DE102012223798A1 - Systeme und verfahren zum reformieren von elektrolytkondensatoren - Google Patents

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Abstract

Ein System zum Reformieren eines Elektrolytkondensators für ein Fahrzeug umfasst einen Elektrolytkondensator, ein Motortreibermodul, eine Schaltvorrichtung, einen Widerstand und ein Schaltsteuerungsmodul. Der Elektrolytkondensator empfängt Leistung von einer Batterie des Fahrzeugs. Das Motortreibermodul empfängt Leistung vom Elektrolytkondensator und treibt einen Elektromotor des Fahrzeugs an. Die Schaltvorrichtung und der Widerstand sind in einem Strompfad zwischen der Batterie und dem Elektrolytkondensator in Reihe verbunden. Der Widerstand begrenzt einen Stromfluss durch den Strompfad. Das Schaltsteuerungsmodul überführt die Schaltvorrichtung selektiv in einen geschlossenen Zustand, um den Elektrolytkondensator zu reformieren.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen der vorläufigen US-Anmeldung mit der Nr. 61/580,517, die am 27. Dezember 2011 eingereicht wurde. Die Offenbarung der vorstehenden Anmeldung ist in ihrer Gesamtheit hier durch Bezugnahme mit aufgenommen.
  • GEBIET
  • Die vorliegende Anmeldung betrifft Fahrzeuge und insbesondere das Reformieren von Elektrolytkondensatoren von Fahrzeugsteuerungsmodulen.
  • HINTERGRUND
  • Die hier bereitgestellte Hintergrundbeschreibung dient dem Zweck einer allgemeinen Darstellung des Kontexts der Offenbarung. Die Arbeit der gegenwärtig genannten Erfinder, sofern sie in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben ist, sowie Aspekte der Beschreibung, die zum Zeitpunkt des Einreichens nicht anderweitig als Stand der Technik ausgewiesen sind, werden weder explizit noch implizit als Stand der Technik gegen die vorliegende Offenbarung anerkannt.
  • Ein Fahrzeug enthält verschiedene Steuerungsmodule, etwa ein Kraftmaschinensteuerungsmodul (ECM), ein Getriebesteuerungsmodul (TCM), ein Fahrwerkssteuerungsmodul (CCM) und andere Steuerungsmodule. Jedes Steuerungsmodul steuert ein Fahrzeugsystem. Beispielsweise steuert das ECM eine Kraftmaschine des Fahrzeugs und das TCM steuert ein Getriebe des Fahrzeugs.
  • Ein oder mehrere der Steuerungsmodule des Fahrzeugs können einen oder mehrere Elektromotoren des Fahrzeugs steuern. Elektromotoren können beispielsweise in Fluidpumpen, Stellgliedern, Antriebselektromotoren, Startermotoren sowie Generatoren und Motorgeneratoreinheiten verwendet werden. Ein Steuerungsmodul, das einen Elektromotor steuert, steuert einen Stromfluss an den Elektromotor.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Ein System zum Reformieren eines Elektrolytkondensators für ein Fahrzeug umfasst einen Elektrolytkondensator, ein Motortreibermodul, eine Schaltvorrichtung, einen Widerstand und ein Schaltsteuerungsmodul. Der Elektrolytkondensator empfängt Leistung von einer Batterie des Fahrzeugs. Das Motortreibermodul empfängt Leistung vom Elektrolytkondensator und treibt einen Elektromotor des Fahrzeugs an. Die Schaltvorrichtung und der Widerstand sind in einem Strompfad zwischen der Batterie und dem Elektrolytkondensator in Reihe verbunden. Der Widerstand begrenzt einen Stromfluss durch den Strompfad. Das Schaltsteuerungsmodul überführt die Schaltvorrichtung selektiv in einen geschlossenen Zustand, um den Elektrolytkondensator zu reformieren.
  • Ein Verfahren zum Reformieren eines Elektrolytkondensators für ein Fahrzeug umfasst, dass: unter Verwendung eines Elektrolytkondensators Leistung von einer Batterie des Fahrzeugs empfangen wird; unter Verwendung eines Motortreibermoduls Leistung vom Elektrolytkondensator empfangen wird; ein Elektromotor des Fahrzeugs unter Verwendung des Motortreibermoduls angetrieben wird; und eine Schaltvorrichtung, die mit einem Widerstand in einem Strompfad zwischen der Batterie und dem Elektrolytkondensator in Reihe verbunden ist, selektiv in einen geschlossenen Zustand überführt wird, um den Elektrolytkondensator zu reformieren. Der Widerstand begrenzt einen Stromfluss durch den Strompfad.
  • Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Offenbarung ergeben sich aus der hier nachstehend bereitgestellten genauen Beschreibung. Es versteht sich, dass die genaue Beschreibung und spezielle Beispiele nur zur Veranschaulichung gedacht sind und den Umfang der Offenbarung nicht einschränken sollen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorliegende Offenbarung wird anhand der genauen Beschreibung und der beiliegenden Zeichnungen vollständiger verstanden werden, wobei:
  • 1 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Fahrzeugsystems gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
  • 2 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsteuerungssystems gemäß der vorliegenden Offenbarung ist, das ein Steuerungsmodul und einen Elektromotor enthält; und
  • 3 ein Flussdiagramm ist, das ein beispielhaftes Verfahren zum Steuern des Reformierens eines Elektrolytkondensators eines Steuerungsmoduls gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt.
  • GENAUE BESCHREIBUNG
  • Kondensatoren enthalten zwei elektrisch leitfähige Platten. Elektrolytkondensatoren enthalten ein Oxid, das auf eine der leitfähigen Platten aufgebracht ist, und sie umfassen die Verwendung eines Elektrolytmaterials für das Dielektrikum des Kondensators. Ein Steuerungsmodul eines Fahrzeugs kann einen oder mehrere Elektrolytkondensatoren enthalten. Zum Beispiel kann ein Steuerungsmodul einen Elektrolytkondensator enthalten, der zum Steuern einer Leistungsausgabe an einen Elektromotor verwendet wird.
  • Elektrolytkondensatoren können degenerieren, wenn sie eine Zeitlang nicht verwendet werden. Zum Beispiel können sich Defekte im Oxid eines Elektrolytkondensators bilden, wenn der Elektrolytkondensator eine Zeitlang, etwa sechs Monate oder mehr, nicht mit Leistung versorgt wird. Die Defekte stellen Pfade durch das Oxid für einen Stromfluss (Leckstrom) bereit, wenn Leistung angelegt wird.
  • Im Oxid eines Elektrolytkondensators ausgebildete Defekte können aber durch einen Prozess behoben werden, der als Reformierung bekannt ist. Ein Steuerungsmodul der vorliegenden Anmeldung enthält einen Elektrolytkondensator und ein Strombegrenzungsmodul. Das Steuerungsmodul reformiert selektiv den Elektrolytkondensator unter Verwendung des Strombegrenzungsmoduls. Insbesondere begrenzt das Steuerungsmodul einen Stromfluss an den Elektrolytkondensator über das Strombegrenzungsmodul, um den Elektrolytkondensator zu reformieren. Das Begrenzen des Stromflusses an den Elektrolytkondensator reformiert das Oxid und behebt Oxiddefekte. Das Vorhandensein des Strombegrenzungsmoduls im Steuerungsmodul beseitigt den Bedarf für externe Komponenten (z. B. ein Tröpfchenladegerät) zum Reformieren des Elektrolytkondensators.
  • Mit Bezug nun auf 1 ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Fahrzeugsystems dargestellt. Obwohl ein Hybridfahrzeugsystem gezeigt ist und beschrieben wird, ist die vorliegende Offenbarung auch auf nichthybride Fahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Brennstoffzellenfahrzeuge und andere Fahrzeugtypen anwendbar, die einen oder mehrere Elektromotoren enthalten.
  • Eine Kraftmaschine 102 verbrennt ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff, um ein Antriebsdrehmoment zu erzeugen. Ein Kraftmaschinensteuerungsmodul (ECM) 106 steuert einen Betrieb der Kraftmaschine 102. Beispielsweise kann das ECM 106 die Betätigung von Kraftmaschinenstellgliedern steuern, etwa eines Drosselklappenventils, einer oder mehrerer Zündkerzen, eines oder mehrerer Kraftstoffeinspritzventile, von Ventilstellgliedern, Nockenwellenphasenstellern, eines Abgasrückführungsventils (AGR-Ventils), einer oder mehrerer Verstärkungs- oder Schubvorrichtungen und anderer geeigneter Kraftmaschinenstellglieder. Ein Elektromotor steuert die Betätigung des Drosselklappenventils. Das ECM 106 kann außerdem einen oder mehrere andere Elektromotoren steuern, etwa einen Elektromotor einer schaltbaren Wasserpumpe, einer elektrischen Ölpumpe, und andere Elektromotoren.
  • Die Kraftmaschine 102 kann ein Drehmoment an ein Getriebe 110 ausgeben. Ein Getriebesteuerungsmodul (TCM) 114 steuert den Betrieb des Getriebes 110. Nur als Beispiel kann das TCM 114 eine Gangwahl im Getriebe 110 und eine oder mehrere Drehmomentübertragungsvorrichtungen (z. B. einen Drehmomentwandler, eine oder mehrere Kupplungen usw.) im Getriebe 110 steuern.
