DE102010054927B4

DE102010054927B4 - Kraftfahrzeug und Verfahren zum Verhindern des Wegrollens des Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102010054927B4
Application number: DE102010054927.4A
Authority: DE
Inventors: Norbert Weiss; Vasoontara Thiamtong; Dr. Auer Richard
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2010-12-17
Filing date: 2010-12-17
Publication date: 2022-04-28
Anticipated expiration: 2030-12-18
Also published as: DE102010054927A1

Abstract

Kraftfahrzeugmit einer Ladesteckdose (1) zum Laden eines elektrischen Energiespeichers des Kraftfahrzeugs und einem manuellen Schaltgetriebe,dadurch gekennzeichnet, dassdas Kraftfahrzeug Mittel (2) zum Erfassen eines gesteckten Ladesteckers (3) in der Ladesteckdose (1) des Kraftfahrzeugs aufweist,wobei eine Zustandserkennung (4) zum Erfassen des aktuellen Zustands eines Gangwahlelements des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist undwobei der Wechsel mindestens eines vordefinierten Zustands des Gangwahlelements blockierbar ist und eine Kupplungs- und Motoranlasssperre aktivierbar ist, sofern mit den Mitteln (2) zum Erfassen eines gesteckten Ladesteckers (3) ein gesteckter Ladestecker (3) erfasst wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Ladesteckdose zum Laden eines elektrischen Energiespeichers, mit Mitteln zum Erfassen eines gesteckten Ladesteckers in der Ladesteckdose des Kraftfahrzeugs und mit einem Gangwahlschalter zum Erfassen der aktuellen Stellung des Gangwahlhebels und ein Verfahren zum Verhindern des Wegrollens des Kraftfahrzeugs.
Aus der DE 198 50 374 A1 ist ein Kraftfahrzeug mit einem Antriebsmotor und einem automatisch geschalteten Getriebe, insbesondere einem Automatikgetriebe beschrieben, das als Bedienelemente mindestens einen Wählhebel besitzt, mit dem ein Fahrer eine elektrische Getriebesteuereinrichtung ansteuert, die abhängig von einer am Wählhebel gewählten Betriebsstellung und von anderen Betriebsparametern des Kraftfahrzeugs unter anderem eine Parksperrenfunktion des automatisch geschalteten Getriebes steuert. Dabei werden über den Wählhebel bestimmte Betriebsstellungen des Getriebes durch dessen Auslenken ausgewählt, und dieser stellt sich aus bestimmten Auslenkrichtungen selbsttätig zurück. Außerdem ist jeder Auslenkrichtung des Wählhebels jeweils dieselbe Betriebsstellung des Getriebes zugeordnet und die Betriebsstellung P, die Parksperrenfunktion, wird automatisch durch die Getriebesteuereinrichtung eingelegt, wenn bestimmte Betriebsparameter vorliegen. Das Einlegen der Parksperre wird jedoch verhindert, wenn über den Wählhebel die Betriebsstellung N ausgewählt ist.
Aus der DE 196 42 687 C2 ist eine Verriegelungsvorrichtung zur Absicherung einer Ladesteckdose an einem Fahrzeug mit einer Traktionsbatterie bekannt. Zur Aufladung der Traktionsbatterie ist ein über ein Ladekabel mit einer Stromquelle verbundener Ladestecker in die Ladesteckdose einführbar, wobei die Ladesteckdose an einer Karosserieaußenwand angeordnet und durch einen Schwenkdeckel abdeckbar ist, welcher in Schließstellung flächenbündig zu dem ihn umgebenden karosseriefesten Wandungsteil verläuft und mittels der Verriegelungsvorrichtung in Schließstellung verriegelbar ist. Der Schwenkdeckel ist dabei mit der Verriegelungsvorrichtung verriegelbar, wobei die Sicherungsstellung einer bestimmten Offenstellung entspricht, in welcher durch den Schwenkdeckel eine Sperrwirkung gegenüber Entnahme eines eingeführten Ladesteckers ausübbar ist.
