-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Hochspannungszugriffsschutz, und sie betrifft insbesondere ein System und ein Verfahren, die eine Hochspannungsverriegelungsfunktion mit einer oder mehreren ganz verschiedenen Funktionen verbindet.
-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Die Kraftfahrzeugindustrie nutzt zunehmend elektrische Systeme, um zumindest einen Teil der Antriebsleistung für Kraftfahrzeuge bereitzustellen. Diese elektrischen Systeme verwenden typischerweise eine Hochspannung, die allgemein als eine Gleichspannung (DC-Spannung) von mindestens 60 VDC oder eine Wechselspannung (AC-Spannung) von mindestens 30 VAC definiert ist.
-
Ein Schutz gegen einen unbeabsichtigten Zugriff auf eine Hochspannung kann durch eine dedizierte Hochspannungsverriegelungsschaltung (HVIL-Schaltung) oder durch eine Kombination aus einer dedizierten Schleife und lokalen Schleifen, wo es angemessen scheint, bereitgestellt werden. Eine lokale HVIL-Schleife wird verwendet, um einen oder mehrere Hochspannungszugriffspunkte zu schützen, aber eine Untermenge der Gesamtanzahl der Fahrzeugzugriffspunkte. Lokale HVIL-Schleifen werden verwendet, wenn diese Untermenge eine abweichende Reaktion auf ein HVIL-Übertretungsereignis aufweisen kann, oder wenn eine physikalische HVIL-Implementierung wirtschaftlicher erreicht werden kann. Zum Beispiel kann eine lokale HVIL bei einer HV-basierten Klimaanlage verwendet werden, bei der die detektierte Übertretung der HVIL nur ein Abschalten des Klimaanlagensystems auslösen könnte. Eine HVIL-Schaltung ist eine Niederspannungsschaltung. Die HVIL-Schaltung enthält typischerweise eine dedizierte Schaltungsschleife, die zu einem zugehörigen Zugriffspunkt verlegt ist, wie etwa zu Komponentenabdeckungen oder zu Hochspannungsverbindern, welche einen Zugriff von Personal auf die Hochspannung ermöglichen. Die HVIL-Schaltungsschleife wird mit einem Niederspannungssignal erregt und ist so ausgestaltet, dass sie unterbrochen wird, wenn ihr zugehöriger Zugriffspunkt übertreten wird. Immer dann, wenn die HVIL-Schaltungsschleife unterbrochen ist, was anzeigt, dass der zugehörige Zugriffspunkt übertreten ist, schaltet die HVIL-Schaltung die Hochspannung an alle Komponenten ab, die mit dem übertretenen Zugriffspunkt verbunden sind.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Es wird eine Vorrichtung bereitgestellt, um eine funktionale Hochspannungsverriegelung zu implementieren. Die Vorrichtung umfasst ein Gehäuse, einen Hochspannungsanschluss, eine Niederspannungsschaltung und eine Steuerungsschaltung. Das Gehäuse enthält einen Zugriffspunkt, der übertreten werden kann. Der Hochspannungsanschluss ist zumindest teilweise in dem Gehäuse angeordnet, ist durch ein Übertreten des Hoch spannungszugriffspunkts zugänglich und ist zur Erregung von einer elektrischen Hochspannungsleistungsquelle ausgestaltet. Die Niederspannungsschaltung ist in dem Gehäuse angeordnet und ist zum selektiven Empfangen eines elektrischen Niederspannungssignals gekoppelt. Die Steuerungsschaltung ist mit der Niederspannungsschaltung gekoppelt und ist ausgestaltet, um das elektrische Niederspannungssignal an diese nur dann zu liefern, wenn der Hochspannungszugriffspunkt nicht übertreten wurde. Die Steuerungsschaltung ist ferner ausgestaltet, um eine erste Funktion und eine ganz verschiedene zweite Funktion zu implementieren. Die erste Funktion umfasst das Ermitteln, ob der Zugriffspunkt übertreten wurde und auf das Ermitteln hin, dass der Zugriffspunkt übertreten wurde, das Verhindern, dass der Hochspannungsanschluss von der elektrischen Hochspannungsquelle erregt wird.
