DE102018117661A1

DE102018117661A1 - Leistungsoptimierung einer wechselrichtersystemsteuerung

Info

Publication number: DE102018117661A1
Application number: DE102018117661.9A
Authority: DE
Inventors: Jaswant Singh Garcha
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-07-21
Filing date: 2018-07-20
Publication date: 2019-01-24
Also published as: US10369887B2; US20190023130A1; CN109286213A

Abstract

Ein Wechselrichter für ein Fahrzeug schließt Folgendes ein: eine Leistungssteuerung und eine Gateansteuerungsplatte (GDB) elektrisch in Reihe, wobei die Steuerung eine Logikschaltung einschließt, die konfiguriert ist, um als Reaktion auf das Vorhandensein eines Zündsignals einen Fluss von Niederspannungsleistung durch die Steuerung zu der GDB zu erlauben, um die GDB zu aktivieren und als Reaktion auf das Vorhandensein eines Wecksignals, jedoch nicht des Zündsignals, einen Fluss von Niederspannungsleistung durch die Steuerung zu der GDB zu verhindern.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Systeme und Verfahren zum Optimieren des Leistungsverbrauchs einer Wechselrichtersystemsteuerung (Inverter System Controller - ISC).
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Eine Hochspannungsbatterie in einem Elektrofahrzeug kann entweder unter Verwendung von Wechselstrom (Alternating Current - AC) oder einer DC-Aufladung wiederaufgeladen werden. Das Fahrzeug kann mit einem AC-Stromnetz verbunden sein und elektrische Energie über eine Aufladung von AC Level 1 oder AC Level 2 jeweils unter Verwendung einer Verbindung von 120 Volt (V) oder 240 V empfangen. Eine Verbindung mit einer Ladestation, die zur DC-Aufladung in der Lage ist, kann das Wiederaufladen der Hochspannungsbatterie mit verschiedenen Stromraten, wie etwa DC Level 1 200-450 V/ 80 Ampere (A), DC Level 2 200-450 V/ 200 A, DC Level 3 200-450 V/ 400 A und so weiter, ermöglichen. In einigen Fällen kann in einer DC-Ladesitzung die gleiche Menge an Energie schneller übertragen werden als bei einer AC-Ladesitzung.
KURZDARSTELLUNG
Ein Wechselrichter für ein Fahrzeug schließt Folgendes ein: eine Leistungssteuerung und eine Gateansteuerungsplatte (Gate Drive Board - GDB) elektrisch in Reihe, wobei die Steuerung eine Logikschaltung einschließt, die konfiguriert ist, um als Reaktion auf das Vorhandensein eines Zündsignals einen Fluss von Niederspannungsleistung durch die Steuerung zu der GDB zu erlauben, um die GDB zu aktivieren und als Reaktion auf das Vorhandensein eines Wecksignals, jedoch nicht des Zündsignals, einen Fluss von Niederspannungsleistung durch die Steuerung zu der GDB zu verhindern.
Ein Verfahren schließt Folgendes ein: als Reaktion auf das Vorhandensein eines Zündsignals, durch eine Leistungssteuerung eines Wechselrichters, Erlauben eines Flusses von Niederspannungsleistung durch die Steuerung zu einer Gateansteuerungsplatte (GDB) und einem Resolver-zu-Digital-Wandler, um die GDB und den Wandler zu aktivieren, wobei jedes der GDB und des Wandlers mit der Steuerung elektrisch in Reihe geschaltet ist und als Reaktion auf das Vorhandensein eines Wecksignals, jedoch nicht des Zündsignals, Verhindern eines Flusses von Niederspannungsleistung durch die Steuerung zu der GDB und dem Wandler.
Ein System für ein Fahrzeug schließt Folgendes ein: einen Wechselrichter, einschließend eine Gateansteuerungsplatte (GDB) und eine Leistungssteuerung, wobei die Steuerung eine Logikschaltung einschließt, die konfiguriert ist, um als Reaktion auf das Detektieren eines Zündsignals einen Fluss von Niederspannungsleistung zu der GDB zu erlauben, um die GDB zu aktivieren und als Reaktion auf das Empfangen eines Wecksignals, jedoch nicht des Zündsignals, einen Fluss von Leistung zu der GDB zu verhindern und einen Fluss von Niederspannungsleistung zu erlauben, um eine Spule eines Schützes zu aktivieren, um das Schütz zu schließen.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm eines Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeugs (PHEV), das einen typischen Antriebsstrang und Energiespeicherkomponenten veranschaulicht;
2A ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Energieübertragungssystemanordnung veranschaulicht;
2B ist eine schematische Darstellung, die ein Schütz veranschaulicht;
3 ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Leistungsschaltungsanordnung für eine Wechselrichtersystemsteuerung veranschaulicht;
4 ist ein Blockdiagramm, das die Wechselrichtersystemsteuerung, einschließend eine Logikschaltung, veranschaulicht;
5 ist eine schematische Darstellung, die eine beispielhafte High-Side-Schalter-Anordnung veranschaulicht; und
6 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Algorithmus zum Steuern eines Leistungsflusses zu mindestens einer Komponente der Wechselrichtersystemsteuerung veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Hier werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Demnach sind hier offenbarte konkrete strukturelle und funktionelle Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um einen Fachmann die vielfältige Verwendung der vorliegenden Erfindung zu lehren. Der Durchschnittsfachmann wird verstehen, dass verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf eine beliebige der Figuren veranschaulicht und beschrieben sind, mit Merkmalen kombiniert werden können, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht ausdrücklich veranschaulicht oder beschrieben sind. Die Kombinationen veranschaulichter Merkmale stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Unterschiedliche Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung vereinbar sind, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungen erwünscht sein.
Das Erzeugen getrennter elektrischer Leistungspfade für jede der elektrischen Komponenten des Fahrzeugs muss nicht zwingend praktisch sein und kann zu Zeitverzögerungen zu einem vollständig mit Leistung versorgtem Zustand sowie zu einem größeren Verdrahtungsaufwand führen. Die Fahrzeugkonstruktion kann es demnach erforderlich machen, dass verschiedene Fahrzeugkomponenten ein elektrisches Leistungsverbindungselement teilen, sodass das Bereitstellen von Leistung für das Verbindungselement dazu führen kann, dass alle Komponenten, die dieses Verbindungselement teilen, zur selben Zeit eingeschaltet werden. Andererseits können geteilte Leistungsverbindungselemente eine Fähigkeit zum selektiven Einschalten von lediglich einer verbundenen Komponente und nicht von anderen, die ebenfalls Leistung über dasselbe Verbindungselement empfangen, behindern. Das Versorgen der Komponenten mit Leistung, wenn sie nicht verwendet werden, kann zu einer Ineffizienz hinsichtlich des Leistungsverbrauchs und zu einer vorzeitigen Abnutzung der Komponenten führen.
Als ein Beispiel können Hybrid- und Elektrofahrzeuge mit einer oder mehreren Klimatisierungssteuerungskomponenten, wie etwa unter anderem einer Heizung mit positivem Temperaturkoeffizienten (Positive Temperature Coefficient - PTC), einer elektrischen Klimatisierungseinheit (Air Conditioning - A/C) und so weiter, ausgestattet sein. In einigen Fällen können die Komponenten betrieben werden, um die Kabinentemperatur gemäß Benutzereinstellungen anzupassen und beizubehalten und/oder eine Temperaturregelfunktionalität für eine Traktionsbatterie bereitzustellen, entweder automatisch oder nach dem Empfangen eines vordefinierten Signals von einer anderen Fahrzeugsteuerung. Eine Anpassung der Klimatisierungssteuerung kann entweder dann erforderlich sein, wenn die Fahrzeugzündung AN ist, wie etwa um den Kabinenkomfort zu erhöhen, wenn das Fahrzeug betrieben wird, oder wenn die Fahrzeugzündung AUS ist, wie etwa um die Aufladung der Traktionsbatterie zu optimieren und/oder um die Kabine gemäß Benutzereinstellungen vorzukonditionieren, bevor die Zündung auf AN geschaltet wird.
Ein elektrisches Verbindungselement, das Leistung bereitstellt, um die PTC-Heizung und/oder die elektrische A/C freizugeben, kann außerdem Leistung für andere Hochspannungskomponenten bereitstellen, sodass durch das Bereitstellen von Leistung, um die Heizung oder die A/C freizugeben, veranlasst werden kann, dass die anderen Hochspannungskomponenten ebenfalls Leistung empfangen und dementsprechend eingeschaltet werden. Als ein Beispiel kann derselbe Hochspannungsbus, der Leistung bereitstellt, um die PTC-Heizung und die elektrische A/C freizugeben, außerdem Leistung für ein Leistungswechselrichterteilsystem bereitstellen, das konfiguriert ist, um Energie zwischen Motor/Generator-Maschinen und der Traktionsbatterie eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs zu übertragen und zu konditionieren. Ein Logikschalter kann konfiguriert sein, um einen Leistungsfluss zu dem Wechselrichterteilsystem als Reaktion auf das Detektieren zu blockieren, dass die Heizungs- oder A/C-Funktionalität angefordert wird, jedoch eine Versorgung des Wechselrichterteilsystems mit Leistung nicht erforderlich ist, sich die Fahrzeugzündung z. B. im Zustand „AUS“ befindet. Der Logikschalter kann ferner konfiguriert sein, um einen Leistungsfluss zu dem Wechselrichterteilsystem als Reaktion auf das Detektieren eines Signals Zündung AN freizugeben. Der Logikschalter kann außerdem konfiguriert sein, um als Reaktion auf das Empfangen eines Signals Zündung AN zu einem Zeitpunkt, zu dem die Heizung oder A/C bereits verwendet wird bzw. werden, um die Kabine vorzukonditionieren oder die Traktionsbatterie während des Aufladens zu erwärmen oder abzukühlen, einen Leistungsfluss über das Verbindungselement freizugeben, um das Wechselrichterteilsystem einzuschalten.
