrzeug-Steuereinheit 10. Beispielsweise verwenden sie einen anderen Standard als denjenigen eines CAN-Kommunikationsprotokolls.
Somit wird sogar, falls ein Problem bezüglich der Sicherheit beim CAN-Kommunikationsprotokoll auftritt (beispielsweise Hacken), die Kommunikation zwischen den zweiten Schnittstellen 22c bis 22f und den Stromversorgungsmodulen 30 bis 60 dadurch nicht unmittelbar beeinflusst. Somit wird eine Verbesserung des Sicherheitsverhaltens erwartet.
Weiter kann, wenn das Systemsicherheitsniveau der Übergabesteuereinheit 22a verbessert ist, sogar falls ein Sicherheitsproblem auftritt, ein solches Problem bei der Übergabevorrichtung 22 (der Übergabesteuereinheit 22a) gestoppt werden. Daher kann die Kommunikation zwischen den zweiten Schnittstellen 22c bis 22f und den Stromversorgungsmodulen 30 bis 60 mit einem niedrigen Sicherheitsniveau erfolgen. Als Ergebnis können die Entwicklungskosten reduziert sein.
(Achte beispielhafte Ausführungsform)
8 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Anordnung eines Fahrzeugs A gemäß einer achten beispielhaften Ausführungsform zeigt.
Das Fahrzeug A gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform unterscheidet sich von der dritten beispielhaften Ausführungsform darin, dass die Übergabevorrichtung 22 weiter eine Steuerungsversorgungsquelle 22k enthält.
Die Steuerungsversorgungsquelle 22k liefert Betriebsleistung für die zweiten Schnittstellen 22c bis 22i und die elektronischen Steuereinheiten 32, 42, 52 und 63. Die Steuerungsversorgungsquelle 22k liefert Leistung für die zweiten Schnittstellen 22c bis 22f und die elektronischen Steuereinheiten 32, 42, 52 und 63 als Reaktion auf das durch die Übergabesteuereinheit 22a erlangte Ansteuersignal von der Fahrzeug-Steuereinheit 10. Dann beginnen die elektronischen Steuereinheiten 32, 42, 52 und 63 jeweils als Reaktion auf die Zufuhr der Betriebsleistung zu arbeiten.
Die Steuerungsversorgungsquelle 22k ist beispielsweise mit jedem mit Leistung zu versorgenden Element durch die Steuerungsversorgungleitungen 22ka bis 22ki zum Übertragen von Gleichspannungsleistung gekoppelt und steuert eine Spannung der Gleichspannungsleistung, die zu jeder der Steuerungsversorgungleitungen 22ka bis 22ki zu übertragen ist, und steuert das Öffnen/Schließen des Strompfades.
Auf diese Weise kann, wenn die Übergabevorrichtung 22 eine Verwaltung der Steuerungsversorgungsquelle durchführt, sogar in einem Fall, in dem die Spezifikationen der Versorgungsquelle zu den elektronischen Steuereinheiten 32, 42, 52 und 63 abhängig von Typen oder Modellen von Fahrzeugen verschieden sind (beispielsweise in einem Fall, in dem die Versorgungsquelle immer notwendig ist, oder in einem Fall, in dem die Versorgungsquelle nur beim Starten notwendig ist), jeder Typ oder jedes Modell von Fahrzeugen unter der Steuerung für die Steuerungsversorgungsquelle 22k geeignet mit Leistung versorgt werden.
Daher ist es nicht notwendig, ein eigenes Netzteil für jede der elektronischen Steuereinheiten 32, 42, 52 und 63 zu ändern oder zu entwickeln, abhängig von Typen oder Modellen von Fahrzeugen, was ermöglicht, dass Entwicklungskosten verringert werden.
Weiter müssen herkömmlich elektronische Steuereinheiten 32, 42, 52 und 63, wenn elektronische Steuereinheiten 32, 42, 52 und 63 Spezifikationen aufweisen, in denen sie mit einem Start-Ansteuersignal von der Fahrzeug-Steuereinheit 10 starten, immer mit einer Bereitschaftsmodusleistung versorgt werden, um ein Start-Ansteuersignal zu empfangen.
Dagegen kann mit der Übergabevorrichtung 22 gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform, wenn die Übergabesteuereinheit 22a ein Start-Ansteuersignal von der Fahrzeug-Steuereinheit 10 empfängt, die Steuerungsversorgungsquelle 22k selektiv eine Spannungsversorgung jeder beliebigen der elektronischen Steuereinheiten 32, 42, 52 und 63 zuführen, die notwendigerweise zu versorgen ist. Als Ergebnis kann die unnötige Bereitschaftsmodusleistung (der Dunkelstrom) für die elektronischen Steuereinheiten 32, 42, 52 und 63 reduziert sein.
Hier ist anzumerken, dass in der obigen Anordnung die Übergabesteuereinheit 22a und die Überwachungseinheit 22j getrennt gezeigt sind, aber sowohl die Übergabesteuereinheit 22a als auch die Überwachungseinheit 22j können durch einen einzigen Mikrocomputer oder DSP verwirklicht sein.
(Andere beispielhafte Ausführungsformen)
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen beschränkt, und verschiedene Modifikationen sind in Betracht gezogen.
Die oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zeigen verschiedene Beispiele von Übergabevorrichtungen 22. Jedoch können die in den beispielhaften Ausführungsformen gezeigten funktionellen Gestaltungen verschieden kombiniert werden.
Weiter zeigen die oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen als ein Beispiel der Datenkommunikation Anordnungen, in denen alle Ansteuersignale von der Fahrzeug-Steuereinheit 10 zu jedem der Stromversorgungsmodule 30 bis 60 über die Übergabevorrichtung 22 übertragen werden. Jedoch kann ein Teil der Datenkommunikation, beispielsweise die Kommunikation zwischen der Fahrzeug-Steuereinheit 10 und dem Wechselrichtermodul 30, direkt miteinander durchgeführt werden, nicht über die Übergabevorrichtung 22.
Weiter zeigen die oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen ein Beispiel einer Anordnung der Übergabevorrichtung 22, in dem die Funktionen der Übergabesteuereinheit 22a durch einen einzigen Mikrocomputer ausgeführt werden, aber sie können durch eine Vielzahl von Mikrocomputern ausgeführt werden.
Weiter sind in den oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen nur Stromversorgungsmodule als ein Beispiel von Elementen gezeigt, mit denen die Übergabevorrichtung 22 kommuniziert. Jedoch kann die Übergabevorrichtung 22 statt mit den Stromversorgungsmodulen oder zusammen mit den Stromversorgungsmodulen mit Fahrzeugmodulen einer Fahrzeug-Hilfsmaschine (beispielsweise einem Kompressor für eine Klimaanlage, einer Batterieheizung und dergleichen) kommunizieren. In diesem Fall kann die Übergabevorrichtung 22 Schnittstellen aufweisen, die den Spezifikationen zum Kommunizieren mit jeweiligen Fahrzeugmodulen entsprechen (Schnittstellen, die nicht den Spezifikationen der Fahrzeug-Steuereinheit 10 entsprechen).
Gewerbliche Anwendbarkeit
Eine Steuereinheit gemäß der vorliegenden Offenbarung kann für ein Fahrzeug geeignet genutzt werden.
Bezugszeichenliste

