SE538214C2 - Övervakande styrsystem för hybrid-elektriska drivlinor - Google Patents

Abstract

SAMMAN DRAG Ett forfarande for drift av ett fordon med hybrid-elektrisk drivlina, som har en fOrbranningsmotor, en generator och ett batten i tillhandahalls. En insignal f6r fordons- start mottas Iran ett operatOrsgranssnitt. En masterstyrning initieras efter mottagande av insignalen fran operatorsgranssnittet. En sekundar styrning initieras efter starten av initieringen av masterstyrningen. Ett balanseringstest utfOrs av cellspanningen i ett hogspanningsbatteripaket under utnyttjande av masterstyrningen. Spanningen inom hogspanningsbatteripaketets celler balanseras baserat pa ba- lanseringstestet av cellspanningen i hogspanningsbatteripaketet. En hogspanningskontaktor sluts efter balanseringen av spanningen inom hogspanningsbatteripaketet. En signal fran masterstyrningen till den sekundara styrningen genereras for att paborja driften efter slutning av hogspanningskontaktorn. Alternativt kan spanningen i hogspanningsbatteripaketets celler balanseras baserat pa resultaten av balanseringstestet ske dynamiskt under fordonets drift efter slutning av hogspanningskontaktorn.

Description

OVERVAKANDE STYRSYSTEM FOR HYBRID-ELEKTRISKA DRIVLINOR Tekniskt omrade FOreliggande beskrivning hanfor sig till ett styrsystem for en hybrid-elektrisk drivlina och narmare bestamt till ett styrsystem for en hybrid-elektrisk drivlina som styr initiering, batteritest och de-initiering av den hybrid-elektriska drivlinan.

Bakgrund Manga fordon utnyttjar nu hybrid-elektriska drivlinor for att Oka fordonets ef- fektivitet. Hybrid-elektriska drivlinor forbattrar normalt fordonets totala bransleeffektivitet genom att komplettera en forbranningsmotor med elektriska motorer, sa att mindre uteffekt kravs Than forbranningsmotorn eftersom effekt Than de elektriska motorerna aven kan utnyttjas i situationer nar maximal drivlineuteffekt kravs, sasom vid acceleration, eller i uppforsbacke. Dessutom kan hybrid-elektriska driv- linor utnyttjas for matning av utrustning som är monterad pa ett fordon, sasom till exernpel en lift, en inmatningsskruv, en stolphalsgravare, en kran eller annan kand utrustning som kan utnyttjas nar fordonet inte är i rorelse. Sadan kraftutrustning kan matas via ett effektuttag (PTO, Power Take Off) som kan vara driven av elektriska motorer i den hybrid-elektriska drivlinan for reducering av den tid som for- branningsmotorn ' Tandningen och slackningen, eller start och stopp, av de elektriska systemen i ett fordon som har hybrid-elektrisk drivlina innebar problem som inte upplevts tidigare. Till exempel, under tandning av elektriska system, helt enkelt genom omkoppling av hOgspanningsisolerande brytare fran ett brutet lage, som hindrar mat- fling av elektrisk strom, till ett slutet lage som tillater matning av elektrisk strom vid aktivering av en fordonsnyckel, kan orsaka ett snabbt okontrollerat fritt flode av elektrisk energi som skadar system komponenter. Till exempel kan utformningsbegransningar av systemkomponenter overskridas genom snabbladdning av elektrisk energi, varigenom system komponenterna skadas. Pa liknande satt kan, nar elektriska system slacks, fortida komponentskada eller overskottsurladdning av batterier upptrada om flodet av elektrisk energi plotsligt stoppas.

Vidare maste, forutom tandning och slackning av de elektriska systemen, spanningen Than enskilda celler i batterier vid den hybrid-elektriska drivlinan balanseras for att det elektriska systemet ska fungera sasom avsett och for att medge 1 att batteripaket ska ge acceptabel funktions- och livscykel. Om spanningen i individuella battericeller inte halls inom ett visst omrade sa kan batteripaketens livslangd paverkas negativt och de elektriska systemen kan bli utan tillracklig spanning om en av de individuella cellerna i en batteripaket inte är sá laddad som res- ten av cellerna. Tidigare insatser fOr astadkommande av batterihanteringssystem har fokuserat pa antingen balansering av spanningen inom battericellerna efter det att fordonet har stangts av, vilket kan utarma batteripaketen till en niva som hindrar fordonet Than att starta, eller batterihanteringssystem som är aktiva under driften av den hybrid-elektriska drivlinan, vilket gor det alit svarare att balansera batte- ripaketen eftersom elektriska belastningar standigt varierar spanningen inom batteripaketen.

