DE102011005729A1

DE102011005729A1 - Fahrzeugenergiesystem

Info

Publication number: DE102011005729A1
Application number: DE102011005729A
Authority: DE
Inventors: Nobumasa Ueda; Naoki Yamamoto; Yuji Hayashi; Yuuki Tsutsu; Takuto Suzuki
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-03-18
Filing date: 2011-03-17
Publication date: 2011-11-17
Anticipated expiration: 2031-03-18
Also published as: JP5110110B2; US8489266B2; DE102011005729A8; DE102011005729B4; US20110231042A1; JP2011194964A

Abstract

Ein Fahrzeugenergiesystem ist mit einem Schaltnetzteil 4, das eine Betriebsenergie zum Betreiben mehrerer ECUS 6 bis 8 durch Abwärtswandeln einer Energieversorgung, die von mindestens einem eines Generators 1 und einer Batterie 2 zur Verfügung gestellt wird, erzeugt, und einem Energieverteiler 5 ausgestattet, der die Betriebsenergie, die durch das Schaltnetzteil 4 erzeugt wird, verteilt und den einzelnen ECUs 6 bis 8 zur Verfügung stellt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeugenenergiesystem, das einen Generator zum Erzeugen von Elektrizität beinhaltet, der durch einen Motor angetrieben wird, und eine Batterie beinhaltet, die durch den Generator aufgeladen wird, wobei das System verschiedenen elektrischen Lasten, die in dem Fahrzeug eingebaut sind, Energie vom Generator und/oder der Batterie Energie zur Verfügung stellt.
BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
Dieser Typ eines Fahrzeugenenergiesystems gemäß dem Stand der Technik stellt einzelnen ECUs (electronic control units, elektronische Steuereinheiten) durch einen Generator und/oder eine Batterie, wie in der JPJ-A-2003-003889 offenbart, mittels einer Schutzfunktion wie beispielsweise einer Sicherung oder einer Schmelzverbindung und einer Energieverteilungsfunktion wie beispielsweise eines Relais Energie zur Verfügung. In jeder ECU ist ein Energieschaltkreis vorgesehen, um einzeln eine Energieversorgungsspannung, die in der ECU benötigt wird, zu erzeugen.
Da jedoch ein Energieschaltkreis in jeder der ECUs vorgesehen ist, wird die Größe einzelner ECUs in dem vorstehenden Fahrzeugenenergiesystem des Stands der Technik unvermeidlich erhöht. Somit tritt beim Fahrzeugenenergiesystem des Stands der Technik ein Problem auf, dass ein großer Raum zum Anordnen der ECUs erforderlich ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehend erläuterten Probleme gemacht, und ihre Aufgabe ist es, ein Fahrzeugenenergiesystem bereitzustellen, das dazu in der Lage ist, die Größe jeder der ECUs zu reduzieren.
In einem Fahrzeugenenergiesystem gemäß einem ersten Aspekt beinhaltet das Fahrzeugenergiesystem einen Generator, der durch einen Motor zum Erzeugen von Elektrizität angetrieben wird, und eine Batterie, die durch den Generator aufgeladen wird.
Das Fahrzeugenergiesystem beinhaltet ferner eine erste Energieerzeugungseinheit, die eine erste Betriebsenergie zum Betreiben mehrerer ECUS als erste elektrische Lasten durch Abwärtswandeln einer ursprünglichen Energie erzeugt, die von dem Generator und/oder der Batterie zur Verfügung gestellt wird; und einen ersten Energieverteiler, der eine erste Betriebsenergie, die durch die erste Energieerzeugungseinheit erzeugt wird, verteilt und einzelnen ECUs zur Verfügung stellt.
Somit ist der erste Energieverteiler dazu in der Lage, die erste Betriebsenergie zu verteilen und den ECUs zur Verfügung zu stellen. Konkret sind Energieschaltkreise der ECUs in eine einzelne Komponente integriert, ohne Energieschaltkreise in den jeweiligen ECUs bereitzustellen. Demzufolge kann die Größe jeder der ECUs um dieses Maß reduziert werden.