-
Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung ein Gehäuse, einen Hochspannungsanschluss, eine Niederspannungsleistungsquelle, eine Niederspannungsschaltung und eine Steuerungsschaltung. Das Gehäuse weist einen Zugriffspunkt auf, der übertreten werden kann. Der Hochspannungsanschluss ist zumindest teilweise im Gehäuse angeordnet und ist durch ein Übertreten des Hochspannungszugriffspunkts zugänglich. Der Hochspannungsanschluss ist zur Erregung von einer elektrischen Hochspannungsleistungsquelle ausgestaltet. Die Niederspannungsleistungsquelle ist zur Lieferung eines elektrischen Niederspannungssignals ausgestaltet. Die Niederspannungsschaltung ist im Gehäuse angeordnet und ist zum selektiven Empfangen des elektrischen Niederspannungssignals gekoppelt. Die Niederspannungsschaltung ist so ausgestaltet, dass sie es der elektrischen Hochspannungsleistungsquelle nur dann erlaubt, den Hochspannungsanschluss zu erregen, wenn die Niederspannungsschaltung das elektrische Niederspannungssignal empfängt. Die Steuerungsschaltung ist im Gehäuse angeordnet und ist gekoppelt, um das elektrische Niederspannungssignal nur dann zu empfangen, wenn der Hochspannungszugriffspunkt nicht übertreten worden ist. Die Steuerungsschaltung ist ausgestaltet, um eine erste Funktion und eine ganz verschiedene zweite Funktion zu implementieren. Die erste Funktion umfasst, dass ein Stromfluss durch die Niederspannungsschaltung von der Niederspannungsleistungsquelle zumindest selektiv erlaubt wird, um dadurch die Niederspannungsschaltung zu erregen.
-
Es wird ein Verfahren bereitgestellt, um eine Hochspannungsverriegelung zu implementieren. Das Verfahren umfasst, dass eine Niederspannungsschaltung mit einer elektrischen Niederspannungsleistung erregt wird. Die Niederspannungsschaltung ist so ausgestaltet, dass sie ein Signal liefert, sobald sie erregt wird. Das von der Niederspannungsschaltung gelieferte Signal soll eine erste Funktion und eine ganz verschiedene zweite Funktion implementieren. Die erste Funktion umfasst, dass ermittelt wird, ob ein Zugriffspunkt für einen Hochspannungsanschluss übertreten worden ist oder nicht. Ein elektrisches Erregen des Hochspannungsanschlusses von einer elektrischen Hochspannungsleistungsquelle wird erlaubt, wenn die Ermittlung der ersten Funktion ergibt, dass der Zugriffspunkt nicht übertreten wurde. Ein elektrisches Erregen des Hochspannungsanschlusses von der elektrischen Hochspannungsleistungsquelle wird verhindert, wenn die Ermittlung der Funktion ergibt, dass der Zugriffspunkt übertreten wurde.
-
Darüber hinaus werden sich weitere wünschenswerte Merkmale und Eigenschaften des funktionalen Hochspannungsverriegelungssystems und Verfahrens aus der nachfolgenden genauen Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen und dem vorstehenden technischen Gebiet und Hintergrund ergeben.
-
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Die vorliegende Erfindung wird hier nachstehend in Verbindung mit den folgenden Zeichnungsfiguren beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und wobei:
-
1 eine vereinfachte schematische Darstellung eines Fahrzeugs zeigt;
-
2 ein vereinfachtes Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften funktionalen Hochspannungsverriegelungsschaltung zeigt, die im Fahrzeug von 1 enthalten sein kann;
-
3 und 4 vereinfachte Funktionsblockdiagramme von alternativen beispielhaften funktionalen Hochspannungsverriegelungsschaltungen zeigen, die im Fahrzeug von 1 enthalten sein können;
-
5 beispielhafte Betriebsspannungen, die zu den beispielhaften Schaltungen von 2–4 gehören, graphisch darstellt; und
-
6 und 7 vereinfachte Funktionsblockdiagramme von zusätzlichen alternativen beispielhaften funktionalen Hochspannungsverriegelungsschaltungen zeigen, die im Fahrzeug von 1 enthalten sein können.
-
BESCHREIBUNG EINER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORM
-
Die folgende genaue Beschreibung ist rein beispielhafter Natur und ist nicht dazu gedacht, die Erfindung oder die Anwendung und Verwendungsmöglichkeiten der Erfindung einzuschränken. Darüber hinaus besteht nicht die Absicht, durch irgendeine explizite oder implizite Theorie gebunden zu sein, die in dem vorstehenden technischen Gebiet, dem Hintergrund, der Kurzzusammenfassung oder der folgenden genauen Beschreibung dargestellt ist. Obwohl die verschiedenen Ausführungsformen so beschrieben sind, dass sie im Kontext eines Kraftfahrzeugs implementiert sind, ist diesbezüglich festzustellen, dass eine oder mehrere der Ausführungsformen in zahlreichen und verschiedenen anderen Fahrzeugen implementiert sein können, welche umfassen, aber nicht beschränkt sind auf verschiedene andere Bodenfahrzeuge, verschiedene Wasserfahrzeuge, verschiedene Flugzeuge und verschiedene Raumschiffe.
