DE112010005561T5

DE112010005561T5 - Fahrzeug und Verfahren zur Fahrzeugsteuerung

Info

Publication number: DE112010005561T5
Application number: DE112010005561T
Authority: DE
Inventors: Mitsunori Ishii
Original assignee: Toyota Motor Corp; Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-05-12
Filing date: 2010-05-12
Publication date: 2013-03-14
Anticipated expiration: 2030-05-13
Also published as: JP5144819B2; WO2011142004A1; DE112010005561B4; JPWO2011142004A1; CN102510816A; CN102510816B; US9168837B2; US20120139490A1

Abstract

Ein Fahrzeug, das extern mit elektrischer Energie ladbar ist, die durch ein Ladekabel (250) von einer externen Energieversorgung (260) übertragen wird, beinhaltet eine aufladbare Energiespeichereinrichtung (110), eine Ladeeinrichtung (200) und eine Steuereinrichtung (300). Die Ladeeinrichtung (200) stellt Ladeenergie der Energiespeichereinrichtung (110) unter Verwendung der elektrischen Energie bereit, die von der externen Energieversorgung (200) übertragen wird. Die Steuereinrichtung (300) steuert die Ladeeinrichtung (200) zum Begrenzen der Ladeenergie basierend auf dem Zustand des Energieübertragungspfads von der externen Energieversorgung (260) zur Ladeeinrichtung (200). Durch diese Konfiguration können, sogar wenn ein Verlängerungskabel durch einen Benutzer hinzugefügt wird oder wenn ein Fehler in dem Ladekabel (250) und dergleichen auftritt, Beschädigungen an dem Kabel und Einflüsse auf umgebende Einrichtungen aufgrund exzessiver Wärmeerzeugung am Kabel unterdrückt werden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Steuern des Fahrzeugs, und insbesondere zum Steuern eines Fahrzeugs, das mit elektrischer Energie von einer externen Energieversorgung außerhalb des Fahrzeugs aufladbar ist.
STAND DER TECHNIK
In vergangenen Jahren hat ein Fahrzeug, das mit einer Energiespeichereinrichtung (beispielsweise einer Sekundärbatterie, einem Kondensator und dergleichen) ausgestattet ist und mit der Antriebskraft fährt, die aus der elektrischen Energie erzeugt wird, die in der Energiespeichereinrichtung gespeichert ist, Aufmerksamkeit als ein umweltfreundliches Fahrzeug erlangt. Ein derartiges Fahrzeug umfasst beispielsweise ein Elektrofahrzeug, ein Hybridfahrzeug, ein Brennstoffzellenfahrzeug und dergleichen. Es gibt ein vorgeschlagenes Verfahren zum Laden der Energiespeichereinrichtung, die in dem vorstehend beschriebenen Fahrzeug angebracht ist, durch eine kommerzielle Energieversorgung mit hoher Energieerzeugungseffizienz.
Als ein Hybridfahrzeug gibt es ein bekanntes Fahrzeug, das mit einer Energiespeichereinrichtung ausgestattet ist, die durch eine gegenüber dem Fahrzeug externen Energieversorgung (nachfolgend einfach als eine „externe Energieversorgung” bezeichnet) geladen werden kann (was nachfolgend einfach als „externes Laden” bezeichnet wird), wie im Fall des elektrischen Fahrzeugs. Beispielsweise ist das sogenannte „Plug-in-Hybridfahrzeug” bekannt, das mit einer Energiespeichereinrichtung versehen ist, die durch eine haushaltsübliche Energieversorgung durch das Ladekabel geladen werden kann, das zwischen der Steckdose, die in dem Haus bereitgestellt wird, und dem Ladeanschluss verbindet, der in dem Fahrzeug bereitgestellt wird. Demnach kann eine Verbesserung der Kraftstoffverbrauchseffizienz des Hybridfahrzeugs erwartet werden.
Die japanische Patentoffenlegung mit der Nr. 11-220813 (PTL 1) offenbart ein Verfahren bezüglich eines Relaisverbinders zum Laden eines Elektrofahrzeugs, der für unterschiedliche Typen von Verbindern auf der Fahrzeugseite adaptiert werden kann, die sich in ihrer Spezifikation unterscheiden. Wenn der Relaisverbinder, der in der japanischen Patentoffenlegung mit der Nr. 11-220813 (PTL 1) offenbart ist, verwendet wird, kann die existierende Energiespeichereinrichtung für ein Elektrofahrzeug für unterschiedliche Typen von Verbindern auf der Fahrzeugseite adaptiert werden. Demzufolge wird die Anzahl von Fahrzeugtypen, die geladen werden können, erhöht.
LITERATURLISTE
PATENTLITERATUR

PTL 1: Japanische Patentoffenlegung mit der Nr. 11-220813
PTL 2: Japanische Patentoffenlegung mit der Nr. 2008-251355

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
In dem Fall, in dem die Ladeenergie von einer Standardsteckdose bereitgestellt wird, die in dem Haus vorgesehen ist, wie beispielsweise bei einem Plug-in-Hybridfahrzeug, kann es denkbar sein, wenn der Abstand zwischen dem Fahrzeug und der Steckdose länger als das zugeordnete Ladekabel ist, ein kommerziell verfügbares Verlängerungskabel zum Verbinden zwischen dem Ladekabel und der Steckdose zu verwenden.
Beispielsweise in dem Fall, in dem dieses Verlängerungskabel sehr lang ist oder eine kleine erlaubte Stromkapazität aufweist, wird der Ladestrom, der äquivalent zu dem in dem Fall ist, in dem nur das vorgesehene Kabel verwendet wird, zum Laden beaufschlagt, was eine Beschädigung des Verlängerungskabel aufgrund von Wärmeerzeugung in dem Verlängerungskabel verursachen kann oder andere Einrichtungen, die zum Laden bestimmt sind, beeinflussen kann.
Ferner können, sogar wenn nur ein vorgesehenes Ladekabel verwendet wird, Fehler wie beispielsweise ein Kontaktfehler an der Verbindung mit dem Ladekabel dazu führen, dass der Widerstandswert des Energieübertragungspfads im Vergleich zum Normalfall erhöht wird, wobei Einflüsse, die aus Wärmeerzeugung und dergleichen resultieren, ebenso ausgeübt werden können.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die vorstehend beschriebenen Probleme zu lösen. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Ladesystem bereitzustellen, das Ladeenergie basierend auf dem Zustand des Energieübertragungspfads in einem Fahrzeug abgleichen kann, das mit elektrischer Energie von einer externen Energiequelle außerhalb des Fahrzeugs aufladbar ist.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung ist extern mit elektrischer Energie aufladbar, die durch ein Ladekabel von einer externen Energieversorgung übertragen wird, und beinhaltet eine aufladbare Energiespeichereinrichtung, eine Ladeeinrichtung, eine Steuereinrichtung. Die Ladeeinrichtung versorgt die Energiespeichereinrichtung mit Ladeenergie unter Verwendung der elektrischen Energie, die von der externen Energieversorgung übertragen wird. Die Steuereinrichtung steuert die Ladeeinrichtung zum Begrenzen der Ladeenergie basierend auf einem Zustand eines Energieübertragungspfads von der externen Energieversorgung zur Ladeeinrichtung.
