DE102015220822B4

DE102015220822B4 - Steuerschaltung eines DC/DC-Niederspannungswandlers eines Hybridfahrzeugs und Verfahren zum Steuern des DC/DC- Niederspannungswandlers

Info

Publication number: DE102015220822B4
Application number: DE102015220822.2A
Authority: DE
Inventors: Dong Jun Shin; Soung Han Noh; Jun Yeon Park; Chang Ryeol Yoo; Hwan Hwang
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2014-10-30
Filing date: 2015-10-26
Publication date: 2022-09-15
Anticipated expiration: 2035-10-27
Also published as: CN105564418A; CN105564418B; US10065509B2; DE102015220822A1; US20160121733A1; KR20160050681A; KR101637710B1

Abstract

Steuerschaltung (10) eines Gleichstrom-/Gleichstrom-, DC-DC, Niederspannungswandlers, LDC, (400), aufweisend:einen Detektor (100), der zum Erfassen der Ausgangsspannung des LDC (400) und charakteristischer Faktoren in einem Fahrzeug konfiguriert ist;einen Speicher (300), der zum Empfangen der charakteristischen Faktoren und zum kumulativen Speichern der charakteristischen Faktoren konfiguriert ist, wobei die charakteristischen Faktoren einen Ladezustand, SOC, einer Batterie (500) in einem Fahrzeug, einen Lade- und Entladestrom der Batterie (500) und/oder eine Anzahl von Startvorgängen eines Verbrennungsmotors des Fahrzeugs umfassen; undeine LDC-Steuerung (200), die zum Initialisieren der im Speicher (300) kumulativ gespeicherten charakteristischen Faktoren konfiguriert ist, wenn der SOC der Batterie (500) in dem Fahrzeug auf einem voreingestellten Wert über eine voreingestellte Zeit gehalten wird, während die LDC-Ausgangsspannung auf dem gleichen Wert wie bei einer Wiederaufladung gehalten wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Steuerschaltung eines Gleichstrom-/Gleichstrom- (DC-DC) Niederspannungswandlers (LDC) und ein Verfahren für die Steuerung eines LDC und insbesondere eine Steuerschaltung eines LDC und ein Verfahren für den Betrieb eines LDC, um das Wiederaufladen einer Batterie in einem Hybridfahrzeug auf ein Minimum zu beschränken.
HINTERGRUND
Ein DC/DC-Niederspannungswandler (LDC) in einem Hybridfahrzeug liefert eine Last zu einer elektronischen Komponente eines Fahrzeugs und kann außerdem eine Hilfsbatterie laden. Der LDC verändert die Spannung variabel, um die Leistung in einem Fahrzeug effektiv zu regeln und steuert das Laden oder Entladen einer Batterie auf Basis des Fahrmodus des Fahrzeugs. Ferner stellt der LDC die Spannung zum periodischen Auffrischen einer Hilfsbatterie ein, um die Lebensdauer der Batterie zu verbessern. Insbesondere wird der Ladezustand der Batterie während einer Wiederaufladung, durch die Kraftstoffeffizienz eines Fahrzeugs nachteilig beeinflusst wird, verbessert.
Die Druckschrift DE 10 2013 203 843 A1 beschreibt ein Betriebsstrategie-Verfahren für ein Energiebordnetz eines Kraftfahrzeugs, welches eine elektrische Batterie, einen elektrischen Generator und mehrere elektrische Verbraucher umfasst. Das Verfahren geht von einer Mehrzahl von gemessenen oder anderweitig ermittelten systembeschreibenden Systemgrößen des Bordnetzes aus. Für jede dieser Systemgrößen wird ein Zustand der Systemgröße in Abhängigkeit des Werts der jeweiligen Systemgröße bestimmt. Aus den Zuständen der einzelnen Systemgrößen wird dann in einem weiteren Schritt ein übergeordneter Zustand des Bordnetzes aus den Zuständen der Systemgrößen bestimmt. In einem weiteren Schritt werden Werte für Stellgrößen des Bordnetzes in Abhängigkeit des übergeordneten Zustands des Bordnetzes bestimmt.
Die Druckschrift US 2004/0 119 441 A1 beschreibt ein Verfahren zum Zurücksetzen eines Ladezustands einer Batterie eines Hybridelektrofahrzeugs, mit dem Ziel, einen kumulativen Fehler des Ladezustands der Batterie zu reduzieren.