  • Das Fahrzeug kann einen oder mehrere Motoren oder Motorgeneratoreinheiten (MGUs) enthalten. Nur als Beispiel können eine erste MGU (MGU-A) 118 und eine zweite MGU (MGU-B) 122 innerhalb des Getriebes 110 wie bei dem Beispiel von 1 implementiert sein. Eine MGU kann bei einem gegebenen Zeitpunkt entweder als Generator oder als Motor arbeiten. Beim Arbeiten als Generator wandelt eine MGU mechanische Energie in elektrische Energie um. Die elektrische Energie kann beispielsweise verwendet werden, um eine Batterie (oder einen Batteriestapel) 126 aufzuladen und um den elektrischen Komponenten des Fahrzeugs elektrische Energie zuzuführen. Beim Arbeiten als Motor erzeugt eine MGU ein Drehmoment, das beispielsweise verwendet werden kann, um eine Drehmomentausgabe durch die Kraftmaschine 102 zu ergänzen oder zu ersetzen. Obwohl die erste und zweite MGU 118 und 122 so gezeigt sind und erörtert werden, dass sie sich innerhalb des Getriebes 110 befinden, können zusätzlich oder alternativ ein oder mehrere Elektromotoren und/oder Motorgeneratoreinheiten bereitgestellt sein, die sich außerhalb des Getriebes 110 befinden.
  • Ein Gleichrichter/Wechselrichter-Steuerungsmodul (PIM) 134 kann die MGU-A 118 und die MGU-B 122 steuern. Das PIM 134 kann bei verschiedenen Implementierungen als Getriebe-Gleichrichter/Wechselrichter-Modul (TPIM) oder Traktions-Gleichrichter/Wechselrichter-Modul (TPIM) bezeichnet sein. Ein elektronisches Bremsensteuerungsmodul (EBCM) 150 kann Bremsen 154 des Fahrzeugs selektiv steuern. Ein Anwenderschnittstellenmodul (UIM) 158 liefert eine oder mehrere Fahrereingaben an einen Controllerbereichsnetzwerkbus (CAN-Bus) 162. Der CAN-Bus 162 kann auch als Autobereichsnetzwerksbus bezeichnet sein. Die Steuerungsmodule des Fahrzeugs können über den CAN-Bus 162 miteinander kommunizieren.
  • Die Fahrereingaben können beispielsweise eine Gaspedalposition (APP) 166 und eine oder mehrere andere geeignete Fahrereingaben umfassen. Eine Bremspedalposition (BPP) 170 kann an das EBCM 150 geliefert werden. Die Position 174 eines Park-, Rückwärtsgang-, Neutralgang-, Fahrschalthebels (PRNDL-Position) kann an das TCM 114 geliefert werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann die PRNDL-Position 174 auch an das PIM 134 geliefert werden. Ein Zündungszustand 178 kann an ein Karosseriesteuerungsmodul 180 geliefert werden. Nur als Beispiel kann der Zündungszustand 178 von einem Fahrer über einen Zündschlüssel, Taster, Schalter oder eine andere geeignete Vorrichtung eingegeben werden.
  • Ein Fahrzeug kann ein oder mehrere zusätzliche Steuerungsmodule enthalten, die nicht gezeigt sind, etwa ein Fahrwerkssteuerungsmodul, ein Batteriestapelsteuerungsmodul usw. Bei verschiedenen Fahrzeugen kann ein oder können mehrere der Steuerungsmodule weggelassen sein. Die Steuerungsmodule können über den CAN-Bus 162 selektiv Daten übertragen und empfangen. Bei verschiedenen Implementierungen können zwei oder mehr Steuerungsmodule über einen oder mehrere zusätzliche CAN-Busse (nicht gezeigt) kommunizieren.
  • Mit Bezug nun auf 2 ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsteuerungssystems 200 dargestellt. Das TCM 114 steuert einen Elektromotor 204. Der Elektromotor 204 kann beispielsweise ein dreiphasiger Elektromotor einer Pumpe 208 sein. Die Pumpe 208 kann beispielsweise eine Hilfsfluidpumpe, die selektiv eingeschaltet wird, um ein Fluid (z. B. Öl) zu pumpen, wenn eine zweite mechanisch angetriebene Pumpe (nicht gezeigt) nicht pumpen kann, oder einen anderen geeigneten Pumpentyp umfassen. Die zweite mechanisch angetriebene Pumpe kann zum Pumpen beispielsweise nicht in der Lage sein, wenn die Kraftmaschine 102 ausgeschaltet ist oder wenn sich das Fahrzeug nicht bewegt. Obwohl die vorliegende Anmeldung in Verbindung mit dem TCM 114 erörtert wird, ist die vorliegende Anmeldung auch auf andere Module eines Fahrzeugs anwendbar, die einen Elektrolytkondensator enthalten, der beispielsweise beim Steuern eines Elektromotors verwendet wird. Obwohl die vorliegende Anmeldung außerdem in Verbindung mit dem Elektromotor 204 und der Pumpe 208 erörtert wird, ist die vorliegende Anmeldung auch auf andere Elektromotoren anwendbar.
