DE102016104646B4 - Verfahren und system zum steuern eines schützes - Google Patents

Verfahren und system zum steuern eines schützes Download PDF

Info

Publication number
DE102016104646B4
DE102016104646B4 DE102016104646.9A DE102016104646A DE102016104646B4 DE 102016104646 B4 DE102016104646 B4 DE 102016104646B4 DE 102016104646 A DE102016104646 A DE 102016104646A DE 102016104646 B4 DE102016104646 B4 DE 102016104646B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
contactor
current
vehicle
level
controller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102016104646.9A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102016104646A1 (de
Inventor
Yue Fan
Andrew J. Namou
Andres V. Mituta
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Publication of DE102016104646A1 publication Critical patent/DE102016104646A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102016104646B4 publication Critical patent/DE102016104646B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/24—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
    • B60W10/26—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means for electrical energy, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14—Conductive energy transfer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/26—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10—Vehicle control parameters
    • B60L2240/36—Temperature of vehicle components or parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/52—Drive Train control parameters related to converters
    • B60L2240/525—Temperature of converter or components thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/545—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2270/00—Problem solutions or means not otherwise provided for
    • B60L2270/10—Emission reduction
    • B60L2270/14—Emission reduction of noise
    • B60L2270/145—Structure borne vibrations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

Verfahren (100), das umfasst, dass:festgestellt wird, dass ein Zustand eines Fahrzeugs (10) entweder ein erregter Zustand oder ein nicht erregter Zustand ist;wobei das Fahrzeug (10) einen Controller (40) in Kommunikation mit einem wiederaufladbaren Energiespeichersystem, RESS, (14) umfasst;wobei das RESS (14) eine wiederaufladbare Energiequelle (16) enthält, die mit mindestens einem Schütz (50) elektrisch verbunden ist;wobei das mindestens eine Schütz (50) in elektrischer Kommunikation mit dem Controller (40) steht und es durch einen dynamischen Betätigungsstrom (80), der durch den Controller (40) bereitgestellt wird, selektiv zwischen einem offenen Zustand und einem geschlossenen Zustand überführt werden kann;wobei in dem offenen Zustand verhindert wird, dass elektrische Leistung durch das mindestens eine Schütz (50) hindurch fließt, und in dem geschlossenen Zustand elektrische Leistung durch das mindestens eine Schütz (50) hindurch fließen kann;wobei das Verfahren (100) ferner umfasst, dass:wenn festgestellt wird, dass der Fahrzeugzustand der nicht erregte Zustand ist:der dynamische Betätigungsstrom (80) für das mindestens eine Schütz (50) beendet wird, um das mindestens eine Schütz (50) in den offenen Zustand zu öffnen; undwenn festgestellt wird, dass der Fahrzeugzustand der erregte Zustand ist:ein gegenwärtiges Niveau des dynamischen Betätigungsstroms (80) an das mindestens eine Schütz (50) geliefert wird;wobei das gegenwärtige Niveau des dynamischen Betätigungsstroms (80) ausreicht, um das mindestens eine Schütz (50) zu dem gegenwärtigen Zeitpunkt in den geschlossenen Zustand zu überführen;mit Hilfe des Controllers (40) ein Parameterwert von mindestens einem Parameter abgefragt wird;wobei eine Änderung des Parameterwerts des mindestens einen Parameters Halte- und Öffnungskräfte beeinflusst, die auf das mindestens eine Schütz (50) ausgeübt werden;ein Vorsteuerungsfaktor für ein vorbestimmtes Vorsteuerungszeitfenster ermittelt wird, wobei der Vorsteuerungsfaktor durch den mindestens einen Parameter definiert wird;festgestellt wird, ob eine Justierung des gegenwärtigen Niveaus des dynamischen Betätigungsstroms (80) durch den Vorsteuerungsfaktor angezeigt wird; undder dynamische Betätigungsstrom (80) von dem gegenwärtigen Niveau auf ein angezeigtes Niveau justiert wird, wenn eine Justierung des dynamischen Betätigungsstroms (80) angezeigt wird;wobei das angezeigte Niveau des dynamischen Betätigungsstroms (80) ausreicht, um das mindestens eine Schütz (50) während des Vorsteuerungszeitfensters in dem geschlossenen Zustand zu halten.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die Offenbarung betrifft allgemein ein Verfahren zum Steuern von Leistung für ein Schütz eines wiederaufladbaren Energiespeichersystems.
  • HINTERGRUND
  • Ein Steckdosenelektrofahrzeug (PEV) ist ein Kraftfahrzeug, das ein wiederaufladbares Energiespeichersystem (RESS) enthält, welches eine wiederaufladbare Energiequelle enthält, etwa eine Batterie, einen Batteriestapel, eine Brennstoffzelle oder eine Hochspannungsbatterie (HV-Batterie), wobei die wiederaufladbare Energiequelle von einer externen Stromquelle aus aufgeladen werden kann, beispielsweise von einer Elektrizitätsquelle außerhalb des PEV. Die in dem wiederaufladbaren Batteriestapel gespeicherte elektrische Energie kann in einem PEV verwendet werden, um einen oder mehrere Elektromotoren mit Leistung zu versorgen, welche Antriebsdrehmoment für den Antriebsstrang des Fahrzeugs bereitstellen, um das Fahrzeug voranzutreiben. Steckdosenelektrofahrzeuge (PEV) umfassen vollständige Elektrofahrzeuge, Batterieelektrofahrzeuge (BEV), Steckdosenhybrid-Fahrzeuge (PHEV) und Umbauten von Hybridelektrofahrzeugen (HEV) und Fahrzeugen mit einer herkömmlichen Brennkraftmaschine zu Elektrofahrzeugen.
  • Das RESS enthält typischerweise einen oder mehrere Trennschalter, welche auch als Hochspannungsschütze (HV-Schütze) oder Schütze bezeichnet sein können, die für die Verbindung der HV-Batterie mit dem Ladegerät und/oder dem Umrichter und/oder dem DC/DC-Wandler und/oder den Hochspannungs-Zubehörlasten, etwa Heizungs- und Kühlungslasten sorgen, wenn das PEV mit Leistung versorgt wird, und die für die Trennung der HV-Batterie von dem PEV-System sorgen, um die HV-Batterie von dem PEV-System zu isolieren, wenn das PEV nicht mit Leistung versorgt wird. Das PEV kann beispielsweise mit Leistung versorgt werden, wenn das PEV-System eingeschaltet ist oder wenn das PEV zum Aufladen an eine externe Stromquelle angesteckt ist. Das PEV wird beispielsweise nicht mit Leistung versorgt, wenn das PEV-System ausgeschaltet ist und die HV-Batterie gerade nicht aufgeladen wird. Wenn das PEV mit Leistung versorgt wird, werden die HV-Schütze typischerweise mit einem statischen oder Nenn-Leistungsniveau erregt, welches ein maximales Leistungsniveau für das HV-Schütz sein kann, um sicherzustellen, dass das HV-Schütz in einem geschlossenen Zustand bleibt, wenn die Stromentnahme bei Hochspannung durch das RESS maximiert ist, beispielsweise bei Bedingungen mit hohem Leistungsbedarf in einem Elektrofahrzeugmodus.
  • Typischerweise wurden HV-Schütze so dimensioniert, dass sie mit einem statischen Maximalleistungsniveau kontinuierlich betrieben werden können, wobei das statische Maximalleistungsniveau das Leistungsniveau ist, das benötigt wird, um ein Solenoid des Schützes in einer geschlossenen Position zu halten, wenn eine elektromagnetische Abstoßungskraft bzw. Blow-Off-Kraft und eine Lorentz-Kraft hoch sind, beispielsweise wenn gerade das maximale HV-Stromniveau durch das RESS entnommen wird, um ein kontinuierliches Geschlossenhalten des Schützes während des Zeitabschnitts sicherzustellen, bei dem der entnommene HV-Strom sich dem maximalen HV-Stromniveau nähert oder sich dort befindet und sich die elektromagnetische Abstoßungskraft und die Lorentz-Kraft, die der Schließkraft des Schützes entgegenwirken, ihre größten Amplituden aufweisen. Das kontinuierliche Betreiben des Schützes bei dem statischen Maximalleistungsniveau erzeugt eine erhöhte Temperatur und Wärme am Schütz und an den Kontakten des Schützes, wobei kontinuierlich Energie verbraucht wird, um das statische Leistungsniveau aufrechtzuerhalten.
  • Die Druckschrift US 2013 / 0 057 219 A1 offenbart eine Stromversorgungsvorrichtung für ein Fahrzeug, die beim Einschalten des Fahrzeugs mit einem Zündschalter ein Schütz schließt, nachdem eine Funktionsprüfung einer Fahrzeugbatterie erfolgreich durchlaufen wurde.
  • In der Druckschrift DE 10 2010 041 275 A1 ist ein Verfahren zur Überprüfung der ordnungsgemäßen Funktionsweise eines Stromsensors in einem Fahrzeug offenbart, bei dem ein Vorladeschütz beim Starten des Fahrzeugs geschlossen wird und ein Stromverlauf von dem Sensor erfasst und mit einem erwarteten Stromverlauf verglichen wird. Wenn eine Abweichung zwischen erfasstem und erwartetem Stromverlauf einen Schwellenwert überschreitet, wird eine Warnung ausgegeben.
  • Die Druckschrift DE 10 2011 005 580 A1 offenbart ein Relais und eine Energiezuführvorrichtung für ein Fahrzeug, bei denen beim Einschalten des Fahrzeugs das Relais in einen ersten Ein-Zustand geschaltet wird, bei dem das Relais über einen integrierten Widerstand geschlossen wird, um ein Vorladen zu ermöglichen. Nach ausreichender Vorladung wird das Relais in einen zweiten Ein-Zustand ohne den integrierten Widerstand geschaltet, und ein Ausschalten des Fahrzeugs erfolgt in der umgekehrten Reihenfolge.
  • In der Druckschrift DE 10 2010 062 249 A1 ist eine Vorrichtung zur Verwendung in einem elektrischen Antriebssystem und ein Verfahren zum Betrieb desselben offenbart, bei denen Batteriesysteme parallel geschaltet sind und über jeweilige Vorladeschaltungen individuell zu- und abgeschaltet werden können, wobei das Zuschalten zunächst über einen Vorladewiderstand erfolgt, der nach abgeschlossenem Vorladen überbrückt wird.
  • Die Druckschrift JP 2009 - 289 671 A offenbart eine Relaissteuerungsvorrichtung, welche eine Wärmeerzeugung in einer Relaisspule verringert, indem sie nach einem Schließen der Relaiskontakte den durch die Relaisspule fliessenden dynamischen Betätigungsstrom reduziert. Wenn das Relais unbeabsichtigt geöffnet wird, etwa aufgrund von Vibrationen, wird der dynamische Betätigungsstrom erhöht, um das Relais wieder zu schließen.
  • In der Druckschrift DE 10 2012 208 122 A1 ist ein Schaltschütz offenbart, an dem zwei verschiedene Gleichspannungen zum Schließen und zum Öffnen von Schützkontakten eingestellt werden können, wodurch eine pulsweitenmodulierte Ansteuerung ermöglicht wird. Diese wiederum erlaubt eine Reduzierung des Mittelwerts des Haltestroms durch eine Schützspule.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Ein Fahrzeug enthält einen Controller in Kommunikation mit einem wiederaufladbaren Energiespeichersystem (RESS). Das RESS enthält eine wiederaufladbare Energiequelle, die mit mindestens einem Schütz elektrisch verbunden ist, wobei das mindestens eine Schütz in elektrischer Kommunikation mit dem Controller steht und selektiv zwischen einem offenen Zustand und einem geschlossenen Zustand durch einen dynamischen Betätigungsstrom, der von dem Controller bereitgestellt wird, betätigbar ist. In dem offenen Zustand wird verhindert, dass elektrische Leistung durch das mindestens eine Schütz hindurchfließt, und in dem geschlossenen Zustand kann elektrische Leistung durch das mindestens eine Schütz hindurchfließen. Ein Verfahren zum Steuern des Betätigens von Leistung an ein Schütz eines wiederaufladbaren Energiespeichersystems umfasst, dass mit Hilfe des Controllers ein Zustand des Fahrzeugs, welches das wiederaufladbare Energiespeichersystem (RESS) enthält, entweder als ein erregter Zustand oder als ein nicht erregter Zustand festgestellt wird. Wenn festgestellt wird, dass der Fahrzeugzustand der nicht erregte Zustand ist, umfasst das Verfahren ferner, dass der dynamische Betätigungsstrom an das mindestens eine Schütz beendet wird, so dass sich das mindestens eine Schütz, wenn der dynamische Betätigungsstrom beendet ist, in dem offenen Zustand befindet.
  • Wenn festgestellt wird, dass der Fahrzeugzustand der erregte Zustand ist, umfasst das Verfahren, dass ein gegenwärtiges Niveau des dynamischen Betätigungsstroms an das mindestens eine Schütz geliefert wird. Das gegenwärtige Niveau des dynamischen Betätigungsstroms reicht aus, um das mindestens eine Schütz zum gegenwärtigen Zeitpunkt in den geschlossenen Zustand zu betätigen. Das Verfahren umfasst ferner, dass mit Hilfe des Controllers ein Parameterwert von mindestens einem Parameter abgefragt wird, wobei eine Änderung bei dem Parameterwert des mindestens einen Parameters Halte- und Öffnungskräfte beeinflusst, die auf das mindestens eine Schütz ausgeübt werden und dass ein Vorsteuerungsfaktor [engl.: Feed Forward Factor] für ein vorbestimmtes Vorsteuerungszeitfenster ermittelt wird, wobei der Vorsteuerungsfaktor durch den mindestens einen Parameter definiert wird. Der Controller stellt fest, ob durch den Vorsteuerungsfaktor eine Justierung an dem gegenwärtigen Niveau des dynamischen Betätigungsstroms angezeigt wird und er justiert, wenn eine Justierung für den dynamischen Betätigungsstrom angezeigt wird, den dynamischen Betätigungsstrom von dem gegenwärtigen Niveau auf ein angezeigtes Niveau. Das angezeigte Niveau des dynamischen Betätigungsstroms reicht aus, um das mindestens eine Schütz während des Vorsteuerungszeitfensters in dem geschlossenen Zustand zu halten.
  • Das Verfahren umfasst ferner, dass mit Hilfe des Controllers eine Anforderung zum Erregen des wiederaufladbaren elektrischen Speichersystems (RESS) aus dem nicht erregten Zustand detektiert wird, wobei das RESS ein Vorladeschütz und ein positives Hauptschütz, die mit der wiederaufladbaren Energiequelle elektrisch parallel verbunden sind, enthält. Auf das Detektieren der Anforderung zum Erregen des RESS hin betätigt der Controller das Vorladeschütz in einen geschlossenen Zustand und dann betätigt er das positive Hauptschütz in einen geschlossenen Zustand. Das positive Hauptschütz wird in einen geschlossenen Zustand betätigt, nachdem der Controller festgestellt hat, dass das Vorladeschütz in dem geschlossenen Zustand einen vorbestimmten Spannungsschwellenwert erreicht hat. Der Controller betätigt das positive Hauptschütz in den geschlossenen Zustand, indem er den dynamischen Betätigungsstrom bei einer maximalen Betätigungsstromgrenze, die für das positive Hauptschütz vorbestimmt ist, bereitstellt. Bei einem Beispiel befindet sich das Fahrzeug in dem nicht erregten Zustand in einem Zustand mit ausgeschaltetem Schlüssel und die Anforderung zum Erregen des RESS ist entweder eine Anforderung, die entweder durch eine externe Stromquelle erzeugt wird, die mit dem RESS elektrisch verbunden ist, oder ein Wecksignal zum Einleiten des Aufladens der wiederaufladbaren Energiequelle oder eine Anforderung zum Einschalten des Fahrzeugs; oder ein Fahrzeug-Schlüssel-Einschaltereignis.
  • In einem Beispiel kann der Parameter die Stromentnahme durch das mindestens eine Schütz hindurch sein. Bei einem Beispiel ist der erregte Zustand ein Fahrzeugbetriebszustand und der mindestens eine Parameter enthält einen Fahrzeugbetriebsparameter, so dass der mindestens eine Parameter eine Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder einen Betriebsmodus des Fahrzeugs, wie etwa einen Modus mit Ladungsentleerung (CD-Modus) oder einen Modus mit Ladungserhaltung (CS-Modus), und/oder mindestens einen Parameter umfassen kann, der durch eine Stoßkraft oder Vibration definiert ist, die auf das mindestens eine Schütz einwirkt. Bei einem Beispiel ist der erregte Zustand ein Zustand mit externem Aufladen und der mindestens eine Parameter umfasst einen Parameter für externes Aufladen, so dass der mindestens eine Parameter einen Ladezustand (SOC) der wiederaufladbaren Energiequelle und/oder einen Parameter, der durch eine Stromentnahme aus der externen Stromquelle, welche mit der wiederaufladbaren Energiequelle selektiv verbunden ist, und/oder einen oder mehrere Temperaturzustände innerhalb des RESS enthalten kann.