Aus der EP 0 536 056 B1 ist eine Ladesteckdoseneinrichtung für ein durch einen Elektromotor angetriebenes Fahrzeug mit einer Ladesteckdose bekannt. Die Ladesteckdose ist in einem abgedichteten Gehäuse angeordnet, das mittels eines schwenkbaren Deckels verschlossen werden kann, und mit einer Verriegelungsvorrichtung versehen ist, die dazu geeignet ist, den Deckel in der Geschlossenstellung festzuhalten. Der Deckel ist aus dem Fahrzeuginneren heraus betätigbar und ist weiterhin mit Mitteln versehen, die dem Fahrer eine Offenstellung anzeigen, und die das Starten des Fahrzeugs verhindern, solange der Deckel offen ist.
Die JP 9 322 313 A offenbart ein Kraftfahrzeug mit einem Automatikgetriebe und einer Ladesteckdose zum Laden eines elektrischen Energiespeichers des elektrischen Fahrzeugs sowie eine Zustandserkennung zum Erfassen des aktuellen Zustands eines Gangwahlelements des Automatikgetriebes des Kraftfahrzeugs sowie Mittel zur Blockade des Gangwahlelements des Automatikgetriebes.
Die DE 10 2009 011 088 A1 offenbart eine Ladesteckdose zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs mit einer Verschlussvorrichtung wobei eine Bewegungsmöglichkeit des Fahrzeugs nur dann zugelassen ist, wenn die Verschlussvorrichtung verriegelt ist.
Die JP H02- 18 141 A (Abstract) offenbart ein Kraftfahrzeug mit einer Ladesteckdose zum Laden eines elektrischen Energiespeichers des Kraftfahrzeugs.
Die WO 2010/ 064 315 A1 offenbart ein Kraftfahrzeug mit einem Automatikgetriebe und einer Ladesteckdose zum Laden eines elektrischen Energiespeichers des elektrischen Fahrzeugs sowie Mittel zum Erfassen eines gesteckten Ladesteckers in der Ladesteckdose des Kraftfahrzeugs und eine Zustandserkennung zum Erfassen des aktuellen Zustands eines Gangwahlelements des Automatikgetriebes des Kraftfahrzeugs sowie Mittel zur Blockade des Gangwahlelements des Automatikgetriebes.
Die JP 2009 - 118 658 A offenbart einen Elektromotor und ein Steuergerät des Elektromotors, welches vor Beginn des Ladevorgangs feststellt, dass keine Parkposition eingenommen wurde, den Stromfluss zum Elektromotor zum Laden eines elektrischen Energiespeichers unterbindet.
Die DE 103 50 456 A1 offenbart ein Brennstoffgas-Einfüllsystem für ein Fahrzeug mit einer Tankklappe wobei sich die Tankklappe nur dann öffnen lässt, wenn das Fahrzeug stillsteht. Es ist möglich, in der ECU die Schaltposition in der P-Position festzulegen, um eine unbeabsichtigte Bewegung des Brennstoffzellenfahrzeugs zu verhindern.
Die DE 10 2007 015 375 A1 offenbart eine Aktuatoreinrichtung zur Bewegung eines Wählhebels eines shift-by-wire Automatikgetriebes.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Sicherheit eines Fahrzeugs beim Laden seiner Traktionsbatterie zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 oder durch eine Verfahren zum Verhindern des Wegrollens des Kraftfahrzeugs gemäß Patentanspruch 6 gelöst.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist eine Ladesteckdose zum Laden eines elektrischen Energiespeichers des Kraftfahrzeugs und Mittel zum Erfassen eines gesteckten Ladesteckers in der Ladesteckdose des Kraftfahrzeugs auf, wobei mit einer Zustandserkennung zum Erfassen des aktuellen Zustands eines Gangwahlelements der Wechsel mindestens eines vordefinierten Zustands des Gangwahlelements blockierbar ist, sofern mit den Mitteln zum Erfassen eines gesteckten Ladesteckers ein gesteckter Ladestecker erfasst wird.
