DE102016208399A1 - Verfahren und System zum Steuern eines Wandlers - Google Patents

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Abstract

Ein Verfahren und System zum Steuern eines Wandlers wird bereitgestellt. Das Verfahren beinhaltet das Erfassen, durch eine Steuerung, eines Ein- und Aus-Zustands eines Sekundärseitenschalters des Wandlers und Ableiten, durch die Steuerung, eines Strombefehls des Wandlers. Der Strombefehl wird dann mit voreingestellten Stromreferenzwerten verglichen, die alle auf Basis des Ein- und Aus-Zustands des Sekundärseitenschalters bereitgestellt werden. Als Ergebnis des Vergleichs des Strombefehls mit dem Stromreferenzwert wird der Ein- und Aus-Zustand des Sekundärseitenschalters entweder geändert oder aufrechterhalten.

Description

  • HINTERGRUND
  • 1. Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen bi-direktionalen Wandler und genauer gesagt auf ein Verfahren und ein System zum Steuern eines Wandlers, um zu verhindern, dass reverse Bestromung auftritt, wenn eine Last eines Ausgangsanschlusses eines Wandlers eine niedrige Last ist.
  • 2. Beschreibung verwandten Stands der Technik
  • Jüngst sind umweltfreundliche Fahrzeuge entwickelt worden, einschließlich Hybrid-Fahrzeugen, welche sowohl den existierenden Verbrennungsmotor als auch eine Batterie als eine Stromquelle verwenden. Die Hybrid-Fahrzeuge können durch einen Elektromotor beim Starten und durch den Elektromotor und einen Verbrennungsmotor beim Fahren des Fahrzeugs angetrieben werden. Im typischen Antriebssystem der Hybrid-Fahrzeuge ist eine Eingangsseite eines Leistungswandlers mit einer Hochspannungsbatterie großer Kapazität verbunden und ist eine Ausgangsseite desselben mit einem Motor oder einer Hilfsbatterie verbunden.
  • Ein Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler, der konfiguriert ist, eine Spannung zum Laden der Hilfsbatterie als einem Medium zur Stromübertragung umzuwandeln, ist zwischen der Hochspannungsbatterie und der Hilfsbatterie angeordnet, häufig bekannt als ein Niederspannungs-Gleichstrom-Gleichstrom-(LDC)-Wandler. Ein LDC, der eine Diodenvorrichtung verwendet und ein LDC, der Schaltvorrichtungen (Transistor, MOSFET, etc) verwendet, sind im Stand der Technik als LDCs verwendet worden. In letzter Zeit kann der Wandler, der die Schaltvorrichtung verwendet, bi-direktional verstärkt und umgekehrt werden. Der die Schaltvorrichtung verwendende bi-direktionale Wandler hat eine unterschiedliche Wandlereffizienz, basierend auf einer Ein/Aussteuerung der Schaltvorrichtung. Daher senkt ein Verfahren im Stand der Technik einen Operationszeitraum einer Schaltvorrichtung, um eine Operationsfrequenz eines Transformators zu erhöhen, wenn eine Ausgangskapazität eines bi-direktionalen Wandlers gesteigert wird und den Operationszeitraum der Schaltvorrichtung zu erhöhen, um die Betriebsfrequenz des Transformators zu senken, wenn dessen Ausgabekapazität gesenkt wird, wodurch die Effizienz des Wandlers für ein Gegenverfahren bzw. ein Verstärkungsverfahren optimiert wird, während ein Transformator verwendet wird. Jedoch kann selbst beim oben erwähnten Verfahren der Wandler noch reduzierte Effizienz und Haltbarkeit aufweisen, aufgrund eines reversen Stroms, der von der Hilfsbatterie- zur Hochspannungsbatterieseite fließt, der durch Ersetzen der Diode des Wandlers durch die Schaltvorrichtung erzeugt werden kann.