Det foreligger darfor ett behov av ett styrsystem som styr tandning och slackning och ett batterihanteringssystem for ett elektriskt system i ett fordon som har hybrid-elektrisk drivlina.

Sammanfattning I enlighet med en process är, vid ett forfarande for drift av ett fordon med hy- brid-elektrisk drivlina, en forbranningsmotor, en generator och ett batten i anordnade. En insignal for fordonsstart mottas Than ett operatorsgranssnitt. En master- styrning initieras efter det att insignalen mottagits -Iran operatOrsgranssnittet. Atminstone en sekundar styrning initieras efter starten av initieringen av masterstyrningen. Ett balanseringstest utfors av cellspanningen i hogspanningsbatteripaket under utnyttjande av masterstyrningen. Spanningen inom hogspanningsbatteripaketens celler balanseras baserat pa balanseringstestet av cellspanningen i hog- spanningsbatteripaket. En hogspanningskontaktor sluts efter balanseringen av spanningen inom hogspanningsbatteripaketen. En signal Than masterstyrningen till namnda atminstone ena sekundara styrning avges for att paborja driften efter det att hogspanningskontaktorn slutits. Balanseringen av hogspanningsbatterierna sker aven dynamiskt under normal fordonsdrift. "Test" av hogspanningsbatteriets cellspanning sker fore det att laddningsbrytama och huvudbrytarna sluts. "Testet" ger en momentan insikt/skymt av BMS i hogspanningsbattericellerna for att bestamma deras laddningstillstand (SOC), som blir en fixerad referenspunkt for att senare leda nner eller nnindre elektrisk potential till en given cell under dynamisk fordonsdrift. 2 I enlighet med en annan process är, vid ett forfarande for drift av ett fordon med hybrid-elektrisk drivlina, en forbranningsmotor, en generator och ett batteni anordnade. En nedkopplingssignal matas fran ett operatorsgranssnitt. En masterstyrning bestammer en aktuell omfattning av elektrisk aktivitet hos den hybrid- elektriska drivlinan. Den elektriska aktiviteten hos den hybrid-elektriska drivlinan reduceras genom sandning av en styrsignal fran masterstyrningen till atminstone en sekundar styrning. En hOgspanningskontaktor bryter sa snart den elektriska aktiviteten hos den hybrid-elektriska drivlinan nar en forutbestamd troskel. Ett balanseringstest av cellspanningen i hogspanningsbatteripaket utfors under utnyttjande av masterstyrningen. Spanningen inom hogspanningsbatteripaketen balanseras baserat pa resultaten tan balanseringstestet av cellspanningen i hogspanningsbatteripaketet. Namnda atminstone ena sekundara styrning sans i vilomod. Masterstyrningen satts i vilomod efter det att namnda atminstone ena sekundara styrning intrader i vilomoden. Den hybrid-elektriska drivlinan kopplas ned sa snart masterstyrningen intrader i vilomoden.

I enlighet med en ytterligare process är ett forfarande astadkonnnnet for balanseringen av spanningen inom cellerna i en hogspanningsbatteripaket for ett for-don med hybrid-elektrisk drivlina. Det bestams om urladdningshastigheten for ett elektriskt hogspanningssystem ligger mellan en forsta grans och en andra grans.

Det bestams om urladdningshastigheten hos ett elektriskt lagspanningssystem ligger mellan en tredje grans och en fjarde grans. En hogspanningskontaktor omkastas fran ett forsta lage till ett andra lage. Spanningsstorleken bestams i ett flertal celler i en hogspand batteripaket. Spanningsstorleken i ett flertal celler i den hogspanda batteripaketen balanseras.

Sasom beskrivits ovan ger det overvakande styrsystemet f6r hybrid- elektriska drivlinor samt ett fordon utfort med detta system ett antal fordelar, varav vissa har beskrivits ovan och andra är en vasentlig del av uppfinningen. Aven modifieringar kan astadkommas av det overvakande styrsystemet for hybridelektriska drivlinor samt ett fordon utfort med detta system. 3 Kort beskrivning av ritningarna Fig. 1 är ett schematiskt diagram som visar ett fordon som har en hybridelektrisk drivlina.