In dem Fahrzeugenenergiesystem gemäß einem zweiten Aspekt beinhaltet das Fahrzeugenenergiesystem ferner einen ersten Strommessschaltkreis und einen ersten Kommunikationsschaltkreis, die in der ersten Energieerzeugungseinheit vorgesehen sind; einen zweiten Strommessschaltkreis, einen zweiten Kommunikationsschaltkreis und einen ersten Stromsteuerschaltkreis, die in dem ersten Energieverteiler vorgesehen sind; einen dritten Strommessschaltkreis, einen dritten Kommunikationsschaltkreis und einen zweiten Stromsteuerschaltkreis, die jeweils in den einzelnen ECUs vorgesehen sind; und eine fahrzeuggebundene Kommunikationsleitung, die zwischen dem ersten Kommunikationsschaltkreis, dem zweiten Kommunikationsschaltkreis und dem dritten Kommunikationsschaltkreis eine Verbindung bereitstellt.
Der erste Strommessschaltkreis erfasst einen ersten Ausgangsstromwert, der ein Betrag eines Ausgangsstroms der ersten Energieerzeugungseinheit ist, der zweite Strommessschaltkreis erfasst einen zweiten Ausgangsstromwert, der ein Betrag eines Ausgangsstroms des ersten Energieverteilers ist, und der dritte Strommessschaltkreis erfasst einen Verbrauchsstromwert, der ein Betrag eines Verbrauchsstroms der einzelnen ECUs ist.
Der erste Kommunikationsschaltkreis überträgt den ersten Ausgangsstromwert, der durch den ersten Strommessschaltkreis erfasst wird, mittels der fahrzeuggebundenen Kommunikationsleitung und empfängt den zweiten Ausgangsstromwert, der durch den zweiten Kommunikationsschaltkreis übertragen wird, und den Verbrauchsstromwert, der durch den dritten Kommunikationsschaltkreis übertragen wird.
Der zweite Kommunikationsschaltkreis überträgt den zweiten Ausgangsstromwert, der durch den zweiten Strommessschaltkreis erfasst wird, mittels der fahrzeuggebundenen Kommunikationsleitung und empfängt den ersten Ausgangsstromwert, der durch den ersten Kommunikationsschaltkreis übertragen wird, und den Verbrauchsstromwert, der durch den dritten Kommunikationsschaltkreis übertragen wird.
Der dritte Kommunikationsschaltkreis überträgt den Verbrauchsstromwert, der durch den dritten Strommessschaltkreis erfasst wird, mittels der fahrzeuggebundenen Kommunikationsleitung und empfängt den ersten Ausgangsstromwert, der durch den ersten Kommunikationsschaltkreis übertragen wird, und den zweiten Ausgangsstromwert, der durch den zweiten Kommunikationsschaltkreis übertragen wird.
Der erste Stromsteuerschaltkreis steuert den Ausgangsstrom des ersten Energieverteilers, dass dieser klein wird, wenn der erste Ausgangsstromwert, der durch den zweiten Kommunikationsschaltkreis empfangen wird, einen festgelegten Grenzwert überschreitet, und der zweite Stromsteuerschaltkreis reduziert den Verbrauchsstrom, wenn der erste Ausgangsstromwert und/oder der zweite Ausgangsstromwert, die durch den dritten Kommunikationsschaltkreis empfangen werden, einen festgelegten Grenzwert bezüglich jedes Werts überschreitet.
Somit wird, wenn der Ausgangsstromwert der ersten Energieerzeugungseinheit oder des ersten Energieverteilers den Grenzwert überschreitet oder wenn der Verbrauchsstromwert der ECUs den Grenzwert überschreitet, der Ausgangsstrom des ersten Energieverteilers oder der Verbrauchsstrom der ECUs gesteuert, um niedrig zu sein.
Demzufolge wird die Steuerung derart durchgeführt, dass der Ausgangsstrom der ersten Energieerzeugungseinheit oder des ersten Energieverteilers ebenso wie der Verbrauchsstrom der ECUs nicht den Grenzwert überschreitet.
In dem Fahrzeugenenergiesystem gemäß einem dritten Aspekt stellt der erste Energieverteiler einzelnen ECUs einen Abschaltschaltkreis bereit, der einen elektrischen Schaltkreis trennt, der den Ausgangsstrom ausgibt, wenn der Ausgangsstrom an die jeweilige ECU abnormal wird.