Somit kann vorteilhafterweise vermieden werden, dass ein Gangwahlement von einem Park- oder Haltezustand, beispielsweise der P-Stellung bei einem Automatikgetriebe, in einen Zustand wechselt, bei dem das Fahrzeug wegrollen könnte, z.B. in der N-Stellung (Neutralstellung, Leerlauf) bei einem Automatikgetriebe, obwohl ein Ladestecker in der Ladesteckdose des Fahrzeugs steckt. Bei einem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug, beispielsweise einem Hybrid- oder Elektrofahrzeug, wird daher beispielsweise in diesem Zustand das Verlassen der P-Stellung des Gangwahlhebels bei einem Automatikgetriebe blockiert. Dem Fahrer wird ermöglicht, das Bordnetz zu aktivieren (sogenannte Aktivierung der „Klemme 15“), um beispielsweise an das Bordnetz angeschlossene Verbraucher mit elektrischer Energie zu versorgen. Es wird jedoch aktiv verhindert, dass der Fahrer die Fahrbereitschaft herstellt, und zwar beispielsweise dass der Fahrer den Gangwahlhebel aus der P-Stellung heraus bewegt, die Parksperre (beispielsweise eine Sperrklinke im Getriebe, die das Getriebe hemmt) löst und damit das Fahrzeug gewollt oder ungewollt in einen Zustand bringt, aus dem es bewegbar ist, sei es durch einen Fahrzeugmotor oder durch eine fremde, antreibende Kraft, beispielsweise eine Hangabtriebskraft.
Eine Bewegung des Fahrzeugs könnte zu einem Abreißen des gesteckten Ladekabels und damit verbundenen, möglichen weiteren Gefahren durch ungeschützte elektrische Kontakte führen. Sollte das Ladekabel gesteckt werden, sofern sich der Gangwahlhebel noch nicht in der P-Stellung befindet, wird ermöglicht, den Gangwahlhebel noch in die P-Stellung zu bewegen. Ein anschließendes Verlassen dieser Stellung wird jedoch erfindungsgemäß verhindert.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, das Gangwahlelement mit einem Aktuator in mindestens eine vordefinierte Stellung zu bewegen, sofern die Mittel zum Erfassen eines gesteckten Ladesteckers einen Ladestecker erfassen und das Gangwahlelement sich nicht in einer vordefinierten Stellung befindet. Hierdurch wird das Gangwahlelement beispielsweise automatisch in eine P-Stellung (Park-Stellung) gebracht, sofern ein Ladestecker in die Ladesteckdose gesteckt wird. Der Fahrer kann somit auch nicht mehr versehentlich losfahren, wenn ein Ladestecker mit dem Kraftfahrzeug verbunden ist. Der Aktuator kann dabei beispielsweise nur den Wählhebel in die P-Stellung hineinbewegen aber nicht heraus. Dieses ist zusätzlich nur möglich, wenn sicher festgestellt wurde, dass das Fahrzeug stillsteht, d.h. keine Fahrgeschwindigkeit aufweist.
Bei einem Fahrzeug mit einem Schaltgetriebe kann das Verlassen eines Ganges blockiert werden, wobei zusätzlich noch eine Kupplungs- und Motoranlasssperre aktiviert wird, um zu verhindern, dass das Fahrzeug bewegt werden kann. Eine Bewegungsmöglichkeit besteht, sofern das Kupplungspedal getreten, ein eingelegter Gang herausgenommen wird oder ein Anlasser mit eingelegtem Gang betätigt wird. Daher werden bei einem Schaltgetriebe alle drei Maßnahmen bei gestecktem Ladestecker blockiert. Handelt es sich um eine Fahrzeug ohne Getriebe, beispielsweise ein Fahrzeug mit nur einem Elektromotor, so wird die Aktivierung des eigentlichen Losfahrens oder das Einlegen eines Leerlaufs oder das Einlegen einer „Gangstufe“ blockiert, d.h. der Zustand des Verlassens der Park- oder Haltestellung wird blockiert, nachdem ein gesteckter Ladestecker erfasst wird.