Fig. 2 är ett flodesschema som visar initieringsprocessen for ett elektriskt sy5 stem i ett fordon som har en hybrid-elektrisk drivlina.

Fig. 3 är ett flodesschema som visar avinitieringsprocessen f6r ett elektriskt system i ett fordon som har en hybrid-elektrisk drivlina.

Fig. 4 är en kurva som visar stromflodet innan ett batterihanteringssystem utnyttjas under initieringen av ett elektriskt system i ett fordon som har en hybrid- elektrisk drivlina.

Fig. 5 en kurva som visar stromflodet innan ett batterihanteringssystem utnyttjas under avinitieringen av ett elektriskt system i ett fordon som har en hybridelektrisk drivlina.

Detaljerad beskrivning Nu nned hanvisning till figurerna och i synnerhet till Fig. 1 dar ett schennatiskt diagram for ett fordon som har en hybrid-elektrisk drivlina 10 visas. Den hybridelektriska drivlinan 10 innefattar en forbranningsmotor 12 och ett elektriskt hybrid-system 14, som är kopplat till forbranningsmotorn 12. Det elektriska hybridsyste- met 14 kan innefatta en elektrisk motor och generator anordnad att fungera som generator och generera elektrisk effekt nar den drivs av forbranningsmotorn, men som aven är kapabel att fungera som en elektrisk motor nar den matas av fOrsta och andra hogspanningsbatteripaket 20, 22. En hybridmotorstyrning 16 är kopplad till det elektriska hybridsystemet 14 fOr att styra det elektriska hybridsystemets 14 fun ktion antingen som motor eller som generator.

Hybridmotorstyrningen 16 är elektriskt kopplad till en fordelningsbox 18 for hogspanning. Fordelningsboxen 18 är anordnad for att styra fordelningen av elektrisk energi till och fran hybridsystemet 16, den forsta hogspanningsbatteripaketen 20, den andra hogspanningsbatteripaketen 22 och elektriskt matade komponenter i fordonet. Fordelningsboxen 18 innefattar en forsta brytare 24 och en andra brytare 26. Den f6rsta brytaren 24 och den andra brytaren 26 kan vara omkastbara mellan ett brutet lage, for att hindra elektriskt flode, och ett slutet lage for att tillata elektriskt floozie. 4 Den forsta hogspanningsbatteripaketen 20 innefattar atminstone en hogspanningsbattericell 28 och en krets 30 for batterihanteringssystemet ("BMS"). Namnda atminstone ena hOgspanningsbattericell 28 lagrar elektrisk energi som utnyttjas av det elektriska hybridsystemet 14. BMS-kretsen 30 utnyttjas for att testa laget for den fOrsta batteripaketen 20 samt fOr att balansera spanningen inom den forsta hogspanningsbatteripaketens 20 hogspanningsbattericell 28 och andra hOgspanningsbattericeller, aven inom den forsta hOgspanningsbatteripaketen 20, och i andra hogspanningsbatteripaket, sasom den andra hogspanningsbatteripaketen 22.

Den andra hogspanningsbatteripaketen 22 innefattar atminstone en hog- spanningsbattericell 32 och en BMS-krets 34. Den andra hogspanningsbatteripaketen 22 är i huvudsak identiskt lika med den forsta hogspanningsbatteripaketen 20.

BMS-kretsarna 30, 34 medger att spanningen inom hogspanningsbatteri- cellerna 28, 32 mats nar det elektriska systemet inte är belastat, sasom nar de forsta och andra brytarna 24, 26 är i brutet lage. Nar spanningen i hogspanningsbattericellerna 28, 32 har uppmatts, sa kan spanningen inom vane cell 28, 32 utjamnas, eftersom en batteripaket 20, 22 normalt bara kan avge sa mycket elektrisk effekt som det finns i den minst laddade cellen i batteripaketen 20, 22.