Bevorzugt, begrenzt die Steuereinrichtung die Ladeenergie basierend auf einem Widerstandswert des Energieübertragungspfads.
Bevorzugt, wenn der Widerstandswert des Energieübertragungspfads größer als ein Grenzwert ist, steuert die Steuereinrichtung die Ladeeinrichtung derart, dass die Ladeenergie verringert wird, wenn der Widerstandswert des Energieübertragungspfads ansteigt.
Bevorzugt beinhaltet das Fahrzeug ferner einen Einlass zum Verbinden des Ladekabels und eine Energieleitung zum Verbinden des Einlasses und der Ladeeinrichtung. Der Energieübertragungspfad beinhaltet das Ladekabel und die Energieleitung. Die Steuereinrichtung begrenzt die Ladeenergie gemäß einem Betrag eines verbleibenden Widerstandswerts, der durch Subtrahieren eines Widerstandswerts der Energieleitung und eines Widerstandswerts des Ladekabels von einem Widerstandswert des gesamten Energieübertragungspfads erlangt wird.
Bevorzugt berechnet die Steuereinrichtung den Widerstandswert des Energieübertragungspfads basierend auf einer Spannung und einem Strom der elektrischen Energie, die von der externen Energieversorgung zu einer Zeit externen Ladens übertragen wird.
Bevorzugt berechnet die Steuereinrichtung den Widerstandswert des Energieübertragungspfads und begrenzt die Ladeenergie basierend auf dem berechneten Widerstandswert, während externes Laden durchgeführt wird Bevorzugt führt die Steuereinrichtung ein Testladen zum Berechnen des Widerstandswerts des Energieübertragungspfads vor dem sogenannten Full-Scale-Laden durch, um die Begrenzung für die Ladeeinrichtung basierend auf dem berechneten Widerstandswert festzulegen, und startet dann das Full-Scale-Laden.
Bevorzugt begrenzt die Steuereinrichtung die Ladeenergie basierend auf einem Energieverbrauch des Energieübertragungspfads.
Bevorzugt, wenn der Energieverbrauch des Energieübertragungspfads größer als ein Grenzwert ist, steuert die Steuereinrichtung die Ladeeinrichtung derart, dass die Ladeenergie verringert wird, wenn der Energieverbrauch des Energieübertragungspfads ansteigt.
Bevorzugt korrigiert die Steuereinrichtung einen begrenzenden Betrag der Ladeenergie basierend auf einer Außenlufttemperatur außerhalb des Fahrzeugs.
Bevorzugt korrigiert die Steuereinrichtung den begrenzenden Betrag der Ladeenergie derart, dass die Ladeenergie verringert wird, wenn die Außenlufttemperatur höher wird.
Bevorzugt begrenzt die Steuereinrichtung einen Ladestrom, der von der Ladeeinrichtung ausgegeben wird, basierend auf dem Zustand des Energieübertragungspfads.
Bevorzugt bestimmt die Steuereinrichtung einen begrenzenden Betrag des Ladestroms unter Verwendung einer vorbestimmten Aufzeichnung entsprechend dem Zustand des Energieübertragungspfads.
Bevorzugt beinhaltet das Fahrzeug ferner eine Warneinrichtung zum Unterrichten darüber, dass die Ladeenergie begrenzt ist.
Das Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs bereit, das extern mit elektrischer Energie aufladbar ist, die von einer externen Energieversorgung übertragen wird. Das Fahrzeug beinhaltet eine aufladbare Energiespeichereinrichtung, und eine Ladeeinrichtung zum Versorgen der Energiespeichereinrichtung mit Ladeenergie unter Verwendung der elektrischen Energie, die von der externen Energieversorgung übertragen wird. Das Verfahren beinhaltet die Schritte Erfassen eines Zustands eines Energieübertragungspfads von der externen Energieversorgung zur Ladeeinrichtung; Bestimmen eines begrenzenden Betrags der Ladeenergie basierend auf dem erfassten Zustand des Energieübertragungspfads; und Erzeugen eines Steuerbefehls zum Steuern der Ladeeinrichtung basierend auf dem bestimmten begrenzenden Betrag der Ladeenergie.
VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann in einem Fahrzeug, das mit elektrischer Energie von einer externen Energieversorgung außerhalb des Fahrzeugs aufladbar ist, ein Ladesystem bereitgestellt werden, das die Ladeenergie basierend auf dem Zustand eines Energieübertragungspfads abgleichen kann.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Gesamtblockschaltbild eines Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Konfiguration innerhalb einer PCU darstellt.
3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Konfiguration eines Energieübertragungspfads in dem Fall darstellt, in dem ein Verlängerungskabel verwendet wird.
4 ist ein funktionales Blockschaltbild zum Darstellen von Ladeenergiesteuerung, die in der ECU in der vorliegenden Ausführungsform durchgeführt wird.
5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Aufzeichnung zum Festlegen eines Korrekturkoeffizienten der Ladeenergie basierend auf dem Widerstandswert des Energieübertragungspfads darstellt.
6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Aufzeichnung zum Festlegen des Korrekturkoeffizienten der Ladeenergie basierend auf dem Energieverbrauch des Energieübertragungspfads darstellt.
7 ist ein Ablaufdiagramm zum Darstellen der Details der Ladeenergiesteuerungsverarbeitung, die in der ECU in der vorliegenden Ausführungsform durchgeführt wird.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend im Detail mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert, in denen die gleichen oder entsprechende Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen versehen ist und deren Beschreibung nicht wiederholt wird.
1 ist ein Gesamtblockschaltbild eines Fahrzeugs 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Gemäß 1 beinhaltet das Fahrzeug 100 eine Energiespeichereinrichtung 110, ein Systemhauptrelais (SMR), eine PCU (Power Control Unit, Energiesteuereinheit) 120, die als eine Stell- bzw. Treibereinrichtung dient, einen Motorgenerator 130, ein Getriebe 140, ein Antriebsrad 150 und eine ECU (Electronic Control Unit, elektronische Steuereinheit) 300.
Die Energiespeichereinrichtung 110 ist ein aufladbares und entladbares elektrisches Energiespeicherelement. Die Energiespeichereinrichtung 110 ist konfiguriert, um beispielsweise eine Sekundärbatterie wie beispielsweise eine Lithiumionenbatterie, eine Nickelmetallhydridbatterie oder eine Bleisäurebatterie oder ein Energiespeicherelement wie beispielsweise einen elektrischen Doppelschichtkondensator zu beinhalten.