Die Druckschrift DE 60 2004 009 142 T2 beschreibt eine Ladesteuervorrichtung zum Laden von Sekundärbatterien, die in Personalcomputern und anderen elektronischen Geräten verwendet werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Offenbarung stellt einen DC/DC-Niederspannungswandler (LDC) und ein Verfahren für die Steuerung eines LDC bereit, die bestimmen, dass die gleiche Operation wie das Wiederaufladen einer Batterie ausgeführt werden kann, wenn eine bestimmte Bedingung erfüllt wird, und verhindern, dass der LDC eine unnötige Wiederaufladung ausführt, die die Kraftstoffeffizienz eines Fahrzeugs nachteilig beeinflusst.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung kann eine Steuerschaltung eines DC/DC-Niederspannungswandlers (LDC) einen Detektor enthalten, der zur Erfassung der Ausgangsspannung eines LDC und charakteristischer Faktoren eines Fahrzeugs konfiguriert sein, einen Speicher, der zum Empfangen der charakteristischen Faktoren und zum kumulativen Speichern der charakteristischen Faktoren konfiguriert sein, und eine LDC-Steuerung, die zur Initialisierung der im Speicher kumulativ gespeicherten charakteristischen Faktoren konfiguriert sein, wenn der Ladezustand (SOC) einer Fahrzeugbatterie auf einem voreingestellten Wert über eine voreingestellte Dauer konstant gehalten wird, während die LDC-Ausgangsspannung auf dem gleichen Wert wie bei einer Wiederaufladung gehalten wird.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung kann ein Verfahren zum Steuern eines DC/DC-Niederspannungswandlers (LDC) die Erfassung der Ausgangsspannung eines LDC und charakteristischer Faktoren eines Fahrzeugs enthalten, um zu bestimmen, ob die Wiederaufladung gestartet worden ist, das Empfangen der charakteristischen Faktoren und das kumulative Speichern der charakteristischen Faktoren, das Bestimmen, ob die LDC-Ausgangsspannung auf dem gleichen Wert wie bei einer Wiederaufladung gehalten wird, das Bestimmen, ob die Zeitspanne, in der ein SOC einer Batterie im Fahrzeug einen voreingestellten Wert und eine voreingestellten Dauer überschreitet und das Initialisieren der im Speicher kumulativ gespeicherten charakteristischen Faktoren.
Figurenliste
Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung erschließen sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen.

1 ist ein Blockdiagramm einer Schaltung 10 zum Steuern eines DC/DC-Niederspannungswandlers (LDC) gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
2 ist ein Diagramm, das die Änderung des Ladezustands (SOC) einer Batterie zur Erläuterung einer von der LDC-Steuerung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ausgeführten Wiederaufladung zeigt; und
3 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines LDC-Steuerverfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Es versteht sich, dass der Begriff „Fahrzeug“ oder „fahrzeugtechnisch“ oder andere ähnliche hierin verwendete Begriffe allgemein Kraftfahrzeuge betreffen, wie Personenkraftwagen, einschließlich Komfort-Geländewagen (sports utility vehicles; SUV), Busse, Lastkraftwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wassermotorfahrzeuge einschließlich verschiedene Boote und Schiffe, Luftfahrzeuge und dgl. und auch Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge (an der Steckdose aufladbar), Fahrzeuge mit Wasserstoffantrieb und andere Fahrzeuge für alternative Kraftstoffe (z. B. Kraftstoffe, die aus anderen Ressourcen als Erdöl gewonnen werden) umfasst. Wie hierin verwendet ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug mit zwei oder mehr Antriebsquellen, z. B. Fahrzeuge sowohl mit Benzin- als auch Elektroantrieb.
Obwohl das Ausführungsbeispiel so beschrieben wird, dass es eine Mehrzahl Einheiten zur Ausführung des beispielhaften Prozesses verwendet, versteht es sich, dass die beispielhaften Prozesse auch von einem oder der Mehrzahl Module ausgeführt werden können. Außerdem versteht es sich, dass sich der Begriff Steuerung/ Steuereinheit auf ein Hardware-Gerät bezieht, das einen Speicher und einen Prozessor enthält. Der Speicher ist zum Speichern der Module konfiguriert und der Prozessor ist speziell zum Ausführen der Module konfiguriert, um einen oder mehrere der später beschriebenen Prozesse auszuführen.
Ferner kann die Steuerlogik der vorliegenden Erfindung als nicht flüchtige computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Medium mit ausführbaren Programmanweisungen, die von einem Prozessor, einer Steuerung und dgl. ausgeführt werden, verwirklicht sein. Beispiele für computerlesbare Medien sind u. a. ROMs, RAMs, Compact Disc (CD)-ROMs, Magnetbänder, Disketten, USB-Sticks, Smart Cards und optische Datenspeichergeräte. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann auch in netzgekoppelten Computersystemen verteilt sein, so dass das computerlesbare Medium auf verteilte Weise gespeichert und ausgeführt wird, z. B. von einem Telematik-Server oder einem Controller Area Network (CAN).
Die hierin verwendete Terminologie hat den Zweck, nur bestimmte Ausführungsformen zu beschreiben und soll die Erfindung nicht einschränken. Wie hierin verwendet sollen die Singularformen „einer, eine, eines“ und „der, die, das“ auch die Pluralformen umfassen, sofern der Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes angibt. Außerdem versteht es sich, dass der Begriff „aufweist“ und/oder „aufweisend“ bei Verwendung in dieser Beschreibung das Vorhandensein angegebener Merkmale, ganzzahliger Größen, Schritte, Operationen und/oder Bauteile angibt, aber das Vorhandensein oder das Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, ganzzahliger Größen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Bauteile angibt, aber das Vorhandensein oder das Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, ganzzahliger Größen, Schritte, Operationen, Elemente, Bauteile und/oder Gruppen derselben nicht ausschließt. Wie hierin verwendet enthält die Formulierung „und/oder“ sämtliche Kombinationen einer oder mehrerer der aufgeführten Positionen.
