JP2015503477A - 高電圧システムにおける無電圧状態を確認する方法および高電圧システム - Google Patents

Abstract

本発明は、例えば電動車両またはハイブリッド車両における高電圧システム（１）の無電圧状態を、この高電圧システム（１）における少なくとも２つの制御装置（３〜５）と、少なくとも１つの表示ユニット（１４，１６）とによって確認する方法に関する。ここでは上記の制御装置（３〜５）により、互いに独立して高電圧システム（１）の電圧を検出し、双方の制御装置（３〜５）により、閾値を下回る電圧が検出された場合にのみ、表示ユニット（１４，１６）上に無電圧状態を表示する。本発明はまた高電圧システム（１）に関する。

Description

本発明は、高電圧システムにおける無電圧状態を確認する方法ならびにこのような高電圧システムに関する。

例えば現代の電動車両またはハイブリッド車両では電気駆動器が使用される。この電気駆動器はこのために自動車の低電圧車載電源網からガルバニックに分離された高電圧電力供給部を有する。この電力供給部には、高電圧の直流電圧を形成する高性能のバッテリと、上記の電気駆動器のコンバータを備えたパワー電子装置とが含まれている。上記の駆動器は、絶縁された電源網から構成され、これによって例えばサービス員の危険性が低減されるようにする。またこのためには車両アースに対して上記の電力供給部の絶縁抵抗を測定することにより、上記の絶縁性を監視しなければならない。しかしながら安全のためだけに絶縁性のこの監視が重要なのではなく、例えばサービスのため、静止状態において上記のバッテリと電力供給部とを高い信頼性で分離することも重要である。このためには複数の保護装置が使用され、これらの保護装置は静止状態においては開放されて上記のバッテリと、殊に上記のコンバータの中間回路のような電力供給部とを機械的に分離して、上記の線路およびパワー電子装置ならびに電動機を無電圧状態にする。

DE 10 2006 050 529 A1からは電気駆動器の電力供給部の絶縁および保護を監視するための回路装置が公知であり、この回路装置には、
− 電気駆動器に電圧を供給するためのバッテリと、
− 電気駆動器を電動器を駆動制御しかつ上記のバッテリによって給電されるパワー電子装置と、
− このパワー電子装置と、上記のバッテリのすべての極とを電気的に分離するための少なくとも１つの保護装置と、
− 絶縁および保護監視のために測定電圧を形成しかつ基準電位に接続されている電圧源と、
− 上記の基準電位を基準として、上記の測定電圧によって形成される電圧変動を測定するための２つの電圧測定装置とを有しており、
− ここでは、上記の電圧源および上記の２つの電圧測定装置のうちの第１の電圧測定装置は、上記の測定電圧を供給するための給電点に接続されており、また上記の２つの電圧測定装置のうちの第２の電圧測定装置は、上記の電圧変動を測定するための測定点に接続されており、給電点および測定点は、これらの間に少なくとも１つの保護装置が接続されるように配置されている。

本発明の技術的な課題は、高電圧システムにおける無電圧状態を確認するための方法、ならびに、この無電圧状態をより高い信頼性で求めることのできる高電圧システムを提供することである。

上記の技術的な課題は、請求項１および８に記載された特徴的構成によって解決される。本発明の別の有利な実施形態は、従属請求項に記載されている。

殊に電動車両またはハイブリッド車両の上記の方法ないしは上記の高電圧システムには、少なくとも２つの制御装置と、少なくとも１つの表示ユニットとが含まれており、上記の制御装置は互いに独立して上記の高電圧システムの電圧を検出する。上記の表示ユニット上には、双方の制御装置ないしは関与する制御装置が、閾値を下回る電圧を検出した場合にだけ無電圧状態が表示される。これにより、高電圧システムにおける電圧が冗長に検出されて、個別のエラーを確実に識別することができる。ここでは上記の複数の制御装置により、上記の高電圧システムにおける同じ電圧または相異なる電圧を検出することができ、すなわち相異なる電位位置における電圧を測定することができる。

６０Ｖは、接触保護に対する臨界量であるため、上記の閾値は、例えば２０Ｖまたは２５Ｖとすることが可能である。上記の表示ユニット上での無電圧状態の表示は、有利にはピクトグラム形式で行われ、それぞれ表示されるピクトグラムは個々に検出される複数の電圧値の論理結合を表す。しかしながら、上記の電圧の検出した複数の実際値を個々に表示することも可能であり、この際にはこれらの実際値は値に応じて、例えば異なる色で表示される。上記の表示形態の組み合わせも可能である。さらに注意すべきであるのは、有利には１つの制御装置の測定が誤っている場合、場合によっては無電圧状態が存在しないため、上記の測定誤りを論理的に上記の閾値の上回りと見なすことである。この際には無電圧についての状態（ここでは非無電圧状態）についての表示ユニット上での表示に対して補足的に、エラーが１つの制御装置に発生したことを表示することができる。