Somit kann das Abklemmen bzw. Trennen des elektrischen Schaltkreises den Bruch beziehungsweise die Beschädigung der jeweiligen ECU vermeiden, der bzw. die andernfalls durch den abnormalen Ausgangsstrom verursacht worden wäre.
In dem Fahrzeugenenergiesystem gemäß einem vierten Aspekt stellt der erste Energieverteiler einzelnen ECUs einen Abschaltschaltkreis bereit, der einen elektrischen Schaltkreis trennt, der den Ausgangsstrom ausgibt, wenn der Ausgangsstrom an die jeweilige ECU abnormal wird, und der erste Energieverteiler ist konfiguriert, um den Ausgangsstrom an die jeweilige ECU durch Betreiben des Abschaltschaltkreises, der mit der jeweiligen ECU verbunden ist, abzutrennen, wenn der Ausgangsstrom zur jeweiligen ECU abnormal wird, sogar wenn der zweite Stromsteuerschaltkreis den zweiten Ausgangsstrom steuert, klein zu werden.
Somit wird, sobald der Ausgangsstrom, der von dem ersten Energieverteiler einer jeweiligen ECU zur Verfügung gestellt wird, abnormal wird, der betreffende Ausgangsstrom gestoppt, ungeachtet der Tatsache, dass der Ausgangsstrom gerade auf einen niedrigen Pegel gesteuert wird.
Somit wird beispielsweise dem Bruch der jeweiligen ECU vorgebeugt, der andernfalls durch den abnormalen Ausgangsstrom verursacht worden wäre.
In dem Fahrzeugenenergiesystem gemäß einem fünften Aspekt ist eine Kommunikationsgeschwindigkeit der fahrzeuggebundenen Kommunikationsleitung 500 Kbps oder mehr.
Somit wird der Ausgangsstrom der ersten Energieerzeugungseinheit und des ersten Energieverteilers ebenso wie der Verbrauchsstrom der ECUs auf Echtzeitbasis gesteuert. Beispielsweise wird unter Verwendung des Kommunikationsprotokolls eines Kommunikationsstandards, der CAN^® (Controller Area Network) genannt wird, eine Kommunikationsgeschwindigkeit von 500 Kbps oder mehr erreicht.
In dem Fahrzeugenenergiesystem gemäß einem sechsten Aspekt wird eine Kommunikation unter Verwendung der fahrzeuggebundenen Kommunikationsleitung basierend auf dem LVDS (low-voltage differential signaling) genannten Kommunikationsstandard durchgeführt.
Da die Kommunikation basierend auf dem Kommunikationsstandard, der LVDS genannt wird, durchgeführt wird, ist eine Hochgeschwindigkeitsmultiplexkommunikation sichergestellt, wobei der Ausgangsstrom und der Verbrauchsstrom weiterhin auf Echtzeitbasis gesteuert werden.
In dem Fahrzeugenenergiesystem gemäß einem siebten Aspekt ist die erste Energieerzeugungseinheit ein Schaltnetzteil.
Somit wird die Last des Generators reduziert, da der Energieverlust der ersten Energieerzeugungseinheit reduziert wird. Demzufolge wird der Kraftstoffverbrauch verbessert. Ebenso wird die Versorgung bzw. Zufuhr von Hochspannung abgeschaltet, die verursacht werden würde, wenn beispielsweise eine Batterie abgeklemmt wird oder wenn ein Motor bei kaltem Klima durch serielles Verbinden von mehreren Batterien fremdgestartet wird. Somit dürfen die ECUs eine niedrigere Spannungsfestigkeit aufweisen, die um eine Menge niedriger ist, die äquivalent zum Abschalten der Versorgung von Hochspannung ist, wobei weiterhin die Größe von jeder der ECUs reduziert wird.
In dem Fahrzeugenenergiesystem gemäß einem achten Aspekt ist das Schaltnetzteil ein isoliertes Schaltnetzteil.
Wenn eine Batterie mit hoher Leerlaufspannung verwendet wird, kann die Gehäusemasse des Fahrzeugs nicht verwendet werden. In dieser Hinsicht ermöglicht die Verwendung des isolierten Schaltnetzteils als ein Schaltnetzteil bzw. schaltende Energieversorgung das Bereitstellen der ersten Betriebsenergie an die ECUs ohne die Notwendigkeit, die Gehäusemasse des Fahrzeugs zu verwenden.