Sofern nicht ausdrücklich angegeben oder aus dem Zusammenhang offensichtlich, ist der Begriff „etwa, ca.“ wie hierin verwendet so zu verstehen, dass er sich auf Werte innerhalb des normalen Toleranzbereichs der Technik bezieht, z. B. auf zwei Standardabweichungen vom Mittelwert bezieht. „Etwa“ oder „ca.“ kann als innerhalb von 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01 % des angegebenen Wertes verstanden werden. Sofern aus dem Zusammenhang nicht anderweitig klar hervorgeht, sind alle hierin enthaltenen numerischen Werte durch den Begriff „etwa, ca.“ modifiziert.
Verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nunmehr anhand der beiliegenden Zeichnungen ausführlicher beschrieben. In den Zeichnungen sind gleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen gekennzeichnet, und auf eine wiederholte Erläuterung wird verzichtet. Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden hinsichtlich Struktur und Funktion speziell soweit detailliert beschrieben, dass sie der Durchschnittsfachmann anhand der beiliegenden Zeichnungen einfach verwirklichen kann. Die vorliegende Offenbarung kann jedoch auf verschiedene Weise verwirklicht werden und ist nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt.
1 ist ein Blockdiagramm einer Schaltung 10 zum Steuern eines DC/DC-Niederspannungswandlers (LDC) gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung. Wie in 1 dargestellt kann die LDC-Steuerschaltung 10 einen Detektor 100, eine LDC-Steuerung 200 und einen Speicher 300 enthalten. Die LDC-Steuerung 200 kann zum Steuern der Komponenten der LDC-Steuerschaltung 10 konfiguriert sein.
Insbesondere kann der Detektor 100 zum Erfassen der Ausgangsspannung eines LDC 400 und charakteristischer Faktoren eines Fahrzeugs mit einer darin installierten LDC-Steuerschaltung 10 konfiguriert sein. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann der Detektor 100 verschiedene Typen von Sensoren enthalten. Die vom LDC 400 bereitgestellte Ausgangsspannung kann für eine Operation des Fahrzeugs oder zum Laden einer getrennten Batterie 500 dienen. Außerdem kann die Batterie 500 eine Hilfsbatterie von ca. 12 V enthalten. Der LDC 400 kann ein DC-DC-Wandler sein, der zum Wandeln der hohen Spannung einer Hauptbatterie in eine niedrige Spannung konfiguriert sein und der die niedrige Spannung an die Hilfsbatterie und die elektronische Last in einem Hybridfahrzeug oder einem Brennstoffzellenfahrzeug (oder einem anderen umweltfreundlichen Fahrzeugtyp) liefern kann.
Die charakteristischen Faktoren können den Ladezustand (SOC) der Batterie 500, den Lade- und Entladestrom der Batterie 500 und eine Reihe Startvorgänge des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs enthalten. Ferner kann die LDC-Steuerung 200 zum Bestimmen einer Operation des LDC 400 auf Basis einer Prioritätsfolge konfiguriert sein. Die LDC-Steuerung 200 kann auch zum Bestimmen einer Operation des LDC 400 auf Basis der Zustände verschiedener Komponenten des Fahrzeugs konfiguriert sein, z. B. die Operation des LDC 400 auf Basis der nachstehenden Prioritätsfolge.
Die LDC-Steuerung 200 kann zum Bestimmen des Zustands eines Hauptrelais eines Batteriemanagementsystems (BMS) und zum Steuern des LDC 400 auf eine minimale Ausgangsspannung von ca. 12,8 V konfiguriert sein, wenn das Hauptrelais ausgeschaltet ist. Wenn das Hauptrelais eingeschaltet ist, kann die LDC-Steuerung 200 zum Diagnostizieren des Ausfalls eines intelligenten Batteriesensor- (IBS) Sensors und zum Beenden der partiellen variablen Spannungsregelung, wie ein Überladungs-/Überentladungs-Schutzmodus bei Bestimmung einer Fehlerdiagnose konfiguriert sein. Wenn der IBS-Sensor normal arbeitet (z. B. ohne Fehler oder Ausfall), kann die LDC-Steuerung 200 für den Betrieb in einem Schutzmodus konfiguriert sein und den LDC 400 mit Hilfe des Ladestromwerts der Hilfsbatterie auf eine bestimmte Spannung oder darunter pro Stunde einregeln, wenn Überladen/Überentladen eintritt. Die LDC-Steuerung 200 kann z. B. den LCD 400 auf eine Ausgangsspannung von unter 0,1 V pro 10 Sekunden regeln.