１つの実施形態では、少なくとも１つの別の表示ユニット上に、少なくとも上記の検出した電圧の実際値を表示する。２つの表示ユニットを使用することにより、双方の表示ユニットがそれぞれ無電圧状態を表示しなければならないため、一方の表示ユニットの個別エラーに対してエラートレラントになる。

別の実施形態では、外部診断装置を接続する。この外部診断装置は、ゲートウェイ制御装置を介して、高電圧システムの上記の制御装置に接続される、および／または、個々の制御装置に直接接続される。ここでは上記の診断装置により、無電圧状態を確認する方法を起動することができる。しかしながら択一的には、少なくとも１つの車両内部の制御装置によって起動することも可能である。例えば、車両に入力手段を設けることができ、この入力手段の操作を制御装置によって検出する。これに相応して、あらかじめ定めたペダル操作または類似のものも、トリガイベントとすることができる。

別の実施形態において、無電圧状態および／または検出した実際値は診断装置の表示ユニットに表示され、無電圧状態および／または検出した実際値は電動車両またはハイブリッド車両の表示ユニットに表示される。これによって冗長の表示も行われるため、表示ユニットの個別のエラーも識別される。有利には電動車両またはハイブリッド車両の上記の表示ユニットは、メータパネルの表示ユニットである。有利な実施形態において、車両の表示ユニットに、有利にはメータパネルに上記の無電圧状態が、例えばピクトグラム形式で表示され、これに対して上記の診断装置の表示ユニット上には上記の実際値が表示される。この場合に利用者は双方の表示ユニットに注意を払う必要があり、ここでは車両の表示ユニットが無電圧状態を表示し、かつ、診断装置の表示ユニット上に表示された実際値が上記の１つまたは複数の閾値を下回る場合にのみ、無電圧状態である。

別の１つの実施形態では、上記の診断装置により、少なくとも１つのメッセージを少なくとも１つの制御装置に伝送し、このメッセージにより、無電圧状態の確認を開始する。自動車においてこれは有利にはイグニッションオン時に、すなわち端子番号１５が接続される場合に行われる。

別の実施形態では、電圧を検出するための上記の制御装置は、少なくとも１つのバッテリ管理制御装置、および／または、例えば電気機械のパワー電子装置のような車両の高電圧システムの別の高電圧コンポーネントの制御装置である。１つの実施形態において、上記のバッテリ管理制御装置は、別の制御装置のデータを集積する中央の集積箇所であり、これらのデータを事前処理し、例えばゲートウェイ制御装置を介して上記の１つまたは複数の表示ユニットに伝送する。

別の１つの実施形態では付加的に充電装置の制御装置によって電圧を検出し、および／または、充電マネージャの制御装置によって少なくとも１つの電気コンセントの差し込み状態を検出する。

以下では有利な実施例に基づき、本発明を詳しく説明する。ただ１つの図には、電動車両またはハイブリッド車両の高電圧システムにおける無電圧状態を自動的に確認するための概略ブロック回路図が示されている。

電動車両またはハイブリッド車両の高電圧システムにおける無電圧状態を自動的に確認するための概略ブロック回路図である。

高電圧システム１には、機関制御装置２と、パワー電子装置の制御装置３と、バッテリ管理制御装置４と、充電装置の制御装置５と、充電マネージャの制御装置６とが含まれており、この充電マネージャの制御装置は、ＡＣ充電コンセント７およびＤＣ充電コンセント８に接続されている。上記のパワー電子装置の制御装置３と、バッテリ管理制御装置４と、充電装置の制御装置５とは、高電圧システム１の高電圧線路９に接続されている。制御装置２〜６は、図示した実施例において２つのバスシステム１０，１１によって互いに接続されており、一方のバスシステム１１は、ゲートウェイ制御装置１２に接続されている。制御装置２〜６は、ゲートウェイ制御装置１２を介し、表示ユニット１４を備えたメータパネル１３と、表示ユニット１６を備えた外部診断装置１５とに接続されている。さらに機関制御装置２およびバッテリ管理制御装置４は、線路１７を介して診断装置１５に直接接続されている。