1 bildet ein typisches Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeug(PHEV)-System 10 ab. Ein Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeug 12, nachfolgend Fahrzeug 12, kann mindestens eine Traktionsbatterie 14 umfassen, die konfiguriert ist, um elektrische Ladung über eine Ladesitzung an einer Ladestation (nicht gezeigt) zu empfangen, die mit einem Stromnetz (nicht gezeigt) verbunden ist. Das Fahrzeug 12 kann zum Beispiel mit dem Elektrofahrzeugversorgungsgerät (Electric Vehicle Supply Equipment - EVSE) 16 der Ladestation zusammenarbeiten, um die Ladungsübertragung vom Stromnetz zur Traktionsbatterie 14 zu koordinieren. Das Stromnetz kann eine Vorrichtung beinhalten, die erneuerbare Energie nutzt, wie etwa ein Photovoltaik-(PV)-Solarmodul oder eine Windkraftanlage (nicht gezeigt).
Das EVSE 16 kann Schaltungen und Steuerungen zum Regulieren und Verwalten der Übertragung von Energie zwischen dem Stromnetz und dem Fahrzeug 12 einschließen. Als ein Beispiel kann das EVSE 16 ein Ladeverbindungselement (nicht gezeigt) beinhalten, das eine Vielzahl von Stiften aufweist, die konfiguriert sind, um mit zugehörigen Vertiefungen eines Ladeports (nicht gezeigt) des Fahrzeugs 12 zusammenzupassen. In einigen Fällen kann der Ladeport als Teil einer Ladesteuerung 38 eingebunden sein und kann jede Art von Port definieren, der dazu konfiguriert ist, Leistung von dem EVSE 16 auf das Fahrzeug 12 zu übertragen. Die Ladesteuerung 38 des Fahrzeugs 12 in Kommunikation mit dem EVSE 16, z. B. über den Ladeport kann den Ladefluss zwischen dem EVSE 16 und der Traktionsbatterie 14 steuern. Gleichermaßen kann die EVSE 16 ein Steuermodul (nicht gezeigt) einschließen, das die von dem EVSE 16 zugeführte Leistung konditioniert, um die Spannungs- und Strompegel für das Fahrzeug 12 nach Bedarf zum Beispiel durch die Batterieladesteuerung 38 bereitzustellen.
Das EVSE 16 kann konzipiert sein, um eine Ein- oder Dreiphasenwechselstrom(AC)- oder - gleichstrom(DC)-Aufladung für das Fahrzeug 12 bereitzustellen. Unterschiede hinsichtlich des Ladeverbindungselements und des Ladeprotokolls können zwischen einem AC-, einem DC- und einem AC/DC-fähigen EVSE vorliegen. Das EVSE 16 kann ferner konfiguriert sein, um unterschiedliche Level der AC- und DC-Aufladung bereitzustellen, einschließend unter anderem Level 1 120 Volt (V) AC-Aufladung, Level 2 240 V AC-Aufladung, Level 1 200-450 V und 80 Ampere (A) DC-Aufladung, Level 2 200-450 V und bis zu 200 A DC-Aufladung, Level 3 200-450 V und bis zu 400 A DC-Aufladung und so weiter. Angesichts der Spannungs- und Stromspezifikationen eines bestimmten Ladesystems kann Zeit, die benötigt wird, um eine gegebene Menge an elektrischer Ladung zu empfangen, von einigen Stunden bis zu einigen Minuten variieren.
In einem Beispiel kann sowohl der Ladeport des EVSE 16 als auch des Fahrzeugs 12 dazu konfiguriert sein, den Industriestandards zu entsprechen, die das Laden elektrifizierter Fahrzeuge betreffen, wie unter anderem des Verbands der Automobilingenieure (SAE) J1772, J1773, J2954, der Internationalen Organisation für Normung (ISO) 15118-1, 15118-2, 15118-3, der deutschen DIN-Spezifikation 70121 und so weiter. In einem Beispiel können die Vertiefungen des Ladeports der Ladesteuerung 38 eine Vielzahl von Anschlüssen umfassen, wie etwa Anschlüsse, die für den Level 1 und 2 AC-Leistungsaustausch bestimmt sind, Anschlüsse, die für eine Masseverbindung bestimmt sind, Anschlüsse, die für Steuersignale bestimmt sind, die zwischen dem EVSE 16 und dem Fahrzeug 12 übertragen werden, und Anschlüsse, die für eine DC-Aufladung, wie etwa unter anderem Level 1, 2, oder 3 DC-Aufladung bestimmt sind.
Beispielsweise kann mindestens ein Anschluss verwendet werden, um Steuerpilotsignale auszuführen und/oder um Näherungsdetektionssignale auszuführen. Ein Näherungssignal kann ein Signal sein, das einen Eingriffszustand zwischen dem Ladeport der Ladesteuerung 38 und dem Verbindungselement des EVSE 16 angibt. Ein Steuerpilotsignal, z. B. ein Niederspannungspulsweitenmodulations(Pulse-Width Modulation)-Signal kann verwendet werden, um den Ladeprozess zu steuern. Wie zumindest in Bezug auf 2A beschrieben, kann der Energiefluss zu und von der Traktionsbatterie 14 über ein elektrisches Leitungszentrum (Bussed Electrical Center - BEC) 18 durchgeführt und von einer Batteriesteuerung 40 verwaltet werden.
Das Fahrzeug 12 kann ferner eine oder mehrere elektrische Maschinen 20 umfassen, die mechanisch mit einem Hybridgetriebe 22 verbunden sind. Die elektrischen Maschinen 20 können konfiguriert sein, um als ein Motor oder Generator betrieben zu werden. Zusätzlich dazu ist das Hybridgetriebe 22 mechanisch mit einem Verbrennungsmotor 24 verbunden. Das Hybridgetriebe 22 ist zudem mechanisch mit einer Antriebswelle 26 verbunden, die mechanisch mit den Rädern 28 verbunden ist.
Die elektrischen Maschinen 20 können unter Verwendung von Energie, die in der Traktionsbatterie 14 gespeichert ist, eine Antriebs- und Abbremsfähigkeit bereitstellen, wenn der Verbrennungsmotor 24 an- oder ausgeschaltet wird. Die elektrischen Maschinen 20 fungieren auch als Generatoren und können Vorteile hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs bereitstellen, indem Energie zurückgewonnen wird, die normalerweise als Wärme im Reibungsbremssystem verloren gehen würde. Die elektrischen Maschinen 20 können auch reduzierte Schadstoffemissionen bereitstellen, da das Fahrzeug 12 unter bestimmten Bedingungen in einem Elektromodus betrieben werden kann.
Die Traktionsbatterie 14 stellt üblicherweise einen Hochspannungsgleichstrom-(DC-)Ausgang bereit. Die Traktionsbatterie 14 kann elektrisch mit einer Wechselrichtersystemsteuerung (ISC) 30 verbunden sein. Die ISC 30 ist elektrisch mit den elektrischen Maschinen 20 verbunden und stellt die Fähigkeit bereit, Energie bidirektional zwischen der Traktionsbatterie 14 und den elektrischen Maschinen 20 zu übertragen. In einem Elektromotormodus kann die ISC 30 den DC-Ausgang, der von der Traktionsbatterie 14 bereitgestellt wird, in einen Dreiphasenwechselstrom (AC) umwandeln, wie es für eine ordnungsgemäße Funktionalität der elektrischen Maschinen 20 erforderlich sein kann. In einem Regenerationsmodus kann die ISC 30 den Dreiphasen-AC-Ausgang aus den elektrischen Maschinen 20, die als Generatoren fungieren, in den DC-Eingang umwandeln, der durch die Traktionsbatterie 14 gefordert wird. Obwohl 1 ein typisches Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeug abbildet, ist die vorliegende Beschreibung ebenso auf ein rein elektrisches Fahrzeug anwendbar. Für ein rein elektrisches Fahrzeug, z. B. ein Batterieelektrofahrzeug (BEV), kann das Hybridgetriebe 22 ein Getriebekasten sein, der mit der elektrischen Maschine 20 verbunden ist, und der Verbrennungsmotor 24 kann nicht vorhanden sein.