In dem Fahrzeugenenergiesystem gemäß einem neunten Aspekt ist das Schaltnetzteil ein nichtisoliertes Schaltnetzteil.
Somit wird die erste Betriebsenergie von dem nichtisolierten Schaltnetzteil den ECUs zur Verfügung gestellt. Demzufolge kann die Größe der Energieversorgung reduziert werden, und der Energieschaltkreis kann verglichen zu dem Fall, in dem Energie von einem isolierten Schaltnetzteil zur Verfügung gestellt wird, mit niedrigen Kosten bereitgestellt werden.
In dem Fahrzeugenenergiesystem gemäß einem zehnten Aspekt erzeugt die erste Energieerzeugungseinheit die erste Betriebsenergie mit 5,5 V bis 6,5 V.
In dem Fall, in dem eine einzelne ECU eine vereinfachte Energieversorgung mit einem Ausgangstransistor, der durch einen NPN-Transistor konfiguriert ist, aufweist, kann ein Spannungsabfall der Energieversorgung etwa 1,2 bis 1,5 V sein. Andererseits wird, wenn eine Konfiguration, bei der ein NPN-Transistor oder ein P-Kanal-MOS-Transistor als ein Ausgangstransistor verwendet wird, verwendet wird, ein Spannungsabfall auf ungefähr 0,3 bis 0,5 V unterdrückt.
In dieser Hinsicht wird wie vorstehend beschrieben jede der ECUS mit der ersten Betriebsenergie bzw. -spannung von 5,5 V bis 6,5 V versorgt. Daher ist, wenn der vorstehend erwähnte Spannungsabfall auftritt, während die Betriebsenergie zur Verfügung gestellt wird, eine Betriebsspannung von 5 V für jede der ECUs sichergestellt.
In dem Fahrzeugenenergiesystem gemäß einem elften Aspekt beinhaltet das Fahrzeugenenergiesystem weiter eine zweite Energieerzeugungseinheit, die eine zweite Betriebsenergie erzeugt, um mehrere zweite elektrische Lasten durch Aufwärtswandeln einer ursprünglichen Energie zu betreiben, und einen zweiten Energieverteiler, der die zweite Betriebsenergie, die durch die zweite Energieerzeugungseinheit erzeugt wird, verteilt und jeder zweiten elektrischen Last zur Verfügung stellt.
Somit kann der zweite Energieverteiler die zweite Betriebsenergie verteilen und den zweiten elektrischen Lasten zur Verfügung stellen. Konkret können Energieschaltkreise der zweiten elektrischen Lasten in eine einzelne Komponente integriert werden, ohne dass es nötig ist, jeder der zweiten elektrischen Lasten einen Energieschaltkreis bereitzustellen. Demzufolge wird die Große jeder der zweiten elektrischen Lasten um dieses Maß reduziert.
In dem Fahrzeugenenergiesystem gemäß einem zwölften Aspekt ist die zweite Energieerzeugungseinheit ein isoliertes Schaltnetzteil, die erste Energieerzeugungseinheit ein nichtisoliertes Schaltnetzteil, das das erste isolierte Schaltnetzteil als eine primäre Energieversorgung hat, und der erste Energieverteiler verteilt die erste Betriebsenergie, die durch das nichtisolierte Schaltnetzteil erzeugt wird, und stellt diese den einzelnen ECUS zur Verfügung.
Demzufolge kann die erste Betriebsenergie von dem nichtisolierten Schaltnetzteil den ECUs zur Verfügung gestellt werden. Daher wird die Größe der Energieversorgung reduziert, und der Energieschaltkreis wird verglichen zu dem Fall, in dem die Betriebsenergie von einem isolierten Schaltnetzteil zur Verfügung gestellt wird, mit niedrigen Kosten bereitgestellt.
In dem Fahrzeugenenergiesystem gemäß einem dreizehnten Aspekt beinhaltet das Fahrzeugenenergiesystem weiter eine Serienenergieversorgung, die einem Mikrocomputer eine Betriebsenergie zur Verfügung stellt, der in der jeweiligen ECU angebracht ist, während eine Batterieladung gestoppt wird.
