DE4409563A1 - Vorabkontrolle für elektrische Bauteile eines Elektrofahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorabkontrolle und Vorbereitung von elektrischen Bauteilen in Elektrofahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Elektronisch gesteuerte Elektrofahrzeuge weisen eine sehr komplexe elektrische und elektronische Vernetzung von Sensoren, Steckverbindungen, Kabeln, Datenerfassungs- und -verarbeitungs­ anlagen auf. Vor jedem Start des Elektrofahrzeugs sollte deshalb eine automatische Eigendiagnose sämtlicher elektrischer, elek­ tronischer und elektromechanischer Bauteile erfolgen. Diese Vorabkontrolle ist langwierig und kann einige Zeit in Anspruch nehmen. Für den Fall, daß die Vorabkontrolle erst durch das Betätigen des Zündschlosses gestartet würde, müßte der Fahrer deshalb relativ lange auf die Startfreigabe warten.

Aus der Patentanmeldung P 43 22 767.8-32 ist bereits ein Ver­ fahren zum Starten eines Elektrofahrzeugs bekannt, bei dem durch einen Fahrzeugtür- oder -sitzkontaktsensor eine Funktionsüber­ prüfung für Gassensoren gestartet wird. Hierbei kann es jedoch vorkommen, daß durch mehrfaches Auslösen der Kontakte die Überprüfung mehrmals gestartet und dadurch die Fahrzeugbatterie unnötig belastet wird.

Außerdem ist aus der DE-OS 41 00 133 ein Verfahren zum elek­ trischen Vorheizen eines Katalysatorsystems für ein Kraftfahr­ zeug bekannt, bei dem die Heizdauer in mehrere Teilheizperioden unterteilt ist, wobei die Teilheizperioden durch Sensorsignale, die die bevorstehende Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs kenn­ zeichnen, gestartet werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Vorabkontrolle von elektrischen Bauteilen in Elektrofahrzeugen so zu verbessern, daß der Verbrauch an elektrischer Energie reduziert wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Das Aufteilen der notwendigen Vorabkontrollen in zwei, vom jeweiligen Energiebedarf abhängige Stufen bringt den Vorteil, daß die erste Stufe, die einen geringeren Energiebedarf auf­ weist, durch ein relativ frühes charakteristisches Sensorsignal gestartet werden kann. Die zweite, energieaufwendigere Stufe wird nur dann gestartet, wenn eine Inbetriebnahme des Elektro­ fahrzeugs mit hoher Wahrscheinlichkeit bevorsteht. Somit kann die Zeit bis zur Erteilung der Startfreigabe kurz gehalten und dennoch unnötiger Energieaufwand verhindert werden.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprü­ chen und der Beschreibung hervor. Die Erfindung ist nachstehend anhand einer Zeichnung, die einen Ablaufplan eines erfindungs­ gemäßen Verfahrens zeigt, näher beschrieben.

Nach dem Start des Verfahrens in Block 1 werden in Block 2 die Variablen t, I₁, I₂, Flag_1 und Flag_2 zurückgesetzt, das heißt der Wert null zugewiesen. Der Start des Verfahrens kann hierbei unmittelbar nach dem Abschalten des Elektrofahrzeugs oder aber erst nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer erfolgen. An­ schließend wird in Block 3 überprüft, ob die Batteriespannung U_bat einen unteren Grenzwert U_min übersteigt. Fällt die Batteriespannung U_bat unter diesen Grenzwert ab, so wird zum Block 4 verzweigt, wo das Verfahren beendet wird. Dadurch soll verhindert werden, daß eine schwache Batterie durch mehrfaches Starten der Vorabkontrolle noch weiter geschwächt wird. In diesem Falle wird die Vorabkontrolle erst nach dem Betätigen des Zündschlosses durchgeführt. Weist die Batterie dagegen einen ausreichenden Ladezustand auf, so wird vom Block 3 zum Block 5 gesprungen, wo überprüft wird, ob ein erstes Sensorsignal Signal_1 empfangen wurde. Das erste Sensorsignal, im folgenden als Signal_1 bezeichnet, wird durch einen oder durch die Kombination mehrerer Sensoren, die die Wahrscheinlichkeit für eine bevorstehende Inbetriebnahme des Elektrofahrzeugs indizieren, erzeugt. Als Sensoren kommen beispielsweise ein Sitzkontakt, ein Türlichtkontakt, ein Türschloßkontakt, ein Türgriffsensor oder ein Näherungssensor in Frage.

