DE102010001582A1

DE102010001582A1 - Stromversorgung für ein By-Wire-System in einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE102010001582A1
Application number: DE102010001582A
Authority: DE
Inventors: Troy E. Schick; Joseph P. Kearney; Dawn C. Willett; Joseph J. Soldwisch; Don L. Bloomquist jun.
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 2009-02-11
Filing date: 2010-02-04
Publication date: 2010-10-14
Also published as: DE102010001582A8; US20100201191A1

Abstract

Eine Stromversorgung (10) für ein By-Wire-System in einem Fahrzeug umfasst eine Batterie (14) mit einem mit elektrischer Masse (12) verbundenen ersten Anschluss (16) und einem zweiten Anschluss (18). Eine Batterieleitung (30) ist mit dem zweiten Anschluss (18) der Batterie (14) verbunden. Eine Lichtmaschine (32) weist einen mit elektrischer Masse (12) verbundenen ersten Anschluss (34) und einen zweiten Anschluss (36) auf. Eine Lichtmaschinenleitung (38) ist mit dem zweiten Anschluss (36) der Lichtmaschine (32) verbunden. Eine Schalteinrichtung (40) ist zwischen die Batterieleitung (30) und die Lichtmaschinenleitung (38) geschaltet, wobei die Schalteinrichtung (40) aus einer ersten Stellung, die die Batterieleitung (30) mit der Lichtmaschinenleitung (38) verbindet, in eine zweite Stellung, die die Batterieleitung (30) von der Lichtmaschinenleitung (38) isoliert, bewegbar ist. Eine elektronische Steuereinheit (26) ist mit der Schalteinrichtung (40) verbunden, wobei die elektronische Steuereinheit (26) betreibbar ist, um die Schalteinrichtung (40) in ihre zweite Stellung zu bewegen, so dass die zweiten Anschlüsse (36, 18) der Lichtmaschine (32) und der Batterie (14) voneinander isoliert werden, so dass Spannung aus der Lichtmaschine (32) und der Batterie (14) unabhängig geprüft werden kann, und wobei die elektronische Steuereinheit (26) betreibbar ist, um die Schalteinrichtung (40) in ihre erste Stellung zu bewegen, so dass die Lichtmaschine (32) die Batterie (14) laden kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromversorgung für ein By-Wire-System in einem Fahrzeug.
Ein By-Wire-Lenksystem in einem Fahrzeug eliminiert die mechanische Verbindung zwischen dem Lenkrad und den Rädern und gestattet es dem System, ein wünschenswertes Lenk-„Gefühl” oder andere Steuercharakteristika zu erzielen. Solche „By-Wire”-Systeme waren bisher aufgrund von Kosten-, Zuverlässigkeits- und Genauigkeitsanforderungen in Fahrzeugen schwierig zu implementieren.
In einem vollen By-Wire-System muss die Integrität des elektrischen Stromversorgungssystems überwacht werden. Dazu gehört das Überprüfen der Anwesenheit und Validität sowohl der Batterie- als auch der Lichtmaschinenspannung. Batterien und Lichtmaschinen in Fahrzeugen sind heutzutage jedoch direkt miteinander verbunden. Dadurch wird es schwierig, eine Evaluierung dieser Komponenten an Bord zu erreichen.
Eine Aufgabe der Erfindung ist folglich die Bereitstellung einer Stromversorgung für ein By-Wire-System in einem Fahrzeug, die eine Überwachung der Integrität der Batterie und der Lichtmaschine erlaubt.
Diese und andere Aufgaben werden durch die vorliegende Erfindung gelöst, wobei eine Stromversorgung für ein By-Wire-System in einem Fahrzeug eine Batterie umfasst, die einen mit elektrischer Masse verbundenen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss aufweist. Mit dem zweiten Anschluss der Batterie ist eine Batterieleitung verbunden. Eine Lichtmaschine weist einen mit elektrischer Masse verbundenen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss auf. Mit dem zweiten Anschluss der Lichtmaschine ist eine Lichtmaschinenleitung verbunden. Zwischen die Batterieleitung und die Lichtmaschinenleitung ist eine Schalteinrichtung geschaltet, wobei die Schalteinrichtung aus einer ersten Stellung, die die Batterieleitung mit der Lichtmaschinenleitung verbindet, in eine zweite Stellung, die die Batterieleitung von der Lichtmaschinenleitung isoliert, bewegbar ist. Mit der Schalteinrichtung ist eine elektronische Steuereinheit verbunden, wobei die elektrische Steuereinheit betreibbar ist, um die Schalteinrichtung in ihre zweite Stellung zu bewegen, so dass die zweiten Anschlüsse der Lichtmaschine und der Batterie voneinander isoliert werden, so dass Spannung aus der Lichtmaschine und der Batterie unabhängig geprüft werden kann, und die elektronische Steuereinheit betreibbar ist, um die Schalteinrichtung in ihre erste Stellung zu bewegen, so dass die Lichtmaschine die Batterie laden kann.
Für ein vollständiges Verständnis der Aufgaben, Techniken und Struktur der Erfindung wird auf die folgende ausführliche Beschreibung und die beigefügte Zeichnung verwiesen.
Die einzige Figur zeigt ein Schaltbild einer Stromversorgung für ein By-Wire-System in einem Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Stromversorgung 10 umfasst eine elektrische Masse 12. Eine Batterie 14 weist einen mit der elektrischen Masse 12 verbundenen ersten Anschluss 16 und einen zweiten Anschluss 18 auf. Die Stromversorgung 10 umfasst außerdem eine ähnlich verbundene Hilfsbatterie 20, einen Schlüsselschalter 22, eine erste elektronische Steuereinheit (A BOX) 24, eine zweite elektronische Steuereinheit (B BOX) 26 und eine dritte elektronische Steuereinheit (ECU) 28. Die erste elektronische Steuereinheit 24 steuert ein erstes Lenksteuerventil 25. Die zweite elektronische Steuereinheit 26 steuert ein zweites Lenksteuerventil 27. Die Lenksteuerventile 26, 27 steuern einen herkömmlichen Lenkzylinder 29. Somit sind die erste und die zweite elektronische Steuereinheit 24, 26 redundante Steuerungen für eine By-Wire-Lenkfunktion des Fahrzeugs. Die dritte elektronische Steuereinheit 28 steuert andere Fahrzeugfunktionen.