-
Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Elemente oder Merkmale, die miteinander ”verbunden” oder ”gekoppelt” sind. Bei der Verwendung hierin bedeutet ”verbunden”, sofern es nicht ausdrücklich anderweitig angegeben ist, dass ein Element/Merkmal mit einem weiteren Element/Merkmal direkt verbunden ist (oder direkt damit kommuniziert), und zwar nicht unbedingt mechanisch. Auf die gleiche Weise bedeutet ”gekoppelt”, sofern es nicht ausdrücklich anderweitig angegeben ist, dass ein Element/Merkmal mit einem weiteren Element/Merkmal direkt oder indirekt verbunden ist (oder direkt oder indirekt damit kommuniziert), und zwar nicht unbedingt mechanisch. Es ist jedoch zu verstehen, dass, obwohl zwei Elemente nachstehend bei einer Ausführungsform so beschrieben sein können, dass sie ”verbunden” sind, ähnliche Elemente bei alternativen Ausführungsformen ”gekoppelt” sein können und umgekehrt. Obwohl die hier gezeigten schematischen Zeichnungen beispielhafte Anordnungen von Elementen darstellen, können daher zusätzliche dazwischenkommende Elemente, Einrichtungen, Merkmale oder Komponenten bei einer tatsächlichen Ausführungsform vorhanden sein. Es ist auch zu verstehen, dass die Figuren nur zur Veranschaulichung dienen und möglicherweise nicht maßstabsgetreu gezeichnet sind.
-
In 1 ist nun ein Fahrzeug 100 oder ”Kraftfahrzeug” gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Kraftfahrzeug 100 enthält ein Fahrwerk 102, eine Karosserie 104, vier Räder 106 und ein elektrisches System 108. Die Karosserie 104 ist auf dem Fahrwerk 102 angeordnet und umhüllt im Wesentlichen die anderen Komponenten des Kraftfahrzeugs 100. Die Karosserie 104 und das Fahrwerk 102 können gemeinsam einen Rahmen bilden. Die Räder 106 sind jeweils an dem Fahrwerk 102 in der Nähe einer jeweiligen Ecke der Karosserie 104 drehbar gekoppelt.
-
Das Kraftfahrzeug 100 kann ein beliebiger einer Anzahl verschiedener Typen von Kraftfahrzeugen sein, wie zum Beispiel eine Limousine, ein Kombi, ein Lieferwagen oder ein Sportnutzfahrzeug (SUV), und es kann ein Zweiradantrieb (2WD) (d. h. Heckantrieb oder Frontantrieb), ein Vierradantrieb (4WD) oder ein Allradantrieb (AWD) sein. Das Fahrzeug 100 kann auch einen beliebigen oder eine Kombination einer Anzahl verschiedener Typen von Maschinen (oder Aktoren) enthalten, wie zum Beispiel eine mit Benzin oder Diesel gespeiste Brennkraftmaschine, die Maschine eines ”Fahrzeugs mit flexiblem Kraftstoff” (FFV) (d. h., die eine Mischung aus Benzin und Alkohol verwendet), eine mit einem gasförmigen Gemisch (z. B. Wasserstoff und/oder Erdgas) gespeiste Maschine oder eine Brennstoffzellenenergiequelle, eine hybride Brennkraft/Elektromotormaschine und einen Elektromotor.
-
Das elektrische System 108 ist ein elektrisches Hochspannungssystem und enthält eine elektrische Hochspannungsleistungsquelle 112 und eine Vielzahl elektrischer Hochspannungslasten 114. Bevor weiter fortgefahren wird, wird angemerkt, dass der Begriff ”Hochspannung”, der nachfolgend in dieser Beschreibung verwendet wird, als eine Gleichspannung (DC-Spannung), die größer oder gleich 60 VDC ist, oder eine Wechselspannung (AC-Spannung), die größer oder gleich 30 VAC ist, definiert ist. Darüber hinaus ist der Begriff ”Niederspannung”, der nachfolgend in dieser Beschreibung verwendet wird, als eine Gleichspannung (DC-Spannung), die niedriger als 60 VDC ist, oder eine Wechselspannung (AC-Spannung), die niedriger als 30 VAC ist, definiert.