Wenn kein Überladen/Überentladen auftritt, kann die LDC-Steuerung 200 konfiguriert sein zu bestimmen, ob eine Bedingung auf Basis darauf, wie oft wenigstens einmal der Ladezustand (SOC) eines Fahrzeugs gleich oder kleiner ist als ein bestimmter Wert, ein kumulativer Wert des Lade- und Entladestroms der Batterie 500 oder eine Anzahl von Startvorgängen des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs erfüllt ist, und eine Wiederaufladung ausführen. Die Wiederaufladung ist eine Operation zum Laden der Batterie 500, die anhand von 2 beschrieben wird.
Wenn die Wiederaufladung nicht ausgeführt wird, kann die LDC-Steuerung 200 zur Erkennung konfiguriert sein, ob das Fahrzeug eine hohe elektronische Last nutzt. Die hohe elektronische Last entspricht z. B. Lasten, die elektronische Hochleistungskomponenten enthalten, wobei der Zustand eines Scheinwerfers, eines Scheibenwischerseines Heizdrahtes, eines Gebläses und eines Kühlgebläses des Fahrzeugs mittels Controller Area Network (CAN) Communication erkannt wird, und die LDC-Steuerung 200 kann zum Einstellen einer LDC-Ausgangsspannung entsprechend dem Zustand der elektronischen Last konfiguriert sein. Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann die auf Basis der Zustände der hohen elektronischen Lasten eingestellte LDC-Ausgangsspannung etwa gleich ist der LDC-Ausgangsspannung bei Ausführung der Wiederaufladung.
Wenn die hohe elektronische Last nicht genutzt wird, kann die LDC-Steuerung 200 zum Diagnostizieren der Batterie 500 und des Zustands der elektronischen Last des Fahrzeugs konfiguriert sein. Wenn die elektronische Komponente des Fahrzeugs eine niedrige Last ist, kann der LDC 400 abgeschaltet werden, und wenn die elektronische Last des Fahrzeugs eine hohe Last ist, kann der Ausgangsstrom des LDC 400 begrenzt sein. Mit anderen Worten, die LDC-Steuerung 200 kann für den variablen Betrieb des LDC 400 unter Berücksichtigung des Zustands einer Hilfsbatterie oder einer elektronischen Last des Fahrzeugs konfiguriert sein. Wenn der aktuelle Fall den obigen Fällen nicht entspricht, kann die LDC-Steuerung 200 zum Einregeln der Ausgangsspannung des LDC 400 auf Basis des SOC und der Temperatur der Batterie 500 konfiguriert sein.
Wie oben beschrieben kann die LDC-Steuerung 200 konfiguriert sein, um den LDC 400 mittels verschiedener Verfahren auf Basis einer Prioritätsfolge gemäß einer spezifischen Bedingung zu betreiben. Zur Bestimmung der vorgegebenen Bedingung kann der Detektor 100 zur kontinuierlichen Überwachung der Komponenten des Fahrzeugs konfiguriert sein, um charakteristische Faktoren zu erfassen.
Ferner kann der Speicher 300 zum Empfangen der über den Detektor 100 erfassten charakteristischen Faktoren und zum kumulativen Speichern der charakteristischen Faktoren konfiguriert sein. Der Ausdruck'kumulatives Speichern' kann als Zählen und Speichern verstanden werden, wie oft die charakteristischen Faktoren die vorgegebene Bedingung erfüllen und das Speichern der charakteristischen Faktoren oder als Verarbeitung und Speichern der charakteristischen Faktoren durch sequentielles Integrieren der Werte der charakteristischen Faktoren (z. B. nach Zeit) anstelle des Speichern der Werte der charakteristischen Faktoren.
Der Speicher 300 kann z. B. zum Empfangen eines in den charakteristischen Faktoren enthaltenen SOC-Wertes der Batterie 500 und zum Zählen, wie oft der SOC-Wert gleich oder kleiner ist einem voreingestellten Wert, konfiguriert sein. Der Speicher 300 kann zum Erfassen des Ladestroms zur Batterie 500 oder des Entladestroms aus der Batterie 500 und zum Speichern eines durch Integrieren des Lade- und Entladestroms nach der Zeit erhaltenen Wertes konfiguriert sein. Alternativ kann der Speicher 300 zum Zählen, wie oft ein Fahrzeug gestartet wird und zum Speichern der Anzahl der Startvorgänge konfiguriert sein.