Wird die Zustandserkennung als Positionserkennung der Stellung eines Gangwahlhebel des Kraftfahrzeugs ausgebildet, so kann die Position des Gangwahlhebels aus der Positionserkennung direkt ausgelesen und der Zustand ermittelt werden. Die Position eines Gangwahlhebels eines Automatikgetriebes wird in der Regel mit der Positionserkennung erfasst und auf einem Fahrzeugkommunikationsbus, beispielsweise einem CAN-Bus, bereitgestellt.
Wenn das Gangwahlelement als Gangwahlhebel eines Kraftfahrzeugs, insbesondere als Gangwahlhebel eines Schalt- oder Automatikgetriebes ausgebildet ist, können bestehende Sicherungsmechanismen für das Kraftfahrzeug vorteilhaft mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kombiniert werden. So ist beispielsweise das Starten des Motors eines Kraftfahrzeugs mit Automatikgetriebe in der Regel nur in der P-Stellung (Park-Stellung) und mit betätigter Betriebsbremse möglich.
Wenn nach Erfassung eines gesteckten Ladesteckers in der Ladesteckdose zusätzlich mindestens eine Wegrollsicherung des Kraftfahrzeugs automatisch aktivierbar ist, besteht die Möglichkeit einer zusätzlichen Wegrollsicherung. Eine Wegrollsicherung kann vorteilhaft durch Aktivierung einer Feststellbremse, beispielsweise durch Aktivierung einer elektrischen Parkbremse, oder durch Einlegen einer Getriebesperre bewirkt werden.
Um den Fahrer des Kraftfahrzeugs zu informieren, wenn das Gangwahlelement sich nicht in mindestens einem vordefinierten Zustand befindet und ein Ladestecker in der Ladesteckdose gesteckt ist, ist ein Warnsignal durch das Steuergerät generierbar. Das Warnsignal oder ein daraus generiertes weiteres Signal kann an den Fahrer optisch und/oder akustisch und/oder haptisch übermittelt werden.
Alternativ zum Verbringen eines Wählhebels in die P-Stellung ist eine elektrische Parksperre umsetzbar, die nicht nur auf eine Parkstellung des Wählhebels reagiert, sondern in jeder Stellung des Wählhebels die Sperrklinke im Getriebe aktiviert, wenn ein Ladestecker gesteckt wird oder gesteckt ist. Beim Herausziehen des Ladesteckers ist denkbar, dass die Sperrklinke wieder deaktiviert und das Getriebe freigegeben wird.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Verhindern des Wegrollens eines Kraftfahrzeugs mit einer Ladesteckdose, wobei mit Mitteln zum Erfassen eines gesteckten Ladesteckers in einer Ladesteckdose des Kraftfahrzeugs ein gesteckter Ladestecker erfasst und bei Vorliegen eines gesteckten Ladesteckers der Wechsel mindestens eines vordefinierten Zustands eines Gangwahlelements blockiert wird.
Die Erfindung und Ihrer Weiterbildungen werden beispielhaft anhand der Zeichnung erläutert.

In 1 ist schematisch dargestellt.: Ein Kraftfahrzeug mit einer Ladesteckdose zum Laden eines elektrischen Energiespeichers.

Das Kraftfahrzeug, insbesondere ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug, weist eine Ladesteckdose 1 zum Laden eines elektrischen Energiespeichers des Kraftfahrzeugs auf. In oder an der Ladesteckdose 1 befinden sich Mittel 2 zum Erfassen eines gesteckten Ladesteckers 3. So kann beispielsweise durch das Stecken des Ladesteckers 3 ein Schaltkontakt betätigt werden, der im Betrieb ein elektrisches Signal mit der betreffenden Information an ein Steuergerät 7 des Kraftfahrzeugs übermittelt.