Somit kann der Mikrocomputer, der an der jeweiligen ECU vorgesehen ist, sogar betrieben werden, wenn die Batterieaufladung gestoppt ist. Ebenso wird vermieden, dass die Batterie aufgrund des Betriebs der jeweiligen ECU aufgebraucht wird, während die Batterieaufladung gestoppt wird.
In dem Fahrzeugenenergiesystem gemäß einem vierzehnten Aspekt ist die zweite Energieerzeugungseinheit ein isoliertes Schaltnetzteil, das Fahrzeugenenergiesystem ist mit einer Batterie für Zusatzeinrichtungen, die mit einer Ausgangsseite des isolierten Schaltnetzteils verbunden ist, um Zusatzeinrichtungen zu betreiben, und einer Serienenergieversorgung ausgestattet, die die erste Batterie für die Zusatzeinrichtungen als eine Primärseite hat, die einem Mikrocomputer, der in der jeweiligen ECU angebracht ist, eine Betriebsenergie zur Verfügung stellt, wenn der Generator nicht betrieben wird.
Somit wird, wenn die Batterie mit hoher Leerlaufspannung verwendet wird, den Zusatzeinrichtungen Energie von der Batterie für Zusatzeinrichtungen (nachfolgend als „Zusatzbatterie” bezeichnet), die mit der Ausgangsseite des isolierten Schaltnetzteils verbunden ist, zur Verfügung gestellt. Ebenso ist es unwahrscheinlich, da eine Serienenergieversorgung durch die Zusatzbatterie geladen wird, dass eine Betriebsenergie, die einem Mikrocomputer zur Verfügung gestellt werden soll, nicht ausreicht, wenn der Generator in einen nicht angetriebenen Zustand gebracht wird.
In dem Fahrzeugenenergiesystem gemäß einem fünfzehnten Aspekt ist die zweite Energieerzeugungseinheit ein Schaltnetzteil.
Somit wird der Energieverlust der zweiten Energieerzeugungseinheit reduziert, um dadurch die Last des Generators zu reduzieren. Demzufolge wird der Kraftstoffverbrauch verbessert. Ebenso wird die Versorgung mit Hochspannung abgeschattet, die verursacht werden könnte, wenn beispielsweise eine Batterie abgeklemmt wird oder wenn ein Motor bei kaltem Klima durch serielles Verbinden von mehreren Batterien fremdgestartet wird. Somit dürfen die ECUs eine niedrige Spannungsfestigkeit aufzuweisen, die um eine Menge, die äquivalent zum Abschalten der Versorgung mit Hochspannung ist, niedriger ist, wodurch die Größe jeder der ECUs weiter reduziert wird.
In dem Fahrzeugenenergiesystem gemäß einem sechzehnten Aspekt ist das Schaltnetzteil ein isoliertes Schaltnetzteil.
Wird eine Batterie mit hoher Leerlaufspannung verwendet, kann die Gehäusemasse des Fahrzeugs nicht verwendet werden. Im Hinblick darauf ermöglicht die Verwendung des isolierten Schaltnetzteils als ein Schaltnetzteil das Bereitstellen der zweiten Betriebsenergie an die zweiten elektrischen Lasten, ohne dass die Notwendigkeit besteht, die Gehäusemasse des Fahrzeugs zu verwenden.
In dem Fahrzeugenenergiesystem gemäß einem siebzehnten Aspekt ist das Schaltnetzteil ein nichtisoliertes Schaltnetzteil.
Somit kann die zweite Betriebsenergie von dem nichtisolierten Schaltnetzteil den zweiten elektrischen Lasten zur Verfügung gestellt werden. Daher wird die Größe der Energieversorgung reduziert, und der Energieschaltkreis wird verglichen zu dem Fall, in dem die Betriebsenergie von einem isolierten Schaltnetzteil zur Verfügung gestellt wird, zu niedrigen Kosten bereitgestellt.
In dem Fahrzeugenenergiesystem gemäß einem achtzehnten Aspekt erzeugt die zweite Energieerzeugungseinheit die zweite Betriebsenergie bzw. Betriebsspannung mit 8 V bis 16 V.