Mit dem zweiten Anschluss 18 der Batterie 14, mit der zweiten elektronischen Steuereinheit 26 und mit dem Schlüsselschalter 22 ist eine Batterieleitung 30 verbunden. Eine Lichtmaschine 32 weist einen mit der elektrischen Masse 12 verbundenen ersten Anschluss 34 und einen zweiten Anschluss 36 auf. Mit dem zweiten Anschluss 36 der Lichtmaschine 32, mit der ersten elektronischen Steuereinheit 24 und mit dem Schlüsselschalter 22 ist eine Lichtmaschinenleitung 38 verbunden.
Eine Schalteinrichtung, wie zum Beispiel das Relais 40, umfasst einen Relaisschalter 42 mit einem mit der Batterieleitung 30 verbundenen ersten Kontakt 44, einem mit der Lichtmaschinenleitung 38 verbundenen zweiten Kontakt 46, einem aus einer ersten Stellung, die den ersten Kontakt 44 mit dem zweiten Kontakt 46 verbindet, in eine zweite Stellung, die den ersten Kontakt 44 von dem zweiten Kontakt 46 isoliert, beweglichen Schaltelement 48. Das Relais 40 umfasst außerdem eine Relaisspule 50, die bestrombar ist, um das Schaltelement 48 in seine zweite Stellung zu bewegen. Die Bestromung der Relaisspule 50 wird durch die zweite elektronische Steuereinheit 26 gesteuert. Die zweite elektronische Steuereinheit 26 bewirkt, dass die Relaisspule 50 das Schaltelement 48 in seine erste Stellung bewegt, so dass der zweite Anschluss 36 der Lichtmaschine 32 und die Batterien 14, 20 voneinander isoliert werden, so dass die Spannung aus der Lichtmaschine 32 und den Batterien 14, 20 unabhängig geprüft werden kann.
Zusätzlich bewirkt die zweite elektronische Steuereinheit 26, dass die Relaisspule 50 das Schaltelement 48 als Reaktion auf einen Kurzschluss auf die elektrische Masse 12 der Lichtmaschinenleitung 38, um die Batterieleitung 30 von dem Kurzschluss zu isolieren, und/oder als Reaktion auf einen Kurzschluss auf die elektrische Masse 12 der Batterieleitung 30, um die Lichtmaschinenleitung 38 von dem Kurzschluss zu isolieren, in die zweite Stellung bewegt.
Ein Anlasser 60 und ein Anlasserrelais 62 sind zwischen die elektrische Masse 12 und die Batterieleitung 30 geschaltet. Eine Spule 61 des Anlasserrelais 62 und ein Neutralschalter 63 sind zwischen der elektrischen Masse 12 und einem Startanschluss des Schlüsselschalters 22 in Reihe geschaltet.
Eine elektrische Last, wie zum Beispiel eine motorgetriebene Pumpe 64, ein Schließer-Pumpenmotorrelais 66 und eine Pumpenmotorsicherung 68 sind zwischen der elektrischen Masse 12 und der Batterieleitung 30 in Reihe geschaltet. Das Pumpenmotorrelais 66 wird durch die zweite elektronische Steuereinheit 26 gesteuert. Die zweite elektronische Steuereinheit 26 kann die Spule des Pumpenmotorrelais 66 bestromen, um die motorgetriebene Pumpe 64 mit der Batterieleitung 30 zu verbinden, während der Rerlaisschalter 42 offen ist. Durch Verbinden einer Last mit den Batterien 14, 20 durch die Batterieleitung 30 können Funktion und Kapazität der Batterien 14, 20 isoliert von der Lichtmaschine 32 geprüft oder überwacht werden.
Der Schlüsselschalter 22 ist ein Schalter mit vier Stellungen mit den Stellungen „Start”, „Betrieb”, „Aus” und „Zusatzaggregat”.
Ein geschaltetes Stromversorgungssignal wird verwendet, um die normalen Herauffahr- und Herunterfahrsequenzen in den elektronischen Steuereinheiten 24, 26 und 28 einzuleiten. Die normale Herauffahrsequenz wird eingeleitet, wenn das geschaltete Stromversorgungssignal von Aus zu Ein übergeht, und die normale Herunterfahrsequenz wird eingeleitet, wenn das geschaltete Stromversorgungssignal von Ein zu Aus übergeht. Das geschaltete Stromversorgungssignal ist eingeschaltet, wenn sich der Schlüsselschalter 22 in der Stellung „Betrieb” befindet, und in den Stellungen „Start” und „Aus” ausgeschaltet. Ein Öffnerrelais 31 wird verwendet, um sicherzustellen, dass das geschaltete Stromversorgungssignal niedrig ist, wenn sich der Schlüsselschalter 22 in der Stellung „Start” befindet.
In der Stellung „Start” wird die Lichtmaschinenleitung 38 mit einem Zündungseingang der dritten elektronischen Steuereinheit 28 verbunden, und die Batterieleitung 30 wird mit dem Neutralschalter 63 und mit dem Relais 31 verbunden. In der Stellung „Betrieb” wird die Lichtmaschinenleitung 38 mit dem Zündungseingang der dritten elektronischen Steuereinheit 28 verbunden, und die Batterieleitung 30 wird mit einer Zusatzaggregatleitung 33 und mit dem Relais 31 verbunden. In der Stellung „Zusatzaggregat wird die Lichtmaschinenleitung 38 nicht durch den Schlüsselschalter 22 verbunden und die Batterieleitung 30 wird mit der Zusatzaggregatleitung 33 verbunden.
Somit umfasst die Stromversorgung 10 für ein By-Wire-System in einem Fahrzeug ein Relais 40 zwischen den Batterien 14, 20 und der Lichtmaschine 32. Bei laufendem Motor ist das Relais 40 geöffnet und erlaubt somit ein unabhängiges Prüfen des Status der Lichtmaschine 32 und der Batterien 14, 20. Der Status der Batterien 14, 20 wird durch Überwachen der Batteriespannung abhängig von einer elektrischen Last, wie zum Beispiel Laufenlassen der motorgetriebenen Pumpe 66, bestimmt. Nachdem die Batterien 14, 20 und die Lichtmaschine 32 überprüft wurden, wird das Relais 40 geschlossen gehalten, um ein normales Laden der Batterien 14, 20 durch die Lichtmaschine 32 zu erlauben.