  • Das TCM 114 enthält eine Leistungsversorgung 212, ein Schaltsteuerungsmodul 216, ein Strombegrenzungsmodul 218, einen Elektrolytkondensator 228 und ein Motortreibermodul 232. Das Strombegrenzungsmodul 218 kann eine erste Schaltvorrichtung 220 und einen Strombegrenzungswiderstand 224 enthalten. Obwohl nur der Elektrolytkondensator 228 gezeigt ist, kann der Elektrolytkondensator 228 repräsentativ für zwei oder mehr Elektrolytkondensatoren sein, die parallel geschaltet sind.
  • Ein erster (z. B. positiver) Anschluss der Batterie 126 ist mit einem ersten Knoten 236 verbunden. Auf diese Weise wird ein erstes Referenzpotential der Batterie 126 am ersten Knoten 236 bereitgestellt. Ein zweiter (z. B. negativer) Anschluss der Batterie 126 ist mit einem zweiten Knoten 240 verbunden. Auf diese Weise wird ein zweites Referenzpotential der Batterie 126 am zweiten Knoten 240 bereitgestellt. Das erste und zweite Referenzpotential sind unterschiedlich. Nur als Beispiel kann die Batterie 126 eine 12 V-Batterie sein.
  • Die Leistungsversorgung 212 und das Schaltsteuerungsmodul 216 sind mit dem ersten Knoten 236 und dem zweiten Knoten 240 verbunden. Auf der Grundlage der Ausgabe der Batterie 126 gibt die Leistungsversorgung 212 ein drittes Referenzpotential 244 (z. B. 5 Volt) an das Schaltsteuerungsmodul 216 aus. Die Leistungsversorgung 212 versorgt das Schaltsteuerungsmodul 216 über das dritte Referenzpotential 244 mit Leistung.
  • Ein erster Anschluss der ersten Schaltvorrichtung 220 ist mit dem ersten Knoten 236 verbunden und ein zweiter Anschluss der ersten Schaltvorrichtung 220 ist mit einem ersten Anschluss des Strombegrenzungswiderstands 224 verbunden. Das Schaltsteuerungsmodul 216 steuert ein Schalten der ersten Schaltvorrichtung 220 über einen Schaltanschluss der ersten Schaltvorrichtung 220. Nur als Beispiel kann die erste Schaltvorrichtung 220 einen Transistor oder einen anderen geeigneten Typ einer Schaltvorrichtung umfassen.
  • Ein zweiter Anschluss des Strombegrenzungswiderstands 224 ist mit einem dritten Knoten 248 verbunden. Erste und zweite Anschlüsse einer zweiten Schaltvorrichtung 252 sind mit dem ersten bzw. dritten Knoten 248 verbunden. Das Schaltsteuerungsmodul 216 steuert ein Schalten der zweiten Schaltvorrichtung 252 über einen Schaltanschluss der zweiten Schaltvorrichtung 252. Nur als Beispiel kann die zweite Schaltvorrichtung 252 ein Relais oder einen anderen geeigneten Typ einer Schaltvorrichtung umfassen.
  • Erste und zweite Anschlüsse des Elektrolytkondensators 228 sind mit dem zweiten und dritten Knoten 240 bzw. 248 verbunden. Das Motortreibermodul 232 ist mit dem dritten Knoten 248 und dem zweiten Knoten 240 verbunden. Das Schaltsteuerungsmodul 216 steuert ein Schalten des Motortreibermoduls 232, um eine Leistungsausgabe an den Elektromotor 204 zu steuern. Das Motortreibermodul 232 gibt Leistung an den Elektromotor 204 aus, um den Elektromotor 204 anzutreiben. Das Motortreibermodul 232 kann eine dreiphasige Leistung an den Elektromotor 204 ausgeben. Nur als Beispiel kann das Motortreibermodul 232 eine oder mehrere halbe H-Brücken enthalten (z. B. drei halbe H-Brücken im Falle einer dreiphasigen Ausgabe).
  • Elektrolytkondensatoren, etwa der Elektrolytkondensator 228, können degenerieren, wenn sie eine Zeitlang nicht mit Leistung versorgt werden. Zum Beispiel können sich Defekte in einem Oxid eines Elektrolytkondensators bilden, wenn der Elektrolytkondensator nicht mit Leistung versorgt wird. Das Oxid ist elektrisch nicht leitend. Oxiddefekte können Stellen bezeichnen, bei denen ein Strom durch das Oxid fließen (lecken) kann. Außerdem können eine oder mehrere andere Ursachen ein Stromleck bewirken, etwa Postimprägnations-Effekte.