Wurde in Block 5 kein Signal_1 empfangen, so wird das Verfahren in Block 13 fortgesetzt. Wurde dagegen ein Signal_1 empfangen, so wird in Block 6 überprüft, wie oft bisher das Signal_1 empfangen wurde. Übersteigt die Anzahl I₁ eine vorgegebene Höchstzahl I_max1, so wird zum Block 13 gesprungen, ohne die Stufe_1 der Vorabkontrolle zu starten. Ist die Höchstzahl I_max1 noch nicht erreicht, so wird in Block 7 überprüft, ob seit dem Start des Verfahrens, beispielsweise nach dem Abstellen des Fahrzeugs, eine vorgegebene Zeitdauer t_max verstrichen ist. Ist dies der Fall, so wird ebenfalls direkt zum Block 13 gesprungen. Nur wenn die Zeitdauer t_max noch nicht überschritten ist, wird in Block 8 die erste Stufe_1 der Vorabkontrolle gestartet. Die Blöcke 6 und 7 sollen verhindern, daß durch häufiges unbeabsich­ tigtes oder mißbräuchliches Auslösen der ersten Stufe_1 der Vorabkontrolle unnötig viel Energie verbraucht wird. Dies wird dadurch erreicht, daß nach einer vorgegebenen Anzahl I_max1 von ersten Signalen_1, auf die kein zweites Signal_2 folgt, beziehungsweise nach einer vorgegebenen Parkdauer t_max die erste Stufe_1 der Vorabkontrolle erst mit dem zweiten Signal_2 gestartet wird.

Nach dem Ende der ersten Stufe_1 der Vorabkontrolle in Block 8 wird anschließend in Block 9 überprüft, ob ein Fehler aufge­ treten ist. Wurde ein Fehler erkannt, so wird in Block 10 eine entsprechende Fehlermeldung erzeugt und das Verfahren ohne Startfreigabe beendet. In Abhängigkeit von der Art des aufge­ tretenen Fehlers kann aber auch ein Notlaufprogramm aktiviert werden, durch das es ermöglicht wird, die nächste Werkstatt noch zu erreichen. Wurde in Block 9 kein Fehler erkannt, so wird in Block 11 zur Kennzeichnung einer erfolgreich durchlaufenen ersten Stufe_1 dem Flag_1 der Wert eins zugewiesen und in Block 12 die Anzahl I₁ der durchlaufenen ersten Stufen_1 um 1 erhöht.

Anschließend wird zum Beginn von Block 13 gesprungen, wo über­ prüft wird, ob ein zweites Signal_2 empfangen wurde. Das Signal_2 wird wiederum durch einen oder durch die Kombination mehrerer Sensoren, die die Wahrscheinlichkeit für eine bevor­ stehende Inbetriebnahme des Elektrofahrzeugs indizieren, erzeugt. Jedoch muß das zweite Signal_2 die bevorstehende Inbetriebnahme gegenüber dem ersten Signal_1 mit höherer Wahrscheinlichkeit anzeigen. Wurde in Block 13 kein Signal_2 empfangen, so wird zum Block 25 gesprungen, wo überprüft wird, ob das Zündschloß betätigt wurde. Wurde dagegen in Block 13 ein zweites Signal_2 empfangen, so wird im Block 14 die Anzahl 12 der bisher durchlaufenen zweiten Stufen_2 mit einer zweiten vorgegebenen Höchstzahl I_max2 verglichen. Ist die Höchstzahl I_max2 überschritten, so wird der zweite Teil der Vorabkontrolle abgebrochen und direkt zum Beginn von Block 25 gesprungen. Ist die Höchstzahl I_max2 noch nicht erreicht, so wird in Block 15 die Variable I₁ auf den Wert Null zurückgesetzt. Dadurch wird gewährleistet, daß der erste Teil der Vorabkontrolle nach dem Durchlaufen des zweiten Teils unabhängig von der Anzahl I₁ der zuvor durchlaufenen ersten Teile auf jeden Fall wieder frei­ gegeben wird.