Das Kraftfahrzeug weist weiterhin einen Gangwahlhebel 5 mit einer Zustandserkennung 4 auf, die beispielsweise als Positionserkennung einer Stellung des Gangwahlhebels 5 ausgebildet ist. Die Zustandserkennung 4 übermittel beispielsweise die Position des Gangwahlhebels 5 an das Steuergerät 7. Bei einem Automatikgetriebe wird übermittelt, ob sich der Gangwahlhebel 5 beispielweise in der Position P, D, N, R oder S befindet. P ist dabei eine Park-Stellung, R ist eine Rückfahrstellung, D und S sind Fahrstellungen mit einem eingelegten Vorwärtsgang und N ist eine Neutral- oder Leerlaufstellung eines Getriebes des Kraftfahrzeugs. Das Gangwahlelement kann beispielsweise als Gangwahlhebel 5 eines Automatik- oder eines Schaltgetriebes ausgebildet sein.
Wenn das Steuergerät 7 durch einen entsprechend programmierten Algorithmus feststellt, dass in der Ladesteckdose 1 ein Ladestecker 3 gesteckt wurde und sich der Gangwahlhebel 5 in der P-Stellung befindet, wird dieser Zustand des Gangwahlelements, also in diesem Fall des Gangwahlhebels 5, blockiert. Dieses gewährleistet, dass das Kraftfahrzeug nicht durch Einlegen einer Gangstufe bewegt werden kann, wenn das Fahrzeug über einen gesteckten Ladestecker 1 geladen wird oder geladen wurde. Auch das Wegrollen des Kraftfahrzeugs durch Einlegen der Stufe N (Leerlauf) wird wirksam verhindert.
Sofern das Kraftfahrzeug lediglich einen Gang oder eine Fahrstufe sowie zusätzlich einen Rückwärtsgang aufweist, wie es beispielweise bei einem einfachen Elektrofahrzeug ausgebildet sein könnte, so wird eine entsprechende Halte- oder Parkstellung des Gangwahlelements oder ein entsprechender Zustand dieses Fahrzeugs blockiert, sofern sich ein Ladestecker 1 in der Ladesteckdose 3 befindet. Somit können vorteilhaft Gefahrenzustände vermieden werden, die durch das Bewegen des Kraftfahrzeugs mit gestecktem Ladestecker 3 sowie daran befindlichen Ladekabel führen könnten.
Das Gangwahlelement kann beispielsweise auch als elektrischer Schalter oder Taster ausgebildet sein, mit dem die Gänge elektrisch aktiviert oder deaktiviert, hoch- oder heruntergeschaltet werden können.
Wird der Ladestecker 3 in die Ladesteckdose 1 gesteckt während die P-Stellung des Gangwahlhebel 5 noch nicht eingestellt ist, so kann der Gangwahlhebel 5 noch in die P-Stellung bewegt werden. Eine anschließender Wechsel des Gangwahlhebels 5 aus der P-Stellung wird jedoch bei gestecktem Ladestecker 3 blockiert. Alternativ oder auch zusätzlich wäre es möglich, das Stecken eines Ladesteckers 3 zu blockieren, d.h. ein Einstecken des Ladesteckers 3 in die Ladesteckdose 1 zu verhindern, solange noch nicht die P-Stellung des Gangwahlelements eingenommen wurde. Eine Blockade der Ladesteckdose 1 kann beispielsweise durch ein in der Ladesteckdose integriertes, elektromechanisch bewegbares Objekt, beispielsweise einen Stift, vorgenommen werden, der einen für das Stecken des Ladesteckers 3 erforderlichen Bereich in der Ladesteckdose 1 erst freigibt, wenn das Steuergerät 7 eine P-Stellung des Gangwahlelements oder einen entsprechenden Fahrzeugzustand erfasst hat. Alternativ kann eine Abdeckung oder ein Deckel der Ladesteckdose 1 nach den genannten Bedingungen freigegeben oder gesperrt werden.