Neben dem Bereitstellen von Antriebsenergie kann die Traktionsbatterie 14 Energie für andere elektrische Fahrzeugsysteme bereitstellen. Zum Beispiel kann die Traktionsbatterie 14 Energie auf Hochspannungslasten 32 wie etwa unter anderem den Verdichter einer Klimaanlage (A/C) und eine elektrische Heizung übertragen. In einem anderen Beispiel kann die Traktionsbatterie 14 Niederspannungslasten 34 wie etwa unter anderem eine Hilfsbatterie mit 12 V mit Energie versorgen. In einem solchen Beispiel kann das Fahrzeug 12 einen DC/DC-Wandler 36 einschließen, der konfiguriert ist, um den Hochspannungs-DC-Ausgang der Traktionsbatterie 14 in eine Niederspannungs-DC-Zufuhr umzuwandeln, die mit den Niederspannungslasten 34 kompatibel ist. Die unterschiedlichen erläuterten Komponenten können eine oder mehrere damit verknüpfte Steuerungen umfassen, um den Betrieb der Komponenten zu steuern und zu überwachen. Die Steuerungen können über einen seriellen Bus (z. B. ein Controller Area Network (CAN)) oder über separate Leiter kommunizieren.
2A veranschaulicht eine beispielhafte Schützanordnung 44, um Energie zu und von der Traktionsbatterie 14 des Fahrzeugs 12 zu übertragen. Eine Vielzahl elektrochemischer Zellen (nicht gezeigt) der Traktionsbatterie 14 kann mit dem BEC 18 über positive und negative Anschlüsse 46 verbunden sein. Die Batteriezellen können jede geeignete Konfiguration aufweisen und dazu dienen, elektrische Energie zur Verwendung beim Betrieb des Fahrzeugs 12 zu empfangen und zu speichern. Als ein Beispiel kann jede Zelle einen gleichen oder anderen Nennspannungspegel bereitstellen. Als ein anderes Beispiel können die Batteriezellen in einer bzw. einem oder mehreren Anordnungen, Abschnitten oder Modulen angeordnet sein, die ferner in Reihe oder parallel verbunden sind. Obwohl die Traktionsbatterie 14 der Beschreibung nach zum Beispiel elektrochemische Batteriezellen beinhaltet, werden auch andere Arten von Umsetzungen von Energiespeichervorrichtungen, wie etwa Kondensatoren, berücksichtigt.
Die negativen und positiven Anschlüsse 46 können elektrisch leitendes Material, wie etwa Metall, umfassen und eine beliebige geeignete Konfiguration aufweisen. In einigen Beispielen kann das BEC 18 eine Vielzahl von Schützen und Schaltern beinhalten, welche die selektive Zufuhr und Entnahme elektrischer Energie zu und aus den Batteriezellen über die positiven und negativen Anschlüsse 46 ermöglichen.
Die Batteriesteuerung 40 kann mit einer Vielzahl von Sensoren (nicht gezeigt) verbunden sein, die in der Traktionsbatterie 14 angeordnet sind und sie kann konfiguriert sein, um den Energiefluss zu und von der Traktionsbatterie 14 auf Grundlage von Sensormessungen zu steuern. Zum Beispiel kann die Batteriesteuerung 40 konfiguriert sein, um die Temperatur, den Ladezustand (State of Charge - SOC) und andere Betriebsparameter von jeder Batteriezelle oder Kombinationen von Zellen unter verschiedenen Betriebsbedingungen des Fahrzeugs 12 zu überwachen und zu verwalten. Die Batteriesteuerung 40 kann mit der ISC 30 in Kommunikation stehen und kann konfiguriert sein, um als Reaktion auf das Detektieren, dass ein Betriebsparameter größer oder kleiner ist als ein vorbestimmter Schwellenwert, an die ISC 30 ein Signal zu senden, mit dem die ISC 30 aufgefordert wird, Leistung bereitzustellen, um eine oder mehrere Hochspannungslasten 32, wie etwa die Heizung oder die elektrische A/C, freizugeben.
Nach dem Empfangen einer Anfrage kann die ISC 30 konfiguriert sein, um Leistung für das BEC 18 bereitzustellen, um einen oder mehrere der Vielzahl von Schaltern zu öffnen oder zu schließen. Die Batteriesteuerung 40 kann mit anderen Fahrzeugsteuerungen (nicht gezeigt), wie etwa unter anderem einer Verbrennungsmotorsteuerung und einer Getriebesteuerung, verbunden sein und kann der ISC 30 befehlen, dass sie Leistung bereitstellen soll, um eine Vielzahl von Schaltern als Reaktion auf ein vorbestimmtes Signal von den anderen Fahrzeugsteuerungen zu öffnen oder zu schließen.
Die Batteriesteuerung 40 kann außerdem mit der Ladesteuerung 38 in Kommunikation stehen. Zum Beispiel kann die Ladesteuerung 38 ein Signal an die Batteriesteuerung 40 senden, das für eine Ladesitzungsanfrage bezeichnend ist. Die Batteriesteuerung 40 kann dann befehlen, dass die Ladesteuerung 38 Leistung bereitstellen soll, um eine Vielzahl von Schaltern zu öffnen oder zu schließen, wodurch die Übertragung von elektrischer Energie zwischen dem EVSE 16 und der Traktionsbatterie 14 über eine Ladesitzung, z. B. eine DC-Schnellladesitzung, ermöglicht wird.
Das BEC 18 kann ein positives Hauptschütz 50, das mit dem positiven Anschluss 46a der Traktionsbatterie 14 elektrisch verbunden ist und ein negatives Hauptschütz 52 umfassen, das mit dem negativen Anschluss 46b der Traktionsbatterie 14 elektrisch verbunden ist. In einem Beispiel ermöglicht das Schließen des positiven und negativen Hauptschützes 50, 52 den Fluss von elektrischer Energie zu und von den Batteriezellen. In einem solchen Beispiel kann die Batteriesteuerung 40 der ISC 30 befehlen, dass sie als Reaktion auf das Detektieren, dass die Temperatur der Traktionsbatterie 14 größer oder kleiner ist als ein vorbestimmter Schwellenwert, Leistung zum Öffnen oder Schließen der Hauptschütze 50, 52 bereitstellen soll. In einem anderen Beispiel kann die Batteriesteuerung 40 dem BEC 18 befehlen, die Hauptschütze 50, 52 als Reaktion auf das Empfangen eines Signals von der Ladesteuerung 38 zu öffnen oder zu schließen, das für eine Anfrage zum Einleiten oder Abschließen der Übertragung von elektrischer Energie zu und von der Traktionsbatterie 14 bezeichnend ist.
Das BEC 18 kann ferner eine Vorladeschaltung 54 umfassen, die zum Steuern eines Bestromungsprozesses des positiven Anschlusses 46a konfiguriert ist. In einem Beispiel kann die Vorladeschaltung 54 einen Vorladewiderstand 56 einschließen, der mit einem Vorladeschütz 58 in Reihe geschaltet ist. Die Vorladeschaltung 54 kann mit dem positiven Hauptschütz 50 elektrisch in Reihe geschaltet sein. Wenn das Vorladeschütz 58 geschlossen ist, kann das positive Hauptschütz 50 geöffnet sein und das negative Hauptschütz 52 kann geschlossen sein, wodurch die elektrische Energie durch die Vorladeschaltung 54 fließen und ein Bestromungsprozess des positiven Anschlusses 46a gesteuert werden kann.
In einem Beispiel kann die Batteriesteuerung 40 dem BEC 18 befehlen, als Reaktion auf das Detektieren, dass der Spannungspegel in dem positiven und negativen Anschluss 46a, 46b einen vorbestimmten Schwellenwert erreicht hat, das positive Hauptschütz 50 zu schließen und das Vorladeschütz 58 zu öffnen. Die Übertragung von elektrischer Energie zu und von der Traktionsbatterie 14 kann dann über das positive und negative Hauptschütz 50, 52 fortgesetzt werden. Zum Beispiel kann das BEC 18 die Übertragung von elektrischer Energie zwischen der Traktionsbatterie 14 und der ISC 30 entweder während eines Motor- oder eines Generatormodus über eine direkte Verbindung mit Leitern des positiven und negativen Hauptschützes 50, 52 unterstützen.
Wie zum Beispiel in 2B gezeigt, kann jedes von den Schützen 50, 52 und dem Vorladeschütz 54 eine elektromechanische Vorrichtung 51 definieren, die eine Induktivspule 53 und ein Relais 55 umfasst. In einem Beispiel kann das ISC 30 konfiguriert sein, um als Reaktion auf eine zugehörige Anfrage von der Batteriesteuerung 40, die Induktivspule 53 unter Verwendung einer vordefinierten Menge an Strom, z. B. Anzugsstrom (pull-in current) I_{pull_in}, zu aktivieren, um zu veranlassen, dass das Relais 55 geschlossen wird. In einem anderen Beispiel kann das ISC 30 ferner konfiguriert sein, um als Reaktion auf eine zugehörige Anfrage von der Batteriesteuerung 40, die Induktivspule 53 zu deaktivieren, z. B. eine Menge an Strom bereitzustellen, die kleiner ist als der Abfallstrom (drop-out current) I_{drop_out}, um zu veranlassen, dass das Relais 55 geöffnet wird. In noch einem anderen Beispiel kann die ISC 30 im Anschluss an das Schließen des Relais 55 konfiguriert sein, um eine vordefinierte Menge an Strom, z. B. Haltestrom (hold current) I_hold, durch die Induktivspule 53 bereitzustellen, um das Relais 55 in einer geschlossenen Position zu halten, wobei der Betrag des Haltestroms I_hold sowohl kleiner als der Betrag des Anzugsstroms I_{pull_in} als auch größer als der Betrag des Abfall stroms I_{drop_out} sein kann.