HOgspanningsfordelningsboxen 18 innefattar dessutom en forladdningsmot- standskrets 36. Forladdningsmotstandskretsen 36 kan utnyttjas f6r att bestamma storleken pa den elektriska strOmmen som gar genom fordelningsboxen 18. Forladdningsmotstandskretsens 36 roll är att forhindra ett fritt flode av elektrisk energi till alla komponenter i fordonets elektriska konstruktion. Dylikt snabbt okontrollerat fritt flode av elektrisk energi astadkommer svara, snabba belastningar av de elektriska komponenterna vid hastigheter som eventuellt overstiger gransen for deras utformning, vilket bidrar till otillborliga eller fortida fel i dessa komponenter. En likstroms/vaxelstromsomvandlare 38 är ocksa anordnad i fordelningsboxen 18. Likstroms/vaxelstromsomvandlaren 38 är anordnad att omvandla hogspanningsut- matningen fran den forsta batteripaketen 20 och den andra batteripaketen 22 till en lagre spanning att anvandas i elektriska lagspanningssystenn, sasom sadana som normalt aterfinns for matning av elektriska tillbehor i ett fordon. Utover likstronns/vaxelstronnsomvandlaren 38 i fordelningsboxen 18 kan aven en andra likstroms/vaxelstromsomvandlare 40 vara anordnad.

En elektronisk systemstyrning ("ESC") 42 är ocksa anordnad. ESC 42 fungerar som en masterstyrning for den hybrid-elektriska drivlinans 10 elektriska system. ESC 42 är elektriskt kopplad till ett operatorsgranssnitt 44, sasom en tandnyckel. Operatorsgranssnittet 44 tillater att en anvandare indikerar att den hybrid- s elektriska drivlinan 10 bOr initieras eller startas, genom att operatOrsgranssnittet 44 satts i ett startlage. Pa liknande satt tillater operatorsgranssnittet 44 aven att en anvandare indikerar att den hybrid-elektriska drivlinan bOr de-initieras eller kopplas ned, genom att operatorsgranssnittet 44 satts i ett franlage.

ESC 42 är elektriskt kopplad via styrnatkretsarna 46, 48, 50 till ett antal se- kundara styrningar och elektriska anordningar. Exempelvis kan drivlinestyrnatverk 48 elektriskt koppla ESC 42 till en elektronisk styrmodul ("ECM") eller en elektronisk styrenhet ("ECU") 52, en hybridstyrenhet ("HCU") 54 och en vaxelladestyrenhet ("TCU") 56, en antilasningsbromsstyrenhet ("ABS") samt ett regenerativt bromssystem 60. Drivlinestyrnatverket 48 kan fungera i enlighet med SAE stan- darden J1939.

ESC 42 är aven kopplad till en instrunnentpanel 62 via ett instrunnentpanel- styrnatverk 46. Instrumentpanelstyrnatverk 46 kan fungera i enlighet med SAE standarden J1708.

Slutligen är ESC 42 kopplad via hybridstyrnatverket 50. Hybridstyrnatverket kan fungera i enlighet med SAE standarden J1939. Hybridstyrnatverket 50 innefattar en pneumatisk kompressorstyrning 64, en effektstyrande styrning 66 och en HVAC styrning 68. Den pneumatiska kompressorstyrningen 64, den effektstyrande styrningen 66 och HVAC styrningen 68 är samtliga aven elektriskt kopplade till hOgspanningsfOrdelningsboxen 18 fOr strOmmatning. Hybridstyrnatverket 50 in- nefattar aven en forsta fjarreffektmodul ("RPM") 70 och en andra RPM 72. Den forsta RPM 70 och den andra RPM 72 är anpassade for att styra olika utrustningar i ett fordon som har en hybrid-elektrisk drivlina, sasom en lift, eller en hydrauliskt driven komponent sasom en gravare. Hybridstyrnatverket 50 innefattar dessutom den f6rsta hogspanningsbatteripaketen 20 och den andra hogspanningsbatteri- paketen 22. Hybridstyrnatverket 50 medger alltsa att ESC 42 är elektriskt kopplad till ett antal styrbara komponenter av den hybrid-elektriska drivlinan 10.

Overgaende till Fig. 2 visas dar ett flodesschema for initieringsprocessen 100 for ett elektriskt system i ett fordon som har den hybrid-elektriska drivlinan 10. Ink tieringsprocessen 100 borjar nar en anvandare satter operatorsgranssnittet i ett 6 drivlage sasom visas i ruta 102. Operatorsgranssnittet genererar en signal som sands till en ESC, aven benamnd som en masterstyrning i ruta 104, vilket indikerar att operatorsgranssnittet har satts i ett drivlage. Masterstyrningen initierar sedan sin drivning i ruta 106. Nar masterstyrningen en gang paborjar sin initiering sa kommer atminstone en sekundar styrning, sasom en pneumatisk kompressorstyrning, aven att starta sin initiering, sasom visas i ruta 108.