Sofern ein Ladestecker 3 in die Ladesteckdose 1 des Kraftfahrzeugs gesteckt wird, ist es auch möglich, dass in Folge eine Wegrollsicherung 6 des Kraftfahrzeugs aktiviert wird. Das Steuergerät 7 kann dazu beispielsweise eine elektrische Parkbremse des Fahrzeugs aktivieren oder eine Getriebesperre einlegen.
Bei einem Kraftfahrzeug mit einer Kupplung, also beispielsweise bei einem Kraftfahrzeug mit einem manuellen Schaltgetriebe und einer Kupplung, muss zur Sicherstellung, dass das Fahrzeug nicht wegrollen kann zusätzlich eine Kupplungssperre realisiert werden. Das Fahrzeug darf dann bei gestecktem Ladestecker 3 nicht durch Treten der Kupplung oder durch Betätigung des Anlassers (mit eingelegtem Gang) oder durch Herausziehen eines eingelegten Ganges in die Leerlaufstellung in einen Zustand gebracht werden, der ein Wegrollen des Fahrzeugs ermöglichen würde.
Bezugszeichenliste

1: Ladesteckdose
2: Mittel zum Erfassen eines gesteckten Ladesteckers
3: Ladestecker
4: Zustandserkennung
5: Gangwahlhebel
6: Wegrollsicherung
7: Steuergerät
8: Anzeige

Claims

Kraftfahrzeug mit einer Ladesteckdose (1) zum Laden eines elektrischen Energiespeichers des Kraftfahrzeugs und einem manuellen Schaltgetriebe, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug Mittel (2) zum Erfassen eines gesteckten Ladesteckers (3) in der Ladesteckdose (1) des Kraftfahrzeugs aufweist, wobei eine Zustandserkennung (4) zum Erfassen des aktuellen Zustands eines Gangwahlelements des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist und wobei der Wechsel mindestens eines vordefinierten Zustands des Gangwahlelements blockierbar ist und eine Kupplungs- und Motoranlasssperre aktivierbar ist, sofern mit den Mitteln (2) zum Erfassen eines gesteckten Ladesteckers (3) ein gesteckter Ladestecker (3) erfasst wird.
Kraftfahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Erfassung eines gesteckten Ladesteckers (3) in der Ladesteckdose (1) mindestens eine Wegrollsicherung (6) des Kraftfahrzeugs automatisch aktivierbar ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das die Wegrollsicherung (6) eine Parkbremse umfasst.
Kraftfahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Warnsignal generierbar ist, sofern die Mittel (2) zum Erfassen eines gesteckten Ladesteckers (3) einen Ladestecker (3) erfassen und das Gangwahlelement sich nicht in mindestens einem vordefinierten Zustand befindet.
Kraftfahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gangwahlelement mit einem Aktuator in mindestens eine vordefinierte Stellung bewegt wird, sofern die Mittel (2) zum Erfassen eines gesteckten Ladesteckers (3) einen Ladestecker (3) erfassen und das Gangwahlelement sich nicht in einer vordefinierten Stellung befindet.
Verfahren zum Verhindern des Wegrollens eines Kraftfahrzeugs mit einer Ladesteckdose (1), wobei mit Mitteln (2) zum Erfassen eines gesteckten Ladesteckers (3) in einer Ladesteckdose (1) des Kraftfahrzeugs ein gesteckter Ladestecker erfasst und bei Vorliegen eines gesteckten Ladesteckers (3) der Wechsel mindestens eines vordefinierten Zustands eines Gangwahlelements blockiert wird und eine Kupplungs- und Motoranlasssperre aktiviert wird
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gangwahlelement mit einem Aktuator in mindestens eine vordefinierte Stellung bewegt wird, sofern die Mittel (2) zum Erfassen eines gesteckten Ladesteckers (3) einen Ladestecker (3) erfassen und das Gangwahlelement sich nicht in einer vordefinierten Stellung befindet.