Unter weiterer Bezugnahme auf 2A ermöglicht das Schließen von einem oder mehreren der Schütze 50, 52 und 54, in einigen Fällen, dass durch den Leistungsfluss die Hochspannungslasten 32, wie etwa die Verdichter und elektrischen Heizungen, über eine Verbindung mit den Leitern eingeschaltet werden, die sich zwischen einem entsprechenden der Schütze 50, 52, 54 und der ISC 30 erstrecken. In noch einem anderen Beispiel kann das Schließen von einem oder mehreren der Schütze 50, 52 und 54 eine Energieübertragung zu und von den Niederspannungslasten 34, wie etwa einer Hilfsbatterie mit 12 V, über den DC/DC-Wandler 36 ermöglichen, der mit Leitungen von elektrischen Leitern verbunden ist, die sich zwischen der ISC 30 und dem positiven und negativen Anschluss 46a, 46b erstrecken.
Ein DC-Schnelllade-BEC (nachfolgend Lade-BEC) 48 kann ein positives DC-Schnellladeschütz (nachfolgend positives Ladeschütz) 60, das mit dem positiven Anschluss 46a elektrisch verbunden ist und ein negatives DC-Schnellladeschütz (nachfolgend negatives Ladeschütz) 62 umfassen, das mit dem negativen Anschluss 46b der Traktionsbatterie 14 elektrisch verbunden ist. Die Ladesteuerung 38 kann Leistung bereitstellen, um als Reaktion auf ein Signal, das für eine Anfrage für eine DC-Schnellladesitzung bezeichnend ist, das negative Ladeschütz 62 zu schließen und das positive Ladeschütz 60 zu schließen. Zum Beispiel kann die Batteriesteuerung 40 der Ladesteuerung 38 befehlen, als Reaktion auf das Empfangen eines Signals von der Ladesteuerung 38, das für eine Anfrage zum Aufladen der Traktionsbatterie 14 bezeichnend ist, das negative Ladeschütz 62 zu schließen und das positive Ladeschütz 60 zu schließen. Die Batteriesteuerung 40 kann der Ladesteuerung 38 selektiv befehlen, als Reaktion auf das Empfangen einer Benachrichtigung, dass eine DC-Schnellladesitzung abgeschlossen ist, das positive Ladeschütz 60 zu öffnen und das negative Ladeschütz 62 zu öffnen.
Zur Einfachheit und Klarheit wurden AC-Ladeverbindungen zwischen der Ladesteuerung 38 und der Traktionsbatterie 14 weggelassen. In einem Beispiel können die Hauptschütze 50, 52 in Kombination mit der Vorladeschaltung 54 verwendet werden, um AC-Energie zwischen dem EVSE 16 und der Traktionsbatterie 14 zu übertragen. In einem anderen Beispiel kann die Batteriesteuerung 40 konfiguriert sein, um als Reaktion auf das Empfangen eines Signals von der Ladesteuerung 38, das für eine Anfrage zum Einleiten einer AC-Aufladung bezeichnend ist, das Öffnen und Schließen von einem oder mehreren AC-Ladeschützen (nicht gezeigt) zu befehlen.
3 veranschaulicht eine beispielhafte Leistungsschaltungsanordnung 64 für die ISC 30-A, die konfiguriert ist, um Niederspannungsleistung zum Einschalten der Hochspannungslasten 32 bereitzustellen, wenn die Traktionsbatterie 14 aufgeladen wird. Eine Leistungssteuerung 66-A der ISC 30-A kann konfiguriert sein, um selektiv einen Niederspannungsschalter 68 zu schließen, um Niederspannungsleistung bereitzustellen, um mindestens eines des positiven und negativen Hauptschützes 50, 52 zu schließen und um andere Komponenten, wie etwa unter anderem eine Gateansteuerungsplatte (GDB) 88 der ISC 30-A, Resolver-Schaltungen und so weiter, mit Leistung zu versorgen. In einigen Fällen kann der Niederspannungsschalter 68 mit einer Niederspannungsbatterie 42, z. B, einer Hilfsbatterie mit 12 V, des Fahrzeugs 12 verbunden sein.
Als ein Beispiel kann die Leistungssteuerung 66-A eine Leistungsversorgungsschaltung 78 einschließen, die konfiguriert ist, um zumindest einen Teil der Energie bereitzustellen, um ein Paar von Mikrosteuerungen 80, 82 (nachfolgend jeweils eine Motorsteuereinheit und eine Hybridsteuereinheit 80, 82) mit Leistung zu versorgen. Die Motorsteuereinheit 80 kann konfiguriert sein, um einen oder mehrere Resolver (nicht gezeigt) des Fahrzeugs 12 zu steuern (Anregungssignale dafür bereitzustellen), die jeweils zum Beispiel einen elektromechanischen Sensor definieren, der konfiguriert ist, um eine genaue Winkelposition zu messen, indem er in Form von variablen Kopplungstransformatoren betrieben wird, wobei eine Menge an magnetischer Kopplung zwischen der Primärwicklung und einer Vielzahl von Sekundärwicklungen gemäß der Position des drehbaren Elements (z. B. eines Rotors der elektrischen Maschine 20, der üblicherweise an einer Welle der Maschine 20 montiert ist) variiert. Die Resolver können demnach konfiguriert sein, um eine genaue Wellendrehung zu bestimmen.
Der Resolver des Fahrzeugs 12 kann eine Primärwicklung an dem Rotor der elektrischen Maschine 20 und zwei Sekundärwicklungen an einem Stator der Maschine 20 umfassen. Als ein anderes Beispiel kann ein Resolver einen Resolvertyp mit variabler Reluktanz definieren und muss nicht zwangsläufig Wicklungen an dem Rotor einschließen. Stattdessen können die Primär- und Sekundärwicklungen des Resolvers mit variabler Reluktanz alle an dem Stator positioniert sein, sodass durch das Herausragen (freiliegende Pole) des Rotors die sinusförmige Variation in der Sekundärwicklung an die Winkelposition gekoppelt wird.
Die Resolver können dementsprechend Messgeber oder andere analoge oder digitale elektrische oder elektrochemische Komponenten definieren, die konfiguriert sind, um eine Winkelposition und/oder -geschwindigkeit einer sich drehenden Welle in ein elektrisches Signal umzuwandeln. Die Resolver können außerdem konfiguriert sein, um Signale auszugeben, die sich zu dem Sinus und/oder Kosinus des Wellenwinkels proportional verhalten. Ein Resolver-zu-Digital(R2D)-Wandler 90 kann konfiguriert sein, um ausgegebene Signale der Resolver in eine digitale Ausgabe umzuwandeln, die dem bzw. der Wellenwinkel und/oder -geschwindigkeit entspricht und er kann die generierte digitale Ausgabe für die Motorsteuereinheit 80 bereitstellen. In einigen Beispielen kann die Leistungssteuerung 66-A eine oder mehrere Resolver-Anregungs- und -Rückkopplungsschaltungen 86 einschließen, die konfiguriert sind, um Anregungssignale, die von dem zugehörigen Mikroprozessor zu den Resolvern gesendet wurden, zu filtern und/oder zu verstärken sowie eine Verstärkung für Messsignale, die von den Resolvern ausgegeben wurden, bevor die Signale für die Motorsteuereinheit 80 bereitgestellt werden, anzupassen und/oder diese zu filtern.
Die Hybridsteuereinheit 82 der Leistungssteuerung 66-A kann konfiguriert sein, um z. B. an einer Sensordatensammeleinheit 84 Signale von einem oder mehreren Sensoren des Fahrzeugs 12 zu empfangen. Die Sensordatensammeleinheit 84 der Leistungssteuerung 66-A kann zum Beispiel konfiguriert sein, um Signale von einem oder mehreren Temperatursensoren (nicht gezeigt) der Traktionsbatterie 14 zu empfangen. Die Hybridsteuereinheit 82 kann konfiguriert sein, um als Reaktion auf das Detektieren während des Aufladens der Traktionsbatterie 14, dass das Abkühlen oder Aufwärmen der Batteriezellen notwendig sein kann, einen Niederspannungsleistungsfluss anzufordern und sie kann die Leistung verwenden, um die entsprechende Induktivspule des bzw. der Schütze(s) 50, 52 und 58 zu aktivieren, um das Relais des bzw. der Schütze(s) zu schließen, wodurch Leistung zu der Heizung und/oder der elektrischen A/C fließen kann. In einigen Beispielen kann die Hybridsteuereinheit 82 konfiguriert sein, um einen Niederspannungsleistungsfluss anzufordern, indem sie andere Komponenten der Leistungssteuerung 66-A aufweckt oder veranlasst, dass sie aktiv werden.