Ett balanseringstest av cellspanningen i en hOgspanningsbatteripaket utfOrs i ruta 110. Balanseringstestet av cellspanningen i en hogspanningsbatteripaket innefattar att masterstyrningen sander en signal till de sekundara styrningarna till att forbli i ett lage av minimal effektkonsumtion eller ingen effektkonsumtion ails tills det att balanseringstestet av cellspanningen i en hogspanningsbatteripaket är fullgjort. Balanseringstestet av cellspanningen i en hogspanningsbatteripaket genomfors med hogspanningskontaktorn i ett brutet lage, vilket hindrar den elektriska strommen att ga fran en hogspanningsbatteripaket. Utf6randet av balanserings- testet av cellspanningen i en hogspanningsbatteripaket med hogspanningskontaktorn i ett brutet lage ger en nner stabil spanningsnniljo. Spanningen inom cellerna i batteripaketen balanseras sedan genom att cellerna antingen urladdas med en Overskottsspanning eller genom laddning av nagra celler med en lagre spanning an den onskade spanningen eller sa kan en kombination av de bada anvan- das.

Sedan kan str6m matas fran hogspanningsbatteripaketen till en likstrom/ vaxelstromomvandlare for anvandning vid fordonets elektriska lagspanningssystem. Masterstyrningen initierar vidare en hogspand forladdningscykel, dar masterstyrningen Overvakar strOmflOdet i saval det elektriska hOgspanningssystemet som det elektriska lagspanningssystemet. Stromflodet i det elektriska hogspanningssystemet maste ligga mellan en ovre stromgrans och en nedre stromgrans. Vidare maste stromflodet i det elektriska hogspanningssystemet ligga mellan den ovre stromgransen och den nedre stromgransen under en forutbestamd tid. Pa liknande satt maste aven det elektriska lagspanningssystemet ha ett stromflode som ligger mellan en ovre stromgrans och en nedre stromgrans under en forutbestamd tid. De ovre och nedre stromgranserna samt den forutbestamda tiden kan variera baserat pa applikationen av fordonet.

Nar balanseringstestet av cellspanningen i hogspanningsbatteripaketet en gang utforts och forladdningscykeln indikerar att hogspannings- och lagspannings- 7 flodena ligger inom forutbestamda strOmgranser sa kan en hogspanningskontaktor omkopplas fran ett brytlage till ett slutlage sasom framgar av ruta 114. Slutligen sander masterstyrningen en signal till de sekundara styrningarna att de kan starta sin verksamhet, sasom visas i ruta 116.

Alternativt kan, nar balanseringstestet av cellspanningen i hOgspanningsbat- teripaketet en gang utf6rts i enlighet med ruta 110, balanseringssteget uteslutas och masterstyrningen kan fortsatta att initiera fOrladdningscykeln for hog- och lagspanningssystemen. Nar balanseringstestet av cellspanningen i hogspanningsbatteripaketet en gang utforts och forladdningscykeln indikerar att hogspannings- och lagspanningsfloden ligger inom forutbestamda stromgranser, sa kan hogspanningskontaktorn omkopplas fran ett brutet lage till ett slutet lage sasom framgar av ruta 114. Balanseringen av spanningen inom cellerna i batteripaketen balanseras sedan dynamiskt under fordonets drift genom antingen urladdning av cellerna med overskottsspanning eller laddning av cellerna med bristande spanning eller genom en kombination av badadera.

Fig. 3 avbildar ett flodesschenna for nedkopplingsprocessen 200 for ett elektriskt system i ett fordon, som har den hybrid-elektriska drivlinan 10. Nedkopplingsprocessen 200 b6rjar nar en anvandare satter operatorsgranssnittet eller anvandargranssnittet i ett nedkopplingslage sasom visas i ruta 202. Operators- granssnittet genererar en signal som sands till en ESC, aven benamnd sasom en masterstyrning i ruta 205, vilket indikerar att operatorsgranssnittet har satts i ett nedkopplingslage. Masterstyrenheten bestammer sedan en storlek pa den elektriska aktiviteten i den hybrid-elektriska drivlinan i ruta 206. Masterstyrningen reducerar den elektriska aktiviteten i den hybrid-elektriska drivlinan tills den totala nivan for elektrisk aktivitet faller ned under en forutbestamd nedkopplingstroskel, sasom visas i ruta 208. Nar den elektriska aktiviteten ligger under en forutbestamd nedkopplingstroskel, sa omkopplas en hogspanningskontaktor Than ett slutet lage till ett brutet lage i ruta 210.