A: Fahrzeug
10: Fahrzeug-Steuereinheit
10a: Betriebssteuereinheit
10b, 22b, 22c, 22d, 22e, 22f, 22i, 32b, 42b, 52b, 63b: Schnittstelle
20: Anschlusskasten
21: Strompfad-Schalterkreis
21a, 21d: Relais
21b, 21c: Sicherung
22: Übergabevorrichtung
22a: Übergabesteuereinheit
22g: Hilfseinrichtungs-Steuereinheit
22h: Lade-/Entladesteuereinheit
22j: Überwachungseinheit
22k: Steuerungsversorgungsquelle
22ka - 22ki: Steuerungsversorgungsleitung
23: Hilfseinrichtung
24: Aufnehmer
25, 27: Stromaufnehmer
26: Spannungsaufnehmer
30: Wechselrichtermodul (Stromversorgungsmodul)
31: Wechselrichterschaltung
32, 42, 52: elektronische Steuereinheit
32a: Wechselrichter-Steuereinheit
40: Batteriemodul (Stromversorgungsmodul)
41: Hochspannungsbatterie
42a: Batterie-Steuereinheit (Steuereinheit)
50: Lademodul (Stromversorgungsmodul)
51: Ladeeinheit
51a: Wechselstromfilter
51b: Leistungsfaktor-Korrekturschaltung
51c, 62: Gleichspannungsumrichter
52a: Lader-Steuereinheit (Steuereinheit)
60: Hilfsmodul (Stromversorgungsmodul)
61: Hilfsbatterie
63: elektronische Steuereinheit
63a: Gleichspannungsumrichter-Steuereinheit