  • Der Controller kann den dynamischen Betätigungsstrom justieren, indem er den dynamischen Betätigungsstrom mit einer Impulsbreitenmodulationsfrequenz (PWM-Frequenz) moduliert. Die PWM-Frequenz kann durch das Vorsteuerungszeitfenster definiert werden. In einem Beispiel weist das Vorsteuerungszeitfenster eine vorbestimmte Zeitspanne in einem Bereich von 12 bis 25 Millisekunden auf. Bei einem anderen Beispiel weist das Vorsteuerungszeitfenster eine vorbestimmte Zeitspanne von weniger als 12 Millisekunden auf. Der Controller ist ausgestaltet, um den dynamischen Betätigungsstrom zwischen einer minimalen Leistungsgrenze und einer maximalen Leistungsgrenze zu justieren, wenn sich das Fahrzeug in einem erregten Zustand befindet, wobei die maximale Leistungsgrenze niedriger als eine Leistungsklassifizierung des mindestens einen Schützes ist und die minimale Leistungsgrenze größer als ein Abfall-Leistungsniveau des mindestens einen Schützes ist. Die vorstehenden Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich leicht aus der folgenden genauen Beschreibung der besten Arten, um die Erfindung auszuführen, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen wird.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines beispielhaften Systems, das ein wiederaufladbares Energiespeichersystem (RESS) mit mindestens einem Schütz enthält;
    • 2 ist eine schematische Zeichnung eines Betätigungsstroms, der über die Zeit an das Schütz geliefert wird, das in dem RESS von 1 enthalten ist; und
    • 3 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Steuern des Betätigungsstroms beschreibt, der an den Aktor von 1 geliefert wird.
  • GENAUE BESCHREIBUNG
  • Mit Bezug auf die Zeichnungen, bei denen gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um gleiche oder identische Komponenten in den verschiedenen Ansichten zu bezeichnen, veranschaulicht 1 ein Steckdosenelektrofahrzeug (PEV) mit einem elektrifizierten Antriebsstrang 12 und einem wiederaufladbaren Energiespeichersystem (RESS) 14, das eine wiederaufladbare Energiequelle 16 enthält. Die wiederaufladbare Energiequelle 16 kann als Beispiel als Hochspannungsbatterie (HV-Batterie), als Batteriestapel oder als Brennstoffzelle ausgestaltet sein, welche von einer externen Elektrizitätsquelle aus, die mit einem Steckdosenelektrofahrzeug (PEV) 10 selektiv verbunden ist, und/oder durch einen Elektromotor/Generator 18, wenn der Motor/Generator 18 in seiner Eigenschaft als Generator betrieben wird, wiederaufgeladen werden kann. Als Beispiel, das nicht einschränken soll, wird die wiederaufladbare Energiequelle 16 hier als Hochspannungsbatterie (HV-Batterie) bezeichnet. Die elektrische Energie, die in der HV-Batterie 16 gespeichert ist, kann in dem PEV 10 verwendet werden, um einen oder mehrere Elektromotoren zu betreiben, welche beispielsweise den Motor/Generator 18 umfassen, wenn der Motor/Generator 18 in seiner Eigenschaft als Motor betrieben wird, um Antriebsdrehmoment zum Vorantreiben des Fahrzeugs 10 bereitzustellen. In dem Beispiel, das in 1 gezeigt ist, ist das PEV 10 als Hybridelektrofahrzeug (HEV) ausgestaltet. Es versteht sich, dass dieses Beispiel keine Einschränkung darstellt und dass das PEV als Hybridelektrofahrzeug (HEV), als Batterieelektrofahrzeug (BEV), als Elektrofahrzeug mit vergrößerter Reichweite (EREV) oder als ein anderes elektrifiziertes Kraftfahrzeug ausgestaltet sein kann, welches ein wiederaufladbares Energiespeichersystem (RESS) enthält, das eine HV-Batterie 16 enthält.
  • Das PEV 10 enthält ein Getriebe 20, das mit einer durch Kraftstoff angetriebenen Kraftmaschine 22 verbunden ist, welche eine Kraftmaschinenausgabewelle 24 aufweist, die mit einer Eingabewelle 26 des Getriebes 20 wirksam verbunden ist, um Drehmoment für die Achse 28 der Antriebsräder 30 über eine Ausgabewelle 32 des Getriebes 20 bereitzustellen. Das Getriebe 20 kann ein beliebiges geeignetes Getriebe sein, so dass das PEV 10 nach Wunsch ein Vollhybrid, ein Mildhybrid oder eine andere Konstruktion eines HEV sein kann. Beispielsweise kann das PEV 10 ein vollständiges Elektrofahrzeug sein, so dass die Kraftmaschine 22 wie in 1 gezeigt optional sein kann. Als Beispiel, das nicht einschränken soll, kann das PEV 10 in einem Modus mit Ladungsentleerung (CD-Modus), in einem Modus mit Ladungserhaltung (CS-Modus) und in einem Auflademodus betrieben werden.
  • In dem Modus mit Ladungsentleerung (CD-Modus) verwendet das PEV 10 die elektrische Energie von der HV-Batterie 16, um das Fahrzeug 10 voranzutreiben. In dem Modus mit Ladungsentleerung (CD-Modus) kann das Fahrzeug 10 entweder in einem vollständigen Elektromodus (Elektromodus), bei dem das Fahrzeug 10 nur durch Energie mit Leistung versorgt wird, die in der HV-Batterie 16 gespeichert ist, oder in einem Modus mit vergrößerter Reichweite (ERM) betrieben werden, bei dem das Fahrzeug 10 durch Elektrizität mit Leistung versorgt wird, die von der Kraftmaschine 22 erzeugt wird. In dem Modus mit Ladungserhaltung (CS-Modus) verwendet das PEV 10 nur Energie, die hauptsächlich von der mit Kraftstoff betriebenen Kraftmaschine 22 stammt, um das Fahrzeug 10 voranzutreiben und bewahrt (z.B. behält) folglich die Batterieladung der HV-Batterie 16 auf dem dann aktuellen Ladezustand (SOC). Als Beispiel kann die Kraftmaschine 22 eine Brennkraftmaschine sein. Während das PEV 10 in einem Auflademodus betrieben wird, verwendet das PEV 10 Energie von der Kraftmaschine 22, die an den Motor/Generator 18 übertragen wird, um die HV-Batterie 16 in dem RESS 14 aufzuladen, wobei der Motor/Generator 18 im Generatormodus verwendet wird. Während des Fahrzeugbetriebs kann das PEV 10 zwischen dem Auflademodus, dem Modus mit Ladungsentleerung (CD-Modus) und dem Modus mit Ladungserhaltung (CS-Modus) umschalten.
  • Mit Hilfe eines Gleichrichter/Wechselrichter-Moduls (PIM) 34 ist der Motor/Generator 18 mit dem RESS 14 elektrisch verbunden. Das PIM 34 kann allgemein ausgestaltet sein, um nach Bedarf DC-Leistung in AC-Leistung und umgekehrt umzuwandeln. Die HV-Batterie 16 kann mit Hilfe des Motors/Generators 18 selektiv wiederaufgeladen werden, wenn der Motor/Generator 18 in seiner Eigenschaft als Generator betrieben wird. In dem gezeigten Beispiel steht der Motor/Generator 18 über die Getriebeeingabewelle 26 in mechanischer Verbindung mit dem Getriebe 20. Das Getriebe 20 kann eine Vielzahl rotierender Zahnräder, Kupplungen und anderer (nicht gezeigter) Komponenten enthalten, welche entweder alleine oder in Kombination die Getriebeeingabewelle 26 selektiv mit der Getriebeausgabewelle 32 koppeln können.
  • Die HV-Batterie 16 ist über eine Batterieunterbrechungseinheit (BDU) 38 mit einem Fahrzeugschnittstellensteuerungsmodul (VICM) 36 verbunden. Das VICM 36 ist mit einem Antriebsstrangcontroller 40 elektrisch verbunden. Das PEV 10 enthält ferner eine Zubehörstromquelle 42, welche eine Energiespeichervorrichtung mit relativ niedriger Spannung (LV-Energiespeichervorrichtung), etwa eine Batterie mit 12 V ist, und welche in einem Beispiel, das nicht einschränken soll, hier als LV-Batterie 42 bezeichnet ist. Die LV-Batterie 42 ist mit dem VICM 36 und mit dem Antriebsstrangcontroller 40 elektrisch verbunden und sie ist geeignet, um sowohl das VICM 36 als auch den Antriebsstrangcontroller 40 mit Leistung zu versorgen.
  • Der Motor/Generator 18, das Getriebe 20 und die Kraftmaschine 22 können mit dem Antriebsstrangcontroller 40 in elektrischer Kommunikation stehen. Bei einer Ausgestaltung kann der Antriebsstrangcontroller 40 beispielsweise ein Kraftmaschinensteuerungsmodul 44 (ECM 44) zum Steuern des Betriebs der Kraftmaschine 22, ein Hybridsteuerungsmodul 46 (HCM 46) zum Steuern des Betriebs des Motors/Generators 18 und/oder ein Getriebesteuerungsmodul 48 (TCM 48) zum Steuern des Betriebs des Getriebes 20 enthalten. Der Antriebsstrangcontroller 40 kann als ein oder als mehrere digitale Computer oder Datenverarbeitungsvorrichtungen ausgeführt sein, die einen oder mehrere Mikrocontroller oder zentrale Verarbeitungseinheiten (CPUs), Festwertspeicher (ROM), Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), elektrisch löschbaren programmierbaren Festwertspeicher (EEPROM), einen Hochgeschwindigkeits-Taktgeber, Analog/Digital-Schaltungen (A/D-Schaltungen), Digital/Analog-Schaltungen (D/A-Schaltungen), Eingabe/Ausgabe-Schaltungen (I/O-Schaltungen) und/oder Signalaufbereitungs- und Pufferelektronik aufweisen. Das ECM 44, das HCM 46 und das TCM 48 können als Software oder Hardware ausgeführt sein und sie können voneinander physikalisch getrennt sein oder auch nicht. In einer Ausgestaltung können die Module 44, 46, 48 abgegrenzte Funktionen sein, die von den gleichen physikalischen Strukturen des Antriebsstrangcontrollers 40 ausgeführt werden. In einer anderen Ausgestaltung kann jedes Modul 44, 46, 48 seiner eigenen Hardwarerechenvorrichtung zugewiesen sein. Unabhängig davon kann jedes Modul 44, 46, 48 in digitaler Kommunikation mit den anderen Modulen 44, 46, 48 stehen, um das Gesamtverhalten des Antriebsstrangs 12 des Fahrzeugs zu koordinieren. Jedes Modul 44, 46, 48 kann ausgestaltet sein, um eine oder mehrere Steuerungs/Verarbeitungsroutinen automatisch auszuführen, die als Software oder Firmware ausgeführt sein können, welche mit dem Modul 44, 46, 48 verbunden sind. Es sei angemerkt, dass diese spezielle Ausgestaltung der „Module“ hier der Klarheit halber beschrieben wird. In der Praxis jedoch kann jede spezielle Funktion, die als innerhalb eines der Module befindlich beschrieben ist, von einem anderen Modul ausgeführt werden oder alternativ können alle Funktionen einfach von dem Controller 40 ohne eine separate Identifizierung der Module ausgeführt werden.
  • In dem gezeigten Beispiel steht das VICM 36 in elektrischer Kommunikation mit dem Antriebsstrangcontroller 40, dem PIM 34, einem Ladegerät 52, einem DC/DC-Wandler 54, einem Heizungsmodul 56 und einem Kühlungsmodul 58, und mit einem oder mehreren Schützen 50 in dem RESS 14, welche ein oder mehrere Schütze 50 in der BDU 38 umfassen. Das VICM 36 kann ausgestaltet sein, um den Betrieb des PIM 34, des Ladegeräts 52, des DC/DC-Wandlers 54, des Heizungsmoduls 56, des Kühlungsmoduls 58 und des einen oder der mehreren Schütze 50 innerhalb des RESS 14 zu steuern. Das Steuern des einen oder der mehreren Schütze 50 umfasst das Steuern der Betätigungskraft, die auf jedes der Schütze 50 von einem jeweiligen Aktor 60 ausgeübt wird, indem beispielsweise das Niveau der Betätigungsleistung oder des Betätigungsstroms gesteuert wird, die bzw. der an jedes jeweilige Schütz 50 geliefert wird, um jedes jeweilige Schütz 50 zwischen einem offenen Zustand und einem geschlossenen Zustand zu betätigen. Das VICM 36 kann als ein oder als mehrere digitale Computer oder Datenverarbeitungsvorrichtungen ausgeführt sein, der bzw. die einen oder mehrere Mikrocontroller oder zentrale Verarbeitungseinheiten (CPUs), Festwertspeicher (ROM), Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), elektrisch löschbaren programmierbaren Festwertspeicher (EEPROM), einen Hochgeschwindigkeits-Taktgeber, Analog/Digital-Schaltungen (A/D-Schaltungen), Digital/Analog-Schaltungen (D/A-Schaltungen), Eingabe/Ausgabe-Schaltungen (I/O-Schaltungen) und/oder Signalaufbereitungs- und Pufferelektronik aufweisen. Das VICM 36 kann Software oder Hardware zum Steuern des Betriebs des PIM 34, des Ladegeräts 52, des DC/DC-Wandlers 54, des Heizungsmoduls 56, des Kühlmoduls 58 und des einen oder der mehreren Schütze 50 innerhalb des RESS 14 enthalten, wobei die ausgeführte Software oder Hardware zum Steuern jedes dieser Elemente voneinander physikalisch getrennt sein können oder auch nicht. In einer Ausgestaltung kann das Steuern des PIM 34 und/oder des Ladegeräts 52 und/oder des DC/DC-Wandlers 54 und/oder des Heizungsmoduls 56 und/oder des Kühlungsmoduls 58 und/oder des einen oder der mehreren Schütze 50 durch voneinander abgegrenzte Funktionen bereitgestellt werden, die durch die gleichen physikalischen Strukturen des VICM 36 ausgeführt werden. In einer anderen Konfiguration kann die Steuerung des PIM 34, des Ladegeräts 52, des DC/DC-Wandlers 54, des Heizungsmoduls 56, des Kühlungsmoduls 58 und des einen oder der mehreren Schütze 50 ihren jeweiligen eigenen Hardwarerechenvorrichtungen zugewiesen sein, wobei die Kombination dieser Vorrichtungen das VICM 36 definiert. Unabhängig davon ist das VICM 36 ausgestaltet, um das Gesamtverhalten des RESS 14 zu koordinieren, so dass das VICM 36 ausgestaltet sein kann, um eine oder mehrere Steuerungs/Verarbeitungsroutinen automatisch auszuführen, die als Software oder Firmware ausgeführt sein können, welche mit dem VICM 36 verbunden sind, einschließlich des Verfahrens 100, das in 3 gezeigt ist, ohne aber darauf beschränkt zu sein. Es wird angemerkt, dass die spezielle Ausgestaltung des VICM 36, des Antriebsstrangcontrollers 40, des ECM 44, des HCM 46 und des TCM 48, beispielsweise der „Module“ hier so der Klarheit halber beschrieben wird. In der Praxis jedoch kann jede spezielle Funktion, die so beschrieben ist, dass sie innerhalb eines der Module liegt, von einem anderen Modul ausgeführt werden, oder alternativ können alle Funktionen einfach entweder von dem VICM 36 oder von dem Antriebsstrangcontroller 40 ausgeführt werden, ohne eine separate Identifikation des bzw. der Module, welche die spezielle Funktion ausführen.
  • DAS PIM 34, der DC/DC-Wandler 54, das Heizungsmodul 56, das Kühlungsmodul 58, das Ladegerät 52 und das eine oder die mehreren Schütze 50 stehen in elektrischer Kommunikation mit dem VICM 36 innerhalb des RESS 14. Das PIM 34 kann allgemein ausgestaltet sein, um nach Bedarf DC-Leistung in AC-Leistung und umgekehrt umzuwandeln. Der DC/DC-Wandler 54 ist ausgelegt, um eine Zufuhr von DC-Leistung von einem Hochspannungsniveau auf ein Niederspannungsniveau und umgekehrt umzuwandeln, so wie es durch das VICM 36 bestimmt wird. Die Heizungs- und Kühlungsmodule 56, 58 sind jeweils ausgestaltet, um ein Aufheizen und Kühlen des RESS 14 bereitzustellen und sie können als Hochlastvorrichtungen gekennzeichnet sein, beispielsweise als Hochspannungslasten, die während eines Betriebs des Fahrzeugs 10 selektiv durch die HV-Batterie 14 mit Leistung versorgt werden. Das Ladegerät 52 steht in elektrischer Kommunikation mit einem Ladeanschluss 70, ist damit beispielsweise elektrisch verbunden. Der Ladeanschluss 70 ist zur selektiven Aufnahme eines (nicht gezeigten) Ladeverbinders ausgestaltet, der mit einer externen Elektrizitätsquelle verbunden werden kann, zur selektiven Verwendung beim Aufladen der HV-Batterie 16 des PEV 10. Die externe Elektrizitätsquelle kann mit Hilfe einer Ladestation für Elektrofahrzeuge (EV-Ladestation) oder einer anderen Ladestelle, etwa einer elektrischen Steckdose, die mit einem Stromversorgungsnetz verbunden ist, bereitgestellt sein.