Ett balanseringstest av cellspanningen i ett hogspanningsbatteripaket utfors i ruta 212. Balanseringstestet av cellspanningen i hogspanningsbatteripaketet innefattar att masterstyrningen sander en signal till de sekundara styrningarna att forbli i ett lage av minimal eller ingen effektkonsumtion ails tills balanseringstestet av cellspanningen i hogspanningsbatteripaketet ar fullgjort. Balanseringstestet av cellspanningen i hogspanningsbatteripaketet genomfors med hogspanningskon- 8 taktorn i ett brutet lage, vilket hindrar flodet av elektrisk strom Man hogspanningsbatteripaketen. Genomforandet av balanseringstestet av cellspanningen i hogspanningsbatteripaketet med hogspanningskontaktorn i brutet lage alstrar en mer stabil spanningsmiljo. Spanningen i batteripackens eller batteripackarnas celler balanseras sedan i ruta 214 antingen genom urladdning av celler med Overskottsspanning eller genom laddning av varje cell med en spanning som är lagre an den Onskade spanningen eller sa kan en kombination av de [Ada anvandas. Alternativt kan balanseringen av hogspanningsbatterierna ske dynamiskt under nasta eller efterfoljande fordonsdrivcykel. I detta scenario fungerar balanseringstestet av cell- spanningen i hogspanningsbatteripaketet som en momentan insyn av BMS i hogspanningsbattericellerna for att bestamma deras laddningsstatus (SOC). Denna SOC blir en fixerad referenspunkt f6r att rikta mer eller mindre elektrisk potential till en viss cell under den dynamiska fordonsdriften nasta gang som fordonet 'cars. Med andra ord, BMS kommer ihag senaste cell SOC for att anvandas under en ef- terfoljande re-in itiering av systemet.

Slutligen signalerar nnasterstyrningen till de sekundara styrningarna att de ska inta vilolage i ruta 218. Vilolaget stoppar aktiviteten i styrnatverket mellan de sekundara styrningarna och masterstyrningen. Masterstyrningen intar ett vilolage i ruta 21 och hela den hybrid-elektriska drivlinan kopplas ned i ruta 220.

Fig. 4 visar ett stromdiagram 300 som indikerar storleken pa den strom som flyter tan ett elektriskt hogspanningssystem 302 liksom storleken pa den strom som flyter Than ett elektriskt lagspanningssystem 304 fOre initieringen av ESC och nagra ytterligare styrningar. En ovre stromgrans b1 visas liksom en nedre stromgrans b2. Sasom visas i Fig. 4 Merges den Ovre strOmgransen b1 och den nedre stromgransen b2 som att vara identiska for bade strommen Man det elektriska hogspanningssystemet 302 och strommen Than det elektriska lagspanningssystemet 304, men det är tankbart att olika granser kan anvandas. En forinstalld tidsram 306 visas aven i Fig. 4. Den forinstallda tidsramen 306 ger sakerhet for att str6mmen Than det elektriska hogspanningssystemet 302 och strommen Man det elektriska lagspanningssystemet 304 forblir inom den ovre stromgransen b1 och den nedre stromgransen b2 under en tillracklig tid f6r att indikera att driften av den hybrid-elektriska drivlinan har stabiliserats och det är osannolikt att skador orsakas av en onnkoppling av en isolerbrytare till ett slutet lage for att stronnnnen ska ga Than en hogspanningsfordelningsbox. 9 Pa liknande satt visar Fig. 5 ett stromdiagram 400 som indikerar storleken pa den strom som flyter Than ett elektriskt hogspanningssystem 402 liksom storleken pa den strom som flyter fran ett elektriskt lagspanningssystem 404 fore nedkopplingen av ESC och nagra ytterligare styrningar. En ovre stromgrans b3 visas liksom en nedre strOmgrans b4. Sasom visas i Fig. 5 Merges den ovre strOmgransen b3 och den nedre stromgransen b4 som att vara identiska for bade strom men fran det elektriska hOgspanningssystemet 402 och strOmmen Man det elektriska lagspanningssystemet 404, men det är tankbart att olika granser kan anvandas. I en utforingsform behover inte hogspanningsstrommens och lagspanningsstrom- mens nivaer att vara identiskt lika, men nivaerna f6r bade hogspanningsstrommen och lagspanningsstrommen maste ligga morn omradet for det "dodband" som alstras mellan b3 och b4. En forinstalld tidsram 406 visas aven i Fig. 5. Den forinstallda tidsramen 406 ger sakerhet for att strommen Than det elektriska hogspanningssystemet 402 och strommen fran det elektriska lagspanningssystemet 404 forblir inom den ovre stromgransen b3 och den nedre stromgransen b4 under en tillracklig tid for att indikera att driften av den hybrid-elektriska drivlinan har stabiliserats och att det är osannolikt att skador orsakas av en omkoppling av en isolerbrytare till ett brutet lage for att stoppa strommen att ga Than en hogspanningsfordelningsdosa.