Um die Niederspannungsleistung, wie etwa die Leistung, die von der Hybridsteuereinheit 82 angefordert wird, bereitzustellen, kann die Leistungssteuerung 66-A konfiguriert sein, um zu veranlassen, dass der Schalter 68 geschlossen wird, wodurch die GDB 88, eine oder mehrere Resolver-Schaltungen und andere verbundene Komponenten gestartet werden, obwohl sie nicht direkt eine Klimatisierungssteuerung der Traktionsbatterie 14 während des Aufladens bereitstellen oder anderweitig dazu beitragen. Die anderen verbundenen Komponenten, wie etwa die GDB 88 und die Resolver-Schaltungen können weiterhin Leistung empfangen und in einem eingeschalteten (aktiven) Zustand verweilen, während die Heizung und/oder die elektrische A/C betrieben werden, um die Temperatur der Batteriezellen einzustellen.
Die GDB 88 kann unter Verwendung von zwei unabhängigen Versorgungsschienen, wie etwa der Versorgungsschiene eines Primärseitenreglers (Primary Side Regulator - PSR) und einer Versorgungsschiene mit 5 V Leistung, mit Leistung versorgt werden und sie kann konfiguriert sein, um eine oder mehrere Komponenten mit Leistung zu versorgen (anzutreiben), welche die ISC 30-A definieren. Die GDB 88 kann eine oder mehrere digitale Logikschaltungen und Mikrosteuerungen definieren, die konfiguriert sind, um ein Schaltsignal, z. B. ein Ausgangssignal von mehreren Milliampere von Strom, zu generieren, um einen Transistor ein- und auszuschalten. Ein Transistor, welcher direkt von einem schwachen Signal angetrieben wird, kann sehr langsam umschalten, woraus sich ein erhöhter Leistungsverlust ergibt. Dementsprechend kann die GDB 88 zwischen einem Ausgang der Mikrosteuerung und einem Eingang des Leistungstransistors verbunden sein und sie kann konfiguriert sein, um zu verhindern, dass der Gatekondensator des Transistors während des Umschaltens zu schnell Strom bezieht, da dies zu einem übermäßigen Beziehen von Strom in der Logikschaltung oder der Mikrosteuerung führen kann, woraus sich eine Überhitzung und entweder erhebliche Schäden oder eine vollständige Zerstörung des Chips ergeben.
Als ein Beispiel kann die GDB 88 konfiguriert sein, um einen Wandler für variable Spannungen (Variable Voltage Converter - WC) (nicht gezeigt) mit Leistung zu versorgen, der eine bidirektionale Spannungsverstärkung und Verringerung von Energie bereitstellt, die zwischen den elektrischen Maschinen 20 und den Batteriezellen der Traktionsbatterie 14 übertragen wird. Die GDB 88 kann ferner konfiguriert sein, um einen Wechselrichter (nicht gezeigt) mit Leistung zu versorgen, der bei einer Übertragung zwischen den elektrischen Maschinen 20 und der Traktionsbatterie 14 DC-Energie zu AC umkehrt und AC zu DC gleichrichtet.
Die Leistungssteuerung 66-A kann zum Einschalten als Reaktion auf das Empfangen eines Wecksignals 70 und eines Zündsignals 72 konfiguriert sein. Das Wecksignal 70 kann einer digitalen Wellenform entsprechen, die ein vordefiniertes Format oder Muster aufweist, das von einer lokalen Signalquelle (z. B. einer oder mehreren Steuerungen des Fahrzeugs 12) oder von einer entfernten Quelle (z. B. einem Handsender in Kommunikation mit der Steuerung des Fahrzeugs 12) als Reaktion auf eine oder mehrere vordefinierte Bedingungen generiert wird. Als ein Beispiel kann das Wecksignal 70 eine Anfrage hinsichtlich einer Änderung des Betriebsmodus der ISC 30, z. B. von einem Ruhemodus oder einem Modus mit verringertem Leistungsverbrauch zu einem vollständig mit Leistung versorgten Modus umfassen und es kann zum Beispiel über das Wecken eines Busses, das Wecken eines Anschlusses usw. bereitgestellt werden. In einigen Fällen, wie zum Beispiel in Bezug auf die Hybridsteuereinheit 82 beschrieben, kann das Wecksignal 70 von einer oder mehreren Mikrosteuerungen in der Leistungssteuerung 66-A als Reaktion auf das Empfangen von einem oder mehreren Sensorsignalen und das Bestimmen stammen, dass eine Leistungsversorgung für eine oder mehrere Komponenten erforderlich ist, die von der Leistungssteuerung 66-A versorgt werden.
Das Zündsignal 72 kann einer digitalen Wellenform entsprechen, die ein vordefiniertes Format oder Muster aufweist, das sich von dem Format oder Muster des Wecksignals 70 unterscheidet und es kann als Reaktion auf eine oder mehrere vordefinierte Bedingungen generiert werden. In einigen Beispielen kann das Zündsignal 72 für einen oder mehrere Zustände (oder einen Wechsel von einem gegebenen Zustand zu einem anderen Zustand) des Zündschalters des Fahrzeugs 12 bezeichnend sein und es kann von einer Karosseriesteuerung an die Leistungssteuerung 66-A gesendet werden.
Als Reaktion auf eines der Signale 70, 72 kann die Leistungssteuerung 66-A konfiguriert sein, um zu veranlassen, dass der Niederspannungsschalter 68 geschlossen wird, um Leistung für alle Komponenten bereitzustellen, die damit verbunden sind, wie etwa Leistung, um mindestens eines des positiven und negativen Hauptschützes 50, 52 zu schließen, Leistung, um die GDB 88, den WC, den Wechselrichter und so weiter einzuschalten und Leistung, um den R2D-Wandler 90, die Signalwandler der Resolver-Anregungs- und Rückkopplungsschaltungen 86, Signalfilter und andere verbundene Komponenten einzuschalten.
Die Leistungssteuerung 66-A kann eine erste Logikschaltung 74a und ein Paar von Low-Side-Schaltern 76 einschließen, die konfiguriert sind, um den Schalter 68 zu schließen, um eine 12 V-Energieversorgungsleitung zu der GDB 88 bereitzustellen und um die Leistungsversorgungsschaltung 78 mit Leistung zu versorgen. Die erste Logikschaltung 74a kann ein digitales Logikgatter sein, das konfiguriert ist, um als Reaktion auf das Empfangen von mindestens einem der Signale 70, 72 ein Signal zu einem ersten Low-Side-Schalter 76a zu senden. Die erste Logikschaltung 74a kann ein einschließliches oder ein ausschließliches ODER-Gatter definieren, das konfiguriert ist, um einen HIGH-Ausgang jeweils als Reaktion darauf zu generieren, dass mindestens ein Eingang HIGH ist und als Reaktion darauf, dass lediglich einer der Eingänge HIGH ist. In einem Beispiel kann die erste Logikschaltung 74a eine integrierte Schaltung (Integrated Circuit - IC), einschließend eine/einen/ein oder mehrere Dioden, Transistoren, Relais oder andere elektronische oder mechanische Komponenten, definieren, die angeordnet sind, um einen Ausgang auf Grundlage einer Wahrheitsfunktion mit einer logischen einschließlichen oder ausschließlichen Disjunktion zu generieren. Die erste Logikschaltung 74a kann die IC definieren, die unter Verwendung von einer oder mehreren Herstellungstechnologien, wie etwa unter anderem eines komplementären Metalloxidhalbleiters (Complimentary Metal-Oxide-Semiconductor - CMOS), eines Komplementärsymmetrie-Metalloxidhalbleiters (Complimentary-Symmetry Metal-Oxide-Semiconductor - COS-MOS), eines N-Typ-Metalloxidhalbleiters (N-Type Metal-Oxide-Semiconductor - NMOS), eines P-Typ-Metalloxidhalbleiters (P-Type Metal-Oxide-Semiconductor - PMOS), eines bipolaren komplementären Metalloxidhalbleiters (Bipolar Complimentary Metal-Oxide-Semiconductor - BiMOS) und einer Transistor-Transistor-Logik (Transistor-Transistor Logic - TTL) konstruiert wird.
Als Reaktion auf das Empfangen eines HIGH-Ausgangssignals von der ersten Logikschaltung 74a wird der erste Low-Side-Schalter 76a betrieben, um zu veranlassen, dass sich der Schalter 68 schließt. Im geschlossenen Zustand kann der Schalter 68 konfiguriert sein, um sowohl die GDB 88, z. B. über eine Versorgungsschiene mit 12 V Leistung, als auch die Leistungsversorgungsschaltung 78 unter Verwendung von Niederspannungsleistung, z. B. 12 V Leistung, mit Leistung zu versorgen. Die Leistungsversorgungsschaltung 78 kann konfiguriert sein, um die Motor- und Hybridsteuereinheiten 80, 82 mit Leistung zu versorgen und kann ferner konfiguriert sein, um die GDB 88 über eine Niederspannungsleitung mit 5 V Leistung mit Leistung zu versorgen.