  • Wenn sich Oxiddefekte bilden, nimmt ein Leckstrom zu. Folglich kann eine Oxiddegeneration bewirken, dass ein relativ großer Leckstrom durch einen Elektrolytkondensator fließt, wenn Leistung an den Elektrolytkondensator angelegt wird, nachdem er eine Zeitlang nicht mit Leistung versorgt wurde. Der Elektrolytkondensator kann durch eine thermische Erwärmung beschädigt werden, die durch einen großen Leckstrom verursacht wird. Zusätzlich oder alternativ kann eine erhöhte Stromentnahme aus der Batterie 126 zu parasitären Stromabweichungen führen.
  • Die Oxiddefekte können jedoch durch einen Vorgang, der als Reformierung bekannt ist, behoben werden. Um einen Elektrolytkondensator zu reformieren, wird ein Stromfluss an den Elektrolytkondensator begrenzt, wenn Leistung an den Elektrolytkondensator angelegt wird. Die Strombegrenzung an den Elektrolytkondensator ermöglicht, dass sich an der Stelle von Oxiddefekten Oxide ausbilden (d. h. re-formieren).
  • Das Schaltsteuerungsmodul 216 der vorliegenden Offenbarung begrenzt selektiv einen Stromfluss an den Elektrolytkondensator 228, um den Elektrolytkondensator 228 zu reformieren. Das Schaltsteuerungsmodul 216 kann den Elektrolytkondensator 228 z. B. in Ansprechen auf den Empfang einer vorbestimmten Eingabe 260 reformieren. Die vorbestimmte Eingabe 260 kann beispielsweise eine Anzeige umfassen, dass ein externes Wartungswerkzeug mit dem CAN-Bus 162 verbunden ist. Das externe Wartungswerkzeug kann eine Vorrichtung sein, die von einem Fahrzeug getrennt ist und die durch einen Fahrzeugwartungstechniker mit dem Fahrzeug verbunden werden kann, beispielsweise wenn das TCM 114 ein anderes TCM ersetzt hat. Die vorbestimmte Eingabe 260 kann zusätzlich oder alternativ eine Anzeige eines ersten Mals, dass das Schaltsteuerungsmodul 216 Leistung empfangen hat, oder eine Anzeige umfassen, dass das Schaltsteuerungsmodul 216 in einer vorbestimmten Zeitspanne, etwa sechs Monate oder mehr, keine Leistung empfangen hat.
  • Zusätzlich oder alternativ kann das Schaltsteuerungsmodul 216 den Elektrolytkondensator 228 reformieren, wenn ein äquivalenter serieller Widerstand (oder ein äquivalenter serieller Widerstandswert ESR) kleiner als ein vorbestimmter Widerstandswert ist. Das Schaltsteuerungsmodul 216 kann die zweite Schaltvorrichtung 252 so steuern, dass Leistung an den Elektrolytkondensator 228 nur eine vorbestimmte Zeitspanne lang angelegt wird, um den ESR des Elektrolytkondensators 228 zu bestimmen. Das Schaltsteuerungsmodul 216 kann den ESR des Elektrolytkondensators 228 beispielsweise unter Verwendung der Gleichung bestimmen:
    Figure 00120001
    wobei ESRCAP der ESR des Elektrolytkondensators 228 ist, VCAP die Spannung des Elektrolytkondensators 228 ist (die Spannung zwischen dem zweiten Knoten 240 und dem dritten Knoten 248), RLIMIT der Widerstandswert des Strombegrenzungswiderstands 224 ist und VBAT die Spannung der Batterie 126 ist (die Spannung zwischen dem ersten Knoten 236 und dem zweiten Knoten 240). Als Alternative zum Vergleichen des ESR des Elektrolytkondensators 228 mit dem vorbestimmten Widerstandswert kann das Schaltsteuerungsmodul 216 den Elektrolytkondensator 228 reformieren, wenn der Leckstrom größer als ein vorbestimmter Strom ist. Das Schaltsteuerungsmodul 216 kann den Leckstrom beispielsweise bestimmen, indem es die Spannung der Batterie 126 durch den ESR des Elektrolytkondensators 228 dividiert.
  • Die Standardeinstellung der ersten und zweiten Schaltvorrichtung 220 und 252 kann ein offener Zustand sein. Zum Reformieren des Elektrolytkondensators 228 überführt das Schaltsteuerungsmodul 216 zunächst die erste Schaltvorrichtung 220 in einen geschlossenen Zustand und hält die zweite Schaltvorrichtung 252 in einem offenen Zustand. Der Strombegrenzungswiderstand 224 begrenzt einen Stromfluss an den Elektrolytkondensator 228 (im Vergleich mit dem Zustand, bei dem sich die zweite Schaltvorrichtung 252 im geschlossenen Zustand befindet), um den Elektrolytkondensator 228 zu reformieren.