-
Wieder zu einer Beschreibung des elektrischen Systems 108 zurückkehrend wird angemerkt, dass die elektrische Hochspannungsleistungsquelle 112 auf verschiedene Weise implementiert sein kann. Die elektrische Hochspannungsleistungsquelle 112 kann beispielsweise eine oder mehrere Batterien, eine oder mehrere Brennstoffzellen, einen oder mehrere Generatoren oder verschiedene Kombinationen daraus enthalten, um nur ein paar aufzuzählen. Obwohl in 1 nur eine einzige elektrische Hochspannungsquelle 112 dargestellt ist, ist außerdem festzustellen, dass dies nur zur Erleichterung der Darstellung und Beschreibung erfolgte, und dass das elektrische System 108 bei Bedarf oder auf Wunsch mit einer Vielzahl elektrischer Hochspannungsleistungsquellen 112 implementiert sein kann.
-
Auch die Anzahl und der Typ der elektrischen Hochspannungslasten 114 können variieren. Bei der dargestellten Ausführungsform umfassen die elektrischen Hochspannungslasten jedoch einen Gleichrichter/Wechselrichter 114-1, einen Motor 114-2 und eine oder mehrere weitere elektrische Hochspannungslasten 114-3, 114-4, 114-5, ... 114-N. Ohne Berücksichtigung der speziellen Anzahl elektrischer Hochspannungslasten 114, die enthalten sind, ist eine Beschreibung der verschiedenen physikalischen Implementierungen und Funktionen aller elektrischen Hochspannungslasten 114-1 nicht notwendig, um die Erfindung vollständig zu beschreiben und zu ermöglichen, und wird daher nicht bereitgestellt.
-
Man kann außerdem sehen, dass jede der Hochspannungslasten 114 zumindest teilweise in einem Gehäuse 116 angeordnet ist. Die Gehäuse 116 sind jeweils mit einem Hochspannungszugriffspunkt 118 ausgestaltet, der übertreten werden kann, um es einem Techniker oder einem anderen Personal zu ermöglichen, auf die Hochspannungslast 114, die darin angeordnet (oder zumindest teilweise angeordnet) ist, und/oder auf einen oder mehrere Anschlüsse 122, die mit der Hochspannungslast 114 verbunden sind, und/oder auf einen oder mehrere Anschlüsse 124 zuzugreifen, welche die elektrische Hochspannungsleistungsquelle 112 mit der Hochspannungslast 114 elektrisch koppeln. Es ist festzustellen, dass die Gehäuse 116 und die zugehörigen Hochspannungszugriffspunkte 118 in der Anzahl, Größe und Ausgestaltung variieren können. Die Hochspannungszugriffspunkte 118 können beispielsweise als eine Abdeckung oder Tür ausgestaltet sein, die, sobald sie geöffnet oder entfernt wurde, einen Zugriff auf die Hochspannungslast 114 oder auf einen oder mehrere der zugehörigen Anschlüsse 122, 124 ermöglicht. Alternativ können die Hochspannungszugriffspunkte 118 als eine geeignete Verbindereinrichtung ausgestaltet sein, welche die elektrische Hochspannungsleistungsquelle 112 beispielsweise über die zugehörigen Anschlüsse 122, 124 mit der Hochspannungslast 114 elektrisch verbinden.
-
Wie 1 zudem darstellt, umfasst das elektrische System 108 ferner eine Vielzahl von funktionalen Hochspannungsverriegelungsschaltungen (HVIL-Schaltungen) 126. Jede der funktionalen Hochspannungsverriegelungsschaltungen 126 ist mit einem der Gehäuse 116 und insbesondere mit mindestens einem Hochspannungszugriffspunkt 118 verbunden, der mit einem Gehäuse 116 verbunden ist. Die funktionalen HVIL-Schaltungen 126 implementieren mindestens zwei Funktionen – eine erste Funktion und eine ganz verschiedene zweite Funktion. Die erste Funktion, die nachstehend in weiterem Detail beschrieben wird, ist eine Hochspannungsverriegelungsfunktion. Die zweite Funktion, die nachstehend auch weiter beschrieben wird, ist von der Hochspannungsverriegelungsfunktion ganz verschieden, verwendet aber die gleichen Schaltungskomponenten und Signal(e), die verwendet werden, um die Hochspannungsverriegelungsfunktion zu implementieren.