Als Reaktion auf das Empfangen eines zugehörigen Signals von der Leistungsversorgungsschaltung 78 kann die Hybridsteuereinheit 82 konfiguriert sein, um Steuersignale zu senden, um den zweiten Low-Side-Schalter 76b zu aktivieren, der wiederum einen Leistungsfluss zu dem einen oder den mehreren Schützen 50, 52 und 58 der Traktionsbatterie 14 ermöglicht. Die Leistungsversorgungsschaltung 78 kann als Reaktion auf das Schließen des Schalters 68 ferner konfiguriert sein, um die Motorsteuereinheit 80 mit Leistung zu versorgen, die konfiguriert ist, um Anregungssignale für die Resolver zu generieren, indem dem R2D-Wandler 90 und den Resolver-Anregungs- und - Rückkopplungsschaltungen 86 Leistung zugeführt wird.
Demnach kann die Leistungssteuerung 66-A als Reaktion auf eines der Signale 70 und 72, egal ob sie von einer der anderen Steuerungen des Fahrzeugs 12 oder von der Hybridsteuereinheit 82 als Reaktion auf das Detektieren stammen, dass eine Temperatur der Traktionsbatterie 14 einen ersten vordefinierten Schwellenwert übersteigt oder kleiner ist als ein zweiter vordefinierter Schwellenwert, gleichzeitig Leistung bereitstellen, um der Hybridsteuereinheit 82 das Schließen von mindestens einem des positiven und negativen Hauptschützes 50, 52 zu ermöglichen und auch Leistung bereitstellen, um die GDB 88 und andere verbundene Komponenten einzuschalten, die davon Leistung empfangen, z. B. die Motorsteuereinheit 80. Das Schließen des Niederspannungsschalters 68 durch die Leistungssteuerung 66-A kann dementsprechend dazu führen, dass die GDB 88 gestartet wird und aktiv (eingeschaltet bleibt), während sich die Hybridsteuereinheit 82 in einem vollständig mit Leistung versorgten Zustand befindet, um einen Leistungsfluss zu den Hochspannungslasten 32 zu ermöglichen.
4 veranschaulicht eine beispielhafte Leistungsschaltungsanordnung 90 für die ISC 30-B, die konfiguriert ist, um Leistung zum Einschalten der Hochspannungslasten 32, jedoch nicht der GDB 88, des R2D-Wandlers 90 oder der Resolver-Anregungs- und - Rückkopplungsschaltungen 86 bereitzustellen, wenn die Traktionsbatterie 14 aufgeladen wird und der Zündschalter des Fahrzeugs 12 auf AUS geschaltet ist. Eine Leistungssteuerung 66-B kann eine zweite Logikschaltung 74b einschließen, die zwei Eingänge 92 definiert, wobei ein erster Eingang 92a davon mit dem Ausgang des ersten Low-Side-Schalters 76a verbunden ist und ein zweiter Eingang 92b mit der Eingangsleitung des Zündsignals 72 der ersten Logikschaltung 74a verbunden ist. Die zweite Logikschaltung 74b kann konfiguriert sein, um als Reaktion auf das gleichzeitige Empfangen von Signalen an beiden Eingängen 92 ein Steuersignal zu einer Vielzahl von High-Side-Schaltern 94 zu senden, um die High-Side-Schalter 94 zu aktivieren.
Die zweite Logikschaltung 74b kann ein digitales Logikgatter sein, das konfiguriert ist, um ein Steuersignal als Reaktion auf das Detektieren des Vorhandenseins sowohl des Zündsignals 72 als auch der HIGH-Ausgangssignale, die von dem ersten Low-Side-Schalter 76a generiert werden, zu den High-Side-Schaltern 94 zu senden. Die zweite Logikschaltung 74b kann ein UND-Gatter definieren, das konfiguriert ist, um einen HIGH-Ausgang als Reaktion darauf zu generieren, dass beide Eingänge 92 zu der zweiten Logikschaltung 74b gleichzeitig HIGH sind. In einem Beispiel kann die zweite Logikschaltung 74b eine integrierte Schaltung (Integrated Circuit - IC), einschließend eine/einen/ein oder mehrere Dioden, Transistoren, Relais oder andere elektronische oder mechanische Komponenten, definieren, die angeordnet sind, um einen Ausgang auf Grundlage einer Wahrheitsfunktion mit einer logischen Konjunktion zu generieren. Die zweite Logikschaltung 74b kann die IC definieren, die unter Verwendung von einer oder mehreren Herstellungstechnologien, wie etwa unter anderem eines komplementären Metalloxidhalbleiters (Complimentary Metal-Oxide-Semiconductor - CMOS), eines Komplementärsymmetrie-Metalloxidhalbleiters (Complimentary-Symmetry Metal-Oxide-Semiconductor - COS-MOS), eines N-Typ-Metalloxidhalbleiters (N-Type Metal-Oxide-Semiconductor - NMOS), eines P-Typ-Metalloxidhalbleiters (P-Type Metal-Oxide-Semiconductor - PMOS), eines bipolaren komplementären Metalloxidhalbleiters (Bipolar Complimentary Metal-Oxide-Semiconductor - BiMOS) und einer Transistor-Transistor-Logik (Transistor-Transistor Logic - TTL) konstruiert wird.
In einem Beispiel kann ein erster High-Side-Schalter 94a zwischen einem Ausgang der zweiten Logikschaltung 74b und einem Eingang der GDB 88 verbunden und konfiguriert sein, um Niederspannungsleistung sowohl als Reaktion auf das Empfangen eines Leistungssignals, z. B. über den Schalter 68 in einem geschlossenen Zustand als auch eines Steuersignals, das von der zweiten Logikschaltung 74b ausgegeben wird, auf die GDB 88 zu übertragen. In einem anderen Beispiel kann ein zweiter High-Side-Schalter 94b zwischen einem Ausgang der zweiten Logikschaltung 74b und einem Eingang des R2D-Wandlers 90 verbunden sein. Der zweite High-Side-Schalter 94b kann von der Motorsteuereinheit 80 mit Leistung versorgt werden, z. B. wenn sich der Schalter 68 in einem geschlossenen Zustand befindet und kann konfiguriert sein, um Leistung für den R2D-Wandler 90 sowohl als Reaktion auf das Empfangen eines Leistungssignals von der Steuereinheit 80 als auch eines Steuersignals bereitzustellen, das von der zweiten Logikschaltung 74b ausgegeben wird. In noch einem anderen Beispiel kann ein dritter High-Side-Schalter 94c zwischen dem Ausgang der zweiten Logikschaltung 74b und einem Eingang der GDB 88 verbunden und konfiguriert sein, um die GDB 88 z. B. über eine Schiene mit 5 V Leistung sowohl als Reaktion auf das Empfangen eines Leistungssignals, z. B. über die Leistungsversorgungsschaltung 78, wenn sich der Schalter 68 in einem geschlossenen Zustand befindet, als auch eines Steuersignals mit Leistung zu versorgen, das von der zweiten Logikschaltung 74b ausgegeben wird.
Dementsprechend kann die ISC 30-B konfiguriert sein, um selektiv mehr oder weniger Komponenten auf Grundlage eines Zustands des Zündschalters, wie an dem Eingang zu der ISC 30-B empfangen, mit Leistung zu versorgen. Als Reaktion auf das Empfangen des Wecksignals 70, während die Leitung des Zündsignals 72 inaktiv ist, kann die ISC 30-B selektiv die Hybridsteuereinheit 82 mit Leistung versorgen, um das eine oder die mehreren der Schütze 50, 52 und 58 zu schließen und um einen Leistungsfluss zu einer oder mehreren Hochspannungslasten 32 freizugeben und sie kann selektiv einen Leistungsfluss zu der GDB 88 und dem R2D-Wandler 90 blockieren, wobei die Resolver-Anregungs- und - Rückkopplungsschaltungen 86 mit Leistung versorgt werden, um die Resolver zu aktivieren. Wie in 4 veranschaulicht, kann die ISC 30-B einen Leistungsfluss zu einer oder mehreren Schaltungen auf einer rechten Seite einer Trennlinie A-A blockieren und sie kann eine oder mehrere Schaltungen auf einer linken Seite der Trennlinie A mit Leistung versorgen. Die ISC 30-B kann dadurch konfiguriert sein, um weniger Leistung zu verbrauchen als die ISC 30-A, um zu ermöglichen, dass ein Leistungsfluss mindestens eines der Schütze 50, 52 und 58 schließt, um eine oder mehrere der Hochspannungslasten 32, wie etwa die Heizung und/oder die elektrische A/C, als Reaktion auf das Detektieren einzuschalten, dass die Traktionsbatterie 14 oder die Kabine des Fahrzeugs 12 eine Konditionierung benötigen, wenn die Traktionsbatterie 14 aufgeladen wird und die Zündung auf AUS geschaltet ist. In einigen Fällen kann die ISC 30-B konfiguriert sein, um 50 % weniger Leistung zu verbrauchen als die ISC 30-A, um eine oder mehrere Hochspannungslasten 32 mit Leistung zu versorgen, wenn die Zündung auf AUS geschaltet ist. Als ein anderes Beispiel kann die ISC 30-B konfiguriert sein, um 65 % weniger Leistung zu verbrauchen als die ISC 30-A, um die Hochspannungslasten 32 während des Zündzustands AUS mit Leistung zu versorgen.