Die Energiespeichereinrichtung 110 ist mit der PCU 120 durch eine Energieleitung PL1 und eine Masseleitung Nil verbunden. Die Energiespeichereinrichtung 110 stellt der PCU 120 die elektrische Energie zum Erzeugen der Antriebskraft für das Fahrzeug 100 bereit. Ferner speichert die Energiespeichereinrichtung 110 die elektrische Energie, die durch den Motorgenerator 130 erzeugt wird. Die Ausgangsenergie der Energiespeichereinrichtung 110 ist beispielsweise annähernd 200 V.
Die Relais, die in dem Systemhauptrelais SVR beinhaltet sind, sind entsprechend in einer Energieleitung PL1 und einer Masseleitung NL1 angeordnet und verbinden jeweils die Energiespeichereinrichtung 110 und die PCU 120. Das Systemhauptrelais SMR wird durch ein Steuersignal SEI von der ECU 300 gesteuert, um zwischen Versorgen und Unterbrechen der elektrischen Energie zwischen der Energiespeichereinrichtung 110 und der PCU 120 umzuschalten.
2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der internen Konfiguration der PCU 120 darstellt.
Gemäß 2 beinhaltet die PCU 120 einen Wandler 121, einen Inverter 122 und Kondensatoren C1 und C2.
Basierend auf einem Steuersignal PWC von der ECU 300 führt der Wandler 121 eine Energiewandlung zwischen der Energieleitung PL1 und der Masseleitung NL1 und der Energieleitung HPL und der Masseleitung NL1 durch.
Der Inverter 122 ist mit der Energieleitung HPL und der Masseleitung NL1 verbunden. Der Inverter 122 treibt den Motorgenerator 130 basierend auf einem Steuersignal PWI von der ECU 300 an.
Der Kondensator C1 ist zwischen der Energieleitung PL1 und der Masseleitung NL1 vorgesehen und reduziert die Spannungsvariation zwischen der Energieleitung PL1 und der Masseleitung NL1. Der Kondensator C2 ist zwischen der Energieleitung HPL und der Masseleitung NL1 vorgesehen und reduziert die Spannungsvariation zwischen der Energieleitung HPL und der Masseleitung NL1.
Gemäß 1 ist der Motorgenerator 130 eine rotierende Wechselstrom(AC)-Elektromaschine und beispielsweise ein synchroner Elektromotor des Permanentmagnettyps mit einem Rotor, in dem ein Permanentmagnet beinhaltet ist.
Das Ausgangsdrehmoment des Motorgenerators 130 wird an das Antriebsrad 150 durch das Getriebe 140, das ein Untersetzungsgetriebe und eine Leistungsverzweigungseinrichtung aufweist, zum Antreiben des Fahrzeugs 100 übertragen. Der Motorgenerator 130 kann elektrische Energie durch die Rotationskraft des Antriebsrads 150 während des regenerativen Bremsbetriebs des Fahrzeugs 100 erzeugen. Die PCU 120 wandelt dann die erzeugte elektrische Energie in Ladeenergie für die Energiespeichereinrichtung 110 um.
Ferner werden in dem Hybridfahrzeug, das mit einem Verbrennungsmotor (nicht dargestellt) zusätzlich zum Motorgenerator 130 ausgestattet ist, dieser Verbrennungsmotor und der Motorgenerator 130 zusammenwirkend betrieben, um die erforderliche Fahrzeugantriebskraft zu erzeugen. In diesem Fall kann die Energiespeichereinrichtung 110 ebenso unter Verwendung der elektrischen Energie geladen werden, die durch die Rotation des Verbrennungsmotors erzeugt wird.
In anderen Worten stellt das Fahrzeug 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Fahrzeug dar, das mit einem Elektromotor zum Erzeugen der Fahrzeugantriebskraft versehen ist, und umfasst ein Hybridfahrzeug, das die Fahrzeugantriebskraft durch den Verbrennungsmotor und den Elektromotor erzeugt, ein Elektrofahrzeug und ein Brennstoffzellenfahrzeug, die nicht mit einem Verbrennungsmotor ausgestattet sind, und dergleichen.
Das Fahrzeug 100 beinhaltet ferner eine Klimaanlage 160, einen DC/DC-Wandler 170, eine Zusatzbatterie 180 und eine Zusatzlast 190 als eine Konfiguration des Niederspannungssystems (Zusatzsystems).
Der DC/DC-Wandler 170 ist mit der Energieleitung PL1 und der Masseleitung NL1 verbunden und setzt eine Gleichspannung (DC-Spannung), die von der Energiespeichereinrichtung 110 bereitgestellt wird, basierend auf einem Steuersignal PWD von der ECU 300 herab. Dann stellt der DC/DC-Wandler 170 dem Niederspannungssystem des gesamten Fahrzeugs wie der Zusatzbatterie 180, der Zusatzlast 190 und der ECU 300 durch die Energieleitung PL3 elektrische Energie bereit.
Die Zusatzbatterie 180 umfasst typischerweise eine Bleisäurebatterie. Die Ausgangsspannung der Zusatzbatterie 180 ist niedriger als die Ausgangsspannung der Energiespeichereinrichtung 110 und ist beispielsweise annähernd 12 V.
Die Zusatzlast 190 umfasst beispielsweise unterschiedliche Lampen, einen Scheibenwischer, eine Heizung, eine Audioeinheit, ein Navigationssystem und dergleichen.
Die Klimaanlage 160 ist mit der Energieleitung PL1 und der Masseleitung NL1 verbunden. Die Klimaanlage 160 wird basierend auf einem Steuersignal SPE von der ECU 300 betrieben, um eine Fahrgastzelle des Fahrzeugs 100 zu klimatisieren.
Das Fahrzeug 100 beinhaltet ferner eine Warneinrichtung 195 und einen Temperatursensor 196. Ist eine Korrektur der Ladeenergie während der Steuerung der Ladeenergie erforderlich, die später beschrieben wird und die durch die ECU 300 ausgeführt wird, unterrichtet die Warneinrichtung 195 den Benutzer darüber, dass die Korrektur der Ladeenergie durchgeführt wurde. Die Warneinrichtung 195, die beispielsweise ein Anzeigelicht, einen Warnsummer, ein Anzeigefeld oder dergleichen ist, unterrichtet den Benutzer durch ein visuelles oder akustisches Verfahren darüber, dass die Korrektur der Ladeenergie durchgeführt wurde.
Der Temperatursensor 196 erfasst eine Außenlufttemperatur TMP außerhalb des Fahrzeugs 100 und gibt das Erfassungsergebnis an die ECU 300 aus.
Die ECU 300, die eine CPU (Central Processing Unit, zentrale Verarbeitungseinheit), eine Speichereinrichtung und einen Eingangs- und Ausgangspuffer beinhaltet, die in 1 nicht dargestellt sind, empfängt ein Signal von jedem Sensor und dergleichen und gibt ein Steuersignal an jede Einrichtung aus. Die ECU 300 steuert ebenso das Fahrzeug 100 und jede Einrichtung. Es ist zu beachten, dass die vorstehend beschriebene Steuerung nicht auf die Verarbeitung durch Software begrenzt ist, sondern ebenso durch dedizierte Hardware (eine elektronische Schaltung) ausgeführt werden kann.