-
In 2 ist eine vereinfachte schematische Darstellung einer beispielhaften funktionalen HVIL-Schaltung 126 zusammen mit ihrem zugehörigen Gehäuse 116 und ihrem zugehörigen Hochspannungszugriffspunkt 118 gezeigt und wird nun beschrieben. Zuvor wird jedoch angemerkt, dass das elektrische System 108 bei zumindest einigen Ausführungsformen zusätzlich eine oder mehrere HVIL-Schaltungen enthalten kann, die nicht als funktionale HVIL-Schaltungen 126 ausgestaltet sind. Beispielsweise kann es sein, dass einige Hochspannungslasten 114 nicht geeignet dafür ausgestaltet sind oder dafür nicht dienlich sind, dass eine zugehörige Funktion durch eine weitere Schaltung implementiert werden soll, etwa die zweite Funktion, die von den hier beschriebenen funktionalen HVIL-Schaltungen 126 implementiert wird.
-
Mit Bezug nun auf 2 enthält die beispielhafte funktionale HVIL-Schaltung eine Niederspannungsschaltung 202 und eine Steuerungsschaltung 204. Die Niederspannungsschaltung 202 ist im Gehäuse 116 angeordnet und ist über den Hochspannungszugriffspunkt 118 mit der Steuerungsschaltung 204 selektiv gekoppelt. Insbesondere sind die Niederspannungsschaltung 202 und der Hochspannungszugriffspunkt 118 so ausgestaltet, dass die Niederspannungsschaltung 202 mit der Steuerungsschaltung 204 elektrisch gekoppelt ist, wenn der Hochspannungszugriffspunkt 118 nicht übertreten worden ist, und dass sie nicht mit der Steuerungsschaltung 204 gekoppelt ist, wenn der Hochspannungszugriffspunkt 118 übertreten wurde. Es ist festzustellen, dass die spezifische Implementierung und Ausgestaltung der Niederspannungsschaltung 202 variieren kann. Einige beispielhaft Implementierungen und Ausgestaltungen werden nachstehend weiter beschrieben.
-
Die Steuerungsschaltung 204 ist so ausgestaltet, dass sie ein elektrisches Niederspannungssignal selektiv an die Niederspannungsschaltung 202 liefert. Insbesondere, und wie vorstehend erwähnt wurde, ist die Steuerungsschaltung 204 über den Hochspannungszugriffspunkt 118 nur dann mit der Niederspannungsschaltung 202 gekoppelt und ausgestaltet, um dieser das elektrische Niederspannungssignal zu liefern, wenn der Hochspannungszugriffspunkt 118 nicht übertreten worden ist. Die Steuerungsschaltung 204 ist zudem ausgestaltet, um die zuvor erwähnte erste Funktion und die ganz verschiedene zweite Funktion zu implementieren, welche nun genauer beschrieben werden.
-
Die erste Funktion, welche die Steuerungsschaltung 204 implementiert, ist eine Hochspannungsverriegelungsfunktion, wie zuvor erwähnt wurde. Beim Implementieren dieser Funktion ermittelt die Steuerungsschaltung 204, ob der Hochspannungszugriffspunkt 118 übertreten worden ist. Insbesondere ist die Steuerungsschaltung 204 ausgestaltet, um zu ermitteln, ob die Niederspannungsschaltung 202 das elektrische Niederspannungssignal empfängt. Wenn die Niederspannungsschaltung 202 das elektrische Niederspannungssignal nicht empfängt, zeigt dies an, dass der Hochspannungszugriffspunkt 118 übertreten worden ist. Wenn der Hochspannungszugriffspunkt 118 übertreten worden ist, ist es sehr wünschenswert, die Möglichkeit eines Hochspannungsschlags für Personal zu beseitigen (oder zumindest die Wahrscheinlichkeit dafür wesentlich zu verringern). Auf das Ermitteln hin, dass der Hochspannungszugriffspunkt 118 übertreten worden ist, verhindert die Steuerungsschaltung 204 daher auch, dass die Hochspannungslast 114 von der elektrischen Hochspannungsleistungsquelle 112 erregt wird.