Anschließend wird in Block 16 überprüft, ob das Flag_1 den Wert eins aufweist. Ist dies der Fall, das heißt zuvor wurde die erste Stufe_1 der Vorabkontrolle fehlerfrei durchlaufen, so wird in Block 20 die zweite Stufe_2 der Vorabkontrolle gestartet. Im anderen Fall wird zum Block 17 verzweigt, wo die erste Stufe_1 gestartet und anschließend in Block 18 überprüft wird, ob dabei ein Fehler aufgetreten ist. Wurde ein Fehler erkannt, so wird in Block 19 entsprechend Block 10 eine Fehlermeldung erzeugt und das Verfahren beendet. Ist dagegen in Block 18 kein Fehler aufgetreten, so wird zum Block 20 gesprungen und die zweite Stufe_2 der Vorabkontrolle gestartet. Im nächsten Block wird dann abgefragt, ob in der zweiten Stufe_2 der Vorabkontrolle ein Fehler aufgetreten ist. Ist dies der Fall, so wird zum Block 22 verzweigt, wo entsprechend den Blöcken 10 und 19 eine Fehler­ meldung erzeugt und das Verfahren beendet wird. Im anderen Fall wird zum Block 23 gesprungen, wo zur Kennzeichnung der erfolg­ reich durchlaufenen zweiten Stufe_2 der Vorabkontrolle dem Flag_2 den Wert eins zugewiesen wird. In Block 24 wird dann die Anzahl I₂ der Durchläufe durch den zweiten Teil der Vorab­ kontrolle um eins erhöht und anschließend an den Beginn von Block 25 gesprungen.

In Block 25 wird abgefragt, ob das Zündschloß betätigt wurde. Wurde keine Betätigung erkannt, so wird an den Beginn von Block 3 zurückgesprungen, wo das Verfahren mit der Überprüfung der Batteriespannung U_bat fortgesetzt wird. Im anderen Fall wird in Block 26 überprüft, ob das Flag_1 den Wert eins aufweist, das heißt ob die erste Stufe_1 bereits fehlerfrei durchlaufen wurde. Ist dies der Fall, so wird zum Block 30 gesprungen, wo überprüft wird, ob auch die zweite Stufe_2 der Vorabkontrolle bereits fehlerfrei durchlaufen wurde. Weist auch der zweite Flag_2 den Wert eins auf, so wird anschließend zum Block 34 gesprungen, wo die Startfreigabe erteilt wird.

Weist einer der Flags in den Blöcken 26 oder 30 nicht den Wert eins auf, so muß die entsprechende Stufe der Vorabkontrolle nachgeholt werden. Hierzu wird von Block 26 gegebenenfalls zum Block 27 gesprungen, wo die erste Stufe_1 der Vorabkontrolle gestartet und anschließend in Block 28 auf aufgetretene Fehler überprüft wird. Wird dabei ein Fehler erkannt, so wird in Block 29 wiederum eine Fehlermeldung erzeugt und das Verfahren be­ endet. Entsprechend wird dann, wenn der Flag_2 einen Wert un­ gleich eins aufweist, von Block 30 zum Block 31 gesprungen und dort die zweite Stufe_2 der Vorabkontrolle gestartet, anschließend in Block 32 auf Fehler überprüft und gegebenenfalls in Block 33 eine Fehlermeldung erzeugt und das Verfahren beendet.