Die ECU 300 gibt ein Steuersignal zum Steuern der PCU 120, des DC/DC-Wandlers 170, einer Ladeeinrichtung 200 und dergleichen aus. Obwohl 1 die Konfiguration mit einer Steuereinrichtung, die als ECU 300 bereitgestellt wird, darstellt, ist die Konfiguration der Steuereinrichtung nicht darauf begrenzt. Beispielsweise kann die Konfiguration derart definiert werden, dass eine Steuereinrichtung separat für jede zu steuernde Einrichtung und für jede Funktion wie mit der Steuereinrichtung, die die PCU 120 steuert, oder der Steuereinrichtung, die die Ladeeinrichtung 200 steuert, bereitgestellt wird.
Ferner empfängt die ECU 300 Erfassungswerte einer Batteriespannung VB und eines Batteriestroms IB von einem Sensor (nicht dargestellt), der in der Energiespeichereinrichtung 110 beinhaltet ist. Die ECU 300 berechnet den Ladezustand (nachfolgend ebenso als ein SOC bezeichnet) der Energiespeichereinrichtung 110 basierend auf der Batteriespannung VB und dem Batteriestrom IB.
Das Fahrzeug 100 beinhaltet eine Ladeeinrichtung 200, einen Spannungssensor 210, einen Stromsensor 220, einen Einlass 230 und ein Laderelais CHR als eine Konfiguration zum Laden der Energiespeichereinrichtung 110 mit elektrischer Energie von einer externen Energieversorgung 260.
Der Einlass 230 wird auf der Karosserie des Fahrzeugs 100 zum Empfangen von Wechselstromenergie (AC-Energie) von der externen Energieversorgung 260 bereitgestellt. Ein Ladeverbinder 251 eines Ladekabels 250 wird mit dem Einlass 230 verbunden. Dann wird ein Stecker 253 des Ladekabels 250 mit einer Steckdose 261 der externen Energieversorgung 260 (wie beispielsweise einer kommerziellen Energieversorgung) verbunden, so dass die AC-Energie von der externen Energieversorgung 260 an das Fahrzeug 100 durch eine Energieleitungseinheit 252 des Ladekabels 250 übertragen wird. Darüber hinaus kann eine Ladeschaltungsunterbrechungseinrichtung (nachfolgend ebenso als eine „CCID” bezeichnet) zum Umschalten zwischen Versorgung und Unterbrechung der elektrischen Energie von der externen Energieversorgung 260 zum Fahrzeug 100 sich in der Energieleitungseinheit 252 des Ladekabels 250 befinden.
Die Ladeeinrichtung 200 ist mit dem Einlass 230 durch die Energieleitungen ACL1 und ACL2 verbunden. Die Ladeeinrichtung 200 ist ebenso mit einer Energiespeichereinrichtung 110 durch eine Energieleitung PL2 und eine Masseleitung NL2 durch ein Laderelais CHR verbunden.
Die Ladeeinrichtung 200 wird durch ein Steuersignal PWE von der ECU 300 gesteuert, um die AC-Energie, die von dem Einlass 230 bereitgestellt wird, in Ladeenergie für die Energiespeichereinrichtung 110 umzuwandeln.
Das Laderelais CHR befindet sich in sowohl der Energieleitung PL2 als auch der Masseleitung NL2, die jeweils die Energiespeichereinrichtung 110 und die Ladeeinrichtung 200 verbinden. Das Laderelais CHR wird basierend auf einem Steuersignal SE2 von der ECU 300 gesteuert, um zwischen Versorgung und Unterbrechung der elektrischen Energie zwischen der Energiespeichereinrichtung 110 und der Ladeeinrichtung 200 umzuschalten.
Der Spannungssensor 210 ist zwischen den Energieleitungen ACL1 und ACL2 verbunden. Der Spannungssensor 210 erfasst eine Spannung VAC der AC-Energie, die von der externen Energieversorgung 260 übertragen wird, und gibt den erfassten Wert an die ECU 300 aus. Der Stromsensor 220 ist in der Energieleitung ACL1 vorgesehen. Der Stromsensor 220 erfasst einen Strom IAC, der durch die Energieleitung ACL1 fließt, und gibt den erfassten Wert an die ECU 300 aus. Es ist zu beachten, dass der Stromsensor 220 in der Energieleitung ACL2 bereitgestellt sein kann.
In einem derartigen Fahrzeug 100 weist der Stecker 253 des Ladekabels 250, da er mit einer haushaltsüblichen Steckdose 261 wie vorstehend beschrieben verbunden ist, ein standardisiertes Design auf. Somit kann es beispielsweise sein, dass, wenn das Fahrzeug 100 sich beabstandet von der Steckdose 261 befindet und die Länge des Ladekabels 250 nicht ausreicht, um das Ladekabel 250 mit der Steckdose 261 zu verbinden, der Benutzer ein kommerziell verfügbares Verlängerungskabel 270 verwendet, um das Ladekabel 250 und die Steckdose 261 elektrisch zu verbinden, wie in 3 dargestellt ist.
Das Verlängerungskabel 270 beinhaltet eine Energieleitungseinheit 272, die an einem Ende mit einer Steckdose 271, mit der der Stecker 253 des Ladekabels 250 verbunden werden kann, und an dem anderen Ende mit einem Stecker 273 zum Verbinden mit der Steckdose 261 versehen ist. Zusätzlich zur Konfiguration, die in 3 dargestellt ist, kann das Verlängerungskabel 270 wie eine Kabelrolle auf eine derartige Weise konfiguriert sein, dass die Energieleitungseinheit 272 um eine Trommel gewickelt ist.
In dem Fall, in dem das Verlängerungskabel 270 verwendet wird, um das Fahrzeug 100 und die externe Energieversorgung 260 wie vorstehend beschrieben zu verbinden, beispielsweise wenn das Verlängerungskabel 270 sehr lang ist und der Widerstandswert der Energieleitungseinheit 272 relativ groß ist oder wenn die erlaubte Stromkapazität in jedem Teil des Verlängerungskabels 270 kleiner als die des Ladekabels 250 ist, wird die Energiespeichereinrichtung 110 mit derselben Ladeenergie geladen wie in dem Fall, in dem nur das zugeordnete Ladekabel 250 zum Verbinden mit der externen Energieversorgung 260 verwendet wird, was zu exzessiver Wärmeerzeugung am Verlängerungskabel aufgrund des Stroms, der durch das Verlängerungskabel 270 fließt, führen kann. Demzufolge kann das Verlängerungskabel 270 aufgrund dieser Wärme beschädigt werden, oder ein Kurzschluss und dergleichen kann in dem elektrischen Draht innerhalb dieses Verlängerungskabels 270 auftreten, was zu Fehlern in den Einrichtungen des Fahrzeugs 100, den Einrichtungen der externen Energieversorgung 260 und dergleichen führen kann.