  • Die als Stand der Technik beschriebenen Gegenstände sind lediglich zum Unterstützen beim Verständnis des Hintergrunds der vorliegenden Erfindung bereitgestellt werden und sollte nicht als dem Fachleuten bekannten Stand der Technik entsprechend angesehen werden.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren und ein System zum Steuern eines Wandlers unter Verwendung einer Schaltvorrichtung bereit, um die Effizienz des Wandlers und die Haltbarkeit von Vorrichtungen im Wandler zu verbessern, indem eine reverse Bestromung daran gehindert wird aufzutreten, wenn eine Last eines Ausgangsanschlusses des Wandlers eine niedrige Last ist.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren zum Steuern eines Wandlers enthalten: Erfassen, durch eine Steuerung, eines Ein/Aus-Zustands eines Sekundärseitenschalters des darin angeordneten Wandlers; Ableiten, durch die Steuerung, eines Strombefehls des Wandlers, Vergleichen, durch die Steuerung, des Strombefehls mit voreingestellten Stromreferenzwerten, die alle basierend auf dem Ein/Aus-Zustand des Sekundärseitenschalters bereitgestellt sind, und basierend auf dem Vergleich des Strombefehls und des Stromreferenzwerts, Ändern oder Erhalten des Ein/Aus-Zustands des Sekundärseitenschalters.
  • Die Ableitung des Strombefehls kann enthalten: Erfassen einer Ausgangsspannung des Wandlers durch die Steuerung; Ableiten, durch die Steuerung, eines Spannungsdifferenzwerts zwischen der Ausgangsspannung und einem Ausgangsspannungsbefehl des Wandlers; und Anlegen, durch die Steuerung, des Spannungs-Differenzwerts an eine Spannungssteuerung, um den Strombefehl des Wandlers abzuleiten. Die Spannungssteuerung kann eine integrale Steuerung sein. Beim Ändern oder Aufrechterhalten, wenn der Sekundärseitenschalter des Wandlers in einem Ein-Zustand ist und der abgeleitete Strombefehl des Wandlers kleiner als ein voreingestellter Ein-Stromreferenzwert ist, kann die Steuerung konfiguriert sein, den Ein-Zustand des Sekundärseitenschalters zu einem Aus-Zustand zu verändern. Zusätzlich kann beim Ändern oder Aufrechterhalten, wenn der Sekundärseitenschalter des Wandlers in einem Ein-Zustand ist und der abgeleitete Strombefehl des Wandlers gleich oder größer einem voreingestellten Ein-Stromreferenzwert ist, die Steuerung konfiguriert sein, den Ein-Zustand des Sekundärseitenschalters zu erhalten.
  • Weiterhin kann beim Ändern oder Aufrechterhalten, wenn der Sekundärseitenschalter des Wandlers in einem Aus-Zustand ist und der abgeleitete Strombefehl des Wandlers kleiner als ein voreingestellter Aus-Stromreferenzwert ist, die Steuerung konfiguriert sein, den Aus-Zustand des Sekundärseitenschalters zum Ein-Zustand zu wechseln. Zusätzlich, wenn der Sekundärseitenschalter des Wandlers in einem Aus-Zustand ist und der abgeleitete Strombefehl des Wandlers gleich oder größer einem voreingestellten Aus-Stromreferenzwert ist, kann die Steuerung konfiguriert sein, den Aus-Zustand des Sekundärseitenschalters zu halten. Der Ein-Stromreferenzwert kann durch Kennfelddaten unter Verwendung der Last des Wandlers als eine Eingabe und dem Ein-Stromreferenzwert als eine Ausgabe abgeleitet werden. Der Aus-Stromreferenzwert kann durch Kennfelddaten abgeleitet werden, welche die Last des Wandlers als eine Eingabe und den Aus-Stromreferenzwert als eine Ausgabe verwenden.
  • Gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein System des Steuerns eines Wandlers enthalten: einen Wandler, der konfiguriert ist, eine Spannung bi-direktional zu wandeln, basierend auf einer Steuerung einer darin angeordneten Schaltervorrichtung; einen Sensor, der konfiguriert ist, eine Ausgangsspannung des Wandlers zu erfassen; und eine Steuerung, die konfiguriert ist, die Ausgangsspannung aus dem Sensor zu empfangen, um einen Differenzwert aus einem Ausgangsspannungsbefehl des Wandlers abzuleiten, den Differenzwert auf eine Spannungssteuerung anzuwenden, um einen Strombefehl des Wandlers abzuleiten, den Strombefehl mit voreingestellten Stromreferenzwerten zu vergleichen, die alle basierend auf einem Ein/Aus-Zustand eines Sekundärseitenschalters des Wandlers vorgesehen sind, und als das Ergebnis des Vergleichs des Strombefehls und des Stromreferenzwerts, den Ein/Aus-Zustand des ss des Wandlers vorgesehen sind, und als das Ergebnis des Vergleichs des Strombefehls und des Stromreferenzwerts, den Ein/Aus-Zustand des Sekundärseitenschalters zu ändern oder zu halten.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die obigen und anderen Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nunmehr im Detail unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen derselben beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen illustriert sind, die untenstehend nur zur Illustration gegeben werden und somit nicht für die vorliegende Erfindung beschränkend sind, und wobei:
  • 1 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines Wandlers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ist ein internes Konfigurationsdiagramm des Wandlers gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
  • 3 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Wandlersystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Es versteht sich, dass der Ausdruck „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-„ oder anderer ähnlicher Ausdruck, wie hierin verwendet, Motorfahrzeuge im Allgemeinen, wie etwa Passagier-Automobile einschließlich sports utility vehicles (SUV), Bussen, Lastwagen, verschiedene kommerzielle Fahrzeuge, Wasserfahrzeuge einschließlich einer Vielzahl von Booten und Schiffen, Luftfahrzeuge und dergleichen und Hybrid-Fahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in Hybrid-Elektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Alternativ-Kraftstofffahrzeuge (Kraftstoffe, die aus anderen Ressourcen als Erdöl abgeleitet sind) beinhaltet. Wie hierin Bezug genommen, ist ein Hybrid-Fahrzeug ein Fahrzeug, dass zwei oder mehr Leistungsquellen hat, beispielsweise sowohl benzinbetriebene als auch elektrisch betriebene Fahrzeuge.
  • Obwohl eine beispielhafte Ausführungsform beschrieben ist, eine Mehrzahl von Einheiten zu verwenden, um den beispielhaften Prozess durchzuführen, versteht sich, dass die beispielhaften Prozesse auch durch eine oder eine Mehrzahl von Modulen durchgeführt werden können. Zusätzlich versteht sich, dass der Ausdruck Steuerung/Steuereinheit sich auf eine Hardwarevorrichtung bezieht, die einen Speicher und einen Prozessor beinhaltet. Der Speicher ist darauf ausgelegt, die Module zu speichern und der Prozessor ist spezifisch darauf ausgelegt, die Module auszuführen, um ein oder mehrere Prozesse durchzuführen, die weiter unten beschrieben sind.
  • Weiterhin kann eine Steuerlogik der vorliegenden Erfindung als nicht-transitorische computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Medium ausgeführt sein, das ausführbare Programmanweisungen enthält, die durch einen Prozessor, eine Steuerung/Steuereinheit oder dergleichen ausgeführt werden. Beispiele des computerlesbaren Mediums beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf ROM, RAM, compact disc (CD)-ROMs, Magnetbänder, Foppy Disks, Flash-Laufwerke, Speicherkarten und optische Datenspeichervorrichtungen. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann auch in Netzwerk-gekoppelten Computersystemen distributiert sein, so dass die computerlesbaren Medien in einer verteilten Weise gespeichert und ausgeführt werden, z. B. durch einen Telematik-Server oder ein Controller-Area-Netzwerk (CAN).
  • Die hier verwendete Terminologie dient dem Zweck der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen nur und zielt nicht darauf ab, die Erfindung zu beschränken. Wie hierin verwendet sollen die Singular-Formen „ein“ und „der/die/das“ auch die Plural-Formen enthalten, wenn der Kontext dies nicht anders explizit angibt. Es versteht sich weiter, dass die Ausdrücke „umfassen“ und/oder „umfassend“, bei Verwendung in dieser Spezifikation die Anwesenheit genannter Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten spezifizieren, aber nicht Anwesenheit oder Hinzufügung eines oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen derselben ausschließt. Wie hierin verwendet, beinhaltet der Ausdruck „und/oder“ irgendeine oder alle Kombinationen von ein oder mehreren assoziierten, aufgelisteten Objekten.
  • Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • Wie in 1 illustriert, kann ein Verfahren zum Steuern eines Wandlers 10 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhalten: Erfassen, durch eine Steuerung 30, eines Ein/Aus-Zustands eines Sekundärseitenschalters 40 im Wandler 10 (S10) unter Verwendung eines Sensors, Erfassen, durch die Steuerung 30, einer Ausgangsspannung des Wandlers 10 (S20) unter Verwendung eines Sensors; Ableiten, durch die Steuerung 30, eines Spannungs-Differenzwerts zwischen dem Ausgangsstrombefehl des Wandlers 10 und der Ausgangsspannung (S30); Anlegen, durch die Steuerung 30, des Spannungsdifferenzwerts an eine Spannungssteuerung, um den Strombefehl des Wandlers 10 abzuleiten (S40); Vergleichen, durch die Steuerung 30, des Strombefehls mit den voreingestellten Stromreferenzwerten, die alle auf Basis des Ein/Aus-Zustands des Sekundärseitenschalters 40 bereitgestellt sind (S50); und als Ergebnis des Vergleichs durch die Steuerung des Strombefehls mit dem Stromreferenzwert, Ändern oder Erhalten des Ein/Aus-Zustands des Sekundärseitenschalters 40.
  • Vor Beschreiben des Steuerverfahrens gemäß der beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein internes Konfigurationsdiagramm des in 2 illustrierten Wandlers 10 beschrieben. Bezugnehmend auf 2 kann ein Transformator in einer Vollbrückenform gebildet sein und kann damit in eine Primärseite, die ausgelegt ist, Eingangsstrom zu empfangen, und eine Sekundärseite, die ausgelegt ist, eine durch den Transformator gewandelte Spannung auszugeben, unterteilt sein. Im Wandler 10 können auf der Primärseite und der Sekundärseite angeordnete Richterschaltungen eine Diode oder eine Schaltvorrichtung beinhalten. Jüngst ist hautsächlich eine Schaltvorrichtung, die konfiguriert ist, einen Leistungsverlust des Wandlers 10 durch die Steuerung zu minimieren, verwendet worden. Entsprechend können beim Wandler 10 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Richterschaltungen auf der Primärseite und der Sekundärseite die Schaltvorrichtung verwenden und insbesondere, wie in 2 illustriert, kann die Richterschaltung als eine MOSFET-Vorrichtung konfiguriert sein.
  • Entsprechend kann, bezugnehmend auf ein in 1 illustriertes Flussdiagramm unter Bezugnahme auf eine interne Konfiguration des Wandlers 10 von 10 beim Erfassen des Ein/Aus-Zustands des Sekundärseitenschalters 40 (S10) der Sekundärseitenschalter 40 zwei Schaltvorrichtungen angeben, die in der Richterschaltung auf der Sekundärseite des Wandlers 10 von 2 angeordnet sind. Insbesondere kann das Erfassen des Ein/Aus-Zustands des Sekundärseitenschalters 40 des Wandlers 10 ausgeführt werden, wenn der Sekundärseitenschalter 40 im Ein-Zustand ist und kann eine reverser Bestromung des Wandlers 10 auftreten.
  • Insbesondere kann die reverse Bestromung einen Zustand anzeigen, in welchem ein reverser Strom aus dem Ausgangsanschluss des Wandlers 10 zum Eingangsanschluss fließt. Der existierende Wandler 10, der eine Diode verwendet, mag nicht zu dem Problem reverser Bestromung führen, da die Diode einen reversen Strom verhindert. Entsprechend der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann im, die Schaltvorrichtung verwendenden Wandler 10 die Schaltvorrichtung den reversen Strom nicht blocken, und daher kann das Problem reverser Bestromung auftreten. Daher kann es sein, bass bei der Verhinderung reverser Bestromung, der Ein/Auszustand des Sekundärseitenschalters 40 erfasst wird. Wenn der Sekundärseitenschalter 40 in einem Aus-Zustand ist, kann die Wahrscheinlichkeit, dass der Strom aus dem Ausgangsanschluss des Wandlers 10 zum Eingangsanschluss fließt, minimal sein, und daher ist das Ein/Aus des Sekundärseiten 40 des Wandlers 10 an Bestimmungskriterium zu Abwesenheit oder Anwesenheit der reversen Bestromung vorgeschlagen worden.
  • Nach dem Erfassen des Ein/Aus-Zustands des Sekundärseitenschalters 40 (S10) kann der Strombefehl des Wandlers 10 abgeleitet werden. Der Strombefehl des Wandlers 10 kann abgeleitet werden, um die Ein/Aus-Steuerung des Sekundärseitenschalters 40 durchzuführen. Zusätzlich, wenn ein in dem Wandler 10 erzeugter reverser Strom nicht häufig ist und wenn der reverse Strom nicht erzeugt wird, kann der Sekundärseitenschalter 40 eingeschaltet werden, um die Effizienz des Wandlers 10 zu verbessern. Entsprechend ist ein Steuerkriterium für die Steuerung erforderlich und daher stellt die vorliegende Erfindung den Strombefehl als das Steuerkriterium bereit.