Det bar inses att ett styrsystem kan implementeras i hardvara fOr att effek- tuera forfarandet. Styrsystemet kan implementeras med en eller en kombination av foljande teknologier, som var och en är valkand inom tekniken: en eller flera diskreta logikkretsar som har logikgrindar f6r att implementera logiska funktioner av datasignaler, en applikationsspecifik integrerad krets (ASIC) som har lampliga kombinationslogikkretsar, en eller flera programmerbara grindenheter (PGA), en faltprogrammerbar grindenhet (FPGA) osv.

Nar styrsystemet är implementerat i mjukvara bOr det noteras att styrsystemet kan lagras pa ett datorlasbart medium for att anvandas av eller i kombination med nagot datorrelaterat system eller f6rfarande. I sammanhang med detta doku- ment kan ett datorlasbart medium vara vilket som heist medium som kan lagra, kommunicera, vidaremata eller transportera programmet till att anvandas av eller i samband med ett system, apparat eller anordning for instruktionsutforande. Det datorlasbara nnediet kan till exennpel vara, men är inte begransat till ett elektroniskt, magnetiskt, optiskt, elektromagnetiskt, infrarott medium eller ett halvledarsy- stem, en apparat, anordning eller ett utbredningsmedium. Mer specifika exempel (en icke uttommande lista) pa datorlasbara medier skulle kunna inbegripa foljande: en elektrisk anslutning (elektronisk) med en eller flera tradar, en barb& datordiskett (magnetisk), ett skriv- och lasminne (RAM) (elektroniskt), ett lasminne (ROM) (elektroniskt), ett raderbart programmerbart lasminne (EPROM, EEPROM eller flash-minne) (elektroniskt), en optisk fiber (optiskt) och en barbar kompaktdisk lasminne (CDROM) (optiskt). Styrsystemet kan vara inlagt i ett datorlasbart medium att anvandas av eller i sam band med en instruktionsgenomforande systemapparat eller anordning, sasom ett datorbaserat system, processorinnehallande system el- ler andra system som kan ta upp instruktioner Than den instruktionsgenomforande systemapparaten eller anordningen samt utfora instruktionerna.

Aven om specifika utf6ringsformer har beskrivits i detalj i den foregaende detaljbeskrivningen och illustrerats pa de bifogade ritningarna, sa inser facknnannen pa omradet att olika permutationer av uppfinningen är mojliga utan att den hari givna laran frangas. Foljaktligen är de speciella arrangemangen som beskrivits avsedda att vara enbart illustrativa och inte begransa omfattningen av uppfinningen, som till sin fulla omfattning ges av de efterfoljande patentkraven och samtliga ekvivalenser dartill. Andra fordelar med ett overvakande styrsystem for hybridelektrisk drivlina och ett fordon utfort med detta system kan aven inga i uppfin- ningen utan att ha beskrivits ovan. 11

Claims (25)

PATENTKRAV

1. Forfarande for drift av ett fordon med hybrid-elektrisk drivlina med en forbranningsmotor, en generator och ett batten, vilket forfarande innefattar: mottagande av en insignal for fordonsstart Than ett operatorsgranssnitt, initiering av en masterstyrning efter mottagande av insignalen fran operatorsgranssnittet, initiering av atminstone en sekundar styrning efter start av initieringen av masterstyrningen, utforande av ett balanseringstest av cellspanningen i ett hogspanningsbatteripaket under utnyttjande av nnasterstyrningen, balansering av spanningen inom hogspanningsbatteripaketets celler baserat pa resultatet av balanseringstestet av cellspanningen i hogspanningsbatteripaketet, slutning av en hogspanningskontaktor efter balanseringen av spanningen inom hogspanningsbatteripaketet och generering av en signal Than nnasterstyrningen till nannnda atnninstone ena sekundara styrning for att paborja driften efter det att hogspanningskontaktorn slutits.