Ferner kann sogar in dem Fall, in dem das Verlängerungskabel 270 nicht verwendet wird, aber beispielsweise in dem Fall, in dem das Ladekabel 250 einen erhöhten Widerstand an der Verbindung aufgrund eines Verbindungsfehlers zwischen dem elektrischen Draht und dem Anschluss am Ladeverbinder 251 oder am Stecker 253 erfährt, ebenso eine Möglichkeit bestehen, dass das Ladekabel 250 beschädigt wird und die umgebenden Komponenten beeinflusst werden.
Somit wird in der vorliegenden Ausführungsform in dem Fahrzeug, das durch eine externe Energieversorgung aufladbar ist, der Zustand des Energieübertragungspfads zwischen der Ladeeinrichtung und der externen Energieversorgung zur Zeit des externen Ladens erfasst, um eine Ladeenergiesteuerung zum Abgleichen der Ladeenergie basierend auf dem erfassten Zustand durchzuführen. Konkret wird die Ladeeinrichtung 200 gesteuert, um die Ladeenergie gemäß dem Widerstandswert und dem Energieverbrauch des Energieübertragungspfads von der Ladeeinrichtung zur externen Energieversorgung zu begrenzen, die basierend auf der Spannung und dem Strom der Ladeenergie berechnet werden.
Durch einen derartigen Ansatz können, sogar wenn das Laden durch ein Verlängerungskabel ausgeführt wird oder wenn das Laden in dem Zustand ausgeführt wird, in dem eine Fehlfunktion in dem Ladekabel auftritt, Beschädigungen am Kabel und Einflüsse auf die umgebenden Einrichtungen durch Unterdrücken von exzessiver Wärmeerzeugung in dem Kabel vermieden werden.
4 ist ein funktionales Blockdiagramm zum Darstellen der Ladeenergiesteuerung, die in der ECU 300 in der vorliegenden Ausführungsform durchgeführt wird. Jeder funktionale Block, der in dem funktionalen Blockdiagramm in 4 erläutert ist, ist durch Hardware- oder Softwareverarbeitung durch die ECU 300 implementiert.
Gemäß 1 und 4 beinhaltet die ECU 300 eine Temperaturerfassungseinheit 310, eine Spannungserfassungseinheit 320, eine Stromerfassungseinheit 330, eine Zustandsberechnungseinheit 340, eine Korrekturwertfestlegungseinheit 350, eine Befehlsfestlegungseinheit 360 und eine Alarmausgabeeinheit 370.
Die Temperaturerfassungseinheit 310 empfängt den Erfassungswert der Außenlufttemperatur TMP von dem Temperatursensor 196. Dann gibt die Temperaturerfassungseinheit 310 die empfangene Außenlufttemperatur TMP an die Korrekturwertfestlegungseinheit 350 aus.
Die Spannungserfassungseinheit 320 empfängt den Erfassungswert der Spannung VAC der AC-Energie, die von der externen Energieversorgung 260 übertragen wird, der durch den Spannungssensor 210 erfasst wird. Dann gibt die Spannungserfassungseinheit 320 die empfangene Spannung VAC an die Zustandsberechnungseinheit 340 aus.
Die Stromerfassungseinheit 330 empfängt den Erfassungswert des Stroms IAC, der durch die Energieleitung ACL1 fließt, der durch den Stromsensor 220 erfasst wird. Dann gibt die Stromerfassungseinheit 330 den empfangenen Strom IAC an die Zustandsberechnungseinheit 340 aus.
Die Zustandsberechnungseinheit 340 empfängt die Spannung VAC und den Strom IAC von der Spannungserfassungseinheit 320 bzw. der Stromerfassungseinheit 330. Dann berechnet die Zustandsberechnungseinheit 340 basierend auf diesen Informationsstücken den Zustand des Energieübertragungspfads zwischen der Ladeeinrichtung 200 und der externen Energieversorgung 260. Konkret beinhaltet der Zustand des Energieübertragungspfads einen Widerstandswert und einen Energieverbrauch. Ein Beispiel der spezifischen Berechnung dieser Zustände in der Zustandsberechnungseinheit 340 wird nachfolgend beschrieben.
In dem Zustand, in dem die externe Energieversorgung 260 und der Einlass 230 durch das Ladekabel 250 elektrisch miteinander verbunden sind, wird davon ausgegangen, dass der Eingangswert der Spannung VAC vor dem Start des Ladens, das heißt, bevor der Ladestrom fließt, 0 V ist. Ferner wird davon ausgegangen, dass die Werte der Spannung VAC und des Stroms IAC nach dem Start des Ladens VCH bzw. ICH sind. Somit kann ein Widerstandswert R0 des gesamten Energieübertragungspfads von der Ladeeinrichtung 200 zur externen Energieversorgung 260 durch Gleichung (1) berechnet werden. R0 = (V0 – VCH)/ICH (1)
In diesem Fall wird unter der Annahme, dass der Widerstandswert der Energieleitungen ACL1 und ACL2 R1 ist und der Standardwiderstandswert des Ladekabels 250 in der normalen Situation R2 ist, ein zusätzlicher Widerstandswert R3 am Verlängerungskabel 270 und anderen Verbindungen basierend auf Gleichung (1) wie nachfolgend beschrieben berechnet. R3 = R0 – R1 + R2) = (V0 – VCH)/ICH – (R1 + R2) (2)
Durch Vergleichen des zusätzlichen Widerstandswerts R3, der auf diese Weise berechnet wird, mit dem vorbestimmten Grenzwert kann bestimmt werden, ob ein Verlängerungskabel verwendet werden kann oder nicht oder ob ein Kontaktfehler an der Verbindung und dergleichen auftreten kann oder nicht.
Ferner kann der Energieverbrauch PWR, der durch diesen zusätzlichen Widerstandswert R3 verbraucht wird, unter Verwendung der Gleichung (2) wie nachfolgend beschrieben berechnet werden. PWR = ICH²·R3 = (V0 – VCH)·ICH – ICH²·(R1 + R2) (3)
Der Energieverbrauch PWR, der auf diese Weise berechnet wird, kann ein Indikator sein, der die Wärmeerzeugung darstellt, die durch den zusätzlichen Widerstandswert verursacht wird.
Die Zustandsberechnungseinheit 340 gibt an die Korrekturwertfestlegungseinheit 350 den zusätzlichen Widerstandswert R3, der wie vorstehend beschrieben berechnet wird, und den Energieverbrauch PWR durch den zusätzlichen Widerstandswert R3 aus.