  • Die Ladestelle kann einen (nicht gezeigten) Ladeverbinder enthalten, welcher mit dem Ladeanschluss 70 des RESS 14 verbunden werden kann. Die Ladestelle ist ausgestaltet, um über eine Verbindung, die zwischen dem Ladeverbinder und dem Ladeanschluss 70 hergestellt wird, ein Steuerungspilotsignal auszugeben, welches über das Ladegerät 52 durch das VICM 36 empfangen wird und von dem VICM 36 verwendet wird, um das Aufladen der HV-Batterie 16 während eines Batterieladeereignisses zu steuern. Das Steuerungspilotsignal, das hier auch als Ladepilotsignal bezeichnet wird, ist ausgestaltet, um Eigenschaften der externen Elektrizitätsquelle für das VICM 36 zu identifizieren. Das VICM 36 kann das Ladepilotsignal verwenden, um die mit dem RESS 14 über den Ladeanschluss 70 verbundene externe Elektrizitätsquelle durch Modus und/oder Typ zu identifizieren, und/oder um die Stromkapazität der externen Stromquelle, welche zum Aufladen der HV-Batterie 16 zur Verfügung steht, zu identifizieren. Beispielsweise kann das Ladepilotsignal die externe Stromquelle als eine externe Stromquelle des SAE-Level 1 (240 Volt) oder als eine externe Stromquelle des SAE-Level 2 mit höherer Spannung (z.B. eine Schnelllade-Stromquelle mit 500 Volt DC) identifizieren. Als Beispiel kann sich das Ladepilotsignal auf der Grundlage von Zuständen, die durch die externe Leistungsquelle und die HV-Batterie 16 definiert sind, verändern. Beispielsweise kann sich das Ladepilotsignal auf der Grundlage des Ladestroms verändern, welcher durch den Aufenthaltsort festgelegt sein kann, beispielsweise als ein Ladestrom mit 8 Ampere (8 A) oder 10 Ampere (10 A) aus einer Steckdose mit 120 Volt (120 V). Beispielsweise kann sich das Ladepilotsignal verändern, um anzuzeigen, dass die externe Stromquelle mit dem Ladeanschluss 70 und dem RESS 14 verbunden wurde, wobei die Veränderung als Wecksignal für das VICM 36 interpretiert werden kann, um das VICM 36 zu wecken, um das Aufladen der HV-Batterie 16 während eines Ladeereignisses zu steuern. Das VICM 36 kann programmiert sein, um selektiv Anweisungen zum Steuern des Aufladens der HV-Batterie 16 auszuführen. Die Anweisungen können beispielsweise eine oder mehrere Anweisungen zum Betätigen eines oder mehrerer der Schütze 50 in eine geschlossene Position während des Aufladens der HV-Batterie 16, zum Steuern des Niveaus des Energieflusses von der externen Stromquelle an die HV-Batterie 16 während eines Aufladens der HV-Batterie 16, zum Unterbrechen des Aufladens der HV-Batterie 16 nach dem Aufladen der HV-Batterie 16 auf einen vorbestimmten Ladezustand (SOC) und zum Öffnen des einen oder der mehreren Schütze 50, nachdem das Aufladen der HV-Batterie 16 nicht fortgesetzt wird, enthalten.
  • In dem gezeigten Beispiel enthält das RESS 14 eine Vielzahl von Schützen 50, welche ausgestaltet sind, um die HV-Batterie 16 mit anderen Komponenten des RESS 14 zu verbinden und sie davon zu trennen. Jedes Schütz 50 ist durch eine Schützsteuerungsschaltung 72, die hier auch als Steuerungsschaltung 72 bezeichnet wird, mit dem VICM 36 verbunden. In dem nicht einschränkenden Beispiel, das in 1 gezeigt ist, enthält das RESS 14 ein negatives Hauptschütz (HV-) 50A, welches durch die Steuerungsschaltung 72A mit dem VICM 36 elektrisch verbunden ist, ein Vorladeschütz 50B, welches durch die Steuerungsschaltung 72B mit dem VICM 36 elektrisch verbunden ist, ein positives Hauptschütz (HV+) 50C, welches durch die Steuerungsschaltung 72C mit dem VICM 36 elektrisch verbunden ist und ein positives Ladeschütz 50D, welches durch die Steuerungsschaltung 72D mit dem VICM 36 elektrisch verbunden ist. Das negative Hauptschütz 50A ist hier auch als das (HV-) Schütz bezeichnet und das positive Hauptschütz 50C ist hier auch als das (HV+) Schütz bezeichnet. Das in 1 gezeigte Beispiel ist nicht einschränkend und es versteht sich, dass mehr oder weniger Schütze 50 als diejenigen, die in 1 dargestellt sind, in dem RESS 14 und/oder in dem Fahrzeug 10 enthalten sein können. Der Klarheit halber wird in der Beschreibung auf ein Schütz 50 im Singular Bezug genommen, oder auf eine Vielzahl von Schützen 50, wenn Funktionen, Eigenschaften, Betriebsarten usw. beschrieben werden, welche allen Schützen 50A, 50B, 50C, 50D der Vielzahl der Schütze 50 gemeinsam sind. Beispielsweise enthält jedes Schütz 50 einen Aktor 60. Beim Beschreiben einer Funktion, einer Eigenschaft, einer Betriebsart usw., welche für ein jeweiliges der Schütze 50A, 50B, 50C, 50D spezifisch ist, wird das jeweilige spezifische Schütz 50A, 50B, 50C oder 50D in der Beschreibung angegeben. Beispielsweise befindet sich das Vorladeschütz 50B in Reihe mit einem Vorladewiderstand 66. Das Vorladeschütz 50B kann außerdem als Gleichstrombus (DC-Bus) oder als Hochspannungs-DC-Stromschiene (HV-DC-Stromschiene) bekannt oder bezeichnet sein. Analog wird in der Beschreibung auf eine Steuerungsschaltung 72 im Singular oder auf die Vielzahl von Steuerungsschaltungen 72 Bezug genommen, wenn Funktionen, Eigenschaften, Betriebsarten usw. beschrieben werden, die allen Steuerungsschaltungen 72A, 72B, 72C, 72D gemeinsam sind. Beispielsweise sind alle Steuerungsschaltungen 72 mit dem VICM 36 elektrisch verbunden. Beim Beschreiben einer Funktion, Eigenschaft, Betriebsart usw., die für eine jeweilige der Steuerungsschaltungen 72A, 72B, 72C, 72D spezifisch ist, wird die jeweilige spezielle Steuerungsschaltung 72A, 72B, 72C, 72D in der Beschreibung gekennzeichnet. Beispielsweise sendet das VICM 36 einen Betätigungsstrom mit Hilfe der Steuerungsschaltung 72B an das Vorladeschütz 50B.
  • Wie in 1 gezeigt ist, enthält das RESS 14 eine Batterieunterbrechungseinheit (BDU) 38, welche das Vorladeschütz 50B in Reihe mit einem Vorladewiderstand 66 enthält, die beide parallel mit dem (HV+) Schütz 50A verbunden sind, wobei das (HV+) Schütz 50A und das Vorladeschütz 50B angeordnet sind, um die positive (+) Leitung der HV-Batterie 16 vom Rest des RESS 14 zu trennen, so dass verhindert wird, dass ein Strom aus der HV-Batterie 16 herausfließt, wenn sich sowohl das (HV+) Schütz 50A als auch das Vorladeschütz 50B in einem offenen Zustand befinden. Bei einem Normalbetrieb des PEV 10 wird die HV-Batterie 16 online gestellt, z.B. verbunden, indem das VICM 36 dem Vorladeschütz 50 ein Signal zum Schließen sendet, beispielsweise, indem es zu Beginn einen Betätigungsstrom mit Hilfe der Steuerungsschaltung 72B an das Vorladeschütz 50B sendet, während das (HV+) Schütz 50A offen bleibt, so dass die HV-Batterie 16 auf gesteuerte Weise online gestellt werden kann und ohne das (HV+) Schütz 50A und/oder das VICM 36 einem Einschaltstrom von der HV-Batterie 16 auszusetzen. Nach dem Schließen des Vorladeschützes 50B wird Strom aus der HV-Batterie 16 über den Vorladewiderstand 66 an das Vorladeschütz 50B geleitet, so dass verhindert wird, dass das (HV+) Schütz 50A, das VICM 36 und die übrigen elektrischen Komponenten des RESS 14 bei einer anfänglichen elektrischen Verbindung der HV-Batterie 16 einem Einschaltstrom direkt ausgesetzt werden. Sobald das Vorladeschütz 50B einen vorbestimmten Spannungsschwellenwert erreicht hat, betätigt dann das VICM 36 das (HV+) Schütz 50A, um es zu schließen, und das Vorladeschütz 50B, um es anschließend zu öffnen, so dass nach dem anfänglichen Einschalten und während eines Normalbetriebs ein Strom aus der HV-Batterie 16 über das positive Hauptschütz (HV+) Schütz 50A, welches durch den Betätigungsstrom, der von dem VICM 36 geliefert wird, in einem geschlossenen Zustand gehalten wird, an das RESS 14 fließt. In dem Beispiel, das in 1 gezeigt ist, werden das negative Hauptschütz (HV-) Schütz 50C und das Ladeschütz 50D nach Bedarf zum Öffnen oder Schließen durch das VICM 36 über die Steuerungsschaltung 72C betätigt, wenn entweder das Vorladeschütz 50B oder das (HV+) Schütz 50A über die Steuerungsschaltungen 72B bzw. 72A von dem VICM 36 zum Öffnen oder Schließen betätigt werden. In dem Beispiel, das in 1 gezeigt ist, ist das (HV-) Schütz 50C so angeordnet, dass es die negative (-) Leitung der HV-Batterie 16 unterbricht, wenn sich das (HV-) Schütz 50C in einem offenen Zustand befindet, so dass verhindert wird, dass ein Strom aus der HV-Batterie 16 durch das PIM 34 und die Heizungs- und Kühlungsmodule 56, 58 hindurch fließt. In dem Beispiel, das in 1 gezeigt ist, enthält das RESS 14 ferner ein Ladeschütz 50D, das so angeordnet ist, dass es die negative (-) Leitung der HV-Batterie 16 unterbricht, wenn sich das Ladeschütz 50D in einem offenen Zustand befindet, so dass verhindert wird, dass ein Strom aus der HV-Batterie 16 durch das Ladegerät 52 und durch den DC/DC-Wandler 54 hindurchfließt, und dass es die negative (-) Leitung der HV-Batterie 16 unterbricht, wenn sich das Ladeschütz 50D in einem offenen Zustand befindet, so dass verhindert wird, dass ein Strom aus einer externen Ladequelle, die über den Ladeanschluss 70 angeschlossen ist, zu der HV-Batterie 16 fließt.
  • Jedes der Schütze 50 enthält einen Aktor 60 zum Betätigen einer Bewegung eines beweglichen Kontakts 62 zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position. In der offenen Position ist der bewegliche Kontakt 62 von einem feststehenden Kontakt 64 entfernt positioniert, so dass durch das Schütz 50 hindurch keine Elektrizität geleitet werden kann. Das Schütz 50 befindet sich in einem „offenen Zustand“, wenn sich der bewegliche Kontakt 62 in der offenen Position befindet und verhindert wird, dass Elektrizität durch das Schütz 50 hindurch geleitet wird. In der geschlossenen Position befindet sich der bewegliche Kontakt 62 in Kontakt mit dem feststehenden Kontakt 64, so dass Elektrizität durch das Schütz 50 hindurchgeleitet werden kann. Das Schütz 50 befindet sich in einem „geschlossenen Zustand“, wenn sich der bewegliche Kontakt 62 in der geschlossenen Position befindet, so dass Elektrizität durch das Schütz 50 hindurchgeleitet werden kann. Das RESS 14 kann eine Vielzahl von Schützen 50 enthalten, wobei jedes der Schütze 50 ausgestaltet ist, um die HV-Batterie 16 von einem Teil und/oder von speziellen Elementen des RESS 14 und/oder des Fahrzeugs 10 elektrisch zu isolieren.
  • In einem Beispiel ohne Einschränkung enthält der Aktor 60 einen Elektromagnet, der durch eine Betätigungskraft betätigt werden kann, die von dem VICM 36 bereitgestellt wird, welche hier auch als Betätigungsleistung bezeichnet sein kann. Die von dem VICM 36 bereitgestellte Betätigungskraft kann hier als Beispiel ohne Einschränkung mit Hilfe des Niveaus des Betätigungsstroms ausgedrückt werden, der durch das Niveau der Betätigungskraft bestimmt wird, die von dem VICM 36 bereitgestellt wird. In einem Beispiel ist der Aktor 60 ein Solenoid, welches, wenn es durch den Betätigungsstrom betätigt wird, eine Schließkraft auf den beweglichen Kontakt 62 ausübt, um den beweglichen Kontakt 62 zu dem feststehenden Kontakt 64 hin zu bewegen, indem beispielsweise ein (nicht gezeigter) Kolben des Solenoids gegen den beweglichen Kontakt 62 ausgefahren wird, wenn das Solenoid betätigt wird. Der Aktor 60 kann hier als Beispiel ohne Einschränkung als Solenoid bezeichnet sein. Als Beispiel ohne Einschränkung kann der feststehende Kontakt 64 als ein (nicht gezeigtes) Anschlusspaar ausgestaltet sein, wobei eine Bewegung des beweglichen Kontakts 62 durch das Solenoid 60 bewirkt, dass der bewegliche Kontakt 62 einen gleichzeitigen Kontakt mit beiden Anschlüssen herstellt, um die Hochspannungsschaltung zu schließen. Die von dem Aktor 60 zu einem beliebigen Zeitpunkt t ausgeübte Schließkraft ist proportional zu dem Niveau der Betätigungsleistung, die zu diesem Zeitpunkt t durch das VICM 36 bereitgestellt wird, beispielsweise nimmt die Schließkraft, die von dem Aktor 60 auf den beweglichen Kontakt ausgeübt wird, zu, wenn das Niveau des Betätigungsstroms, das von dem VICM 36 an den Aktor 60 geliefert wird, zunimmt, und die Schließkraft, die von dem Aktor 60 auf den beweglichen Kontakt 62 ausgeübt wird, nimmt ab, wenn das Niveau des Betätigungsstroms, der von dem VICM 36 an den Aktor 60 bereitgestellt wird, abnimmt. Das Niveau der Schließkraft, die zum Schließen des Schützes 50 benötigt wird, beispielsweise, um den beweglichen Kontakt 62 in Kontakt mit dem feststehenden Kontakt 64 zu bewegen und um den beweglichen Kontakt 60 in Kontakt mit dem feststehenden Kontakt 64 zu halten, um das Schütz 50 in einem geschlossenen Zustand zu halten, kann mit der Zeit variieren, so dass das Niveau der Betätigungsleistung die zum Bereitstellen der Schließkraft benötigt wird, mit der Zeit variieren wird. Beispielsweise kann der bewegliche Kontakt 62 ein Vorspannelement enthalten, welches ein mechanisches Vorspannelement wie etwa eine Feder sein kann, das ausgestaltet ist, um den beweglichen Kontakt 62 in die offene Position vorzuspannen, so dass das Vorspannelement eine Öffnungskraft entgegengesetzt zu der Schließkraft ausübt, die von dem Aktor 60 ausgeübt wird. Die anfängliche Schließkraft, um das Schütz 50 von einem offenen Zustand aus zu schließen, beispielsweise, um eine Bewegung oder ein „Anziehen“ des beweglichen Kontakts 62 zu dem feststehenden Kontakt 64 hin einzuleiten, die hier auch als die Anzugskraft bezeichnet ist, muss ausreichend hoch sein, um die Öffnungskraft zu überwinden, die von dem Vorspannelement ausgeübt wird. Nachdem das Schütz 50 geschlossen ist, ist die Schließkraft zum Halten des Schützes in dem geschlossenen Zustand (die Haltekraft) kleiner als die Anzugkraft, sofern der Einfluss anderer Faktoren nicht vorhanden ist, etwa Fahrzeugzustände und/oder Fahrzeugparameter, die elektrische Zustände innerhalb des RESS 14 umfassen, wie etwa eine Stromentnahme aus der HV-Batterie, welche alle eine Öffnungskraft auf das Schütz 50 ausüben können, die das Niveau der Haltekraft beeinflusst, die benötigt wird, um das Schütz 50 in einer geschlossenen Position zu halten, wenn das RESS 14 erregt wird, z.B. während eines Fahrzeugbetriebs und/oder während eines Aufladeereignisses.
  • Jedes Schütz 50 ist durch eine Leistungsklassifizierung und eine Abfallleistung gekennzeichnet, die durch die Konfiguration des jeweiligen Schützes 50 definiert sind. Die Leistungsklassifizierung kann für jedes Schütz 50 beispielsweise als Stromklassifizierung und Spannungsklassifizierung des jeweiligen Schützes 50 ausgedrückt werden. Als Beispiel wird ein größer dimensioniertes Schütz 50 eine relativ höhere Leistungsklassifizierung als ein relativ kleiner dimensioniertes Schütz 50 aufweisen. Die „Leistungsklassifizierung“ ist, so wie dieser Begriff hier verwendet wird, das Leistungsniveau, welches durch das Schütz hindurchgeleitet werden kann, wobei die Temperaturklassifizierung des Schützes eingehalten wird, wobei die Temperaturklassifizierung die Temperaturgrenze ist, bei welcher das Schütz betrieben werden kann, um eine temperaturbezogene Verschlechterung des Schützes zu vermeiden. Die „Anzugsleistung“ ist, so wie dieser Begriff hier verwendet wird, das minimale Leistungsniveau, beispielsweise ein Anzugsstrom, das benötigt wird, um das Schütz 50 aus seiner offenen (nicht erregten) Position in die geschlossene Position zu betätigen. Die „Halteleistung“ ist, so wie dieser Begriff hier verwendet wird, das minimale Leistungsniveau, z.B. ein Haltestrom, das benötigt wird, um nach einem anfänglichen Anziehen des Schützes 50 aus der offenen Position in die geschlossene Position das erregte Schütz 50 in seiner geschlossenen Position zu halten. Die „Abfallleistung“ ist, so wie dieser Begriff hier verwendet wird, das maximale Leistungsniveau, z.B. der Abfallstrom, unter welchem das erregte Schütz 50 zu seiner offenen Position zurückkehren wird, beispielsweise das minimale Leistungsniveau, welches an das erregte Schütz angelegt werden muss, um zu verhindern, dass das erregte Schütz in seine offene Position zurückkehrt, sofern andere Faktoren abwesend sind, welche eine Öffnungskraft auf das Schütz 50 ausüben können, etwa Stöße und Vibrationen, die bei Fahrzeugbetriebszuständen auf das Schütz 50 ausgeübt werden, welche zu einem Hüpfen und/oder einem Anstieg der Öffnungskraft führen können, die an der Kontaktschnittstelle zwischen dem beweglichen Kontakt 62 und dem feststehenden Kontakt 64 ausgeübt wird. In einem Beispiel ohne Einschränkung zeigt 2 die an ein Schütz 50 des RESS 14 gelieferte Betätigungsleistung in Übereinstimmung mit dem Verfahren 100, das in dem Flussdiagramm dargestellt ist, welches in 3 gezeigt ist, wobei die vertikale Achse die Amplitude (A) der Leistung zeigt, die durch das VICM 36 an das Schütz 50 angelegt wird, z.B. die Betätigungsleistung 80, zu einem Zeitpunkt t, der auf der horizontalen Achse gezeigt ist. In dem gezeigten Beispiel ist die Leistungsklassifizierung des Schützes 50 durch eine Linie 76 angezeigt und das Abfall-Leistungsniveau ist durch eine Linie 78 angezeigt. Wie in 2 gezeigt ist, steuert das VICM 36 unter Verwendung des in 3 gezeigten Verfahrens 100 die Betätigungsleistung 80, die an das Schütz 50 geliefert, z.B. angelegt wird, zwischen einer „maximalen Leistungsgrenze“, die durch eine Linie 86 angezeigt ist, und einer „minimalen Leistungsgrenze“, die durch eine Linie 82 angezeigt ist. Die „durchschnittliche Betätigungsleistung“ über die Zeitspanne hinweg, die durch die in 2 gezeigte graphische Darstellung dargestellt ist, ist durch eine Linie 84 angezeigt. Die maximale Leistungsgrenze, die minimale Leistungsgrenze und die durchschnittliche Betätigungsleistung können hier mit Hilfe des Stroms ausgedrückt sein, da der Strom mit der Leistung in Beziehung steht, beispielsweise können sie jeweils als eine maximale Stromgrenze, eine minimale Stromgrenze und als ein durchschnittlicher Betätigungsstrom ausgedrückt sein.