  • Anders als die Steuerung (beispielsweise die Steuerung, die die Ausgangsspannung oder den Ausgangsstrom des Wandlers 10 verwendet) des allgemeinen Wandlers 10 im Stand der Technik ist die Verwendung des Strombefehls in der vorliegenden Erfindung effizienter als die existierenden Technologien, welche die Ausgangsspannung oder den Ausgangsstrom verwenden. Insbesondere, wenn der Ausgangsstrom gemäß dem Stand der Technik verwendet wird, ist ein bi-direktionaler Stromsensor erforderlich und daher können die Kosten des Wandlers steigen, und es wird ein Sensor hinzugefügt und daher können eine Verzögerung und ein Versatz auftreten. Weiter, wenn die Ausgangsspannung verwendet wird, sind Ausgangsspannung und eine Spannung einer Hilfsbatterie während des Betreibens des Wandlers 10 gleich und daher, obwohl Information hinsichtlich der Ausgangsspannung berücksichtigt wird, mag es sein, dass die reverse Bestromung des Wandlers 10 nicht erfasst wird.
  • Daher wird als ein Verfahren zum Erfassen reversen Stroms ohne einen getrennten Sensor ein Verfahren der Verwendung eines Strombefehls eines Wandlers 10 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt. Das Verfahren des Ableitens eines Strombefehls ist in 1 illustriert.
  • Eine Ableitung des Strombefehls kann das Erfassen der Ausgangsspannung des Wandlers 10 enthalten (S20). Wie oben beschrieben, kann die Ausgangsspannung des Wandlers 10 gleich der Spannung der mit dem Ausgangsanschluss des Wandlers 10 während des Antriebs des Wandlers 10 verbundenen Hilfsbatterie sein, und daher kann es möglich sein, leichter die Ausgangsspannung des Wandlers 10 unter Verwendung desselben zu erfassen. Nach Erfassen der Ausgangsspannung des Wandlers 10 kann die Steuerung 30 konfiguriert sein, einen Spannungsdifferenzwert zwischen der Ausgangsspannung und dem Ausgangsspannungsbefehl des Wandlers abzuleiten (S30). Insbesondere kann der Ausgangsspannungsbefehl die Ausgangsspannung des Wandlers 10 sein, die von einem Anwender beabsichtigt ist, (z. B. Anwenderintention) und kann als die Ausgangsspannung des Wandlers in einem Idealzustand angesehen werden. Weiter kann der Spannungsdifferenzwert abgeleitet sein, um so den Strombefehl des Wandlers 10 durch die Einstellung abzuleiten, um die Spannungsdifferenz in der vorliegenden Erfindung zu minimieren.
  • Daher, nach der Ableitung des Spannungsdifferenzwerts (S30) kann die Steuerung 30 konfiguriert sein, den Spannungsdifferenzwert an die Spannungssteuerung anzulegen, um den Strombefehl des Wandlers 10 abzuleiten (S40). Insbesondere kann die Spannungssteuerung konfiguriert sein, den Spannungsdifferenzwert zu minimieren, um den Ausgangsspannungsbefehl des Wandlers 10 so einzustellen, dass er gleich der tatsächlichen Ausgangsspannung ist. Die Spannungssteuerung kann eine Integralsteuerung sein.
  • Wenn der Strombefehl, der das Steuerkriterium der vorliegenden Erfindung ist, durch den oben erwähnten Prozess abgeleitet wird, kann die Steuerung 30 konfiguriert sein, den Strombefehl und die voreingestellten Stromreferenzwerte zu vergleichen, die alle basierend auf dem Ein/Aus-Zustand des Sekundärseitenschalters 40 vorgesehen sind (S50) und als Ergebnis des Vergleichs des Strombefehls und des Stromreferenzwerts kann die Steuerung 30 ausgelegt sein, den Ein/Aus-Zustand des Sekundärseitenschalters 40 zu ändern oder zu bewahren. Insbesondere wenn der Sekundärseitenschalter 40 des Wandlers 10 im Ein-Zustand ist und der abgeleitete Strombefehl des Wandlers 10 kleiner als der voreingestellte Ein-Stromreferenzwert ist, kann die Steuerung 30 konfiguriert sein, den Ein-Zustand des Sekundärseitenschalters 40 zum Aus-Zustand zu ändern (S62). Der Ein-Stromreferenzwert kann den Strombefehlswert in dem Zustand angeben, in welchem ein reverser Stromfluss auftreten kann, wenn der Sekundärseitenschalter 40 im Ein-Zustand ist.