Claims

Stromversorgung für ein By-Wire-System in einem Fahrzeug, umfassend eine Batterie (14) mit einem mit elektrischer Masse (12) verbundenen ersten Anschluss (16) und einem zweiten Anschluss (18); eine mit dem zweiten Anschluss (18) der Batterie (14) verbundene Batterieleitung (30); eine Lichtmaschine (32) mit einem mit elektrischer Masse (12) verbundenen ersten Anschluss (34) und einem zweiten Anschluss (36); eine mit dem zweiten Anschluss (36) der Lichtmaschine (32) verbundene Lichtmaschinenleitung (38); und eine zwischen die Batterieleitung (30) und die Lichtmaschinenleitung (38) geschaltete Schalteinrichtung (40), wobei die Schalteinrichtung (40) aus einer ersten Stellung, die die Batterieleitung (30) mit der Lichtmaschinenleitung (38) verbindet, in eine zweite Stellung, die die Batterieleitung (30) von der Lichtmaschinenleitung (38) isoliert, bewegbar ist; und eine mit der Schalteinrichtung (40) verbundene elektronische Steuereinheit (26), wobei die elektronische Steuereinheit (26) betreibbar ist, um die Schalteinrichtung (40) in ihre zweite Stellung zu bewegen, so dass die zweiten Anschlüsse (36, 18) der Lichtmaschine (32) und der Batterie (14) voneinander isoliert werden, so dass Spannung aus der Lichtmaschine (32) und der Batterie (14) unabhängig geprüft werden kann, und wobei die elektronische Steuereinheit (26) betreibbar ist, um die Schalteinrichtung (40) in ihre erste Stellung zu bewegen, so dass die Lichtmaschine (32) die Batterie (14) laden kann.
Stromversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinheit (26) die Schalteinrichtung (40) als Reaktion auf einen Kurzschluss auf elektrische Masse (12) der Lichtmaschinenleitung (38) öffnet, um die Batterieleitung (30) von dem Kurzschluss zu isolieren.
Stromversorgung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinheit (26) die Schalteinrichtung (40) als Reaktion auf einen Kurzschluss auf elektrische Masse (12) der Batterieleitung (30) öffnet, um die Lichtmaschinenleitung (38) von dem Kurzschluss zu isolieren.
Stromversorgung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Last (66) zwischen der elektrischen Masse (12) und der Batterieleitung (30) in Reihe geschaltet werden kann.