Bei manchen Ausführungsbeispielen kann der Speicher 300 einen nicht flüchtigen Speicher zum Speichern von Informationen enthalten, selbst wenn das Fahrzeug abgeschaltet ist. Damit können die im Speicher 300 gespeicherten Informationen ständig gesammelt werden, bis der Speicher rückgesetzt wird. Die LDC-Steuerung 200 kann zur Bestimmung eines Verfahrens, wie der LDC 400 auf Basis eines direkt vom Detektor 100 bereitgestellten Wertes zu betreiben ist, konfiguriert sein. Die LDC-Steuerung 200 kann z. B. zur Bestimmung eines Verfahrens zum Betreiben des LDC 400 auf Basis einer Prioritätsfolge konfiguriert sein. Insbesondere können Statuswerte zur Bestimmung des Steuerverfahrens über den Detektor 100 bereitgestellt werden.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung kann die LDC-Steuerung 200 zur direkten Erfassung einer hohen elektronischen Last, des SOC der Batterie 500 usw. ohne den Detektor 100 konfiguriert sein. Nach der Bestimmung eines Steuerverfahrens des LDC 400 kann die LDC-Steuerung 200 zum Bestimmen einer Operation des LDC 400 auf Basis der im Speicher 300 gespeicherten Werte konfiguriert sein. Die LDC-Steuerung 200 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung kann ferner konfiguriert sein zu bestimmen, dass im Vergleich zu einer Wiederaufladung der gleiche Effekt erzielt wird , wenn der SOC der Batterie 500 eine voreingestellte Zeitdauer auf einem voreingestellten Wert gehalten wird, während die Ausgangsspannung des LDC 400 auf dem gleichen Wert wie bei der Wiederaufladung gehalten wird. Daher kann zur Bestimmung einer Bedingung, in der die Wiederaufladung tatsächlich durchgeführt wird, der Speicher 300 zur Initialisierung der im Speicher 300 kumulativ gespeicherten charakteristischen Faktoren und von Anfang an zur erneuten Kumulierung charakteristischer Faktoren betrieben werden.
Die im Speicher 300 kumulativ gespeicherten charakteristischen Faktoren können auch nach der vollständigen Wiederaufladung der Batterie 500 initialisiert werden. Wenn die Ausgangsspannung des LDC 400 etwa auf dem gleichen Wert wie bei der Wiederaufladung gehalten wird, kann davon ausgegangen werden, dass die LDC-Steuerung 200 eine Operation bei hoher elektronischer Last ausführt. Bei der Operation bei hoher elektronischer Last kann die LDC-Steuerung 200 zum Empfangen von Informationen hinsichtlich mindestens entweder eines Scheinwerfers, eines Drahtes, eines Heizdrahtes, eines Gebläses oder eines Kühlgebläses im Fahrzeug über CAN Communication, zum Bestimmen, dass Komponenten mit hoher elektronischer Last benötigt werden,und zur Bereitstellung der gleichen Ausgangsspannung wie im Fall des Ladens der Batterie 500 konfiguriert sein. Wenn eine Zeitspanne, während der der SOC der Batterie 500 ebenfalls gleich oder über einem voreingestellten Wert gehalten wird, während die Ausgangsspannung des LDC 400 auf dem gleichen Wert wie bei der Wiederaufladung gehalten wird, eine voreingestellte Zeit überschreitet, kann bestimmt werden, dass das gleiche Resultat erzielt wird als ob eine Wiederaufladung der Batterie 500 erzielt wird.
2 ist ein Diagramm, das die Änderung des SOC der Batterie 500 zur Erläuterung einer von der LDC-Steuerung ausgeführten Wiederaufladung zeigt. Wie in 2 dargestellt kann der SOC der Batterie 500 im Allgemeinen zwischen ca. 80% und 90% gehalten werden. Zur Verbesserung der Lebensdauer der Batterie 500 wird eine Operation, mit der der Batterie 500 eine hohe Ausgangsspannung zur Erhöhung des SOC auf bis zu ca. 95% bereitgestellt wird, als Wiederaufladung bezeichnet. Die Wiederaufladung kann grundsätzlich erfolgen, wenn mindestens einer der charakteristischen Faktoren eine bestimmte Bedingung erfüllt, während sich ein Hybridfahrzeug über eine vorgegebene Zeit oder länger in einem Vorbereitungszustand befindet (z. B. noch nicht gestartet ist). Selbst wenn jedoch wie oben beschrieben die LDC-Steuerung 200 ein Operation mit hoher elektronischer Last ausführt, um das gleiche Ergebnis wie bei der Wiederaufladung der Batterie 500 zu erzielen, kann die Wiederaufladung unnötig ausgeführt werden.
Die unnötige Wiederaufladung kann ausgeführt werden, da sie auch auf Basis eines spezifischen kumulativen Wertes erfolgen kann. Wie oben beschrieben kann die Wiederaufladung auf Basis von Werten bestimmt werden, die durch kumulatives Zählen, wie oft der SOC der Batterie 500 gleich oder kleiner ist einem voreingestellten Wert, einem Wert, der sich durch Integrieren des Lade- und Entladestroms der Batterie 500 ergibt, der Anzahl der Startvorgänge des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs usw. gewonnen werden. Insbesondere kann der Speicher 300 zum kumulativen Speichern charakteristischer Faktoren konfiguriert sein, und die gespeicherten Informationen können nach dem Abschalten des Fahrzeugverbrennungsmotors kontinuierlich verwaltet werden, bis die Wiederaufladung ausgeführt wird.