  • Daher kann der Ein-Stromreferenzwert durch verschiedene Verfahren abgeleitet werden. Allgemein können die Werte variieren, basierend auf der Last des Ausgangsanschlusses des Wandlers 10 und daher kann der Lastwert des Ausgangsanschlusses in der Einstellung des Ein-Stromreferenzwerts berücksichtigt werden. Entsprechend wird für das Verfahren zum Ableiten eines Ein-Stromreferenzwerts gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Verwendung von Kennfelddaten unter Verwendung der Last des Wandlers 10 als eine Eingabe und des Ein-Stromreferenzwerts als eine Ausgabe bereitgestellt. Der durch das Verfahren abgeleitete Ein-Stromreferenzwert kann in der Steuerung 30 gespeichert werden oder kann in einer Speichereinheit gespeichert werden, die getrennt von der Steuerung vorgesehen ist.
  • Beim Vergleich des Ein-Stromreferenzwerts, der durch das oben beschriebene Verfahren abgeleitet ist, mit dem Strombefehl kann, wenn der Strombefehl kleiner als der Ein-Stromreferenzwert ist, reverse Bestromung auftreten und daher kann die Steuerung 30 konfiguriert sein, den Sekundärseitenschalter 40 abzuschalten, um den reversen Strom aufgrund der Reversbestromung zu blockieren. Weiter, wenn der Sekundärseitenschalter 40 des Wandlers 10 im Ein-Zustand ist und der abgeleitete Strombefehl des Wandlers 10 gleich oder größer als der voreingestellte Ein-Stromreferenzwert ist, anders als im vorstehenden Fall, kann die reverse Bestromung weniger wahrscheinlich auftreten. Insbesondere kann der Sekundärseitenschalter 40 im Ein-Zustand bewahrt werden (S64) um zu verhindern, dass die Effizienz des Wandlers 10 sinkt.
  • Das Steuerverfahren, wenn der Sekundärseitenschalter 40 im Aus-Zustand ist, ähnelt dem vorstehenden Verfahren. Wenn der Sekundärseitenschalter 40 des Wandlers 10 im Aus-Zustand ist und der abgeleitete Strombefehl des Wandlers 10 kleiner ist als der voreingestellte Aus-Stromreferenzwert, kann die Steuerung 30 konfiguriert sein, den Aus-Zustand des Sekundärseitenschalter 40 zum Ein-Zustand zu verändern (S72) und wenn der Sekundärseitenschalter 40 des Wandlers 10 im Aus-Zustand ist und der abgleitete Strombefehl des Wandlers 10 gleich oder größer als der voreingestellte Aus-Stromreferenzwert ist, kann die Steuerung 30 konfiguriert ist, den Aus-Zustand des Sekundärseitenschalters 40 zu bewahren (S74). Insbesondere kann der Aus-Stromreferenzwert auch durch die Kennfelddaten unter Verwendung der Last des Wandlers 10 als Eingabe und dem Aus-Stromreferenzwert als Ausgabe abgeleitet werden. Das Kennfeld kann unter Verwendung der Eingaben und Ausgaben vorgespeichert sein und im Speicher der Steuerung gespeichert werden. Wenn der Strombefehl kleiner als der Aus-Stromreferenzwert ist, da es unwahrscheinlich ist, dass die reverse Bestromung auftritt, kann der Sekundärseitenschalter 40 eingeschaltet werden, um die Effizienz des Wandlers 10 zu verbessern und wenn der Strombefehl gleich oder größer als der Aus-Stromreferenzwert ist, da es wahrscheinlich ist, dass die reverse Bestromung auftritt, kann der Aus-Zustand des Sekundärseitenschalter 40 aufrechterhalten werden.