  • Die maximale Leistungsgrenze 86 ist durch die Leistungsklassifizierung 76 des Schützes 50 und durch die Anzugsleistung des Schützes 50 definiert, so dass die maximale Leistungsgrenze 86 um eine obere Spanne kleiner als die Leistungsklassifizierung 76 ist und größer als die Anzugsleistung ist. Die obere Spanne, z.B. die Differenz zwischen der Leistungsklassifizierung 76 und der maximalen Leistungsgrenze 86 kann durch ein vorbestimmtes Verhältnis der Leistungsklassifizierung 76 zu der maximalen Leistungsgrenze 86 definiert sein, das hier als das Verhältnis der oberen Spanne bezeichnet wird. Als Beispiel ohne Einschränkung ist das Verhältnis der oberen Spanne größer oder gleich 1,2 und kleiner oder gleich 1,5. Das Schütz 50 ist so ausgelegt, dass die maximale Leistungsgrenze 86 bei dem vorbestimmten Verhältnis der oberen Spanne größer als die Anzugsleistung ist, die zum anfänglichen Schließen des Schützes 50 benötigt wird, wenn das Schütz 50 aus einem nicht erregten Zustand heraus erregt wird. Die minimale Leistungsgrenze 82 wird durch das Abfall-Leistungsniveau 78 des Schützes 50 definiert, so dass die minimale Leistungsgrenze 82 um eine untere Spanne größer als das Abfall-Leistungsniveau 78 ist. Die untere Spanne, z.B. die Differenz zwischen dem Abfall-Leistungsniveau 78 und der minimalen Leistungsgrenze 82 kann durch ein vorbestimmtes Verhältnis der minimalen Leistungsgrenze 82 zu dem Abfall-Leistungsniveau 78 definiert sein, das hier als das Verhältnis der unteren Spanne bezeichnet wird. Als Beispiel ohne Einschränkung ist das Verhältnis der unteren Spanne größer oder gleich 1,2 und kleiner oder gleich 1,5.
  • Fahrzeugzustände und/oder Fahrzeugparameter, die eine Öffnungskraft auf das Schütz 50 ausüben, welche das Niveau der Schließkraft beeinträchtigen können, die benötigt wird, um den beweglichen Kontakt 62 anfänglich zu schließen und/oder ihn mit dem feststehenden Kontakt 64 in einem geschlossenen Zustand in Kontakt zu halten, umfassen als Beispiel ohne Einschränkung das Niveau der Stromentnahme durch das Schütz 50 hindurch aus der HV-Batterie 16 heraus, wenn das RESS 14 erregt wird, und Stoß- und Vibrationskräfte, die auf das Schütz 50 durch Fahrzeugbetriebszustände ausgeübt werden, die an der Kontaktschnittstelle ein Hüpfen zwischen dem beweglichen Kontakt 62 und dem feststehenden Kontakt 64 veranlassen können. Bei höherem Niveau der Stromentnahme sind die Lorentz-Kräfte und/oder die elektromagnetischen Abstoßungskräfte, die wie Öffnungskräfte auf das Schütz 50 wirken, höher als bei relativ niedrigeren Niveaus der Stromentnahme. Das Niveau der Stromentnahme durch das Schütz 50 hindurch kann mit einer Variation der elektrischen Last an dem RESS 14 und an Komponenten desselben, aufgrund von Fahrzeugbetriebszuständen, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Betriebstemperatur usw. variieren. Wenn das Fahrzeug 10 beispielsweise in einem vollständig elektrischen Modus oder in einem Modus mit vergrößerter Reichweite (ERM) betrieben wird, z.B. in einem Modus mit Ladungsentleerung (CD-Modus), steigt die elektrische Last an dem RESS 14 und das Niveau der Stromentnahme aus der HV-Batterie 16 durch das Schütz 50 hindurch an, wenn der Leistungsbedarf durch den Motor/Generator 18 und/oder die Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigt. Beispielsweise steigt die Stromentnahme bei Betriebszuständen mit elektrisch weit geöffneter Drosselklappe (WOT-Betriebszuständen) erheblich an. Die Stromentnahme während eines Aufladeereignisses kann variabel und proportional zu dem Ladezustand der HV-Batterie 16 und/oder zu der Aufladerate sein. Beispielsweise ist die Stromentnahme durch das Schütz 50 hindurch während eines Schnellladens der HV-Batterie 16 und/oder während eines Aufladens der HV-Batterie 16 bei einem niedrigen Ladezustand (SOC) höher als bei einem Zustand, bei dem die Stromentnahme durch das Schütz 50 hindurch relativ niedriger ist. Beispielsweise kann die Stromentnahme durch das Schütz 50 hindurch relativ niedriger sein, wenn das Fahrzeug 10 in einem Modus mit Ladungserhaltung (CS-Modus) betrieben wird und/oder wenn die HV-Batterie 16 während eines Aufladeereignisses einen relativ höheren SOC aufweist, wobei das Ladegerät 52 Leistung von einer externen Quelle über den Ladeanschluss 70 bei einem Leistungsniveau liefern kann, das ausreicht, um ein vorbestimmtes SOC-Niveau der HV-Batterie 16 aufrechtzuerhalten, beispielsweise am Ende eines Aufladezyklus. Stoß- und Vibrationskräfte, die an das Schütz 50 übertragen werden, welche als Öffnungskräfte auf das Schütz 50 wirken können, sind bei bestimmten Betriebszuständen, etwa beim Fahren des Fahrzeugs 10 über holprige Straßen und/oder bei Geschwindigkeiten, bei denen Vibrationsniveaus, die durch das Fahrzeug 10 hindurch an das Schütz 50 geleitet werden, erhöht sein können, im Vergleich mit anderen Betriebszuständen höher, etwa bei einer Fahrt des Fahrzeugs 10 über ebene Straßen und/oder bei Geschwindigkeiten, bei denen Vibrationsniveaus verringert sind.
  • Das Fahrzeug 10 enthält eine Vielzahl von Sensoren 68, die mit dem VICM 36 in Kommunikation stehen, um die jeweiligen Parameter zu übermitteln, die von jedem der jeweiligen Sensoren 68 erfasst werden, welche von dem VICM 36 verwendet werden können, um die Öffnungskräfte zu ermitteln, die Zuständen des Fahrzeugs 10 zuzuschreiben sind, so dass das VICM 36 Vorsteuerungsverfahren verwenden kann, um die Betätigungsleistung 80, die an das Schütz 50 geliefert werden muss, zu dem Zeitpunkt zu ermitteln, an dem die Fahrzeugzustände und/oder Parameter von den Sensoren 68 und/oder von dem VICM 36 detektiert werden. 1 zeigt in einem Beispiel, das nicht einschränken soll, eine Vielzahl von Sensoren 68 in Kommunikation mit dem VICM 36 und/oder mit dem Antriebsstrangcontroller 40. Einer oder mehrere der Sensoren 68 kann bzw. können ausgestaltet sein, um Parameter des Antriebsstrangs 12 zu erfassen, welche Parameter der Kraftmaschine 22, des Getriebes 20, des Motors/Generators 18, der Eingabe- und Ausgabewellen 26, 24, 32, der Achse 28 usw. umfassen, aber nicht darauf beschränkt sind, und um die erfassten Parameter an den Antriebsstrangcontroller 40 zu übermitteln, zur Übermittlung an das VICM 36 über den Antriebsstrangcontroller 40. Beispielsweise kann einer oder können mehrere der Sensoren 68 ausgestaltet sein, um eine Fahrzeuggeschwindigkeit, ein Bremsen, Vibrationen, Stöße, Temperatur usw. zu erfassen. Einer oder mehrere der Sensoren 68 können ausgestaltet sein, um Parameter des RESS 14 zu erfassen, welche die Stromentnahme aus der HV-Batterie 16, die Stromentnahme durch das Ladegerät 52, die Stromentnahme durch den Ladeanschluss 70, die Stromentnahme durch jedes der jeweiligen Schütze 50 hindurch, ein Ladepilotsignal, das über den Ladeanschluss 70 von einer externen Ladequelle empfangen wird, wobei das Ladepilotsignal ein Wecksignal für das VICM 36 enthalten kann, die Temperatur der HV-Batterie 16 und/oder des Ladegeräts 52 und/oder der Schütze 50 usw., die elektrische Last des Heizungsmoduls 56 und/oder des Kühlungsmoduls 58 und/oder andere elektrische Parameter, Temperaturparameter oder andere Betriebsparameter der verschiedenen Komponenten des RESS 14, das in 1 gezeigt ist, umfassen, aber nicht darauf beschränkt sind. Es versteht sich, dass die Anzahl, Anordnung und Ausgestaltung der Sensoren 68, die in 1 gezeigt und/oder hier beschrieben sind, keine Einschränkung darstellen und dass das Fahrzeug 10 mehr oder weniger Sensoren 68 mit verschiedenen Konfigurationen enthalten kann, die notwendig sind, um das Verfahren 100 auszuführen, das in 3 gezeigt und hier beschrieben ist.
  • Das VICM 36 ist ausgestaltet, um eine Betätigungsleistung 80 für jedes der Schütze 50 bereitzustellen, wobei das VICM 36 die Betätigungsleistung, welche in einem veranschaulichenden Beispiel als der Betätigungsstrom 80 bezeichnet wird, über die Zeit unter Verwendung einer Vorsteuerung auf der Grundlage von Parametern, die durch die Sensoren 68 detektiert werden, und von Algorithmen, Nachschlagetabellen, Prozessen usw. variieren kann, die in dem Speicher des VICM 36 gespeichert sind und von dem VICM 36 in Übereinstimmung mit einem nicht einschränkenden Verfahren 100, das in 3 gezeigt ist, ausgeführt werden können. Das VICM 36 variiert den Betätigungsstrom 80 über die Zeit, so dass der Betätigungsstrom 80 als dynamisch bezeichnet sein kann, beispielsweise in Ansprechen auf Veränderungen bei Betriebszuständen und Parametern des Fahrzeugs 10, der HV-Batterie 16 und/oder des RESS 14 von dem VICM 16 verändert werden kann. Als Beispiel kann das VICM 36 eine Impulsbreitenmodulation (PWM) verwenden, um die Betätigungsleistung zu variieren, die von dem VICM 36 an jedes der Schütze 50 bereitgestellt wird, indem das PWM-Tastverhältnis der Betätigungsleistung 80 für jedes jeweilige Schütz 50 mit einer PWM-Frequenz variiert wird, die durch das VICM 36 bestimmt wird. Als Beispiel kann die PWM-Frequenz durch ein Vorsteuerungszeitfenster im Bereich von 12 bis 25 Millisekunden definiert sein. In einem anderen Beispiel kann die PWM-Frequenz durch ein Vorsteuerungszeitfenster definiert sein, das kleiner als 12 Millisekunden ist. Das VICM 36 kann einen oder mehrere Algorithmen, Nachschlagetabellen, Prozesse usw. enthalten, um die Betätigungsleistung für jedes der Schütze 50 in dem RESS 14 in Ansprechen auf Veränderungen bei Fahrzeugzuständen und/oder Fahrzeugparametern mit einer PWM-Frequenz zu modulieren, beispielsweise in Übereinstimmung mit dem Verfahren 100, das in 3 gezeigt ist, unter Verwendung von Vorsteuerungsparametern, die durch das VICM 36 bestimmt und/oder an das VICM 36 geliefert werden. Beispielsweise können die Vorsteuerungsparameter, die durch das VICM 36 bestimmt und/oder von diesem empfangen werden, eine Stromentnahme durch die verschiedenen Elemente des RESS 14, welche eine HV-Batterie-Stromentnahme der HV-Batterie 16 umfasst, Ladeparameter beim Aufladen der HV-Batterie 16 über den Ladeanschluss 70 und das Ladegerät 52 von einer externen Stromquelle und/oder beim Aufladen über den Motor/Generator 18 und das PIM 34, einen Ladezustand (SOC) der HV-Batterie 16, die Temperatur der HV-Batterie 16 und/oder des Ladegeräts 52 und/oder von einem oder mehreren der Schütze 50, der BDU 38 usw. umfassen. Vorsteuerungsparameter, die von dem VICM 36 bestimmt und/oder von diesem empfangen werden, können die Fahrzeuggeschwindigkeit, Informationen zum Fahrzeugbremsen, Stoßparameter, Vibrationsparameter, Rauhigkeitsparameter und/oder andere Antriebsstrangbetriebsparameter umfassen, welche Betriebsparameter des Motors/Generators 18 beim Betrieb des Fahrzeugs 10 in einem Modus mit Ladungsentleerung (CD-Modus) und/oder einem Modus mit Ladungserhaltung (CS-Modus) umfassen. In einem nicht einschränkenden veranschaulichenden Beispiel ist ein PWM-Tastverhältnis für die Betätigungsleistung 80, die von dem VICM 36 an eines der Schütze 50 über eine Zeitspanne hinweg bereitgestellt wird, in 2 gezeigt, wobei der Fahrzeugzustand zu einem Zeitpunkt t0 derart ist, dass das Fahrzeug 10 nicht erregt wird, z.B. das Fahrzeug 10 nicht mit Leistung versorgt wird (sich in einem Zustand mit ausgeschaltetem Schlüssel befindet) und die HV-Batterie 16 gerade nicht aufgeladen wird, so dass zum Zeitpunkt t0 das Niveau der Betätigungsleistung 80 für die Schütze 50 Null ist, z.B. keines der Schütze 50 betätigt wird und sich in einer offenen Position befindet.
  • Wie hier in weiterem Detail beschrieben und durch 2 und 3 veranschaulicht wird, bestimmt das VICM 36 die Vielzahl der Parameter des PEV 10 (PEV-Parameter) in Echtzeit unter Verwendung einer Eingabe von der Vielzahl der Sensoren 86 und/oder Controllern in dem Fahrzeug 10, welche das VICM 35, den Antriebsstrangcontroller 40 usw. umfassen, und es führt ein Vorsteuerungsverfahren aus, das in 3 schematisch gezeigt ist, um die Betätigungsleistung 80, welche an jedes der Schütze 50 geliefert wird, beispielsweise unter Verwendung von PWM auf der Grundlage der PEV-Parameter zu modulieren, so dass die Betätigungsleistung 80 über die Zeit hinweg dynamisch ist und in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten PWM-Frequenz moduliert wird und wie es durch einen oder mehrere Algorithmen und/oder Prozesse bestimmt wird, die durch das Verfahren 100 veranschaulicht sind, das in 3 gezeigt ist. Die Betätigungsleistung 80 kann hier mit Hilfe des Betätigungsstroms 80 ausgedrückt werden, der von dem VICM 36 an das Schütz 50 geliefert wird.
  • Mit Bezug auf 2 und 3 wird das in 3 gezeigte Verfahren 100 bei Schritt 105 eingeleitet, wobei sich das Fahrzeug 10 in einem nicht erregten Zustand befindet, z.B. in einem Zustand mit ausgeschalteter Leistung. In dem nicht erregten oder leistungslosen Zustand befindet sich das Fahrzeug 10 in einem Zustand mit ausgeschaltetem Schlüssel und es wird weder betrieben noch empfängt es Leistung von einer externen Leistungsquelle, die mit dem Fahrzeug 10 verbunden ist, beispielsweise wird in dem leistungslosen Zustand die HV-Batterie 16 nicht durch eine externe Stromquelle aufgeladen und/oder sie ist nicht über den Ladeanschluss 70 mit der externen Stromquelle verbunden. In dem nicht erregten Zustand befindet sich jedes der Schütze 50 in einer offenen Position, so dass die HV-Batterie 16 vom Rest des RESS 14 elektrisch isoliert ist. Bei Schritt 105 detektiert das Fahrzeug 10 mit Hilfe des VICM 36 direkt oder mit Hilfe eines anderen Controllers des Fahrzeugs 10, etwa des Antriebsstrangcontrollers 40 in Kommunikation mit dem VICM 36, eine Anforderung zum Erregen des Fahrzeugs 10 aus dem nicht erregten Zustand heraus, beispielsweise zum Einschalten des Fahrzeugs 10 aus dem ausgeschalteten Zustand heraus, um das Fahrzeug 10 zu betreiben oder um das Fahrzeug 10 unter Verwendung einer externen Stromquelle aufzuladen. Beispielsweise kann das VICM 36 bei Schritt 105 eine Erregungsanforderung in der Form eines Zündungsereignisses detektieren, etwa eines Schlüssel-Einschalt-Ereignisses, z.B. des Einschaltens einer oder mehrerer elektrischer Komponenten und/oder Antriebsstrangkomponenten des Fahrzeugs 10, um das Fahrzeug 10 in einem Fahrzeugbetriebszustand mit Leistung zu versorgen. Alternativ kann das VICM 36 bei Schritt 105 eine Erregungsanforderung in der Form eines Wecksignals detektieren, das von einer externen Stromquelle erzeugt wird, die über den Ladeanschluss 70 mit dem RESS 14 und dem VICM 36 verbunden ist, wobei das Wecksignal, welches durch ein Ladesteuerungssignal definiert sein kann, dem VICM 36 signalisiert, dass es aus einem nicht erregten Zustand aufwachen soll und ein Aufladeereignis einleiten soll, bei dem sich das Fahrzeug 10 in einem Zustand mit externen Aufladen befindet. Das Beispiel eines Wecksignals stellt keine Einschränkung dar und das Fahrzeug 10 kann eine Erregungsanforderung beispielsweise durch das Erfassen einer Verbindung des Fahrzeugs 10 mit einer externen Stromquelle beispielsweise durch einen Sensor 68 des Fahrzeugs detektieren, der für diesen Zweck ausgestaltet ist, durch einen Zeitgeber, der für diesen Zweck bereitgestellt wurde, oder durch ein Signal eines drahtlosen lokalen Netzwerks (wLAN-Signal), das von dem Fahrzeug 10 empfangen wird.