Selbst wenn in Betracht gezogen wird, dass die gleiche Operation als eine Wiederaufladung in einer Operation mit einer hohen elektronischen Last vor der Wiederaufladung auf Basis einer Steuer-Prioritätsfolge ausgeführt werden soll, ändern sich die kumulativen Werte der charakteristischen Faktoren nicht unbedingt. Die Wiederaufladung braucht also nicht für die Batterie 500 ausgeführt zu werden, sondern kann auf Basis des kumulativen Wertes während eines Wiederaufladungs-Bestimmungsprozesses mit niedrigerer Priorität als für eine Operation mit hoher elektronischer Last erfolgen.
Die LDC-Steuerschaltung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung kann so konfiguriert sein, dass sie die gleiche Bedingung erkennt, wie wenn die Wiederaufladung der Batterie 500 stattfinden würde und die charakteristischen Faktoren zur Wiederaufladung initialisiert, d. h. die im Speicher 300 kumulativ gespeicherten charakteristischen Faktoren. Die LDC-Steuerschaltung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung kann das Verhältnis der unnötigen Wiederaufladungen der Batterie 500 erheblich verringern, wodurch die Kraftstoffeffizienz eines Fahrzeugs verbessert wird.
3 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines LDC-Steuerverfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung. Das LDC-Steuerverfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung wird anhand der 1 und 3 beschrieben. Wie aus 3 ersichtlich ist, kann der Detektor 100 zum Erfassen der LDC-Ausgangsspannung und charakteristischer Faktoren eines Fahrzeugs konfiguriert sein, um zu bestimmen, ob die Wiederaufladung auszuführen ist (S310). Die charakteristischen Faktoren des Fahrzeugs zur Bestimmung, ob die Wiederaufladung gestartet werden soll, können den SOC der Batterie 500, den Lade- und Entladestrom der Batterie 500, ob ein Fahrzeug-Verbrennungsmotor gestartet wird usw. enthalten.
Der Speicher 300 kann zum kumulativen Speichern der vom Detektor 100 empfangenen charakteristischen Faktoren konfiguriert sein (S320). Der Speicher 300 kann ferner konfiguriert sein zu zählen, wie oft der SOC der Batterie 500 einen voreingestellten Wert unterschreitet sowie die Anzahl der Startvorgänge des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs und die gezählten Werte speichern. Außerdem kann der Speicher 300 zum Integrieren des Lade- und Entladestroms der Batterie 500 und zum kumulativen Speichern des Resultats konfiguriert sein.
Die LDC-Steuerung 200 kann zum Bestimmen, ob die LDC-Ausgangsspannung etwa gleich ist der Ausgangsspannung während der Wiederaufladung (S330) konfiguriert sein. Diese Operation kann wie die Bestimmung verstanden werden, ob eine aktuelle Operation eine Operation mit hoher elektronischer Last mit einer höheren Priorität als der der Wiederaufladung entspricht. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann die LDC-Steuerung 200 zum Empfangen von Informationen hinsichtlich des Zustands eines Scheinwerfers, eines Drahts, eines Heizdrahtes, eines Gebläses und eines Kühlgebläses über CAN Communication konfiguriert sein und zum Bestimmen, dass die Operation mit hoher elektronischer Last ausgeführt wird.
Wenn die LDC-Steuerung 200 die Operation mit hoher elektronischer (JA in S330) ausführt, kann bestimmt werden, ob der SOC einer Batterie gleich oder größer ist einem voreingestellten Wert (S340). Wenn der SOC der Batterie gleich oder größer ist einem voreingestellten Wert, kann dies als der gleiche Effekt wie eine Wiederaufladung gewertet werden, und die LDC-Steuerung 200 kann zur Bestimmung, ob diese Situation eine voreingestellte Zeit oder länger anhält konfiguriert sein (S350).
Die LDC-Steuerung 200 kann ferner konfiguriert sein zu bestimmen, dass die gleiche Operation wie die Wiederaufladung ausgeführt wird und kann deshalb konfiguriert sein, die im Speicher 300 kumulativ gespeicherten charakteristischen Faktoren zu initialisieren (S360), wenn der SOC gleich oder größer ist einem voreingestellten Wert, während die LDC-Ausgangsspannung etwa auf dem gleichen Wert wie die Ausgangsspannung während der Wiederaufladung gehalten wird (JA in S340) und eine voreingestellte Zeit abläuft (JA in S350). Wenn bei den obigen Bestimmungsoperationen die LDC-Ausgangsspannung nicht gleich ist (z. B. verschieden) der Ausgangsspannung während der Wiederaufladung (NEIN in S330), der SOC der Batterie 500 gleich oder kleiner ist als ein voreingestellter Wert (NEIN in S340) oder eine voreingestellte Zeit nicht abläuft (NEIN in Operation S350), kann eine Operation zur periodischen Bestimmung ablaufen (z. B. kann der Prozess kontinuierlich wiederholt werden).