  • Zusätzlich kann ein System zum Steuern eines Wandlers 10 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhalten: einen Wandler 10, der konfiguriert ist, eine Spannung bi-direktional zu wandeln, basierend auf einer Steuerung einer darin angeordneten Schaltvorrichtung; einen Sensor 20, der konfiguriert ist, eine Ausgabespannung des Wandlers 10 zu erfassen und eine Steuerung 30, die konfiguriert ist, die Ausgangsspannung aus dem Sensor 20 zu empfangen, um einen Differenzwert aus einem Ausgangsspannungsbefehl des Wandlers 10 abzuleiten, den Differenzwert an eine Spannungssteuerung anzulegen, um den Strombefehl des Wandlers 10 abzuleiten, den Strombefehl mit voreingestellten Stromreferenzwerten zu vergleichen, die alle basierend auf einem Ein/Aus-Zustand eines Sekundärseitenschalters 40 des Wandlers 10 vorgesehen sind und als Ergebnis des Vergleichs des Strombefehls mit dem Stromreferenzwert, den Ein/Aus-Zustand des Sekundärseitenschalters 40 zu ändern oder aufrechtzuerhalten.
  • Wie oben beschrieben, kann die vorliegende Erfindung die folgenden Effekte erzielen.
  • Erstens kann die Energieeffizienz des Wandlers verbessert werden und kann verhindert werden, dass die Vorrichtungen des Wandlers durch Blockieren beschädigt werden, durch Blockieren des Revers-Bestromungsstroms, der bei niedriger Last des Wandlers erzeugt werden kann.
  • Zweitens kann die Steuerung unter Verwendung des Strombefehls des Wandlers durchgeführt werden und daher kann es sein, dass der zusätzliche Sensor nicht getrennt erforderlich ist, wodurch Kosten eingespart werden.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung in Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen gezeigt und beschrieben worden ist, ist es für Fachleute ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung verschiedentlich modifiziert und geändert werden kann, ohne vom Geist und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie durch die nachfolgenden Ansprüche definiert.

Claims (18)

  1. Verfahren zum Steuern eines Wandlers, umfassend: Erfassen, durch eine Steuerung, eines Ein- und Aus-Zustands eines Sekundärseitenschalters des Wandlers; Ableiten, durch die Steuerung, eines Strombefehls des Wandlers; Vergleichen, durch die Steuerung, des Strombefehls mit voreingestellten Stromreferenzwerten, die alle auf dem Ein- und Aus-Zustand des Sekundärseitenschalters basierend bereitgestellt sind; und als Ergebnis des Vergleichs des Strombefehls mit dem Stromreferenzwert, Ändern oder Aufrechterhalten, durch die Steuerung, des Ein- und Aus-Zustands des Sekundärseitenschalters.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ableiten des Strombefehls beinhaltet: Erfassen, durch die Steuerung, eine Ausgangsspannung des Wandlers; Ableiten, durch die Steuerung, eines Spannungsdifferenzwerts zwischen der Ausgangsspannung und einem Ausgangsspannungsbefehl des Wandlers; und Anwenden, durch die Steuerung, des Spannungsdifferenzwerts auf die Spannungssteuerung, um den Strombefehl des Wandlers abzuleiten.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Spannungssteuerung eine integrale Steuerung ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei, wenn der Sekundärseitenschalter des Wandlers in einem Ein-Zustand ist und der abgeleitete Strombefehl des Wandlers kleiner als ein voreingestellter Ein-Stromreferenzwert ist, die Steuerung konfiguriert ist, den Ein-Zustand des Sekundärseitenschalters zum Aus-Zustand zu ändern.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei, wenn der Sekundärseitenschalter des Wandlers in einem Ein-Zustand ist und der abgeleitete Strombefehl des Wandlers gleich oder größer als ein voreingestellter Ein-Stromreferenzwert ist, die Steuerung konfiguriert ist, den Ein-Zustand des Sekundärseitenschalters aufrechtzuerhalten.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei, wenn der Sekundärseitenschalter des Wandlers in einem Aus-Zustand ist und der abgeleitete Strombefehl des Wandlers kleiner als ein voreingestellter Aus-Stromreferenzwert ist, die Steuerung konfiguriert ist, den Aus-Zustand des Sekundärseitenschalters zum Ein-Zustand zu ändern.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei, wenn der Sekundärseitenschalter des Wandlers in einem Aus-Zustand ist und der abgeleitete Strombefehl des Wandlers gleich oder größer als ein voreingestellter Aus-Stromreferenzwert ist, die Steuerung konfiguriert ist, den Aus-Zustand des Sekundärseitenschalters aufrechtzuerhalten.