Die Korrekturfestlegungseinheit 350 empfängt Eingaben der Außenlufttemperatur TMP von der Temperaturerfassungseinheit 310, dem Widerstandswert R3 und dem Energieverbrauch PWR von der Zustandsberechnungseinheit 340. Dann verwendet die Korrekturwertfestlegungseinheit 350 basierend auf diesen Informationsstücken eine vorbestimmte Aufzeichnung und Gleichungen, um den Korrekturwert zum Begrenzen der Ladeenergie festzulegen.Ans
Darüber hinaus muss, um die Ladeenergie zu begrenzen, die Ausgangsspannung und/oder der Ausgangsstrom der Ladeeinrichtung 200 begrenzt werden. Als ein Beispiel der Steuerung der Ladeeinrichtung 200 werden die Spannung und der Strom durch konstante Energiesteuerung gesteuert, wenn der SOC der Energiespeichereinrichtung 110 relativ niedrig ist, während die elektrische Energie durch den Ladestrom als konstante Spannungssteuerung in der späteren Stufe des Ladens zu der Zeit, wenn der SOC ansteigt, gesteuert wird. Da es im Wesentlichen notwendig ist, die Ausgangsspannung der Ladeeinrichtung 200 so festzulegen, dass sie etwas höher als die Spannung der Energiespeichereinrichtung 110 zu der Zeit des Ladens der Energiespeichereinrichtung 110 ist, ist die Ladeenergie im Allgemeinen durch Begrenzen des Ladestroms begrenzt. Nachfolgend wird ein Beispiel in dem Fall erläutert, in dem der Ladestrom begrenzt ist.
5 und 6 zeigen jeweils ein Beispiel der Aufzeichnung zum Festlegen eines Korrekturwerts in der Korrekturwertfestlegungseinheit 350.
5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Aufzeichnung zum Festlegen eines Korrekturkoeffizienten CMP1 des Ladestroms basierend auf dem zusätzlichen Widerstandswert R3 des Energieübertragungspfads darstellt. Gemäß 5, wenn der zusätzliche Widerstandswert R3, der durch die Zustandsberechnungseinheit 340 berechnet wird, kleiner als ein Grenzwert α1 ist, begrenzt die Korrekturwertfestlegungseinheit 350 den Ladestrom nicht und legt somit den Korrekturkoeffizienten CMP1 bei 1 fest. Dann, wenn der zusätzliche Widerstandswert R3 den Grenzwert α1 überschreitet, legt die Korrekturwertfestlegungseinheit 350 den Korrekturkoeffizienten CMP1 bei einem Wert in einem Bereich zwischen 0 und 1 derart fest, dass, je größer der überschrittene Widerstandswert ist, umso kleiner der Korrekturkoeffizient CMP1 ist (eine Linie W1 in 5). Der Korrekturkoeffizient CMP1 kann linear verringert werden, wie in 5 dargestellt ist, oder kann gemäß einer gekrümmten Linie oder schrittweise verringert werden. Ferner entspricht Rmax in 5 dem maximalen Widerstandswert, der das Laden nicht erlaubt und basierend auf der bewerteten Impedanz bestimmt wird, die mit der externen Energieversorgung 260 und der Ladeeinrichtung 200 verbunden werden kann.
6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Aufzeichnung zum Festlegen eines Korrekturkoeffizienten CMP2 des Ladestroms basierend auf dem Energieverbrauch durch den zusätzlichen Widerstandswert R3 des Energieübertragungspfads darstellt. Gemäß 6, wenn die Verbrauchsenergie PWR durch den zusätzlichen Widerstandswert R3, der durch die Zustandsberechnungseinheit 340 berechnet wird, kleiner als ein Grenzwert α2 ist, begrenzt die Korrekturwertfestlegungseinheit 350 den Ladestrom nicht und legt somit den Korrekturkoeffizienten CMP2 bei 1 fest. Dann, wenn die Verbrauchsenergie PWR den Grenzwert α2 überschreitet, legt die Korrekturwertfestlegungseinheit 350 den Korrekturkoeffzienten CMP2 bei einem Wert in einem Bereich zwischen 0 und 1 derart fest, dass, je größer die überschrittene Verbrauchsenergie ist, desto kleiner der Korrekturkoeffizient CMP2 ist (eine durchgezogene Linie W11 in 6). Wie beim Korrekturkoeffizienten CMP1 kann der Korrekturkoeffizient CMP2 ebenso linear verringert werden, wie in 6 dargestellt ist, oder kann gemäß einer gekrümmten Linie oder schrittweise verringert werden.
Darüber hinaus, um den Korrekturkoeffizienten CMP2 basierend auf dem Energieverbrauch PWR festzulegen, kann der Korrekturkoeffizient CMP2 ferner gemäß einer Außenlufttemperatur TMP geändert werden. Wie vorstehend beschrieben ist, kann der Energieverbrauch PWR ein Indikator sein, der die Wärmeerzeugung durch den zusätzlichen Widerstandswert R3 darstellt. Wenn die Außenlufttemperatur relativ niedrig ist, wird der Betrag der Wärme, die an die Umgebung abgegeben wird, erhöht. Demzufolge wird der erhebliche Temperaturanstieg der zusätzlichen Widerstandskomponente durch diesen Energieverbrauch unterdrückt. Andererseits, wenn die Außenlufttemperatur relativ hoch ist, wird der Betrag der Wärme, die an die Umgebung abgegeben wird, verringert. Demzufolge wird im Gegensatz dazu der erhebliche Temperaturanstieg der zusätzlichen Widerstandskomponente relativ groß. Somit wird, wie in 6 dargestellt ist, je höher die Außenlufttemperatur TMP ist, der Korrekturkoeffizient CMP2 umso kleiner festgelegt, das heißt, der begrenzende Betrag des Ladestroms wird festgelegt, um erhöht zu werden (eine gestrichelte Linie W12 in 6). Ebenso wird, je niedriger die Außenlufttemperatur TMP ist, der Korrekturkoeffizient CMP2 umso größer festgelegt, das heißt, der begrenzende Betrag des Ladestroms wird festgelegt, um herabgesetzt zu werden (eine gestrichelte Linie W13 in 6).
Dann verwendet die Korrekturwertfestlegungseinheit 350 die Korrekturkoeffizienten CMP1 und CMP2, die auf diese Weise berechnet werden, um einen Gesamtkorrekturkoeffizienten CMP wie nachfolgend beschrieben zu berechnen, und gibt den berechneten Korrekturkoeffizient CMP an die Befehlsfestlegungseinheit 360 und die Alarmausgabeeinheit 370 aus. CMP = CMP1·CMP2 (4)
In diesem Fall gilt: 0 ≤ CMP1 ≤ 1 und 0 ≤ CMP2 ≤ 1
Gemäß den vorstehend beschriebenen Korrekturkoeffizienten CMP1 und CMP2 müssen beide Korrekturkoeffizienten nicht zwingend für die Korrektur verwendet werden, jedoch muss mindestens einer der Korrekturkoeffizienten verwendet werden. Darüber hinaus kann jeder Korrekturkoeffizient basierend auf dem Zustand außer dem vorstehenden Zustand ferner verwendet werden.