  • Das Schaltsteuerungsmodul 216 kann die erste Schaltvorrichtung 220 im geschlossenen Zustand halten oder die erste Schaltvorrichtung 220 während der Reformierung des Elektrolytkondensators 228 zwischen dem offenen und geschlossenen Zustand modulieren. Nur als Beispiel kann das Schaltsteuerungsmodul 216 die erste Schaltvorrichtung 220 unter Verwendung einer Pulsbreitenmodulation (PWM) zwischen dem offenen und geschlossenen Zustand umschalten. Das Schaltsteuerungsmodul 216 kann das Tastverhältnis der ersten Schaltvorrichtung 220 beispielsweise als Funktion des Leckstroms steuern. Nur als Beispiel kann das Schaltsteuerungsmodul 216 das Tastverhältnis der ersten Schaltvorrichtung 220 erhöhen, wenn der Leckstrom abnimmt und umgekehrt. Das Verändern des Tastverhältnisses als Funktion des Leckstroms kann durchgeführt werden, um die Temperatur des Elektrolytkondensators 228 zu regeln. Eine Erwärmung des Elektrolytkondensators 228 kann zunehmen, wenn der Leckstrom zunimmt, und umgekehrt.
  • Das Schaltsteuerungsmodul 216 kann feststellen, ob die Reformierung abgeschlossen ist, und die erste Schaltvorrichtung 220 in den offenen Zustand überführen, wenn die Reformierung abgeschlossen ist. Auf der Grundlage eines Vergleichs des Leckstroms mit einem vorbestimmten Strom kann das Schaltsteuerungsmodul 216 feststellen, ob die Reformierung abgeschlossen ist. Nur als Beispiel kann das Schaltsteuerungsmodul 216 feststellen, dass die Reformierung abgeschlossen ist, wenn der Leckstrom kleiner als ein vorbestimmter Strom ist.
  • Zusätzlich oder alternativ kann das Schaltsteuerungsmodul 216 auf der Grundlage eines Vergleichs der Spannung des Elektrolytkondensators 228 mit der Spannung der Batterie 126 feststellen, ob die Reformierung abgeschlossen ist. Nur als Beispiel kann das Schaltsteuerungsmodul 216 feststellen, dass die Reformierung abgeschlossen ist, wenn eine Differenz zwischen der Spannung der Batterie 126 und der Spannung des Elektrolytkondensators 228 kleiner als eine vorbestimmte Spannung ist. Die vorbestimmte Spannung kann in etwa 2 Volt oder eine andere geeignete Spannung sein.
  • Wenn die Reformierung abgeschlossen ist, überführt das Schaltsteuerungsmodul 216 die erste Schaltvorrichtung 220 in den offenen Zustand. Sobald sich die erste Schaltvorrichtung 220 im offenen Zustand befindet, kann das Schaltsteuerungsmodul 216 die zweite Schaltvorrichtung 252 in den geschlossenen Zustand überführen. Wenn sich die zweite Schaltvorrichtung 252 im geschlossenen Zustand befindet, ist ein Stromfluss an den Elektrolytkondensator 228 nicht mehr beschränkt. Wenn sich die zweite Schaltvorrichtung 252 im geschlossenen Zustand befindet, kann das Schaltsteuerungsmodul 216 mit dem Schalten des Motortreibermoduls 232 beginnen, um den Elektromotor 204 anzutreiben.
  • Mit Bezug nun auf 3 ist ein Flussdiagramm dargestellt, das ein beispielhaftes Verfahren 300 zum Reformieren des Elektrolytkondensators 228 darstellt. Wenn die Steuerung beginnt, befinden sich die erste und zweite Schaltvorrichtung 220 und 252 im offenen Zustand. Die Steuerung kann mit Schritt 304 beginnen, bei dem die Steuerung feststellt, ob der Elektrolytkondensator 228 reformiert werden soll. Wenn dies zutrifft, fährt die Steuerung mit Schritt 308 fort; wenn nicht, kann die Steuerung enden.