-
Es ist festzustellen, dass die Steuerungsschaltung 204 auf eine beliebige einer Anzahl von Weisen ausgestaltet sein kann, um zu verhindern, dass die elektrische Hochspannungsleistungsquelle 112 die Hochspannungslast 114 erregt. Die Steuerungsschaltung 204 kann beispielsweise ausgestaltet sein, um ein Signal zur vollständigen Abschaltung der elektrischen Hochspannungsleistungsquelle 112 zu liefern. Bei einer derartigen Ausführungsform kann die Steuerungsschaltung 204 ein Steuerungssignal an die elektrische Hochspannungsleistungsquelle 112 liefern und die elektrische Hochspannungsleistungsquelle 112 kann sich in Ansprechen auf dieses Steuerungssignal ausschalten. Alternativ kann die Steuerungsschaltung 204 ausgestaltet sein, um die elektrische Hochspannungsleistungsquelle 112 von dem gesamten elektrischen System 108 zu trennen, oder um nur die betroffene Hochspannungslast 114 von der elektrischen Hochspannungsleistungsquelle 112 zu trennen. Bei einer derartigen Ausführungsform, die in 3 dargestellt ist, kann die Steuerungsschaltung 204 ein Steuerungssignal an einen steuerbaren Schalter 302 (oder ein Äquivalent) liefern. Der steuerbare Schalter 302 wiederum kann auf das Steuerungssignal ansprechen, um die elektrische Hochspannungsleistungsquelle 112 von dem gesamten elektrischen System 108 zu trennen, oder um nur die betroffene Hochspannungslast 114 von der elektrischen Hochspannungsleistungsquelle 112 zu trennen. Bei noch einer weiteren beispielhaften und nicht einschränkenden Ausführungsform, die in 4 dargestellt ist, kann die Steuerungsschaltung 204 ausgestaltet sein, um ein Signal an eine getrennte Einrichtung, wie etwa einen zentralen Prozessor 402, zu liefern, die wiederum ein Signal an die elektrische Hochspannungsleistungsquelle 112 oder an einen steuerbaren Schalter 302 liefern kann.
-
Das elektrische Niederspannungssignal, das die Steuerungsschaltung 204 verwendet, um die erste Funktion zu implementieren, die hier die Hochspannungsverriegelungsfunktion genannt wird, wird in der Steuerungsschaltung 204 auch verwendet, um die ganz verschiedene zweite Funktion zu implementieren. Die ganz verschiedene zweite Funktion, welche die Steuerungsschaltung 204 implementiert und gleichzeitig die Ausgestaltung und Implementierung der Niederspannungsschaltung 202 können variieren und können beispielsweise von der speziellen Hochspannungslast 114 abhängen. Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform beispielsweise ist die Hochspannungslast 114 ein dreiphasiger Elektromotor, der teilweise auf der Grundlage der Motortemperatur gesteuert wird. Die Niederspannungsschaltung 202 ist daher als ein geeigneter Temperatursensor implementiert und die ganz verschiedene zweite Funktion, welche die Steuerungsschaltung 204 implementiert, ist eine Temperaturerfassungsfunktion, wobei sie zumindest ein Temperatursignal liefert, das die erfasste Motortemperatur darstellt.
-
Mit Bezug nun auf 5 wird eine beispielhafte Weise beschrieben, auf welche die Hochspannungsverriegelungsfunktion und die Temperaturerfassungsfunktion zusammengefasst sein können. Bei der dargestellten Ausführungsform weist der Temperatursensor (d. h. die Niederspannungsschaltung 202) einen Ausgangsbereich 502 auf, der von der Steuerungsschaltung 204 gelesen wird. Kleine Spannungsbänder nahe bei den Enden des Ausgangsbereichs werden zur Diagnose von Sensorstörungen verwendet. Zum Beispiel kann ein unteres Störungsband 504 in der Nähe des unteren Endes des Bereichs 502 verwendet werden, um einen Sensorkurzschluss zu diagnostizieren, und ein oberes Störungsband 506 in der Nähe des oberen Endes des Bereichs 502 kann verwendet werden, um eine Sensorschaltungsunterbrechung zu diagnostizieren. Bei dieser Ausführungsform wird das obere Störungsband 506 jedoch stattdessen verwendet, um anzuzeigen, dass der Hochspannungszugriffspunkt 118 übertreten worden ist. Bei dem dargestellten Beispiel ist somit ersichtlich, dass die Steuerungsschaltung 204 zum Zeitpunkt taccess_breach ermitteln würde, dass der Hochspannungszugriffspunkt 118 übertreten worden ist. Es ist festzustellen, dass dies nur eine beispielhafte Weise ist, auf welche die Steuerungsschaltung 204 diese Ermittlung implementieren kann.