5 veranschaulicht eine beispielhafte schematische Darstellung 96, einschließend die beispielhaften High-Side-Schalter 94a und 94c, die konfiguriert sind, um einen Leistungsfluss zu der GDB 88 zu blockieren, wenn die zweite Logikschaltung 74b ein LOW-Ausgangssignal ausgibt. Die High-Side-Schalter 94a und 94c können ferner konfiguriert sein, um einen Leistungsfluss zu der GDB 88 als Reaktion auf das Detektieren zu erlauben, dass die zweite Logikschaltung 74b ein HIGH-Ausgangssignal ausgibt. Obwohl die beispielhafte Darstellung 96 die Schalter 94a und 94c veranschaulicht, können die hier beschriebenen Betriebsmodi gleichermaßen für den Schalter 94b anwendbar sein, wie zumindest in Bezug auf 4 beschrieben.
Jeder der High-Side-Schalter 94a und 94c kann einen Lastschalter definieren und kann von einem externen Freigabesignal, wie etwa zum Beispiel einem Ausgangssignal der zweiten Logikschaltung 74b gesteuert werden. Jeder der High-Side-Schalter 94a und 94c kann ein Durchgangselement 98, wie etwa einen Transistor, z. B. einen Anreicherungs-Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor - MOSFET), einschließen, das, wenn es aktiv ist, betrieben wird, um elektrischen Strom von einer Leistungsquelle zu der GDB 88 zu lenken und wenn es inaktiv ist, einen Fluss von elektrischem Strom von der Leistungsquelle zu der GDB 88 blockiert. In einem Beispiel wird das Durchgangselement 98a des High-Side-Schalters 94a von der Niederspannungsbatterie 42 z. B. über eine 12 V-Verbindung mit dem Schalter 68 mit Leistung versorgt und das Durchgangselement 98b des High-Side-Schalters 94c wird unter Verwendung einer Verbindung mit einem Ausgang der Leistungsversorgungsschaltung 78 mit Leistung versorgt.
Als ein Beispiel können, wenn jedes der Durchgangselemente 98 einen p-Kanal-MOSFET definiert, die Durchgangselemente 98 konfiguriert sein, um einen Leistungsfluss zu der GDB 88 als Reaktion auf eine Differenz zwischen Spannung an einem Source-Anschluss und Spannung an einem Gate-Anschluss zu ermöglichen, die eine Schwellenspannung übersteigt. Die Widerstände 100a, 100b können jeweils zwischen Gate- und Source-Anschlüssen der Durchgangselemente 98 verbunden und konfiguriert sein, um eine Abschaltzeit der Durchgangselemente 98 zu verringern, indem eine vordefinierte parasitäre Kapazität zwischen den Gate- und Source-Anschlüssen abgelassen wird, nachdem die Source-Spannung entfernt wurde.
Die zweite Logikschaltung 74b kann konfiguriert sein, um die Durchgangselemente 98a und 98b unter Verwendung eines Bipolartransistors 102 ein- und auszuschalten. Der Transistor 102 kann konfiguriert sein, um als Reaktion auf das Detektieren, dass ein Ausgang der zweiten Logikschaltung 74b HIGH ist, eingeschaltet zu werden und kann konfiguriert sein, um als Reaktion auf das Detektieren, dass ein Ausgang der zweiten Logikschaltung 74b LOW ist, abgeschaltet zu werden. Das Einschalten des Transistors 102 kann dazu führen, dass der Gate-Anschluss des entsprechenden Durchgangselements 98 auf Masse gezogen wird, wodurch das Durchgangselement 98 eingeschaltet wird. Die Vorspannungswiderstände 104, 106 können konfiguriert sein, um jeweils eine erste und zweite vordefinierte Spannungsdifferenz zwischen dem Gate-Anschluss und der Schwellenspannung des entsprechenden Durchgangselements 98 zu erzeugen.
6 veranschaulicht ein beispielhaftes Leistungsoptimierungsverfahren 108 zum Blockieren eines Leistungsflusses zu verbundenen Komponenten als Reaktion auf das Detektieren einer Anfrage, um die Heizung oder die elektrische A/C mit Leistung zu versorgen und zum Bestätigen, dass die Zündung des Fahrzeugs 12 ausgeschaltet ist. In einem Beispiel können Vorgänge des beispielhaften Verfahrens 108 von der Leistungssteuerung 66-B durchgeführt werden, wie zumindest in Bezug auf 4-5 beschrieben.
Die Leistungssteuerung 66-B kann bei Operation 110 ein Wecksignal detektieren, das für eine Anfrage zum Versorgen des Schließens des einen oder der mehreren Schütze 50, 52, 58 und einer oder mehrerer verbundener Komponenten, die Leistung über die Leistungssteuerung 66-B empfangen, mit Leistung bezeichnend ist. Bei Operation 112 bestimmt die Leistungssteuerung 66-B, ob die Zündung des Fahrzeugs 12 eingeschaltet ist.
Als Reaktion auf das Detektieren bei Operation 112, dass die Zündung ausgeschaltet ist, kann die Leistungssteuerung 66-B bei Operation 114 einen Leistungsfluss veranlassen, um die Schütze 50, 52, 58 zu schließen und einen Leistungsfluss blockieren, um die verbundenen Komponenten, die Leistung über die Leistungssteuerung 66-B empfangen, mit Leistung zu versorgen. Als Reaktion auf das Detektieren bei Operation 112, dass die Zündung eingeschaltet ist, kann die Leistungssteuerung 66-B bei Operation 116 einen Leistungsfluss veranlassen, um die Schütze 50, 52, 58 zu schließen und sie kann einen Leistungsfluss veranlassen, um die verbundenen Komponenten, die Leistung über die Leistungssteuerung 66-B empfangen, mit Leistung zu versorgen. Das beispielhafte Leistungsoptimierungsverfahren 108 kann dann enden. In einigen Beispielen kann das beispielhafte Verfahren 108 als Reaktion darauf wiederholt werden, dass die Leistungssteuerung 66-B ein Wecksignal detektiert, das für eine Anfrage zum Versorgen des Schließens des einen oder der mehreren Schütze 50, 52, 58 und einer oder mehrerer verbundener Komponenten, die Leistung über die Leistungssteuerung 66-B empfangen, mit Leistung bezeichnend ist.
Zusätzlich oder alternativ kann die obenstehende Lösung unter Verwendung von einer oder mehreren anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (Application-Specific Integrated Circuits - ASICs), einem oder mehreren feldprogrammierbaren Gate-Arrays (Field-Programmable Gate Arrays - FPGAs), und einer oder mehreren komplexen programmierbaren Logikvorrichtungen (Complex Programmable Logic Devices - CPLDs) umgesetzt werden. In einigen anderen Beispielen können die Logikschaltungen und -elemente in einer bzw. einem gegebenen ASIC, FPGA oder CPLD umgesetzt werden, die bzw. das konfiguriert ist, um diskrete MOSFETs zu steuern, um während des Fahrens eingeschaltet zu werden und entweder während der Aufladung oder Vorkonditionierung abgeschaltet zu werden.
In einigen anderen Beispielen kann eine integrierte Leistungsverwaltungsschaltung (Power Management Integrated Circuit - PMIC) konfiguriert sein, um Low-Dropout-Regler (Low Dropout Regulators - LDOs) als Reaktion auf das Detektieren ein- und auszuschalten, dass eine oder mehrere Anforderungen erfüllt wurden. Die PMIC kann ferner konfiguriert sein, um den Leistungsverbrauch von einem oder mehreren Schaltnetzteilen (Switched-Mode Power Supplies - SMPS) zu optimieren, die eine Vielzahl von Lasten mit Leistung versorgen. Die PMIC kann veranlassen, dass die SMPS als Reaktion auf das Detektieren, dass eine Last größer ist als ein Schwellenwert, in einem Modus für die Pulsweitenmodulation (Pulse Width Modulation - PWM) betrieben werden und kann veranlassen, dass die SMPS als Reaktion auf das Detektieren, dass die Last kleiner ist als der Schwellenwert, in einer Pulsfrequenzmodulation (Pulse Frequency Modulation - PFM) betrieben werden, wodurch die Effizienz des Leistungsverbrauchs erhöht wird. Die PMIC kann konfiguriert sein, um die Leistung zu einer oder mehreren Lasten als Reaktion auf eines des Detektierens, dass die Traktionsbatterie 14 aufgeladen wird oder des Detektierens, dass eine Kabine des Fahrzeugs 12 vorkonditioniert wird, abzuschalten.