S1: externe Versorgungsquelle
S2: externes Schnellladesystem

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2014073023 [0004]

Claims

Bordsteuervorrichtung, die die Datenkommunikation zwischen einer elektronischen Fahrzeug-Steuereinheit und mindestens einem Fahrzeugmodul weiterleitet, wobei die Fahrzeug-Steuereinheit ausgelegt ist, ein Signal zu erzeugen, um einen Fahrmodus eines Fahrzeugs anzusteuern, wobei die Bordsteuervorrichtung umfasst: eine erste Schnittstelle, über die eine Kommunikation mit der Fahrzeug-Steuereinheit durchgeführt wird; und eine zweite Schnittstelle, über die eine Kommunikation mit dem mindestens einen Fahrzeugmodul durchgeführt wird, wobei die erste Schnittstelle auf Spezifikationen für die Kommunikation mit der Fahrzeug-Steuereinheit beruht und die zweite Schnittstelle nicht auf Spezifikationen für die Kommunikation mit der Fahrzeug-Steuereinheit beruht.
Bordsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine Fahrzeugmodul ein Stromversorgungsmodul ist.
Bordsteuervorrichtung nach Anspruch 1, weiter umfassend eine Übergabesteuereinheit, ausgelegt, ein über die erste Schnittstelle erlangtes Ansteuersignal für das Fahrzeugmodul in ein Signal umzuwandeln, das über die zweite Schnittstelle an das Fahrzeugmodul zu senden ist.
Bordsteuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Übergabesteuereinheit das Schalten eines Strompfad-Schalterkreises steuert, der einen elektrischen Verbindungszustand des Fahrzeugmoduls auf Grundlage des Ansteuersignals für das Fahrzeugmodul schaltet.
Bordsteuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Stromversorgungsmodul ein beliebiges enthält aus: einem Batteriemodul, enthaltend eine Batterie; einem Lademodul, das die Batterie lädt; einem Wechselrichtermodul, das eine Leistung der Batterie umwandelt und die umgewandelte Leistung einem Elektromotor zuführt; und einem Hilfsmodul, das die Leistung der Batterie herunterwandelt und eine Hilfsbatterie lädt.
Bordsteuervorrichtung nach Anspruch 5, weiter umfassend eine Lade-/ Entladesteuereinheit, ausgelegt, ein Ansteuersignal zu erzeugen, um zu ermöglichen, dass mindestens eins aus dem Lademodul und dem Batteriemodul einen Lade-/Entladesteuervorgang ausführt.
Bordsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Bordsteuervorrichtung in einen Anschlusskasten eingebaut ist, der die Leistungsübertragung und den Leistungsempfang weiterleitet.
Bordsteuervorrichtung nach Anspruch 7, wobei in dem Anschlusskasten eine Hilfseinrichtung vorgesehen ist, die eine zusätzliche Funktion des Fahrzeugmoduls verwirklicht, und die Bordsteuervorrichtung weiter eine Hilfseinrichtungs-Steuereinheit umfasst, die die Hilfseinrichtung steuert.
Bordsteuervorrichtung nach Anspruch 2, weiter umfassend eine Überwachungseinheit, ausgelegt, einen Zustand der Leistungsübertragung und des Leistungsempfangs zwischen einer Vielzahl der Fahrzeugmodule zu überwachen, und die auf Grundlage des Zustands der Leistungsübertragung und des Leistungsempfangs ein Ansteuersignal zu mindestens einem aus der Vielzahl der Fahrzeugmodule erzeugt.
Bordsteuervorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Überwachungseinheit eine Spannung überwacht, die an einer Hauptversorgungsleitung anliegt, an die jeweils von der Vielzahl der Fahrzeugmodule her verlegte Versorgungsleitungen gemeinsam angeschlossen sind.
Bordsteuervorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Stromversorgungsmodul enthält: ein Batteriemodul, enthaltend eine Batterie; ein Lademodul, das die Batterie lädt; und ein Hilfsmodul, das die Leistung der Batterie herunterwandelt und eine Hilfsbatterie lädt, und die Überwachungseinheit einen in einer vom Hilfsmodul her verlegten Versorgungsleitung fließenden Strom überwacht.
Bordsteuervorrichtung nach Anspruch 1, weiter umfassend eine Steuerungsversorgungsquelle, die eine Betriebsleistung für eine elektronische Steuereinheit des mindestens einen Fahrzeugmoduls auf Grundlage eines Ansteuersignals zu dem mindestens einen Fahrzeugmodul liefert.