  8. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Ein-Stromreferenzwert durch Kennfelddaten abgeleitet wird, welche die Last des Wandlers als Eingabe und den Ein-Stromreferenzwert als Ausgabe verwenden.
  9. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Ein-Stromreferenzwert durch Kennfelddaten abgeleitet wird, welche die Last des Wandlers als Eingabe und den Ein-Stromreferenzwert als Ausgabe verwenden.
  10. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Aus-Stromreferenzwert durch Kennfelddaten abgeleitet wird, welche die Last des Wandlers als Eingabe und den Aus-Stromreferenzwert als Ausgabe verwenden.
  11. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Aus-Stromreferenzwert durch Kennfelddaten abgeleitet wird, welche die Last des Wandlers als Eingabe und den Aus-Stromreferenzwert als Ausgabe verwenden.
  12. System zum Steuern eines Wandlers, umfassend: einen Wandler, der konfiguriert ist, eine Spannung bi-direktional zu wandeln, basierend auf einer Steuerung einer darin angeordneten Schaltvorrichtung; einen Sensor, der konfiguriert ist, eine Ausgangsspannung des Wandlers zu erfassen; und eine Steuerung, die konfiguriert ist: die Ausgangsspannung aus dem Sensor zu empfangen, um einen Differenzwert aus einem Ausgangsspannungsbefehl des Wandlers abzuleiten; den Differenzwert auf eine Spannungssteuerung anzuwenden, um einen Strombefehl des Wandlers abzuleiten; den Strombefehl mit voreingestellten Stromreferenzwerten zu vergleichen, die alle basierend auf dem Ein- und Aus-Zustand eines Sekundärseitenschalters des Wandlers bereitgestellt sind; und in Reaktion auf den Vergleich des Strombefehls mit dem Stromreferenzwert, den Ein- und Aus-Zustand des Sekundärseitenschalters zu ändern oder aufrechtzuerhalten.
  13. System nach Anspruch 12, wobei die Spannungssteuerung eine integrale Steuerung ist.
  14. System nach Anspruch 12, wobei, wenn der Sekundärseitenschalter des Wandlers in einem Ein-Zustand ist und der abgeleitete Strombefehl des Wandlers kleiner als ein voreingestellter Ein-Stromreferenzwert ist, die Steuerung konfiguriert ist, den Ein-Zustand des Sekundärseitenschalters zum Aus-Zustand zu ändern.
  15. System nach Anspruch 12, wobei, wenn der Sekundärseitenschalter des Wandlers in einem Ein-Zustand ist und der abgeleitete Strombefehl des Wandlers gleich oder größer als ein voreingestellter Ein-Stromreferenzwert ist, die Steuerung konfiguriert ist, den Ein-Zustand des Sekundärseitenschalters aufrechtzuerhalten.
  16. System nach Anspruch 12, wobei, wenn der Sekundärseitenschalter des Wandlers in einem Aus-Zustand ist und der abgeleitete Strombefehl des Wandlers kleiner als ein voreingestellter Aus-Stromreferenzwert ist, die Steuerung konfiguriert ist, den Aus-Zustand des Sekundärseitenschalters zum Ein-Zustand zu ändern.
  17. System nach Anspruch 12, wobei, wenn der Sekundärseitenschalter des Wandlers in einem Aus-Zustand ist und der abgeleitete Strombefehl des Wandlers gleich oder größer als ein voreingestellter Aus-Stromreferenzwert ist, die Steuerung konfiguriert ist, den Aus-Zustand des Sekundärseitenschalters aufrechtzuerhalten.
  18. Nicht-transitorisches computerlesbares Medium, das Programmanweisungen enthält, die durch eine Steuerung ausgeführt werden, wobei das computerlesbare Medium umfasst: Programmanweisungen, die einen Sensor steuern, den Ein- und Aus-Zustand eines Sekundärseitenschalters eines Wandlers zu detektieren; Programmanweisungen, die einen Strombefehl des Wandlers ableiten; Programmanweisungen, welche den Strombefehl mit voreingestellten Stromreferenzwerten vergleicht, die alle auf dem Ein- und Aus-Zustand des Sekundärseitenschalters basieren; und Programmanweisungen, welche den Ein- und Aus-Zustand des Sekundärseitenschalters als Ergebnis des Vergleichs des Strombefehls mit dem Stromreferenzwert ändern oder aufrechterhalten.
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