  • Das Verfahren 100 geht von Schritt 105 zu Schritt 110 weiter, wobei das VICM 36 ein anfängliches Schließen der Schütze 50 in einer Vorladesequenz betätigt, um die HV-Batterie 16 auf gesteuerte Weise und ohne das (HV+) Schütz 50A und/oder das VICM 36 einem Einschaltstrom von der HV-Batterie 16 auszusetzen, online zu stellen. In dem in 1 gezeigten nicht einschränkenden Beispiel ist jedes der Schütze 50A, 50B, 50C, 50D durch eine jeweilige Leistungs-(Strom-)Klassifizierung, einen Anzugsstrom, und einen Abfallstrom gekennzeichnet, die durch die Konfiguration definiert sind und/oder für das jeweilige Schütz 50A, 50B, 50C, 50D angegeben sind. Bei einem Beispiel sind die jeweiligen Leistungs-(Strom-)Klassifizierungen, Anzugsströme und Abfallströme jedes jeweiligen Schützes 50A, 50B, 50C, 50D im Speicher des VICM 36 gespeichert und können von dort geholt werden. Eine jeweilige vorbestimmte maximale Stromgrenze und vorbestimmte minimale Stromgrenze für jedes der Schütze 50A, 50B, 50C, 50D ist im Speicher des VICM 36 gespeichert und kann durch das VICM 36 aus dem Speicher geholt werden, zur Verwendung beim Steuern einer Betätigung der Schütze 50. In einem Beispiel können die jeweiligen Leistungs-(Strom-)Klassifizierungen, Anzugsströme, Abfallströme, maximalen Stromgrenzen und vorbestimmten minimalen Stromgrenzen für jedes jeweilige Schütz 50 in einer oder mehreren Nachschlagetabellen gespeichert sein, die für das VICM 36 zugänglich sind. Die Nachschlagetabellen können in dem VICM 36 und/oder in einem Controller des Fahrzeugs 10, der in dem VICM 36 in Kommunikation steht, gespeichert sein.
  • Bei Schritt 110 sendet das VICM 36 einen Vorladebetätigungsstrom an das Vorladeschütz 50B, um das Vorladeschütz 50B zu schließen, während das (HV+) Schütz 50A offen bleibt, wobei der Vorladebetätigungsstrom, der an das Vorladeschütz 50B geliefert wird, größer oder gleich dem Anzugsstrom des Vorladeschützes 50B und kleiner als die Leistungsklassifizierung des Vorladeschützes 50B ist. Durch das Schließen des Vorladeschützes 50B wird Strom aus der HV-Batterie 16 über den Vorladewiderstand 66 zu dem Vorladeschütz 50B geleitet, so dass verhindert wird, dass das (HV+) Schütz 50A, das VICM 36 und die restlichen elektrischen Komponenten des RESS 14 einem Einschaltstrom bei einer anfänglichen elektrischen Verbindung der HV-Batterie 16 direkt ausgesetzt werden. Schritt 110 fährt damit fort, dass das VICM 36 nach dem Feststellen, dass das Vorladeschütz 50B einen vorbestimmten Spannungsschwellenwert erreicht hat, das (HV+) Schütz 50A in eine geschlossene Position betätigt, indem es einen anfänglichen Betätigungsstrom an das (HV+) Schütz 50A liefert, welcher größer oder gleich dem Anzugsstrom und kleiner als die Leistungsklassifizierung des (HV+) Schützes 50A ist. In einem Beispiel ist der anfängliche Betätigungsstrom der maximale Betätigungsstrom, der durch das VICM 36 für das (HV+) Schütz 50A bestimmt wurde. Nach dem Schließen des (HV+) Schützes 50A wird das Vorladeschütz 50B geöffnet, indem der Vorladebetätigungsstrom auf ein Stromniveau reduziert wird, das niedriger als das Abfallstromniveau des Vorladeschützes 50B ist, und/oder indem der Vorladebetätigungsstrom beendet wird. Nach dem oder gleichzeitig mit dem Schließen des (HV+) Schützes 50A liefert das VICM 36 einen anfänglichen Betätigungsstrom an die verbleibenden Schütze 50 in dem RESS 14, welche in dem in 1 gezeigten Beispiel das (HV-) Schütz 50C und das Ladeschütz 50D umfassen. In einem Beispiel ist der anfängliche Betätigungsstrom, der jeweils an jedes der Schütze 50C, 50D geliefert wird, das jeweilige maximale Stromniveau, das für den jeweiligen Schütz 50C, 50D vorgestimmt wurde. Das Bereitstellen des anfänglichen Betätigungsstroms bei dem maximalen Stromniveau für das jeweilige Schütz 50C, 50D stellt einen anfänglichen Kontakt her, welcher einen relativ besseren, beispielsweise stabileren, Kontakt für den Rest des Fahrzyklus bereitstellen kann.
  • Das Verfahren 100 geht von Schritt 110 über die Schritte 115 bis 160 in einer Schleife weiter, wobei das Verfahren 100 in einem Beispiel durch die Schritte 115 bis 160 in der Weise einer Vorsteuerung und mit einem vorbestimmten Zeitintervall in einer Schleife läuft, welches durch die PWM-Frequenz, die von dem VICM 36 verwendet wird, um die jeweilige Betätigungsleistung 80 zu modulieren, die für jedes jeweilige Schütz 50 bereitgestellt wird, und/oder durch das Vorsteuerungszeitfenster definiert sein kann. Jeder der Schritte 115 bis 160 wird auf jedes der Schütze 50 in dem RESS 14 angewendet, um eine jeweilige dynamische Betätigungsleistung 80, wie in 2 gezeigt ist, für jedes der Schütze 50 zu bestimmen. Die Schritte 115 bis 160 können von dem VICM 36 für jedes der Vielzahl von Schützen 50 unter Verwendung von Fahrzeugparameterdaten gleichzeitig ausgeführt werden, welche von dem VICM 36 bei jedem Schleifenzyklus der Schritte 115 bis 160 ermittelt werden. Es versteht sich, dass sich jedes der Schütze 50 von mindestens einem der anderen der Schütze 50 dadurch unterscheiden kann, dass es anders ausgestaltet ist und/oder ein anderes Niveau eines Betriebsparameters zeigt, etwa einer tatsächlichen Betriebstemperatur oder einer Stromentnahme, die mit einer Abtastfrequenz bei einer Verwendung in dem Fahrzeug 10 ermittelt oder gemessen wurde und/oder dadurch, dass es eine Leistungs-(Strom)-Klassifizierung, ein Anzugsstromniveau, ein Abfallstromniveau, eine maximale Stromgrenze und/oder eine minimale Stromgrenze aufweist, die sich von mindestens einem anderen der Schütze 50 unterscheidet, und derart, dass das dynamische Betätigungsstromniveau 80, das von dem VICM 36 für jedes der Vielzahl von Schützen 50 während jedes Schleifenzyklus des Verfahrens 100 bestimmt wird, für jedes der Schütze 50 verschieden sein kann. Zur Klarheit der Darstellung werden die Schritte 115 bis 160 hier so beschrieben, wie sie auf ein beispielhaftes Schütz 50 angewendet werden. In einem Beispiel ohne Einschränkung werden die Schritte 115 bis 160 mit Bezug auf das (HV+) Schütz 50A und auf die graphische Darstellung in 2 beschrieben, welche die dynamische Betätigungsleistung 80 veranschaulicht, die für das (HV+) Schütz 50A über eine Zeitspanne t hinweg, die in 2 veranschaulicht ist, bereitgestellt wird.
  • Mit Bezug auf 2 und 3 wird bei Schritt 115 der Fahrzeugzustand des Fahrzeugs 10 entweder als Fahrzeugbetriebszustand oder als Zustand mit externem Aufladen oder als nicht erregter Zustand bestimmt. Wenn festgestellt wird, dass das Fahrzeug 10 sich in einem nicht erregten Zustand befindet, beispielsweise das Fahrzeug aus einem Betriebszustand mit einem Schlüssel ausgeschaltet wurde und sich in einem Nichtladezustand befindet, so dass es keinen Stromfluss bezüglich der HV-Batterie 16 gibt, dann geht das Verfahren zu Schritt 120 weiter. Bei Schritt 120 beendet das VICM 36 einen Betätigungsstrom an jedes der Schütze 50, so dass der Betätigungsstrom an jedes der Schütze 50 unter das Abfallniveau jedes jeweiligen Schützes 50 fällt, um das Schütz 50 zu öffnen und die HV-Batterie 16 von dem elektrischen System des RESS 14 und von dem Fahrzeug 10 elektrisch zu isolieren. Von Schritt 120 aus kehrt das Verfahren zu Schritt 105 zurück, wobei bei Schritt 105 das Fahrzeug 10 in dem nicht erregten Zustand die Detektion einer Erregungsanforderung überwacht.
  • Wenn bei Schritt 115 festgestellt wird, dass sich das Fahrzeug 10 in einem Fahrzeugbetriebszustand befindet, beispielsweise in einem Zustand mit eingeschaltetem Schlüssel, so dass zumindest ein Teil des elektrischen Systems des Fahrzeugs erregt ist, geht das Verfahren zu Schritt 125 weiter. Bei Schritt 125 fragt das VICM 36 ab, um einen oder mehrere Fahrzeugbetriebsparameter zu ermitteln, wobei das Abfragen zum Ermitteln des einen oder der mehreren Fahrzeugbetriebsparameter(s) das Empfangen einer Eingabe von einem oder mehreren der Sensoren 68, von anderen Controllern in dem Fahrzeug 10, etwa dem Antriebsstrangcontroller 40 usw. umfassen kann. Die Fahrzeugbetriebsparameter können in einem vorbestimmten Zeitintervall abgefragt werden, wobei das vorbestimmte Zeitintervall durch das Vorsteuerungszeitfenster und/oder durch die PWM-Frequenz, die zum Modulieren des dynamischen Betätigungsstroms 80 verwendet wird und/oder durch eine vorbestimmte Abtastfrequenz, die für den jeweiligen Parameter festgelegt wurde, usw. definiert sein kann. Die Fahrzeugbetriebsparameter, die von dem VICM 36 bei Schritt 125 abgefragt werden, umfassen Parameter, welche die Halte- und Öffnungskräfte beeinflussen können, die auf das Schütz 50 ausgeübt werden, welche wie vorstehend beschrieben Parameter wie etwa das Niveau der Stromentnahme durch das Schütz 50 hindurch, wobei das Niveau der Stromentnahme die Größe einer elektromagnetischen Abstoßungskraft und von Lorentz-Kräften an der Kontaktschnittstelle zwischen dem beweglichen Kontakt 62 und dem feststehenden Kontakt 64 beeinflusst, die Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs 10, den Betriebsmodus des Fahrzeugs 10, welcher beispielsweise ein Modus mit Ladungsentleerung (CD-Modus), ein Modus mit Ladungserhaltung (CS-Modus), ein vollständiger elektrischer Modus, ein Modus mit vergrößerter Reichweite (ERM) usw., Stoßkräfte, die auf das Schütz 50 einwirken, welche als Beispiel ohne Einschränkung aus der Interaktion des Fahrzeugs 10 mit einer holprigen, unregelmäßigen oder nicht kontinuierlichen Straßenoberfläche resultieren können, Vibrationskräfte, die auf das Schütz 50 einwirken, welche als Beispiel ohne Einschränkung aus der Interaktion des Fahrzeugs 10 mit einer holprigen, unregelmäßigen oder nicht kontinuierlichen Straßenoberfläche, aus Fahrzeugoberwellen oder Interaktionen von Fahrzeugkomponenten, die eine Vibration in dem Fahrzeug aktivieren, einer Fahrzeugfederung, einem Fahrzeugantriebsstrang usw. resultieren können, welche durch die Struktur des Fahrzeugs 10 hindurchgeleitet werden, um auf das Schütz 50 einzuwirken, Betriebstemperaturen des Fahrzeugs 10, die Umgebungsbetriebstemperaturen und lokale Betriebstemperaturniveaus von einer oder mehreren Komponenten des RESS 14, welche die HV-Batterie 16, die Schütze 50 und das Ladegerät 52 umfassen, aber nicht darauf beschränkt sind, usw. umfassen können.
  • Bei Schritt 130 werden die von dem VICM 36 bei Schritt 125 gesammelten Parameterdaten analysiert, indem beispielsweise die Parameterdaten mit vorbestimmten Grenzwerten verglichen werden, die Größe des und/oder die Veränderung des Niveaus der Parameterdaten beurteilt wird, beispielsweise im Vergleich mit vorherigen Abtastwerten, die von den Parameterdaten erfasst wurden, und/oder um Vorsteuerungsfaktoren zur Verwendung beim Feststellen, ob eine Veränderung des Betätigungsstroms, der an das Schütz 50 geliefert wird, erforderlich oder wünschenswert ist, zu bestimmen. Das VICM 36 kann einen oder mehrere Algorithmen ausführen, die in dem Speicher des VICM 36 gespeichert sind, und/oder die Parameterdaten, die bei Schritt 125 aufgenommen wurden, mit einer oder mehreren Nachschlagetabellen vergleichen, um die Vorsteuerungsfaktoren zu bestimmen. Eine Änderung des dynamischen Betätigungsstroms 80 kann wünschenswert sein, wenn das VICM 36 beispielsweise unter Verwendung der Vorsteuerung feststellt, dass das Niveau der Haltekraft, die benötigt wird, um das Schütz 50 in einem geschlossenen Zustand zu halten, abgenommen hat, so dass der dynamische Betätigungsstrom 80 verringert werden kann, wodurch der Energieverbrauch im Fahrzeug 10 verringert wird und/oder ein relativer Zuwachs bei der elektrischen Fahrleistung (MPGe) des Fahrzeugs 10 bereitgestellt wird. Das Verringern des dynamischen Betätigungsstroms 80 stellt die zusätzlichen Vorteile des Verringerns des durchschnittlichen Betätigungsstroms 84 und des relativen Verringerns der Betriebstemperatur des Schützes 50 bereit, wodurch die relative Nutzungsdauer des Schützes 50 erhöht wird. Eine Veränderung des dynamischen Betätigungsstroms 80 kann gewünscht sein, wenn das VICM 36 beispielsweise unter Verwendung der Vorsteuerung feststellt, dass das Niveau der Haltekraft, die zum Halten des Schützes 50 in einem geschlossenen Zustand benötigt wird, ansteigt, so dass der dynamische Betätigungsstrom 80 erhöht werden sollte, um den Haltestrom zu erhöhen und der Zunahme der elektromagnetischen Abstoßungskraft und/oder der Lorentz-Kräfte entgegenzuwirken, die durch die Vorsteuerungsfaktoren angezeigt wird, um ein Öffnen des Schützes 50 und/oder eine Unterbrechung des Stromflusses in dem RESS 14 und/oder mit der HV-Batterie 16 zu verhindern.
  • Bei Schritt 135 stellt das VICM 36 auf der Grundlage der Vorsteuerungsfaktoren, die bei Schritt 130 ermittelt wurden, fest, ob eine Veränderung des dynamischen Stromniveaus 80 angezeigt wird, was beispielsweise umfassen kann, dass die Impulsbreitenmodulation (PWM) und die PWM-Frequenz ermittelt werden, die beim Modulieren des dynamischen Stromniveaus 80 verwendet werden sollen. Wenn bei Schritt 135 festgestellt wird, dass keine Veränderung angezeigt oder benötigt wird, hält das VICM 36 das gegenwärtige Niveau des dynamischen Betätigungsstroms 80 aufrecht und das Verfahren springt zu Schritt 115 zurück. Wenn bei Schritt 135 eine Veränderung des dynamischen Stromniveaus 80 angezeigt wird, führt das VICM 36 bei Schritt 140 die Veränderung des dynamischen Stromniveaus 80 durch, beispielsweise, indem es die PWM-Breite oder das PWM-Tastverhältnis und/oder die PWM-Frequenz justiert, wie es bei Schritt 135 ermittelt wurde, um das dynamische Stromniveau 80 auf das angezeigte Niveau zu modulieren, wobei das angezeigte Niveau des dynamischen Betätigungsstroms 80 genügt, um das Schütz 50 in einem geschlossenen Zustand für beispielsweise die Dauer des Vorsteuerungszeitfensters, die den Vorsteuerungsfaktoren entspricht, zu halten. Nach Beendigen von Schritt 140 springt das Verfahren zu Schritt 115 zurück, um festzustellen, ob eine Veränderung beim Fahrzeugzustand aufgetreten ist.
  • Wenn bei Schritt 115 festgestellt wird, dass sich das Fahrzeug 10 in einem Zustand mit externem Laden befindet, z.B. mit einer externen Stromquelle beispielsweise über den Ladeanschluss 70 derart verbunden ist, dass zumindest ein Teil des RESS 14 erregt wird, geht das Verfahren zu Schritt 145 weiter. Bei Schritt 145 fragt das VICM 36 ab, um einen oder mehrere externe Ladeparameter zu ermitteln, wobei das Abfragen zum Ermitteln des einen oder der mehreren externen Ladeparameter umfassen kann, dass eine Eingabe von einem oder mehreren der Sensoren 68, von anderen Controllern im Fahrzeug 10, etwa dem Antriebsstrangcontroller 40 usw. empfangen wird. Die externen Ladeparameter können in einem vorbestimmten Zeitintervall abgefragt werden, wobei das vorbestimmte Zeitintervall durch das Vorsteuerungszeitfenster und/oder durch die PWM-Frequenz, die zum Modulieren des dynamischen Betätigungsstroms 80 verwendet wird, und/oder durch eine vorbestimmte Abtastfrequenz, die für den jeweiligen Parameter festgelegt wurde, usw. definiert sein kann. Die von dem VICM 36 bei Schritt 145 abgefragten externen Ladeparameter umfassen Parameter, welche die Halte- und Öffnungskräfte beeinflussen können, die auf das Schütz 50 ausgeübt werden, und die wie vorstehend beschrieben Parameter wie etwa das Niveau der Stromentnahme durch das Schütz 50 hindurch, wobei das Niveau der Stromentnahme die Größe der elektromagnetischen Abstoßungskraft und die Größe von Lorentz-Kräften an der Kontaktschnittstelle zwischen dem beweglichen Kontakt 62 und dem feststehenden Kontakt 64 beeinflusst, den Ladezustand (SOC) der HV-Batterie 16, der das Niveau der Stromentnahme aus der externen Stromquelle an die HV-Batterie 16 während eines Ladeereignisses beeinflussen kann, die Eigenschaften der externen Stromquelle wie etwa das Spannungsniveau, ob das Fahrzeug 10 mit einer Ladestation des Level 1 oder des Level 2 verbunden ist, wie diese Begriffe allgemein verstanden werden, die Betriebstemperaturen der HV-Batterie 16, des Ladeanschlusses 70, des Ladegeräts 52 usw., die Umgebungstemperatur des Fahrzeugs 10, lokale Betriebstemperaturniveaus von einer oder mehreren Komponenten des RESS 14, welche die HV-Batterie 16, die Schütze 50, den Ladeanschluss 70, den DC/DC-Wandler 54, das Ladegerät 52 usw. umfassen, aber nicht darauf beschränkt sind, enthalten können.