In der ersten Stufe_1 der Vorabkontrolle werden alle Prüf­ prozesse, die einen geringen Energiebedarf aufweisen, durch­ geführt. Da selbst ein mehrfaches Auslösen dieser ersten Stufe nicht sofort zu einem Ausfall der Energieversorgung führt, kann diese erste Stufe_1 durch ein sehr frühes charakteristisches Signal, beispielsweise einen Näherungs- oder Türgriffsensor, ausgelöst werden. In der zweiten Stufe_2 der Vorabkontrolle werden dann alle energieaufwendigen Schritte ausgeführt, beispielsweise die Leistungselektronik überprüft oder die Leistungskondensatoren vorgeladen. Für den Start der zweiten Stufe_2 ist aber ein zweites charakteristisches Signal_2 notwendig, welches eine höhere Wahrscheinlichkeit für die bevorstehende Inbetriebnahme des Fahrzeugs anzeigt. Hierfür kommt beispielsweise ein Sitzkontakt, ein Türlichtkontakt oder eine Kombination mehrerer Sensorsignale in Frage. Es ist prin­ zipiell aber auch möglich, die zweite Stufe_2 erst durch das Betätigen des Zündschlosses zu starten.

Bei abgestelltem Fahrzeug und ausreichender Energieversorgung werden normalerweise in einer Schleife die Blöcke 3, 5, 13 und 25 durchlaufen. Nur falls in Block 3 erkannt wird, daß die Batteriespannung U_bat unter einen Minimalwert U_min abgefallen ist, wird das Verfahren in Block 4 beendet. Wird nun ein Näherungs- oder ein Türgriffsensor aktiviert und dadurch ein erstes Signal_1 erzeugt, so wird im nächsten Schleifendurchlauf vom Block 5 in den ersten Teil der Vorabkontrolle ab Block 6 verzweigt. Unter der Voraussetzung, daß hierbei kein Fehler erkannt wird, wird dann den Variablen Flag_1 und I₁ der Wert eins zugewiesen und anschließend zum Block 13 gesprungen. Hier wird dann überprüft, ob in der Zwischenzeit ein zweites Signal_2 empfangen wurde. Ist dies nicht der Fall, so wird über den Block 25 wieder an den Beginn des Verfahrens zurückgesprungen.

Es kann nun vorkommen, daß mehrmals ein erstes Signal_1 erzeugt wird, ohne daß anschließend ein zweites Signal_2 empfangen wird. Um zu verhindern, daß in diesem Fall die erste Stufe_1 beliebig oft durchlaufen wird, wird nun in den Blöcken 6 beziehungsweise 7 überprüft, ob eine vorgegebene Anzahl I_max1 an Durchläufen beziehungsweise eine vorgegebene Zeitdauer t_max seit dem Ab­ stellen des Fahrzeugs verstrichen ist. Ist eine dieser Bedin­ gungen erfüllt, so wird ab diesem Zeitpunkt die erste Stufe_1 nicht mehr durchlaufen, sondern jeweils direkt zum Block 13 gesprungen. Erst wenn ein zweites Signal_2 empfangen wird und dadurch in Block 15 der Wert I₁ auf den Wert null zurückgesetzt wird, kann die erste Stufe_1 wieder durchlaufen werden. Ist die vorgegebene Zeitdauer t_max überschritten, so kann die erste Stufe_1 nur durch das zweite Signal_2 gestartet werden.