Gemäß 4 empfängt die Befehlsfestlegungseinheit 360 die Batteriespannung VB von der Energiespeichereinrichtung 110 oder dem SOC, der basierend auf dieser Batteriespannung VB berechnet wird. Dann berechnet die Befehlsfestlegungseinheit 360 den erforderlichen Ladestrom basierend auf diesen Informationsstücken und legt das Steuerungssignal PWE der Ladeeinrichtung 200 zum Erlangen dieses Ladestroms fest. In diesem Fall begrenzt die Befehlsfestlegungseinheit 360 den Ladestrom, der von der Ladeeinrichtung 200 ausgegeben wird, durch Multiplizieren des vorstehend beschriebenen berechneten Ladestroms mit dem Korrekturkoeffizienten CMP, der von der Korrekturwertfestlegungseinheit 350 empfangen wird.
Die Alarmausgabeeinheit 370 empfängt den Korrekturkoeffizienten CMP von der Korrekturwertfestlegungseinheit 350. Dann, wenn der Korrekturkoeffizient CMP kleiner als 1 ist, das heißt, warm der zusätzliche Widerstandswert R3 oder der Energieverbrauch PWR größer als ein vorgeschriebener Grenzwert ist, gibt die Alarmausgabeeinheit 370 ein Alarmsignal ALM an die Warneinrichtung 195 aus, um einen Alarm für den Zweck, die Aufmerksamkeit des Benutzers auf sich zu ziehen, auszugeben.
7 ist ein Ablaufdiagramm zum Darstellen der Details der Ladeenergiesteuerungsverarbeitung, die in der ECU 300 in der vorliegenden Ausführungsform durchgeführt wird. Jeder Schritt in dem Ablaufdiagramm, das in 7 dargestellt ist, wird durch Aufrufen des Programms, das vorab in der ECU 300 gespeichert wird, von einer Hauptroutine und Ausführen dieses Programms in vorbestimmten Zyklen implementiert. Alternativ kann in einigen Schritten die Verarbeitung durch Konstruieren dedizierter Hardware (einer elektronischen Schaltung) implementiert werden.
Gemäß 1 und 7, wenn die ECU 300 erfasst, dass die externe Energieversorgung 260 durch das Ladekabel 250 verbunden ist, legt die ECU 300 den Befehlswert des Ladestroms basierend auf der Batteriespannung VB oder dem SOC der Energiespeichereinrichtung 110 in Schritt (was nachfolgend als S bezeichnet wird) 400 fest.
Dann bestimmt die ECU 300 in S410, ob die Ladeeinrichtung 200 bereits aktiviert wurde und das Laden gegenwärtig ausgeführt wird.
Wird das Laden noch nicht ausgeführt (NEIN in S410), erlangt die ECU 300 in S425 eine Anfangsspannung V0 an den Energieleitungen ACL1 und ACL2, durch welche kein Ladestrom fließt. Dann setzt die ECU 300 die Verarbeitung mit S470 fort, um das Steuersignal PWE zu erzeugen, das das Erlangen des Befehlswerts des Ladestroms, der in S400 festgelegt wird, erlaubt, und betreibt dann die Ladeeinrichtung 200.
Andererseits, wenn das Laden bereits ausgeführt wird (JA in S410), fährt die Verarbeitung mit S420 fort, in dem die ECU 300 den zusätzlichen Widerstandswert R3 und den Energieverbrauch PWR unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Gleichungen (2) und (3) basierend auf der Spannung VAC und dem Strom IAC, die durch den Spannungssensor 210 bzw. den Stromsensor 220 erfasst werden, berechnet.
Dann berechnet die ECU 300 in Schritt S430 den Korrekturkoeffizienten CMP des Ladestroms beispielsweise unter Verwendung einer Aufzeichnung, wie sie in 5 und 6 dargestellt ist, basierend auf dem zusätzlichen Widerstandswert R3, dem Energieverbrauch PWR und der Außenlufttemperatur TMP.
In S440 bestimmt die ECU 300, ob die Korrektur der Ladeenergie erforderlich ist oder nicht, das heißt, ob der Korrekturkoeffizient CMP, der in S430 berechnet wird, kleiner als 1 ist.
Ist der Korrekturkoeffizient CMP 1 und muss der Ladestrom nicht begrenzt werden (NEIN in S440), setzt die ECU 300 die Verarbeitung mit S470 fort, um das Steuersignal PWE zu erzeugen, das das Erlangen des Befehlswerts des Ladestroms, der in S400 festgelegt wird, erlaubt, und betreibt dann die Ladeeinrichtung 200.
Ist der Korrekturkoeffizient CMP kleiner als 1 und muss der Ladestrom begrenzt werden (JA in S440), fährt die Verarbeitung mit S450 fort, in dem die ECU 300 den Ladestrom durch Multiplizieren des Ladestroms, der in S400 festgelegt wird, mit dem Korrekturkoeffizienten CMP, der in S430 berechnet wird, begrenzt.
Dann gibt die ECU 300 in S460 des Alarmsignal ALM an die Warneinrichtung 195 aus, um den Benutzer darüber zu informieren, dass die Ladeenergie korrigiert ist.
Dann erzeugt die ECU 300 in S470 das Steuersignal PWE, das das Erlangen der begrenzten Ladeenergie erlaubt, und betreibt dann die Ladeeinrichtung 200.
Durch Durchführen der Steuerung gemäß den vorstehend beschriebenen Verarbeitungen wird es möglich, die Ladeenergie basierend auf dem Zustand des Energieübertragungspfads in dem Fahrzeug, das mit der elektrischen Energie von der externen Energieversorgung außerhalb des Fahrzeugs geladen werden kann, abzugleichen. Demzufolge können, sogar wenn ein Verlängerungskabel durch den Benutzer hinzugefügt wird oder wenn ein Fehler in dem Ladekabel und dergleichen auftritt, Beschädigungen an dem Kabel und Einflüsse auf die umgebenden Einrichtungen aufgrund exzessiver Hitzeerzeugung am Kabel unterdrückt werden.
In der vorstehenden Beschreibung wurde eine Erläuterung hinsichtlich des Verfahrens für dynamisches Berechnen des zusätzlichen Widerstandswerts R3 und Begrenzen des Ladeenergie basierend auf dem zusätzlichen Widerstandswert R3, der durch diese Berechnung erlangt wird, während das Laden durchgeführt wird, gegeben.
Anstelle dieses Verfahrens kann, um den zusätzlichen Widerstandswert R3 zu berechnen, beispielsweise ein Testladen durch niedrige elektrische Energie für eine kurze Zeitperiode vor dem sogenannten Full-Scale-Laden durchgeführt werden, um die Begrenzung der Ladeenergie basierend auf dem erlangten Widerstandswert R3 festzulegen, und dann kann das Full-Scale-Laden gestartet werden. Die Konfiguration wie vorstehend beschrieben kann das Auftreten eines Fehlers und dergleichen, was durch Starten des Ladens mit großer elektrischer Energie von Anfang an verursacht werden kann, beispielsweise in dem Fall, in dem das Ladekabel 250 Defekte aufweist, verhindern.