  • Die Steuerung kann den Elektrolytkondensator 228 beispielsweise in Ansprechen darauf, dass die vorbestimmte Eingabe 260 anzeigt, dass ein Wartungswerkzeug mit dem CAN-Bus 162 verbunden ist, in Ansprechen darauf, dass die vorbestimmte Eingabe 260 anzeigt, dass das Schaltsteuerungsmodul 216 zuvor keine Leistung empfangen hat, oder in Ansprechen darauf, dass die vorbestimmte Eingabe 260 anzeigt, dass das Schaltsteuerungsmodul 216 mindestens die vorbestimmte Zeitspanne lang keine Leistung empfangen hat, reformieren. Zusätzlich oder alternativ kann die Steuerung den Elektrolytkondensator 228 in Ansprechen auf die Feststellung, dass der ESR des Elektrolytkondensators 228 kleiner als der vorbestimmte Widerstandswert ist und/oder dass der Leckstrom größer als der vorbestimmte Strom ist, reformieren.
  • Bei Schritt 308 überführt die Steuerung die erste Schaltvorrichtung 220 in den geschlossenen Zustand, um einen Stromfluss an den Elektrolytkondensator 228 zum Reformieren zu begrenzen. Der Stromfluss an den Elektrolytkondensator 228 ist relativ zu dem Zustand begrenzt, bei dem sich die zweite Schaltvorrichtung 252 im geschlossenen Zustand befindet. Die Steuerung kann die erste Schaltvorrichtung 220 zwischen dem offenen und geschlossenen Zustand umschalten (z. B. unter Verwendung von PWM), um einen Stromfluss zu begrenzen.
  • Bei Schritt 312 kann die Steuerung feststellen, ob die Differenz zwischen der Spannung der Batterie 126 und der Spannung des Elektrolytkondensators 228 kleiner als die vorbestimmte Spannung ist. Die Steuerung kann zusätzlich oder alternativ bei Schritt 312 feststellen, ob der Leckstrom kleiner als der vorbestimmte Strom ist. Wenn dies zutrifft, kann die Reformierung des Elektrolytkondensators 228 als abgeschlossen betrachtet werden, und die Steuerung kann mit Schritt 316 fortfahren. Wenn nicht, kann die Steuerung das Begrenzen des Stromflusses an den Elektrolytkondensator 228 zum Reformieren fortsetzen und bei Schritt 312 bleiben.
  • Wenn die Reformierung des Elektrolytkondensators 228 abgeschlossen ist, überführt die Steuerung die erste Schaltvorrichtung 220 bei Schritt 316 in den offenen Zustand und die Steuerung kann zu Schritt 320 weitergehen. Bei Schritt 320 überführt die Steuerung die zweite Schaltvorrichtung 252 in den geschlossenen Zustand. Auf diese Weise ist ein Stromfluss an den Elektrolytkondensator 228 nicht mehr eingeschränkt. Der Elektrolytkondensator 228 wurde jedoch bereits reformiert und hat beim Reformieren bereits etwas Ladung aufgenommen. Bei Schritt 324 beginnt die Steuerung mit dem Schalten des Motortreibermoduls 232, um den Elektromotor 204 anzutreiben. Das Motortreibermodul 232 entnimmt Leistung aus dem Elektrolytkondensator 228, um den Elektromotor 204 anzutreiben.
  • Die vorstehende Beschreibung dient nur zur Veranschaulichung und ist keinesfalls dazu gedacht, die Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungsmöglichkeiten einzuschränken. Die weit gefassten Lehren der Offenbarung können in vielen Formen implementiert werden. Obwohl diese Offenbarung spezielle Beispiele enthält, soll daher der tatsächliche Umfang der Offenbarung nicht auf diese begrenzt sein, da sich bei einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der folgenden Ansprüche andere Modifikationen ergeben werden. Der Klarheit halber werden gleiche Bezugszeichen in den Zeichnungen verwendet, um ähnliche Elemente zu bezeichnen. Bei der Verwendung hierin soll der Ausdruck A, B und/oder C so aufgefasst werden, dass er ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht exklusiven logischen ODER bedeutet. Es versteht sich, dass ein oder mehrere Schritte in einem Verfahren in einer anderen Reihenfolge (oder gleichzeitig) ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern.
  • Bei der Verwendung hierin kann der Begriff ”Modul” eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, eine kombinatorische Logikschaltung, ein im Feld programmierbares Gatearray (FPGA), einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert, oder Gruppe), der einen Code ausführt, andere geeignete Hardwarekomponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen, oder eine Kombination aus einigen oder allen vorstehenden, etwa in einem System-on-Chip, bezeichnen, ein Teil davon sein, oder diese enthalten. Der Begriff Modul kann einen Speicher (gemeinsam genutzt, dediziert, oder Gruppe) umfassen, der einen Code speichert, der von dem Prozessor ausgeführt wird.