高電圧システム１が遮断されているかないしは無電圧状態であるか否かを利用者がチェックしたい場合、診断装置１５により、相応するメッセージが、線路１７を介してバッテリ管理制御装置４に伝送される。つぎに関与する制御装置３〜５は、高電圧線路９における電圧を測定して、この電圧と目標値とを比較する。バッテリ管理制御装置４は、制御装置３および５から状態値を受け取る。択一的または付加的に可能であるのは、バッテリ管理制御装置４が、制御装置３および５から１つずつの実際値も受け取ることである。ここでこれらの実際値は、制御装置３，５が高電圧線路９において測定した電圧値である。上記の状態値は、それぞれ測定した電圧が、上記の閾値を上回るかまたは下回ること、ないしは、測定時にエラーが発生したか否かを示す。さらに制御装置６は、充電コンセント７，８の差し込み状態を、すなわち充電コネクタが差し込まれている否かを伝達する。バッテリ管理制御装置４は、上記の複数の状態を論理的に結合する。すなわち、すべての制御装置３〜５により、無電圧の１つの状態値が求められ、かつ、充電コンセントが差し込まれていない場合に高電圧システムの全体状態は無電圧である。この全体状態は、バッテリ管理制御装置４から、ゲートウェイ制御装置１２を介してメータパネル１３に伝送され、表示ユニット１４に表示される。さらに制御装置３，４および５は、ゲートウェイ制御装置１２を介し、検出した実際値を診断装置１５に伝送する。この診断装置では、これらの実際値が表示ユニット１６に表示される。択一的にはバッテリ管理制御装置４は、ゲートウェイ制御装置１２を介してまたは線路１７を介して直接、診断装置１５に、検出したすべての制御装置３〜５の実際値を伝送し、この診断装置では、これらの実際値が表示ユニット１６に表示される。上記の実際値の他に付加的な状態値を診断装置１５に伝送することができる。

上記のデータにより、表示ユニット１４上にも表示ユニット１６上にも共に、高電圧システム１が無電圧であることが示される場合、上記の利用者は、イグニッションを遮断し（ＫＬ１５を遮断し）、高電圧システム１において作業を行うことができる。この際に注意すべきであるのは、上記の判定において無電圧状態ないしは非無電圧状態の高速の切換を回避するため、有利には上記の閾値がヒステリシスを有することである。

上記の方法により、高電圧システム１が非無電圧状態であること示される場合、安全のために上記の方法を繰り返すことができる。択一的には高電圧システム１を遮断するための別の手段を実行し、引き続いて確認のためのこの方法を繰り返すこともできる。

Claims (8)

1. 例えば電動車両またはハイブリッド車両における高電圧システム（１）の無電圧状態を、当該高電圧システム（１）における少なくとも２つの制御装置（３〜５）と、少なくとも１つの表示ユニット（１４，１６）とによって確認する方法において、
   前記制御装置（３〜５）により、互いに独立して前記高電圧システム（１）の電圧を検出し、
   関与する前記制御装置（３〜５）により、閾値を下回る電圧が検出された場合にのみ、前記表示ユニット（１４，１６）上に無電圧状態を表示する、
   ことを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法において、
   少なくとも１つの別の表示ユニット（１６）上に、少なくとも前記電圧の前記検出した実際値を表示する、
   ことを特徴とする方法。
3. 請求項１または２に記載の方法において、
   外部診断装置（１５）が接続されており、
   該外部診断装置（１５）は、ゲートウェイ制御装置（１２）を介して、前記高電圧システム（１）の前記制御装置（２〜６）に接続されており、および／または、個々の制御装置（２）に直接接続されている、
   ことを特徴とする方法。
4. 請求項３に記載の方法において、
   前記無電圧状態および／または検出した前記実際値を前記診断装置（１５）の表示ユニット（１６）上に表示し、
   前記無電圧状態および／または検出した前記実際値を電動車両またはハイブリッド車両の表示ユニット（１４）上に表示する、
   ことを特徴とする方法。
5. 請求項３または４に記載の方法において、
   前記診断装置（１５）により、少なくとも１つの制御装置（２，４）に少なくとも１つのメッセージを伝送し、当該メッセージを用いて前記無電圧状態の前記確認を開始する、
   ことを特徴とする方法。
6. 請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法において、
   前記電圧を検出するための前記制御装置（３〜５）は、少なくとも１つのバッテリ管理制御装置（４）、および／または、前記車両の前記高電圧システム（１）の高電圧コンポーネントの少なくとも１つの制御装置（３）である、
   ことを特徴とする方法。
7. 請求項６に記載の方法において、
   付加的に充電装置の制御装置（５）によって電圧を検出し、および／または
   充電マネージャの制御装置（６）によって少なくとも１つの電気接続コンセント（７，８）の差し込み状態を検出する、
   ことを特徴とする方法。
8. 少なくとも２つの制御装置（３〜５）と、少なくとも１つの表示ユニット（１４，１６）とを含む、例えば電動車両またはハイブリッド車両のような高電圧システム（１）において、
   前記制御装置（３〜５）は、互いに独立して前記高電圧システム（１）の電圧を検出し、
   双方の制御装置（３〜５）が閾値を下回る電圧を検出した場合にのみ、前記表示ユニット上に無電圧状態が表示される、
   ことを特徴とする高電圧システム（１）。

Images