-
Wieder mit Bezug auf 2 wird erneut betont, dass die Niederspannungsschaltung 202 auf verschiedene Weise ausgestaltet und implementiert sein kann und dass die dargestellte Temperatursensorausgestaltung und -implementierung nur beispielhaft für eine spezielle Ausführungsform ist. Tatsächlich kann die Niederspannungsschaltung 202 bei anderen Ausführungsformen ausgestaltet sein, um einen Pegelsensor, etwa einen Ölpegelsensor (oder einen anderen Fluidpegelsensor), einen Drucksensor oder eine beliebige einer Anzahl weiterer Einrichtungen zum Erfassen eines physikalischen Phänomens zu implementieren. Es ist ferner festzustellen, dass die Niederspannungsschaltung 202 als einer von verschiedenen anderen Typen von Niederspannungsschaltungen und nicht nur als eine Sensorschaltung ausgestaltet und implementiert sein kann.
-
Ob die Niederspannungsschaltung 202 als ein Sensor oder irgendeine andere Art von Einrichtung ausgestaltetest oder nicht, bei einer bevorzugten Ausführungsform ist sie vorzugsweise ausgestaltet, um eine betriebsnotwendige Funktion zu implementieren. Bei der Verwendung hierin ist der Begriff ”betriebsnotwendige Funktion” als eine Funktion definiert, die benötigt wird, um den korrekten Betrieb von zumindest der Hochspannungslast 114 und möglicherweise der elektrischen Hochspannungsleistungsquelle 112 und/oder des gesamten elektrischen Systems 108 sicherzustellen. Ein Verlust einer betriebsnotwendigen Funktion wird daher zu einem automatischen Abschalten zumindest der Hochspannungslast 114 und möglicherweise der elektrischen Hochspannungsleistungsquelle 112 und/oder des gesamten elektrischen Systems 108 führen. Durch dieses bevorzugte Kriterium wird die Systemzuverlässigkeit weiter verbessert, da die Steuerungsschaltung 204 ferner ausgestaltet ist, um die automatische Abschaltfunktion zu implementieren, falls die Niederspannungsschaltung 202 nicht mehr funktioniert.
-
In Übereinstimmung mit dem Vorstehenden wird angenommen, dass zwei Niederspannungsschaltungen 202 mit einer Hochspannungslast 114 verbunden sind und dass jede zumindest teilweise im gleichen Gehäuse 116 angeordnet ist. Außerdem wird angenommen, dass eine der Niederspannungsschaltungen 202 (und ihre zugehörige Schaltung 204) verwendet wird, um eine betriebsnotwendige Funktion zu implementieren, wohingegen die andere dies nicht tut. In einem derartigen Fall ist es vorzuziehen, die betriebsnotwendige Niederspannungsschaltung 202 und ihre zugehörige Schaltung 204 zu verwenden, um die HVIL-Funktion zusätzlich zu implementieren.
-
Zusätzlich zu den in 2–4 dargestellten Ausführungsformen können auch verschiedene andere Ausführungsformen, etwa diejenigen, die in 6 und 7 dargestellt sind, implementiert werden. Die in 6 dargestellte Ausführungsform zeigt beispielsweise, dass die Niederspannungsschaltung 202 eine digitale Einrichtung enthält, die mit der Steuerungsschaltung 204 über eine digitale Kommunikationskopplung 602 kommuniziert, die durch den Hochspannungszugriffspunkt 118 verläuft. Bei dieser Ausgestaltung kann die Steuerungsschaltung 204 ausgestaltet sein, um auf den Verlust der digitalen Kommunikation mit der Niederspannungsschaltung 202 hin zu ermitteln, dass der Hochspannungszugriffspunkt 118 übertreten worden ist.
-
Bei der in 7 dargestellten Ausführungsform ist eine Niederspannungsleistungsleitung 702 von einer Niederspannungsleistungsquelle 704 über den Hochspannungszugriffspunkt 118 in das Hochspannungsgehäuse 116 verlegt. Die Niederspannungsschaltung 202 ist im Gehäuse angeordnet und ist mit der Niederspannungsleistungsquelle 704 nur gekoppelt, wenn der Hochspannungszugriffspunkt 118 nicht übertreten worden ist. Es ist zu sehen, dass die Niederspannungsschaltung 202 so ausgestaltet ist, dass sie es der elektrischen Hochspannungsleistungsquelle 112 nur dann erlaubt, die Hochspannungslast 114 zu erregen, wenn die Niederspannungsschaltung 202 von der Niederspannungsleistungsquelle 704 erregt wird.