2. Forfarande enligt patentkrav 1 och vidare innefattande: overvakning av ett stromflOde i en hogspanningsdel av den hybridelektriska drivlinan och bestamning av om stromflodet i hogspanningsdelen ligger inom ett fOrutbestamt omrade fOr strOmfloden fore utfOrandet av balanseringstestet av cellspanningen i hogspanningsbatteripaketet.

3. Forfarande enligt patentkrav 2, varvid bestamningen av om stromflodet i hogspanningsdelen ligger inom ett forutbestamt omrade for stromfloden omfattar en forinstalld tidsram da stromflodet forblir inom det forutbestamda omradet f6r stromfloden.

4. Forfarande enligt patentkrav 1 och vidare innefattande: 12 overvakning av ett stromflOde i en lagspanningsdel av den hybridelektriska drivlinan och bestamning av om stromflOdet i lagspanningsdelen ligger morn ett fOrutbestamt omrade f6re utf6randet av balanseringstestet av cellspanningen i hOgspanningsbatteripaketet.

5. FOrfarande enligt patentkrav 4, varvid bestamningen av om strOmflOdet i lagspanningsdelen ligger inom ett forutbestamt omrade for stromfloden omfattar en forinstalld tidsram da stromflodet forblir inom det forutbestamda omradet for 10 stromfloden.

6. Forfarande enligt patentkrav 1, varvid balanseringstestet av cellspanningen i hogspanningsbatteripaketet utfors efter initiering av ytterligare styrningar.

7. Forfarande enligt patentkrav 1 och vidare innefattande: sandning av en signal som är indikativ pa stromflodet fran hOgspanningsbatteripaketet efter fullgorandet av balanseringstestet av cellspanningen i hogspanningsbatteripaketet.

8. Forfarande enligt patentkrav 1, varvid signalen fran masterstyrningen till de ytterligare styrningarna for start av driften efter slutning av hogspanningskontaktorn sker generellt Than ungefar 1100 ms till ungefar 1600 ms efter mottagandet av en insignal Than operatOrsgranssnittet som är indikativ fOr ett onskemal om start av fordonet.

9. Forfarande f6r drift av ett fordon med hybrid-elektrisk drivlina med en forbranningsmotor, en generator och ett batten, vilket forfarande innefattar: mottagande av en insignal for fordonsstart Than ett operatorsgranssnitt, initiering av en masterstyrning efter mottagande av insignalen fran operatorsgranssnittet, initiering av atminstone en sekundar styrning efter start av initieringen av nnasterstyrningen, 13 utforande av ett balanseringstest av cellspanningen i ett hogspanningsbatteripaket under utnyttjande av nnasterstyrningen, slutning av en hogspanningskontaktor efter utforande av balanseringstestet av cellspanningen i hogspanningsbatteripaketet, generering av en signal Than masterstyrningen till namnda atminstone ena sekundara styrning f6r att paborja driften efter det att hogspanningskontaktorn slutits, och dynamisk balansering av spanningen i hogspanningsbatteripaketets celler under fordonets drift baserat pa resultaten Than balanseringstestet av cellspanningen i hogspanningsbatteripaketet.

10. Forfarande enligt patentkrav 9 och vidare innefattande: overvakning av ett stromflode i en hogspanningsdel av den hybridelektriska drivlinan och bestamning av om stromflodet i hogspanningsdelen ligger inom ett forutbestamt onnrade for stronnfloden fore utf6randet av balanseringstestet av cellspanningen i hogspanningsbatteripaketet.

11. Forfarande enligt patentkrav 10, varvid bestamningen av om stromflodet i hOgspanningsdelen ligger inom ett fOrutbestamt omrade fOr stromfloden omfattar en forinstalld tidsram da stromflodet forblir inom det forutbestamda omradet f6r stromflOden.

12. FOrfarande enligt patentkrav 9 och vidare innefattande: overvakning av ett stromflode i en lagspanningsdel av den hybrid- elektriska drivlinan och bestamning av om stromflodet i lagspanningsdelen ligger morn ett forutbestamt omrade fore utforandet av balanseringstestet av cellspanningen i hogspanningsbatteripaketet.

13. Forfarande enligt patentkrav 12, varvid bestamningen av om stromflodet i lagspanningsdelen ligger inom ett forutbestamt omrade for stromfloden omfattar en forinstalld tidsram da stronnflodet forblir inom det forutbestannda onnradet f6r stromfloden. 14