  • Bei Schritt 150 werden die Parameterdaten analysiert, die von dem VICM 36 bei Schritt 145 erfasst wurden, indem beispielsweise die Parameterdaten mit vorbestimmten Grenzwerten verglichen werden, die Größe und/oder die Veränderung beim Niveau der Parameterdaten beurteilt werden, beispielsweise im Vergleich mit vorherigen Abtastwerten, die von den Parameterdaten erfasst wurden, und/oder um Vorsteuerungsfaktoren zur Verwendung beim Feststellen, ob eine Veränderung des Betätigungsstroms, der an das Schütz 50 geliefert wird, erforderlich oder wünschenswert ist, zu ermitteln, um beispielsweise das Schütz 50 in einem geschlossenen Zustand für die Dauer eines vorbestimmten Vorsteuerungszeitfensters zu halten und/oder um den Energieverbrauch im Fahrzeug 10 zu verringern. Das VICM 36 kann einen oder mehrere Algorithmen ausführen, die im Speicher des VICM 36 gespeichert sind, und/oder die bei Schritt 145 erfassten Parameterdaten mit einer oder mehreren Nachschlagetabellen vergleichen, um die Vorsteuerungsfaktoren zu ermitteln. Eine Änderung des dynamischen Betätigungsstroms 80 kann wünschenswert sein, wenn das VICM 36 beispielsweise unter Verwendung der Vorsteuerung feststellt, dass das Niveau der Haltekraft, das zum Halten des Schützes 50 in einem geschlossenen Zustand benötigt wird, sich verringert hat, so dass der dynamische Betätigungsstrom 80 verringert werden kann, wodurch der Energieverbrauch im Fahrzeug 10 verringert wird und/oder ein relativer Zuwachs bei der elektrischen Reichweite (MPGe) des Fahrzeugs 10 bereitgestellt wird. Das Verringern des dynamischen Betätigungsstroms 80 stellt die zusätzlichen Vorteile bereit, dass der durchschnittliche Betätigungsstrom 84 verringert wird und dass die Betriebstemperatur des Schützes 50 relativ verringert wird, wodurch die relative Nutzungsdauer des Schützes 50 erhöht wird. Das Verringern des dynamischen Betätigungsstroms 80 kann beispielsweise angezeigt werden, wenn der SOC der HV-Batterie 16 relativ hoch ist, sich beispielsweise einem SOC-Ziel oder einer SOC-Grenze nähert, so dass das Stromniveau der externen Stromquelle, die zum Aufladen der HV-Batterie 16 verwendet wird, auf ein relativ niedrigeres Niveau abgesenkt wurde, um den SOC bei oder in der Nähe des SOC-Ziels zu halten, ohne die HV-Batterie 16 zu überladen und/oder ohne die HV-Batterie 16 während eines Ladeereignisses zu überhitzen. Eine Änderung des dynamischen Betätigungsstroms 80 kann wünschenswert sein, wenn das VICM 36 beispielsweise unter Verwendung der Vorsteuerung feststellt, dass das Niveau der Haltekraft, die benötigt wird, um das Schütz 50 in einem geschlossenen Zustand zu halten, zunimmt, so dass der dynamische Betätigungsstrom 80 erhöht werden sollte, um den Haltestrom zu erhöhen und der Zunahme der elektromagnetischen Abstoßungskraft und/oder der Lorentz-Kräfte, die durch die Vorsteuerungsfaktoren angezeigt wird, entgegenzuwirken, um ein Öffnen des Schützes 50 und/oder eine Unterbrechung des Stromflusses in dem RESS 14 und/oder bei der HV-Batterie 16 zu verhindern. Eine Zunahme des dynamischen Betätigungsstroms 80 kann beim Ladeereignis zu einem frühen Zeitpunkt angezeigt werden, beispielsweise, wenn der SOC der HV-Batterie 16 relativ niedrig ist, so dass das Stromniveau der Leistung, die von der externen Stromquelle geliefert wird, relativ hoch ist, um das Aufladen der HV-Batterie 16 auf einen höheren SOC zu beschleunigen.
  • Bei Schritt 155 stellt das VICM 36 fest, ob eine Änderung des dynamischen Stromniveaus 80 auf der Grundlage der Vorsteuerungsfaktoren, die bei Schritt 150 ermittelt wurden, angezeigt ist, was beispielsweise umfassen kann, dass die Impulsbreitenmodulation (PWM) und die PWM-Frequenz ermittelt werden, die beim Modulieren des dynamischen Stromniveaus 80 verwendet werden sollen. Wenn bei Schritt 155 festgestellt wird, dass keine Veränderung beim Niveau des dynamischen Betätigungsstroms 80 angezeigt oder benötigt wird, dann hält das VICM 36 das gegenwärtige Niveau des dynamischen Betätigungsstroms 80 aufrecht und das Verfahren springt zu Schritt 115 zurück. Wenn bei Schritt 155 eine Änderung des dynamischen Stromniveaus 80 angezeigt wird, führt das VICM 36 bei Schritt 160 die Änderung des dynamischen Stromniveaus 80 aus, indem es beispielsweise die PWM und die PWM-Frequenz wie bei Schritt 155 ermittelt justiert, um das dynamische Stromniveau 80 auf das angezeigte Niveau zu modulieren, wobei das angezeigte Niveau des dynamischen Betätigungsstroms 80 ausreicht, um das Schütz in einem geschlossenen Zustand zu halten, beispielsweise für die Dauer eines Vorsteuerungszeitfensters, das den Vorsteuerungsfaktoren entspricht. Nach Abschluss von Schritt 160 springt das Verfahren zurück zu Schritt 115, um festzustellen, ob eine Veränderung im Fahrzeugzustand aufgetreten ist.
  • Mit Bezug auf 2 ist ein beispielhaftes dynamisches Leistungsniveau 80 für ein Schütz 50 des RESS 14 für eine Zeitspanne gezeigt, die durch 2 repräsentiert ist, und die bei einem Zeitpunkt t0 beginnt, wobei eine Modulation des dynamischen Leistungsniveaus 80 über die Zeitspanne hinweg unter Verwendung des in 3 gezeigten Verfahrens 100 veranschaulicht ist, wobei das dynamische Leistungsniveau 80 auf der Grundlage von Vorsteuerungsfaktoren moduliert wird, die bei den Schritten 130 und 150 des Verfahrens 100 ermittelt wurden. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann das dynamische Leistungsniveau 80 dasjenige dynamische Leistungsniveau 80 sein, das an das positive Hauptschütz (HV+) Schütz 50A in der BDU 38 des RESS 14 geliefert wird. Beispiele für die Modulation des dynamischen Leistungsniveaus 80 bei verschiedenen Zeitpunkten t0 ... t10 werden mit Bezug auf das Verfahren 100 beschrieben, das zum Steuern des (HV+) Schützes 50A (in diesem Beispiel Schütz 50A) angewendet wird, wobei die hier bereitgestellten Beispiele keine Einschränkung darstellen und zur Veranschaulichung dienen. Beispielsweise befindet sich das Fahrzeug 10 zum Zeitpunkt t0 in einem nicht erregten Zustand, der dem Zustand des Fahrzeugs 10 bei Schritt 105 entspricht, so dass das VICM 36 das Liefern eines Betätigungsstroms 80 an das Schütz 50A beendet, z.B. abgebrochen hat, so dass der Betätigungsstrom A0 Null ist und unter dem Abfallstrom 78 liegt und das Schütz 50A in den offenen Zustand geöffnet ist, um die HV-Batterie 16 vom Rest des RESS 14 über die Stromstrecke elektrisch zu isolieren, die das Schütz 50A enthält.
  • Zum Zeitpunkt t1, welcher in diesem Beispiel einem Schlüsseleinschaltereignis entspricht, was das Fahrzeug 10 zu Beginn erregt, detektiert das VICM 36 bei Schritt 105 das Schlüsseleinschaltereignis und es betätigt zum Zeitpunkt t1, nach dem Liefern eine Vorladebetätigungsstroms an das Vorladeschütz 50B zum Schließen des Vorladeschützes 50B bei Schritt 110, das Schütz 50A in eine geschlossene Position, indem es einen Betätigungsstrom A1 an das Schütz 50A bei t1 anlegt, welcher, wie in 2 gezeigt ist, im Wesentlichen gleich der maximalen Stromgrenze 86 ist, die für das Schütz 50A definiert ist, und größer ist als der Anzugsstrom ist, der für das Schütz 50A vorbestimmt ist, so dass das Schütz 50A bei Zeitpunkt t1 geschlossen wird, um den positiven Anschluss (+) der HV-Batterie 16 mit dem Rest des RESS 14 über das geschlossene Schütz 50A zu verbinden. In dem gezeigten Beispiel befindet sich das Fahrzeug 10 vom Einschalten des Schlüssels zum Zeitpunkt t0 bis zu einem Zeitpunkt t6 kontinuierlich in einem Betriebszustand, so dass das Verfahren 100 von Zeitpunkt t0 bis Zeitpunkt t6 in einer Schleife durch die Schritte 125, 130, 135 und 140 läuft, wobei das VICM 36 beispielsweise vom Zeitpunkt t1 bis zu einem Zeitpunkt t2 bei Schritt 130 Vorsteuerungsfaktoren identifiziert hat, welche den Haltestrom angeben, der benötigt wird, um das Schütz 50A in dem entsprechenden Vorsteuerungszeitfenster in einer geschlossenen Position zu halten, der wesentlich kleiner als der anfängliche Anzugsstrom und/oder das maximale Stromniveau 86 ist. Der dynamische Betätigungsstrom 80 kann beispielsweise aufgrund dessen absinken, dass das Fahrzeug 10 mit einer moderaten Geschwindigkeit und/oder bei Zuständen mit moderater Stromentnahme betrieben wird, so dass das VICM 36 den Betätigungsstrom 80 auf ein Niveau moduliert, das kleiner als die maximale Stromgrenze 86 ist. Beispielsweise hat das VICM 36 zum Zeitpunkt t2 den dynamischen Betätigungsstrom 80 auf ein Betätigungsstromniveau A2 moduliert, wie in 2 gezeigt ist, wodurch Leistungseinsparungen für das Fahrzeug 10 bereitgestellt werden und das Schütz 50A bei einer niedrigeren Temperatur betrieben wird.
  • Bei Zeitpunkt t3 detektiert das VICM 36 bei dem gezeigten Beispiel Vorsteuerungsfaktoren, die anzeigen, dass eine Zunahme des Betätigungsstromniveaus 80 erforderlich ist, um das Schütz 50 in einer geschlossenen Position zu halten, und das VICM 36 moduliert den Betätigungsstrom auf ein Betätigungsstromniveau A3, welches bei dem gezeigten Beispiel im Wesentlichen gleich der maximalen Stromgrenze 86 ist. Beispielsweise kann das VICM 36 bei Zeitpunkt t3 Fahrzeugbetriebsparameter detektiert haben, die eine wesentliche Zunahme der Geschwindigkeit und/oder der Stromentnahme und/oder eine Sprungeingabe (Stöße und Vibrationen) anzeigen, was eine Erhöhung des Betätigungsstromniveaus 80 erfordert, um das Aufrechterhalten des Geschlossenhaltens des Schützes 50A sicherzustellen. Wie in 2 gezeigt ist, fährt das VICM 36 mit dem Modulieren des Betätigungsstromniveaus 80 in Ansprechen auf Fahrzeugbetriebsparameter, die bei Schritt 125 detektiert werden, und auf Vorsteuerungsfaktoren, die bei Schritt 130 bestimmt werden, fort, während das Verfahren 100 in einer Schleife von einem Zeitpunkt t4 bis zu einem Zeitpunkt t5 ausgeführt wird.
  • In dem Beispiel von 2 detektiert das VICM 36 Fahrzeugbetriebsparameter und/oder es ermittelt Vorsteuerungsfaktoren, die anzeigen, dass die zum Halten des Schützes 50A in einem geschlossenen Zustand benötigte Haltekraft minimal ist. Beispielsweise kann das VICM 36 bei Zeitpunkt t6 Fahrzeugbetriebsparameter detektiert haben, die ein Fahren des Fahrzeugs mit einer relativ geringen Geschwindigkeit über eine ebene Straße mit Zuständen relativ geringer Stromentnahme anzeigen, so dass ein Betätigungsstrom, der geringer als das minimale Stromniveau 82 ist, ausreicht, um das Schütz 50A in der geschlossenen Position zu halten. Das VICM 36 verringert den Betätigungsstrom 80 bei Zeitpunkt t5 auf das minimale Stromniveau 82 (Stromniveau A5) und hält den Betätigungsstrom 80 auf dem minimalen Stromniveau 82, um eine Spanne zwischen dem Betätigungsstrom 80 und dem Abfallstromniveau 78 bereitzustellen, um sicherzustellen, dass das Geschlossenhalten des Schützes 50A beibehalten wird. Bei Zeitpunkt t6 wird das Fahrzeug ausgeschaltet, beispielsweise durch ein Schlüsselausschaltereignis, und das VICM 36 beendet das Liefern eines Betätigungsstroms 80 an das Schütz 50A, beispielsweise sinkt zum Zeitpunkt t6 der Betätigungsstrom 80 auf Null ab, unter das Abfallstromniveau 78, und das Schütz 50A wird in eine geschlossene Position betätigt, um die HV-Batterie 16 vom Rest des RESS 14 elektrisch zu isolieren.
  • Vom Zeitpunkt t6 bis zu einem Zeitpunkt t7 wird das Verfahren 100 bei Schritt 105 ausgeführt, wobei das VICM 36 die Detektion eines Erregungsereignisses überwacht und das Schütz 50A offen bleibt, z.B. liefert das VICM 36 keinerlei Betätigungsstrom 80 an das Schütz 50A während der Zeitspanne von t6 bis t7. Zum Zeitpunkt t7 detektiert das VICM 36 ein Erregungsereignis, was in dem in 2 gezeigten Beispiel die Verbindung des Fahrzeugs 12 mit einer externen Stromquelle über den Ladeanschluss 70 ist, um die HV-Batterie 16 unter Verwendung der externen Stromquelle aufzuladen. Zu Zeitpunkt t7 werden nach der Detektion des Erregungsereignisses die Schritte 110 und 115 des Verfahrens 100 wie vorstehend beschrieben ausgeführt, wobei das VICM 36 einen Vorladebetätigungsstrom an das Vorladeschütz 50B liefert, um das Vorladeschütz 50B bei Schritt 110 zu schließen und das Schütz 50A in eine geschlossene Position zu betätigen, indem es einen Betätigungsstrom A7 an das Schütz 50A bei t1 anlegt, welcher, wie in 2 gezeigt ist, im Wesentlichen gleich der maximalen Stromgrenze 86 ist, die für das Schütz 50A definiert ist. Das Verfahren 100 fährt mit Schritt 115 fort, bei dem das VICM 36 feststellt, dass sich das Fahrzeug 10 in einem Zustand mit externem Laden befindet, und es beginnt mit dem Ausführen der Schritte 145, 150, 155 und 160 in einer Schleife für die Zeitspanne von Zeitpunkt t7 bis Zeitpunkt t9, in welcher sich das Fahrzeug 10 in dem Zustand mit externem Laden befindet. Nach dem Liefern des anfänglichen Schließbetätigungsstroms A7 zum Zeitpunkt t7, um das Schütz 50A beim Einleiten des externen Ladens zu schließen, detektiert das VICM 36 Ladeparameter und/oder Vorsteuerungsfaktoren, die durch die Ladeparameter definiert sind, welche anzeigen, dass der Betätigungsstrom 80, der zum Halten des Schützes 50A während des externen Aufladens in einer geschlossenen Position benötigt wird, vom Zeitpunkt t7 bis zum Beendigen des Ladeereignisses zum Zeitpunkt t9 abnimmt, wobei die Abnahme des Betätigungsstroms 80 der Abnahme der Stromentnahme durch die HV-Batterie 16 entspricht, während das Ladeereignis fortschreitet und der SOC der HV-Batterie 16 ansteigt. Wie in 2 gezeigt ist, hat das VICM 36 zum Zeitpunkt t8 in der Mitte des Ladezyklus, der von Zeitpunkt t7 bis zum Zeitpunkt t9 stattfindet, den Betätigungsstrom 80 auf ein Stromniveau A8 moduliert. Bei der Beendigung des Ladezyklus zum Zeitpunkt t9, wenn der Stromfluss von der externen Stromquelle an die HV-Batterie 16 über den Ladeanschluss 70 und das Ladegerät 54 beendet wird, hört das VICM 36 auf, einen Betätigungsstrom 80 an das Schütz 50A zu liefern, beispielsweise ist der Betätigungsstrom 80 zum Zeitpunkt t9 bei einem Stromniveau A9 gleich Null, um das Schütz 50A zu öffnen und die HV-Batterie 16 elektrisch zu isolieren.
  • Zum Zeitpunkt t9 springt das Verfahren 100 zu Schritt 115, wobei das VICM 36 feststellt, dass sich das Fahrzeug 10 nicht länger in einem erregten Zustand befindet und sich nach Abschluss des externen Ladeereignisses nun in einem Nichtbetriebszustand befindet und das Verfahren 100 springt zu Schritt 105, wobei das VICM 36 von Zeitpunkt t9 bis zu einem Zeitpunkt t10 überwacht, um ein Erregungsereignis zu detektieren. In dem in 2 gezeigten Beispiel wird das Fahrzeug bei Zeitpunkt t10 durch ein Schlüsseleinschaltereignis erregt, und der Betätigungsstrom 80 wird von dem VICM 36 auf die maximale Stromgrenze justiert, um zu dem Zeitpunkt t10 ein Betätigungsstromniveau A10 bereitzustellen, um das Schütz 50A zu schließen und die HV-Batterie 16 mit dem RESS 14 elektrisch zu verbinden, und das Verfahren 100 wird in einer Schleife wie vorstehend beschrieben ausgeführt, um die Modulation des Betätigungsstroms 80 während der verbleibenden Zeitspanne, die durch 2 veranschaulicht ist, zu steuern. Der durchschnittliche Betätigungsstrom 84, der während der Zeitspanne, die durch 2 veranschaulicht ist, von dem VICM 36 an das Schütz 50A geliefert wird, ist wesentlich geringer als das maximale Stromniveau 86, so dass die Steuerung und Modulation des Betätigungsstroms 80 unter Verwendung des hier beschriebenen Verfahrens 100 den Vorteil aufweist, dass es erhebliche Energieeinsparungen für das Fahrzeug 10 bereitstellt, z.B. die Differenz zwischen den durchschnittlichen und maximalen Betätigungsströmen 84, 86, und dass das Schütz 50A bei relativ niedrigeren Betriebstemperaturen betrieben wird, so dass die Nutzungsdauer des Schützes 50A relativ zu einem Betrieb bei einer höheren Temperatur verlängert wird, wenn es mit dem maximalen Stromniveau 86 betätigt wird.