Beim Empfang eines zweiten Signals_2 wird auf jeden Fall von Block 13 in den zweiten Teil der Vorabkontrolle ab Block 14 verzweigt. Auch hier ist eine Höchstzahl I_max2 an Durchläufen ohne anschließendes Betätigen des Zündschlosses vorgegeben. Wird diese Höchstzahl I_max2 überschritten, so kann der zweite Teil der Vorabkontrolle nur noch durch das Betätigen des Zündschlos­ ses gestartet werden. Ist dagegen die Höchstzahl I_max2 noch nicht erreicht, so wird in Block 20 auf jeden Fall die zweite Stufe_2 gestartet. Falls aber zuvor nicht auch der erste Teil der Vorabkontrolle fehlerfrei Durchlaufen wurde, wird vor dem Start der zweiten Stufe_2 vom Block 16 zum Block 17 gesprungen, wo zusätzlich auch die erste Stufe_1 der Vorabkontrolle gestartet wird.

Wird schließlich das Zündschloß betätigt, so wird vom Block 25 zum Block 26 verzweigt. In diesem Zweig des Verfahrens wird nun nochmals überprüft, ob die erste Stufe_1 und die zweite Stufe_2 der Vorabkontrolle fehlerfrei durchlaufen wurde. Ist dies der Fall, so wird in Block 34 endgültig die Startfreigabe für das Elektrofahrzeug erteilt. Wird in einem der Blöcke 26 oder 30 erkannt, daß eine der Stufen noch nicht fehlerfrei durchlaufen wurde, so wird dies gegebenenfalls in Block 27 beziehungsweise 31 nachgeholt. Durch die Abfrage in den Blöcken 26 und 30 wird außerdem gewährleistet, daß die Vorabkontrolle auch beim Ausfall eines oder aller Sensoren noch ordnungsgemäß durchgeführt wird.

In diesem Fall müßte der Fahrer lediglich nach dem Betätigen des Zündschlosses einige Zeit auf die Startfreigabe warten. Der Fahrer kann in diesem Falle außerdem durch eine zusätzliche Fehlermeldung über den Ausfall der Sensoren informiert werden.

Da das Flag_1 beziehungsweise das Flag_2 keine Informationen darüber enthalten, wann die jeweilige Stufe der Vorabkontrolle durchlaufen wurde, kann zusätzlich vorgesehen werden, die Flags nach einer vorgegebenen Zeitdauer zurückzusetzen. Dadurch könnte verhindert werden, daß die erste Stufe_1 bereits sehr lange vor dem eigentlichen Startvorgang durchlaufen und freigegeben wird und daß dadurch in der Zwischenzeit eventuell auftretende Störungen nicht erkannt werden könnten.

Claims (3)

1. Verfahren zur Vorabkontrolle und Vorbereitung von elektrischen Bauteilen in Elektrofahrzeugen, wobei die Vorabkontrolle in Abhängigkeit von zumindest einem, die bevorstehende Inbetriebnahme des Elektrofahrzeugs kennzeichnenden Sensorsignal gestartet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorabkontrolle zweistufig erfolgt, wobei die zweite Stufe (Stufe_2) durch zumindest ein zweites Sensorsignal (Signal_2) gestartet wird, welches eine bevorstehende Inbetriebnahme des Elektrofahrzeugs gegenüber dem ersten Sensorsignal (Signal_1) mit höherer Wahrscheinlichkeit anzeigt, und daß in der ersten Stufe (Stufe_1) die weniger energie­ aufwendigen Prüfprozesse ablaufen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn seit dem Abstellen des Elektrofahrzeugs eine vorgegebene Zeitdauer (t_max) verstrichen ist oder eine vor­ gegebene Anzahl (I_max1) von ersten Sensorsignalen (Signal_1) registriert wurden, die erste Stufe (Stufe_1) nur durch ein zweites Sensorsignal (Signal_2) oder durch das Betätigen des Zündschlosses gestartet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn eine vorgegebene Anzahl (I_max2) von zweiten Sensorsignalen (Signal_2) registriert wurde, die zweite Stufe (Stufe_2) nur durch das Öffnen des Zündschlosses gestartet wird.