Wie oben beschrieben können eine LDC-Steuerschaltung und ein LDC-Steuerverfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung konfiguriert sein zu bestimmen, dass die gleiche Operation wie eine Wiederaufladung auf Basis eines SOC-Wertes der Batterie 500 und der Zeit während einer Operation mit hoher elektronischer Last ausgeführt wird, und charakteristische Faktoren initialisieren, auf deren Basis eine originale Wiederaufladung ausgeführt wird. Somit kann eine unnötige Wiederaufladung verhindert und die Kraftstoffeffizienz eines Hybridfahrzeugs wirksam verbessert werden.
Die LDC Steuerschaltung gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung kann Faktoren initialisieren, die zur Bestimmung einer Wiederaufladung gezählt wurden, um eine unnötige Wiederaufladung zu verhindern, wenn bestimmt wird, dass die gleiche Operation wie die Wiederaufladung einer Batterie erfolgt. Deshalb kann die Leistungsaufnahme während der Batterie-Wiederaufladung minimiert werden, um die Kraftstoffeffizienz des Hybridfahrzeugs zu verbessern. Das LDC-Steuerverfahren gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung berücksichtigt, dass die gleiche Operation wie die Wiederaufladung ausgeführt wird, wenn eine vorgegebene Bedingung erfüllt wird, während die gleiche LDC-Ausgangsspannung wie bei der Wiederaufladung vorliegt und initialisiert Faktoren zur Ausführung der Wiederaufladung. Deshalb kann der Leistungsverlust minimiert werden, um die Kraftstoffeffizienz des Hybridfahrzeugs zu verbessern.
Obwohl die vorliegende Offenbarung anhand von Ausführungsbeispielen und Zeichnungen derselben speziell dargestellt und beschrieben wird, versteht es sich für den Durchschnittsfachmann, dass verschiedene Änderungen der Form und Einzelheiten vorgenommen werden können, ohne vom Geist der vorliegenden Offenbarung wie in den folgenden Ansprüchen definiert abzuweichen.
Bezugszeichenliste

100: DETEKTOR
200: LDC-STEUERUNG
300: SPEICHER
400: DC/DC-Niederspannungswandler (LDC)
500: BATTERIE

Claims

Steuerschaltung (10) eines Gleichstrom-/Gleichstrom-, DC-DC, Niederspannungswandlers, LDC, (400), aufweisend: einen Detektor (100), der zum Erfassen der Ausgangsspannung des LDC (400) und charakteristischer Faktoren in einem Fahrzeug konfiguriert ist; einen Speicher (300), der zum Empfangen der charakteristischen Faktoren und zum kumulativen Speichern der charakteristischen Faktoren konfiguriert ist, wobei die charakteristischen Faktoren einen Ladezustand, SOC, einer Batterie (500) in einem Fahrzeug, einen Lade- und Entladestrom der Batterie (500) und/oder eine Anzahl von Startvorgängen eines Verbrennungsmotors des Fahrzeugs umfassen; und eine LDC-Steuerung (200), die zum Initialisieren der im Speicher (300) kumulativ gespeicherten charakteristischen Faktoren konfiguriert ist, wenn der SOC der Batterie (500) in dem Fahrzeug auf einem voreingestellten Wert über eine voreingestellte Zeit gehalten wird, während die LDC-Ausgangsspannung auf dem gleichen Wert wie bei einer Wiederaufladung gehalten wird.
LDC-Steuerschaltung (10) nach Anspruch 1, wobei die LDC-Steuerschaltung (10) konfiguriert ist zu bestimmen, ob die Wiederaufladung auf Basis der charakteristischen Faktoren ausgeführt wird.
LDC-Steuerschaltung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Speicher (300) zum Zählen, wie oft der SOC kleiner ist als ein voreingestellter Wert und der Anzahl der Startvorgänge des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs, zum Speichern der gezählten Wert für SOC und Fahrzeug-Verbrennungsmotor, zum Integrieren des Lade- und Entladestroms und zum kumulativen Speichern des durch Integrieren des Lade- und Entladestroms erhaltenen Wertes konfiguriert ist.
LDC-Steuerschaltung (10) nach Anspruch 1, wobei die LDC-Steuerung (200) zum Betreiben des LDC (400) konfiguriert ist, um etwa die gleiche Ausgangsspannung wie bei der Wiederaufladung während einer Operation mit hoher elektronischer Last aufrechtzuerhalten.
LDC-Steuerschaltung (10) nach Anspruch 4, wobei die LDC-Steuerung (200) zum Empfangen von Information hinsichtlich mindestens entweder des Zustands eines Scheinwerfers, eines Scheibenwischers, eines Heizdrahtes, eines Gebläses oder eines Kühlgebläses im Fahrzeug über Controller Area Network, CAN, Communication und zum Ausführen der Operation mit hoher elektronischer Last konfiguriert ist.