-
Wie 7 ebenfalls zeigt, ist die Steuerungsschaltung 204 bei dieser Ausführungsform im Gehäuse 116 angeordnet. Die Steuerungsschaltung 204 ist außerdem so gekoppelt, dass sie von der Niederspannungsleistungsquelle 702 nur erregt wird, wenn der Hochspannungszugriffspunkt 118 nicht übertreten worden ist. In Übereinstimmung mit den vorstehenden Ausführungsformen ist die Steuerungsschaltung 204 ausgestaltet, um eine erste Funktion und eine ganz verschiedene zweite Funktion zu implementieren. Hier ermöglicht die erste Funktion jedoch, dass ein Strom durch die Niederspannungsschaltung 202 von der Niederspannungsleistungsquelle 204 fließt, um dadurch die Niederspannungsschaltung zu erregen.
-
Die hier beschriebenen Systeme und Verfahren implementieren eine Hochspannungsverriegelungsschutzfunktion, die sich nicht auf eine dedizierte Schaltung stützt, und dadurch Gesamtkosten des Systems und/oder das Gesamtgewicht verringert. Zu diesem Zweck ist die Hochspannungsverriegelungsschutzfunktion vorzugsweise in ein anderes elektrisches Signal integriert, das verwendet wird, um eine zweite, ganz verschiedene Funktion zu implementieren. Obwohl die funktionalen HVIL-Schaltungen hier so dargestellt und beschrieben sind, dass sie mit einem einzigen Zugriffspunkt verbunden sind und somit Schutz dafür bieten, ist festzustellen, dass dies nur zur Vereinfachung der Darstellung und Beschreibung erfolgte. Tatsächlich kann, wenn es benötigt oder gewünscht ist, jede der Ausführungsformen mit mehreren Zugriffspunkten verbunden sein und damit Schutz für diese bieten. Wenn eine funktionale HVIL-Schaltung mit mehreren Zugriffspunkten verbunden ist, befinden sich die Zugriffspunkte vorzugsweise allgemein alle im gleichen physikalischen Gebiet. Dies ist jedoch nur bevorzugt und nicht notwendig.
-
Obwohl mindestens eine beispielhafte Ausführungsform in der vorstehenden genauen Beschreibung dargestellt wurde, ist festzustellen, dass eine große Anzahl an Variationen existiert. Es ist auch festzustellen, dass die beispielhafte Ausführungsform oder die beispielhaften Ausführungsformen nur Beispiele sind und nicht dazu gedacht sind, den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Ausgestaltung der Erfindung in irgendeiner Weise einzuschränken. Stattdessen wird die vorstehende genaue Beschreibung Fachleuten eine brauchbare Anleitung zur Implementierung der beispielhaften Ausführungsform oder der beispielhaften Ausführungsformen geben. Es versteht sich, dass in der Funktion und Anordnung von Elementen verschiedene Veränderungen durchgeführt werden können, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen, wie er in den beigefügten Ansprüchen und deren juristischen Äquivalenten offengelegt ist.
-
Es ist auch ein Verfahren zum Implementieren einer Hochspannungsverriegelung offenbart, wobei das Verfahren die Schritte umfasst, dass:
eine Niederspannungsschaltung mit einer elektrischen Niederspannungsleistung erregt wird, wobei die Niederspannungsschaltung ausgestaltet ist, um ein Niederspannungssignal zu liefern, sobald sie erregt wird;
das Niederspannungssignal, das von der Niederspannungsschaltung geliefert wird, zum Implementieren einer ersten Funktion und einer ganz verschiedenen Funktion verwendet wird, wobei die erste Funktion umfasst, dass ermittelt wird, ob ein Zugriffspunkt für einen Hochspannungsanschluss übertreten worden ist oder nicht;
zugelassen wird, dass der Hochspannungsanschluss von einer elektrischen Hochspannungsleistungsquelle elektrisch erregt wird, wenn die Ermittlung der ersten Funktion ergibt, dass der Zugriffspunkt nicht übertreten worden ist; und
verhindert wird, dass der Hochspannungsanschluss von der elektrischen Hochspannungsleistungsquelle elektrisch erregt wird, wenn die Ermittlung der ersten Funktion ergibt, dass der Zugriffspunkt übertreten worden ist.