Es ist ersichtlich, dass die Ausführungsformen, die hierin offenbart sind, in jeder Hinsicht illustrativ und nicht beschränkend sind. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird eher durch die Worte der Ansprüche als durch die vorstehende Beschreibung definiert und soll jegliche Modifikationen innerhalb des Umfangs und der zum Wortlaut der Ansprüche equivalenten Bedeutung beinhalten.
Bezugszeichenliste

100: Fahrzeug
110: Energiespeichereinrichtung
120: PCU
121: Wandler
122: Inverter
130: Motorgenerator
140: Getriebe
150: Antriebsrad
160: Klimaanlage
170: DC/DC-Wandler
180: Zusatzbatterie
190: Zusatzlast
195: Warneinrichtung
196: Temperatursensor
200: Ladeeinrichtung
210: Spannungssensor
220: Stromsensor
230: Einlass
250: Ladekabel
251: Ladeverbinder
252, 272: Energieleitungseinheit
253, 273: Stecker
260: externe Energieversorgung
261, 271: Steckdose
270: Verlängerungskabel
300: ECU
310: Temperaturerfassungseinheit
320: Spannungserfassungseinheit
330: Stromerfassungseinheit
340: Zustandsberechnungseinheit
350: Korrekturwertfestlegungseinheit
360: Befehlsfestlegungseinheit
370: Alarmausgabeeinheit
ACL1, ACL2, HPL, PL1 bis PL3: Energieleitung
C1, C2: Kondensator
CHR: Laderelais
NL1, NL2: Masseleitung
SMR: Systemhauptrelais

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 11-220813 [0004, 0004]

Claims

Fahrzeug, das extern mit elektrischer Energie aufladbar ist, die durch ein Ladekabel (250) von einer externen Energieversorgung (260) übertragen wird, wobei das Fahrzeug aufweist: eine aufladbare Energiespeichereinrichtung (110); eine Ladeeinrichtung (200) zum Versorgen der Energiespeichereinrichtung (110) mit Ladeenergie unter Verwendung der elektrischen Energie, die von der externen Energieversorgung (260) übertragen wird; und eine Steuereinrichtung (300) zum Steuern der Ladeeinrichtung (200) zum Begrenzen der Ladeenergie basierend auf einem Zustand eines Energieübertragungspfads von der externen Energieversorgung (260) zur Ladeeinrichtung (200).
Fahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung (300) die Ladeenergie basierend auf einem Widerstandswert des Energieübertragungspfads begrenzt.
Fahrzeug gemäß Anspruch 2, wobei, wenn der Widerstandswert des Energieübertragungspfads größer als ein Grenzwert ist, die Steuereinrichtung (300) die Ladeeinrichtung (200) derart steuert, dass die Ladeenergie verringert wird, wenn der Widerstandswert des Energieübertragungspfads ansteigt.
Fahrzeug gemäß Anspruch 3, weiter aufweisend: einen Einlass, mit dem das Ladekabel (250) verbunden ist; und eine Energieleitung (ACL1, ACL2), die den Einlass (230) und die Ladeeinrichtung (200) verbindet, wobei der Energieübertragungspfad das Ladekabel (250) und die Energieleitung (ACL1, ACL2) beinhaltet, die Steuereinrichtung (300) die Ladeenergie gemäß einem Betrag eines verbleibenden Widerstandswerts begrenzt, der durch Subtrahieren eines Widerstandswerts der Energieleitung (ACL1, ACL2) und eines Widerstandswerts des Ladekabels (250) von einem Widerstandswert des gesamten Energieübertragungspfads erlangt wird.
Fahrzeug gemäß Anspruch 2, wobei die Steuereinrichtung (300) den Widerstandswert des Energieübertragungspfads basierend auf einer Spannung und einem Strom der elektrischen Energie berechnet, die von der externen Energieversorgung (260) zu einer Zeit externen Ladens übertragen wird.
Fahrzeug gemäß Anspruch 5, wobei die Steuereinrichtung (300) den Widerstandswert des Energieübertragungspfads berechnet und die Ladeenergie basierend auf dem berechneten Widerstandswert begrenzt, während externes Laden durchgeführt wird
Fahrzeug gemäß Anspruch 5, wobei die Steuereinrichtung (300) ein Testladen zum Berechnen des Widerstandswerts des Energieübertragungspfads vor dem Full-Scale-Laden durchführt, um die Begrenzung für die Ladeeinrichtung basierend auf dem berechneten Widerstandswert festzulegen, und dann das Full-Scale-Laden startet.
Fahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung (300) die Ladeenergie basierend auf einem Energieverbrauch des Energieübertragungspfads begrenzt.
Fahrzeug gemäß Anspruch 8, wobei, wenn der Energieverbrauch des Energieübertragungspfads größer als ein Grenzwert ist, die Steuereinrichtung (300) die Ladeeinrichtung (200) derart steuert, dass die Ladeenergie verringert wird, wenn der Energieverbrauch des Energieübertragungspfads ansteigt.
Fahrzeug gemäß Anspruch 9, wobei die Steuereinrichtung (300) einen begrenzenden Betrag der Ladeenergie basierend auf einer Außenlufttemperatur außerhalb des Fahrzeugs (100) korrigiert.
Fahrzeug gemäß Anspruch 10, wobei die Steuereinrichtung (300) den begrenzenden Betrag der Ladeenergie derart korrigiert, dass die Ladeenergie verringert wird, wenn die Außenlufttemperatur höher wird.
Fahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung (300) einen Ladestrom, der von der Ladeeinrichtung (200) ausgegeben wird, basierend auf dem Zustand des Energieübertragungspfads begrenzt.
Fahrzeug gemäß Anspruch 12, wobei die Steuereinrichtung (300) einen begrenzenden Betrag des Ladestroms unter Verwendung einer vorbestimmte Aufzeichnung entsprechend dem Zustand des Energieübertragungspfads bestimmt.
Fahrzeug gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend eine Warneinrichtung (195) zum Unterrichten darüber, dass die Ladeenergie begrenzt ist.
Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs, das extern mit elektrischer Energie aufladbar ist, die von einer externen Energieversorgung (260) übertragen wird, wobei das Fahrzeug (100) beinhaltet eine aufladbare Energiespeichereinrichtung (110), und eine Ladeeinrichtung (200) zum Versorgen der Energiespeichereinrichtung (110) mit Ladeenergie unter Verwendung der elektrischen Energie, die von der externen Energieversorgung (260) übertragen wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Erfassen eines Zustands eines Energieübertragungspfads von der externen Energieversorgung (260) zur Ladeeinrichtung (200); Bestimmen eines begrenzenden Betrags der Ladeenergie basierend auf dem erfassten Zustand des Energieübertragungspfads; und Erzeugen eines Steuerbefehls zum Steuern der Ladeeinrichtung (200) basierend auf dem bestimmten begrenzenden Betrag der Ladeenergie.