Steuerverfahren für einen Gleichstrom-/Gleichstrom-, DC-DC, Niederspannungswandler, LDC, (400), aufweisend: Erfassen (S310) der Ausgangsspannung des LDC (400) und charakteristischer Faktoren in einem Fahrzeug durch einen Detektor (100) und bestimmen, ob eine Wiederaufladung ausgeführt werden soll, wobei die charakteristischen Faktoren einen Ladezustand, SOC, einer Batterie (500) in einem Fahrzeug, einen Lade- und Entladestrom der Batterie (500) und/oder eine Anzahl von Startvorgängen eines Verbrennungsmotors des Fahrzeugs umfassen; Empfangen (S320) der charakteristischen Faktoren in einem Speicher (300) und kumulatives Speichern der charakteristischen Faktoren, Bestimmen (S330) durch eine LDC-Steuerung (200), ob die LDC-Ausgangsspannung etwa auf dem gleichen Wert gehalten wird wie bei der Wiederaufladung; Bestimmen (S350) durch die LDC-Steuerung (200), ob eine Zeitspanne, während der der SOC einer Batterie (500) im Fahrzeug einen voreingestellten Wert und eine voreingestellte Zeitspanne überschreitet; und Initialisieren (S360) der im Speicher (300) kumulativ gespeicherten charakteristischen Faktoren durch die LDC-Steuerung (200).
LDC-Steuerverfahren nach Anspruch 6, wobei das kumulative Speichern (S360) der charakteristischen Faktoren das Zählen, wie oft der SOC kleiner ist als ein voreingestellter Wert und der Anzahl der Startvorgänge des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs und das Speichern der gezählten SOC-Werte und der Startvorgänge des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs, das Integrieren des Lade- und Entladestroms und das kumulative Speichern eines Wertes, der durch Integrieren des Lade- und Entladestroms erhalten wird, enthält.
LDC-Steuerverfahren nach Anspruch 6, ferner aufweisend: Betreiben des LDC (400) durch die LDC-Steuerung (200), um etwa die gleiche Ausgangsspannung wie bei der Wiederaufladung während einer Operation mit hoher elektronischer Last aufrechtzuerhalten.
LDC-Steuerverfahren nach Anspruch 8, ferner aufweisend: Betreiben des LDC (400) durch die LDC-Steuerung (200), um Informationen hinsichtlich mindestens entweder des Zustands eines Scheinwerfers, eines Scheibenwischers, eines Heizdrahtes, eines Gebläses oder eines Kühlgebläses im Fahrzeug über Controller Area Network, CAN, Communication zu empfangen und um die Operation mit hoher elektronischer Last auszuführen.
Nicht flüchtiges computerlesbares Medium mit Programmanweisungen, die von einer Steuerung (200) ausgeführt werden, wobei das computerlesbare Medium aufweist: Programmanweisungen, die die Ausgangsspannung eines Gleichstrom-/Gleichstrom-, DC-DC, Niederspannungswandlers und charakteristische Faktoren in einem Fahrzeug erfassen, um zu bestimmen, ob eine Wiederaufladung auszuführen ist; Programmanweisungen, die die charakteristischen Faktoren empfangen und die charakteristischen Faktoren kumulativ speichern, wobei die charakteristischen Faktoren einen Ladezustand, SOC, einer Batterie (500) in einem Fahrzeug, einen Lade- und Entladestrom der Batterie (500) und/oder eine Anzahl von Startvorgängen eines Verbrennungsmotors des Fahrzeugs umfassen; Programmanweisungen, die bestimmen, ob die LDC-Ausgangsspannung auf dem gleichen Wert gehalten wird wie bei der Wiederaufladung; Programmanweisungen, die bestimmen, ob eine Zeitspanne, während der der SOC einer Batterie (500) im Fahrzeug einen voreingestellten Wert und eine voreingestellte Zeit überschreitet; und Programmanweisungen, die die im Speicher (300) kumulativ gespeicherten charakteristischen Faktoren initialisieren.
Nicht flüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 10, wobei das kumulative Speichern der charakteristischen Faktoren das Zählen, wie oft der SOC kleiner ist als ein voreingestellter Wert und der Anzahl der Startvorgänge des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs und das Speichern der gezählten SOC-Werte und der Startvorgänge des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs, das Integrieren des Lade- und Entladestroms und das kumulative Speichern eines Wertes, der durch Integrieren des Lade- und Entladestroms erhalten wird, enthält.
Nicht flüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 10, ferner aufweisend: Programmanweisungen, die den LDC (400) betreiben, um etwa die gleiche Ausgangsspannung wie bei der Wiederaufladung während einer Operation mit hoher elektronischer Last aufrechtzuerhalten.
Nicht flüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 12, ferner aufweisend: Programmanweisungen, die den LDC (400) betreiben, um Informationen hinsichtlich mindestens entweder des Zustands eines Scheinwerfers, eines Scheibenwischers, eines Heizdrahtes, eines Gebläses oder eines Kühlgebläses im Fahrzeug über Controller Area Network, CAN, Communication zu empfangen und um die Operation mit hoher elektronischer Last auszuführen.