  • Der Begriff ”Code” kann, so wie er vorstehend verwendet wird, Software, Firmware und/oder Microcode enthalten und kann Programme, Routinen, Funktionen, Klassen und/oder Objekte bezeichnen. Der Begriff ”gemeinsam genutzt” bedeutet, so wie er vorstehend verwendet wird, dass ein Teil oder der gesamte Code von mehreren Modulen unter Verwendung eines einzigen (gemeinsam genutzten) Prozessors ausgeführt werden kann. Zudem kann ein Teil oder der gesamte Code von mehreren Modulen von einem einzigen (gemeinsam genutzten) Speicher gespeichert werden. Der Begriff ”Gruppe” bedeutet, so wie er vorstehend verwendet wird, dass ein Teil oder der gesamte Code von einem einzigen Modul unter Verwendung einer Gruppe von Prozessoren ausgeführt werden kann. Zudem kann ein Teil oder der gesamte Code von einem einzigen Modul unter Verwendung einer Gruppe von Speichern gespeichert werden.
  • Die hier beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können von einem oder mehreren Computerprogrammen implementiert werden, die von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt werden. Die Computerprogramme enthalten von einem Prozessor ausführbare Anweisungen, die in einem nicht vorübergehenden konkreten computerlesbaren Medium gespeichert sind. Die Computerprogramme können außerdem gespeicherte Daten enthalten. Beispiele des nicht vorübergehenden konkreten computerlesbaren Mediums, die nicht einschränken sollen, sind nichtflüchtiger Speicher, magnetischer Massenspeicher und optischer Massenspeicher.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Reformieren eines Elektrolytkondensators für ein Fahrzeug, wobei das Verfahren umfasst, dass: Leistung von einer Batterie des Fahrzeugs unter Verwendung eines Elektrolytkondensators empfangen wird; Leistung vom Elektrolytkondensator unter Verwendung eines Motortreibermoduls empfangen wird; ein Elektromotor des Fahrzeugs unter Verwendung des Motortreibermoduls angetrieben wird; und eine Schaltvorrichtung, die mit einem Widerstand in einem Strompfad zwischen der Batterie und dem Elektrolytkondensator in Reihe verbunden ist, selektiv in einen geschlossenen Zustand überführt wird, um den Elektrolytkondensator zu reformieren, wobei der Widerstand einen Stromfluss durch den Strompfad begrenzt.
  2. Verfahren zum Reformieren eines Elektrolytkondensators nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass die Schaltvorrichtung in Ansprechen auf eine Anzeige, dass der Elektrolytkondensator eine Zeitspanne lang, die größer als eine vorbestimmte Zeitspanne ist, keine Leistung empfangen hat, in den geschlossenen Zustand überführt wird, um den Elektrolytkondensator zu reformieren.
  3. Verfahren zum Reformieren eines Elektrolytkondensators nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass die Schaltvorrichtung von einem offenen Zustand in einen geschlossenen Zustand überführt wird, um den Elektrolytkondensator zu reformieren.
  4. Verfahren zum Reformieren eines Elektrolytkondensators nach Anspruch 3, das ferner umfasst, dass die Schaltvorrichtung auf der Grundlage eines Stroms durch den Elektrolytkondensator von dem offenen in den geschlossenen Zustand überführt wird.
  5. Verfahren zum Reformieren eines Elektrolytkondensators nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass eine Fluidpumpe unter Verwendung des Elektromotors angetrieben wird.
  6. Verfahren zum Reformieren eines Elektrolytkondensators nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass die Schaltvorrichtung in Ansprechen auf eine Feststellung, dass das Reformieren des Elektrolytkondensators abgeschlossen ist, selektiv in einen offenen Zustand überführt wird.
  7. Verfahren zum Reformieren eines Elektrolytkondensators nach Anspruch 6, das ferner umfasst, dass festgestellt wird, dass das Reformieren des Elektrolytkondensators abgeschlossen ist, wenn eine Differenz zwischen einer Spannung der Batterie und einer Spannung des Elektrolytkondensators kleiner als eine vorbestimmte Spannung ist.
  8. Verfahren zum Reformieren eines Elektrolytkondensators nach Anspruch 6, das ferner umfasst, dass eine zweite Schaltvorrichtung, die in einem zweiten Strompfad zwischen der Batterie und dem Elektrolytkondensator verbunden ist, selektiv in einen geschlossenen Zustand überführt wird.
  9. Verfahren zum Reformieren eines Elektrolytkondensators nach Anspruch 8, das ferner umfasst, dass die zweite Schaltvorrichtung selektiv in den geschlossenen Zustand überführt wird, nachdem die Schaltvorrichtung in den offenen Zustand überführt wurde.
  10. Verfahren zum Reformieren eines Elektrolytkondensators nach Anspruch 9, das ferner umfasst, dass mit dem Schalten von Schaltern des Motortreibermoduls begonnen wird, nachdem die zweite Schaltvorrichtung in den geschlossenen Zustand überführt wurde.
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