Die hier offenbarten Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können einer Verarbeitungsvorrichtung, einer Steuerung oder einem Computer zuführbar sein oder davon umgesetzt werden, die bzw. der eine bestehende programmierbare elektronische Steuereinheit oder dedizierte elektronische Steuereinheit aufweisen kann. Gleichermaßen können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen als Daten und Anweisungen gespeichert sein, die von einer Steuerung oder einem Computer in vielen Formen, einschließlich unter anderem Informationen, die permanent auf nicht beschreibbaren Speichermedien wie etwa ROM-Vorrichtungen gespeichert sind, und Informationen, die veränderbar auf beschreibbaren Speichermedien wie etwa Disketten, Magnetbändern, CDs, RAM-Vorrichtungen und sonstigen magnetischen und optischen Medien gespeichert sind, ausgeführt werden können. Die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können zudem in einem von Software ausführbaren Objekt umgesetzt sein. Alternativ können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen ganz oder teilweise unter Verwendung geeigneter Hardwarekomponenten, wie etwa ASICs, FPGAs, Zustandsmaschinen, Steuerungen oder sonstiger Hardwarekomponenten oder Vorrichtungen oder einer Kombination aus Hardware-, Software- und Firmwarekomponenten ausgeführt werden.
Bei den in der Beschreibung verwendeten Ausdrücken handelt es sich um beschreibende und nicht um einschränkende Ausdrücke, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die unter Umständen nicht ausdrücklich beschrieben oder veranschaulicht sind. Wenngleich verschiedene Ausführungsformen gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik hinsichtlich einer oder mehrerer gewünschter Eigenschaften als vorteilhaft oder bevorzugt beschrieben worden sein könnten, erkennt ein Durchschnittsfachmann, dass ein oder mehrere Merkmale oder eine oder mehrere Eigenschaften in Frage gestellt werden können, um die gewünschten Gesamtattribute des Systems zu erzielen, die von der konkreten Anwendung und Umsetzung abhängen. Diese Attribute können unter anderem folgende beinhalten: Kosten, Festigkeit, Lebensdauer, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Verpackung, Größe, Betriebsfähigkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Einfachheit der Montage usw. Von daher liegen Ausführungsformen, welche in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik beschrieben werden, nicht außerhalb des Umfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.

Claims

Wechselrichter für ein Fahrzeug, umfassend: eine Leistungssteuerung und eine Gateansteuerungsplatte (GDB) elektrisch in Reihe, wobei die Steuerung eine Logikschaltung einschließt, die konfiguriert ist, um als Reaktion auf das Vorhandensein eines Zündsignals einen Fluss von Niederspannungsleistung durch die Steuerung zu der GDB zu erlauben, um die GDB zu aktivieren und als Reaktion auf das Vorhandensein eines Wecksignals, jedoch nicht des Zündsignals, einen Fluss von Niederspannungsleistung durch die Steuerung zu der GDB zu verhindern.
Wechselrichter nach Anspruch 1, wobei die Logikschaltung ferner konfiguriert ist, um während des Verhinderns einen Fluss von Niederspannungsleistung zu erlauben, um eine Spule eines Schützes zu aktivieren, um das Schütz zu schließen.
Wechselrichter nach Anspruch 1, wobei die Logikschaltung ein logisches UND-Gatter elektrisch in Reihe mit der GDB einschließt und konfiguriert ist, um den Fluss von Leistung als Reaktion auf eine Bestätigung, dass das Zündsignal nicht vorliegt, zu verhindern.
Wechselrichter nach Anspruch 3, wobei die Logikschaltung ein logisches ODER-Gatter einschließt, das zwischen einem Eingang der Steuerung und einem Eingang des logischen UND-Gatters elektrisch verbunden ist, wobei das logische ODER-Gatter konfiguriert ist, um den Fluss von Leistung entweder als Reaktion auf das Vorhandensein des Zündsignals oder des Wecksignals zu erlauben.
Wechselrichter nach Anspruch 3, wobei die Steuerung ferner einen High-Side-Schalter einschließt, der zwischen einem Ausgang des logischen UND-Gatters und einem Eingang der GDB elektrisch verbunden ist, wobei der Schalter konfiguriert ist, um: den Fluss von Leistung zu dem GDB als Reaktion auf das Detektieren zu erlauben, dass ein Ausgang des logischen UND-Gatters HIGH ist und den Fluss von Leistung zu dem GDB als Reaktion auf das Detektieren zu verhindern, dass ein Ausgang des logischen UND-Gatters LOW ist.
Wechselrichter nach Anspruch 1, wobei das Wecksignal von einer Hybridsteuereinheit der Steuerung als Reaktion auf das Detektieren stammt, dass die Temperatur einer Fahrzeugbatterie einem von größer als ein erster Schwellenwert und kleiner als ein zweiter Schwellenwert entspricht.
Wechselrichter nach Anspruch 6, wobei die Hybridsteuereinheit konfiguriert ist, um als Reaktion auf das Empfangen des Leistungsflusses eine elektrische A/C freizugeben, wenn die Temperatur größer ist als der erste Schwellenwert und eine Heizung freizugeben, wenn die Temperatur kleiner ist als der zweite Schwellenwert.
Verfahren, umfassend: als Reaktion auf das Vorhandensein eines Zündsignals, durch eine Leistungssteuerung eines Wechselrichters, Erlauben eines Flusses von Niederspannungsleistung durch die Steuerung zu einer Gateansteuerungsplatte (GDB) und einem Resolver-zu-Digital-Wandler, um die GDB und den Wandler zu aktivieren, wobei jedes der GDB und des Wandlers mit der Steuerung elektrisch in Reihe geschaltet ist und als Reaktion auf das Vorhandensein eines Wecksignals, jedoch nicht des Zündsignals, Verhindern eines Flusses von Niederspannungsleistung durch die Steuerung zu der GDB und dem Wandler.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend, während des Verhinderns, das Erlauben eines Flusses von Niederspannungsleistung, um eine Spule eines Schützes zu aktivieren, um das Schütz zu schließen.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Verhindern durch ein logisches UND-Gatter der Steuerung erfolgt, das mit einem Eingang der GDB und des Wandlers elektrisch verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 10, ferner umfassend durch ein logisches ODER-Gatter der Steuerung, das mit einem Eingang des logischen UND-Gatters elektrisch verbunden ist, das Erlauben des Flusses von Niederspannungsleistung zu dem logischen UND-Gatter als Reaktion auf das Vorhandensein des Wecksignals, jedoch nicht des Zündsignals.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Verhindern durch High-Side-Schalter, die zwischen einem Ausgang des logischen UND-Gatters und entsprechenden Eingängen der GDB und des Wandlers elektrisch verbunden sind, als Reaktion auf das Detektieren erfolgt, dass ein Ausgang des logischen UND-Gatters LOW ist.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die High-Side-Schalter einen Bipolartransistor einschließen, der mit einem Gate eines Feldeffekttransistors verbunden und konfiguriert ist, um den Feldeffekttransistor als Reaktion darauf einzuschalten, dass ein Ausgang des logischen UND-Gatters HIGH ist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Wecksignal von einer Hybridsteuereinheit der Steuerung als Reaktion auf das Detektieren stammt, dass die Temperatur einer Fahrzeugbatterie einem von größer als ein erster Schwellenwert und kleiner als ein zweiter Schwellenwert entspricht.
Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend als Reaktion auf das Empfangen des Leistungsflusses durch die Hybridsteuereinheit Freigeben einer elektrischen A/C, wenn die Temperatur größer ist als der erste Schwellenwert und Freigeben einer Heizung, wenn die Temperatur kleiner ist als der zweite Schwellenwert.
System für ein Fahrzeug, umfassend: einen Wechselrichter, einschließend eine Gateansteuerungsplatte (GDB) und eine Leistungssteuerung, wobei die Steuerung eine Logikschaltung einschließt, die konfiguriert ist, um als Reaktion auf das Detektieren eines Zündsignals einen Fluss von Niederspannungsleistung zu der GDB zu erlauben, um die GDB zu aktivieren und als Reaktion auf das Empfangen eines Wecksignals, jedoch nicht des Zündsignals, einen Fluss von Leistung zu der GDB zu verhindern und einen Fluss von Niederspannungsleistung zu erlauben, um eine Spule eines Schützes zu aktivieren, um das Schütz zu schließen.
System nach Anspruch 16, wobei die Steuerung ferner einen High-Side-Schalter einschließt, der zwischen einem Ausgang der Logikschaltung und einem Eingang der GDB verbunden und zum Einschalten konfiguriert ist, um den Leistungsfluss als Reaktion darauf zu erlauben, dass ein Ausgang der Logikschaltung ein logisches HIGH ist.
System nach Anspruch 16, wobei die Logikschaltung ein logisches UND-Gatter einschließt, das konfiguriert ist, um einen Ausgang eines logischen LOW als Reaktion auf das Empfangen des Wecksignals, jedoch nicht des Zündsignals, zu generieren.
System nach Anspruch 16, ferner umfassend eine Traktionsbatterie und einen Temperatursensor, der konfiguriert ist, um eine Temperatur der Batterie zu messen, und wobei das Wecksignal von einer Hybridsteuereinheit der Steuerung als Reaktion auf das Detektieren stammt, dass die gemessene Temperatur einem von größer als ein erster Schwellenwert und kleiner als ein zweiter Schwellenwert entspricht.
System nach Anspruch 19, wobei die Hybridsteuereinheit ferner konfiguriert ist, um als Reaktion auf das Empfangen des Leistungsflusses eine elektrische A/C freizugeben, wenn die gemessene Temperatur größer ist als der erste Schwellenwert und eine Heizung freizugeben, wenn die gemessene Temperatur kleiner ist als der zweite Schwellenwert.