Claims (10)

  1. Verfahren (100), das umfasst, dass: festgestellt wird, dass ein Zustand eines Fahrzeugs (10) entweder ein erregter Zustand oder ein nicht erregter Zustand ist; wobei das Fahrzeug (10) einen Controller (40) in Kommunikation mit einem wiederaufladbaren Energiespeichersystem, RESS, (14) umfasst; wobei das RESS (14) eine wiederaufladbare Energiequelle (16) enthält, die mit mindestens einem Schütz (50) elektrisch verbunden ist; wobei das mindestens eine Schütz (50) in elektrischer Kommunikation mit dem Controller (40) steht und es durch einen dynamischen Betätigungsstrom (80), der durch den Controller (40) bereitgestellt wird, selektiv zwischen einem offenen Zustand und einem geschlossenen Zustand überführt werden kann; wobei in dem offenen Zustand verhindert wird, dass elektrische Leistung durch das mindestens eine Schütz (50) hindurch fließt, und in dem geschlossenen Zustand elektrische Leistung durch das mindestens eine Schütz (50) hindurch fließen kann; wobei das Verfahren (100) ferner umfasst, dass: wenn festgestellt wird, dass der Fahrzeugzustand der nicht erregte Zustand ist: der dynamische Betätigungsstrom (80) für das mindestens eine Schütz (50) beendet wird, um das mindestens eine Schütz (50) in den offenen Zustand zu öffnen; und wenn festgestellt wird, dass der Fahrzeugzustand der erregte Zustand ist: ein gegenwärtiges Niveau des dynamischen Betätigungsstroms (80) an das mindestens eine Schütz (50) geliefert wird; wobei das gegenwärtige Niveau des dynamischen Betätigungsstroms (80) ausreicht, um das mindestens eine Schütz (50) zu dem gegenwärtigen Zeitpunkt in den geschlossenen Zustand zu überführen; mit Hilfe des Controllers (40) ein Parameterwert von mindestens einem Parameter abgefragt wird; wobei eine Änderung des Parameterwerts des mindestens einen Parameters Halte- und Öffnungskräfte beeinflusst, die auf das mindestens eine Schütz (50) ausgeübt werden; ein Vorsteuerungsfaktor für ein vorbestimmtes Vorsteuerungszeitfenster ermittelt wird, wobei der Vorsteuerungsfaktor durch den mindestens einen Parameter definiert wird; festgestellt wird, ob eine Justierung des gegenwärtigen Niveaus des dynamischen Betätigungsstroms (80) durch den Vorsteuerungsfaktor angezeigt wird; und der dynamische Betätigungsstrom (80) von dem gegenwärtigen Niveau auf ein angezeigtes Niveau justiert wird, wenn eine Justierung des dynamischen Betätigungsstroms (80) angezeigt wird; wobei das angezeigte Niveau des dynamischen Betätigungsstroms (80) ausreicht, um das mindestens eine Schütz (50) während des Vorsteuerungszeitfensters in dem geschlossenen Zustand zu halten.
  2. Verfahren (100) nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: mit Hilfe des Controllers (40) eine Anforderung zum Erregen des wiederaufladbaren elektrischen Speichersystems, RESS, (14) aus dem nicht erregten Zustand detektiert wird; wobei das mindestens eine Schütz (50) ein Vorladeschütz (50B) und ein positives Hauptschütz (50A) enthält, die mit der wiederaufladbaren Energiequelle (16) elektrisch parallel verbunden sind; mit Hilfe des Controllers (40) das Vorladeschütz (50B) in einen geschlossenen Zustand überführt wird; mit Hilfe des Controllers (40) das positive Hauptschütz (50A) in einen geschlossenen Zustand überführt wird; wobei das positive Hauptschütz (50A) in einen geschlossenen Zustand überführt wird, nachdem mit Hilfe des Controllers (40) festgestellt wurde, dass das Vorladeschütz (50B) in dem geschlossenen Zustand einen vorbestimmten Spannungsschwellenwert erreicht hat.
  3. Verfahren (100) nach Anspruch 2, wobei der Controller (40) das positive Hauptschütz (50A) in den geschlossenen Zustand überführt, indem er den dynamischen Betätigungsstrom (80) mit einer maximalen Betätigungsstromgrenze (86) bereitstellt, die für das positive Hauptschütz (50A) vorbestimmt ist.
  4. Verfahren (100) nach Anspruch 1, wobei: der erregte Zustand ein Fahrzeugbetriebszustand ist; und der mindestens eine Parameter einen Fahrzeugbetriebsparameter umfasst.
  5. Verfahren (100) nach Anspruch 4, wobei der Fahrzeugbetriebsparameter ein Betriebsmodus des Fahrzeugs (10) ist.
  6. Verfahren (100) nach Anspruch 4, wobei der Fahrzeugbetriebsparameter durch eine Stoßkraft, die auf das mindestens eine Schütz (50) wirkt und/oder eine Vibration, die auf das mindestens eine Schütz (50) wirkt, definiert ist.
  7. Verfahren (100) nach Anspruch 1, wobei: der erregte Zustand ein Zustand mit externem Laden ist; und der mindestens eine Parameter einen externen Ladeparameter umfasst.
  8. Verfahren (100) nach Anspruch 1, wobei das Justieren des dynamischen Betätigungsstroms (80) umfasst, dass der dynamische Betätigungsstrom (80) mit einer Impulsbreitenmodulationsfrequenz (PWM-Frequenz) moduliert wird.
  9. Fahrzeug (10), umfassend: einen Controller (40) in Kommunikation mit einem wiederaufladbaren Energiespeichersystem, RESS, (14); wobei das RESS (14) eine wiederaufladbare Energiequelle (16) enthält, die mit mindestens einem Schütz (50) elektrisch verbunden ist; wobei das mindestens eine Schütz (50) in elektrischer Kommunikation mit dem Controller (40) steht und durch einen dynamischen Betätigungsstrom (80), der von dem Controller (40) geliefert wird, selektiv zwischen einem offenen Zustand und einem geschlossenen Zustand überführt werden kann; wobei in dem offenen Zustand verhindert wird, dass elektrische Leistung durch das mindestens eine Schütz (50) hindurch fließt, und in dem geschlossenen Zustand elektrische Leistung durch das mindestens eine Schütz (50) hindurch fließen kann; wobei der Controller (40) ausgestaltet ist, um: einen Zustand des Fahrzeugs (10) als entweder einen erregten Zustand oder einen nicht erregten Zustand zu bestimmen; wenn festgestellt wird, dass der Fahrzeugzustand der nicht erregte Zustand ist: der dynamische Betätigungsstrom (80) für das mindestens eine Schütz (50) beendet wird, um das mindestens eine Schütz (50) in den offenen Zustand zu öffnen; und wenn festgestellt wird, dass der Fahrzeugzustand der erregte Zustand ist; ein gegenwärtiges Niveau des dynamischen Betätigungsstroms (80) an das mindestens eine Schütz (50) zu liefern; wobei das gegenwärtige Niveau des dynamischen Betätigungsstroms (80) ausreicht, um das mindestens eine Schütz (50) zu dem gegenwärtigen Zeitpunkt in den geschlossenen Zustand zu überführen; mit Hilfe des Controllers (40) einen Parameterwert von mindestens einem Parameter abzufragen; wobei eine Änderung des Parameterwerts des mindestens einen Parameter Halte- und Öffnungskräfte beeinflusst, die auf das mindestens eine Schütz (50) ausgeübt werden; einen Vorsteuerungsfaktor für ein vorbestimmtes Vorsteuerungszeitfenster zu ermitteln, wobei der Vorsteuerungsfaktor durch den mindestens einen Parameter definiert wird; festzustellen, ob eine Justierung des gegenwärtigen Niveaus des dynamischen Betätigungsstroms (80) durch den Vorsteuerungsfaktor angezeigt wird; und den dynamischen Betätigungsstrom (80) von dem gegenwärtigen Niveau auf ein angezeigtes Niveau zu justieren, wenn eine Justierung des dynamischen Betätigungsstroms (80) angezeigt wird; wobei das angezeigte Niveau des dynamischen Betätigungsstroms (80) ausreicht, um das mindestens eine Schütz (50) während des Vorsteuerungszeitfensters in dem geschlossenen Zustand zu halten.
  10. Fahrzeug (10) nach Anspruch 9, wobei der Controller (40) ausgestaltet ist, um den dynamischen Betätigungsstrom (80) zu justieren, indem der dynamische Betätigungsstrom (80) mit einer Impulsbreitenmodulationsfrequenz (PWM-Frequenz) moduliert wird, die durch das Vorsteuerungszeitfenster definiert wird.
DE102016104646.9A 2015-03-17 2016-03-14 Verfahren und system zum steuern eines schützes Active DE102016104646B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/659,672 2015-03-17
US14/659,672 US9713961B2 (en) 2015-03-17 2015-03-17 Method and system for control of contactor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102016104646A1 DE102016104646A1 (de) 2016-09-22
DE102016104646B4 true DE102016104646B4 (de) 2022-01-13

Family

ID=56853389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016104646.9A Active DE102016104646B4 (de) 2015-03-17 2016-03-14 Verfahren und system zum steuern eines schützes

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9713961B2 (de)
CN (1) CN105984457B (de)
DE (1) DE102016104646B4 (de)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014006028B4 (de) * 2014-04-24 2022-06-30 Audi Ag Multibatteriesystem zur Erhöhung der elektrischen Reichweite
US10202043B2 (en) * 2016-04-18 2019-02-12 Ford Global Technologies, Llc Structure to optimize electricity generation in a vehicle
US20180208079A1 (en) * 2017-01-26 2018-07-26 Ford Global Technologies, Llc System and method for protecting high-voltage components
EP3612408A1 (de) * 2017-04-20 2020-02-26 ABB Schweiz AG Ladeeinrichtung für elektrofahrzeuge
CN107161025A (zh) * 2017-06-09 2017-09-15 吴晓梅 一种车载动力电池的充电方法及系统
CN207265713U (zh) * 2017-07-28 2018-04-20 特斯拉公司 具有热保护的充电系统
JP6545230B2 (ja) * 2017-08-31 2019-07-17 本田技研工業株式会社 車両の電源システム
US10752115B2 (en) * 2017-09-19 2020-08-25 Ford Global Technologies, Llc Contactor supply bus
DE102017220487A1 (de) * 2017-11-16 2019-05-16 Audi Ag Bordnetz für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betreiben eines Bordnetzes für ein Kraftfahrzeug
CN109830940B (zh) * 2017-11-22 2020-08-25 湖南中车时代电动汽车股份有限公司 一种用于电动汽车的电路保护装置以及方法
US11360535B2 (en) * 2019-09-27 2022-06-14 Saft America, Inc. Management of a pre-charge circuit of a battery management system
US11368035B2 (en) * 2020-03-27 2022-06-21 Lear Corporation Control pilot wake-up circuit for on-board charger
US11661180B2 (en) 2020-07-08 2023-05-30 Archer Aviation Inc. Systems and methods for power distribution in electric aircraft
CN112737000B (zh) * 2020-12-02 2022-11-04 浙江吉利控股集团有限公司 一种电池系统过压故障的控制方法及装置
US11465764B2 (en) 2020-12-08 2022-10-11 Archer Aviation, Inc. Systems and methods for power distribution in electric aircraft
US11465532B2 (en) 2021-01-22 2022-10-11 Archer Aviation, Inc. Systems and methods for power distribution in electric aircraft
US11919631B2 (en) 2021-02-08 2024-03-05 Archer Aviation, Inc. Vertical take-off and landing aircraft with aft rotor tilting
CN116235381A (zh) * 2021-09-30 2023-06-06 宁德时代新能源科技股份有限公司 电路控制方法、电池及其控制器和管理系统、用电装置
CN114312325B (zh) * 2022-01-05 2023-09-12 极氪汽车(宁波杭州湾新区)有限公司 接触器的控制方法、装置、控制电路及电池包

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009289671A (ja) 2008-05-30 2009-12-10 Yazaki Corp リレー制御装置
DE102011005580A1 (de) 2010-03-16 2011-09-22 Denso Corporation Relais und Energiezuführvorrichtung für ein Fahrzeug
DE102010041275A1 (de) 2010-09-23 2012-03-29 Sb Limotive Company Ltd. Verfahren zur Überprüfung der ordnungsgemäßen Funktionsweise eines Stromsensors
DE102010062249A1 (de) 2010-12-01 2012-06-21 Zf Friedrichshafen Ag Vorrichtung zur Verwendung in einem elektrischen Antriebssystem und Verfahren zum Betrieb einer solchen
US20130057219A1 (en) 2011-09-05 2013-03-07 Sanyo Electric Co., Ltd. Power supply apparatus for vehicle and vehicle provided with same
DE102012208122A1 (de) 2012-05-15 2013-11-21 Siemens Aktiengesellschaft Schaltschütz

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008087516A (ja) * 2006-09-29 2008-04-17 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両およびハイブリッド車両の走行制御方法
JP5736591B2 (ja) * 2009-10-01 2015-06-17 新電元工業株式会社 充電制御装置、および該充電制御装置における充電制御方法
US8129951B2 (en) * 2010-07-16 2012-03-06 Delphi Technologies, Inc. Power charging assembly and method that includes a low voltage electrical device operable with pulse width modulation (PWM) control
JP5264949B2 (ja) * 2011-03-08 2013-08-14 本田技研工業株式会社 電動車両
JP5786754B2 (ja) * 2012-02-16 2015-09-30 トヨタ自動車株式会社 電動車両および給電システム

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009289671A (ja) 2008-05-30 2009-12-10 Yazaki Corp リレー制御装置
DE102011005580A1 (de) 2010-03-16 2011-09-22 Denso Corporation Relais und Energiezuführvorrichtung für ein Fahrzeug
DE102010041275A1 (de) 2010-09-23 2012-03-29 Sb Limotive Company Ltd. Verfahren zur Überprüfung der ordnungsgemäßen Funktionsweise eines Stromsensors
DE102010062249A1 (de) 2010-12-01 2012-06-21 Zf Friedrichshafen Ag Vorrichtung zur Verwendung in einem elektrischen Antriebssystem und Verfahren zum Betrieb einer solchen
US20130057219A1 (en) 2011-09-05 2013-03-07 Sanyo Electric Co., Ltd. Power supply apparatus for vehicle and vehicle provided with same
DE102012208122A1 (de) 2012-05-15 2013-11-21 Siemens Aktiengesellschaft Schaltschütz

Also Published As

Publication number Publication date
US9713961B2 (en) 2017-07-25
US20160272076A1 (en) 2016-09-22
CN105984457A (zh) 2016-10-05
DE102016104646A1 (de) 2016-09-22
CN105984457B (zh) 2018-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102016104646B4 (de) Verfahren und system zum steuern eines schützes
DE102015121946B4 (de) Fahrzeugantriebsstrang
DE102011084777B4 (de) Fahrzeugstromversorgungssystem
DE102014219395B4 (de) Fahrzeug mit einer Vorladeschaltung und Verfahren zur Steuerung des Vorladens
DE102011115628A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum steuern von mehreren batteriepacks in einem hybrid- oder elektrofahrzeug
DE102018106489A1 (de) Duale bus-batterie-vorladeschaltung
DE102006001201B4 (de) Verfahren zur Steuerung eines Batterieladungsvorgangs
DE102004052457A1 (de) Kraftfahrzeug-Stromversorgungssystem zur Sicherung der Stabilität der Aufladung von Speicherbatterien
DE102014219744A1 (de) Erkennen einer verbindung zwischen einem integrierten ladegerät und einer versorgungsausrüstung eines elektrofahrzeugs
DE112012007192B4 (de) Elektrizitätsspeichersystem
DE112011105776T5 (de) Steuervorrichtung eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs
DE3618868A1 (de) Ladesystem fuer einen kraftfahrzeugmotor
DE102005046342B4 (de) Verfahren zur Regelung einer Ausgangsspannung eines Generators
DE102019109943A1 (de) Isolierschalterbetätigung
DE102017103375A1 (de) Fehlererkennung in einem mehrfach-hochspannungsbussystem
DE102014219416A1 (de) Energiespeichervorrichtung für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreibeneiner Energiespeichervorrichtung
DE102011005580A1 (de) Relais und Energiezuführvorrichtung für ein Fahrzeug
DE102013112678A1 (de) Verfahren zur Steuerung eines Ladezustandes einer Batterie eines Bordnetzes
DE102013202755A1 (de) Steuerung der elektrischen lasten eines fahrzeugs während einer automatischen abschaltung des motors
DE102021103639A1 (de) Pilotsteuerungsschaltung zum laden eines fahrzeugs mit einer ladestation
DE102015122676A1 (de) System, verfahren und vorrichtung zum schützen eines obcausgangsanschlusses
DE102014211956A1 (de) Fahrzeugladesystem
DE102011004542A1 (de) Einstellen der Leistungsaufnahme eines elektrischen Verbrauchers in einem elektrischen Bordnetz eines Kraftfahrzeugs bei Erhöhung einer Batterieladespannung
DE102022117000A1 (de) Batterielademanager
DE102007002272A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Kfz-Generators mit variabler Spannung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B60L0011180000

Ipc: B60L0050600000

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final