Somit ist der zweite Energieverteiler in der Lage, die zweite Betriebsenergie von 8 V bis 16 V zu verteilen und den zweiten elektrischen Lasten zur Verfügung zu stellen. Konkret sind Energieschaltkreise der zweiten elektrischen Lasten, die bei 8 V bis 16 V operieren, in eine einzelne Komponente integriert, ohne dass es nötig ist, jeder der zweiten elektrischen Lasten einen Energieschaltkreis bereitzustellen. Daher wird die Größe von jeder der zweiten elektrischen Lasten entsprechend reduziert.
In dem Fahrzeugenenergiesystem gemäß einem neunzehnten Aspekt erzeugt die zweite Energieerzeugungseinheit die zweite Betriebsenergie bzw. Betriebsspannung von 18 V bis 42 V.
Somit ist der zweite Energieverteiler in der Lage, die zweite Betriebsenergie von 18 V bis 42 V zu verteilen und den zweiten elektrischen Lasten zur Verfügung zu stellen. Konkret sind Energieschaltkreise der zweiten elektrischen Lasten, die bei 8 V bis 16 V operieren, in eine einzelne Komponente integriert, ohne dass es nötig ist, jeder der zweiten elektrischen Lasten einen Energieschaltkreis bereitzustellen. Daher wird die Größe von jeder der zweiten elektrischen Lasten um dieses Maß reduziert.
In dem Fahrzeugenenergiesystem gemäß einem zwanzigsten Aspekt beinhaltet das Fahrzeugenenergiesystem weiter einen dritten Energieverteiler, der die ursprüngliche Energie verteilt und mehreren dritten elektrischen Lasten direkt zur Verfügung stellt.
Somit ist der dritte Energieverteiler in der Lage, die ursprüngliche Energie direkt zu verteilen und den dritten elektrischen Lasten zur Verfügung zu stellen. Konkret sind Energieschaltkreise der dritten elektrischen Lasten in eine einzelne Komponente integriert, ohne dass es nötig ist, jeder der dritten elektrischen Lasten einen Energieschaltkreis bereitzustellen. Daher wird die Größe von jeder der dritten elektrischen Lasten um dieses Maß reduziert.
In dem Fahrzeugenenergiesystem gemäß einem einundzwanzigsten Aspekt ist eine Leerlaufspannung der Batterie 100 V oder mehr.
Wenn die Leerlaufspannung der Batterie 100 V oder mehr ist, kann die Gehäusemasse des Fahrzeugs nicht verwendet werden. In dieser Hinsicht ermöglicht die Verwendung des isolierten Schaltnetzteils als ein Schaltnetzteil das Bereitstellen der Betriebsenergie an die elektrischen Lasten, ohne dass die Notwendigkeit besteht, die Gehäusemasse des Fahrzeugs zu verwenden.
In dem Fahrzeugenenergiesystem gemäß einem zweiundzwanzigsten Aspekt ist das Fahrzeugenenergiesystem so ausgebildet, daß die Energieleitung für die elektrischen Lasten, deren Rauschpegel groß ist, von der Energieleitung für die elektrischen Lasten, deren Rauschpegel klein ist, separiert ist, und die ursprüngliche Energie der Energieleitung für die elektrischen Lasten, deren Rauschpegel groß ist, direkt zur Verfügung gestellt wird.
Somit ist es dem Rauschen, das durch die elektrischen Lasten verursacht wird, deren Rauschpegel groß ist, kaum erlaubt, in die Energieleitung der elektrischen Lasten, deren Rauschpegel klein ist, einzutreten.
In dem Fahrzeugenenergiesystem gemäß einem dreiundzwanzigsten Aspekt beinhalten die elektrischen Lasten, deren Rauschpegel groß ist einen von einem Zünder, einem Anlasser, einem Gebläsemotor zum Drehen eines Gebläselüfters einer Klimaanlage, einem Scheibenwischermotor zum Antreiben von Scheibenwischern und einem Kühlerlüftermotor zum Drehen eines Kühlerlüfters.
In dem Fahrzeugenenergiesystem gemäß einem vierundzwanzigsten Aspekt ist die Batterie eine Lithiumionenbatterie.
Somit kann unter Verwendung einer Lithiumionenbatterie, deren interner Widerstand niedrig ist, die ursprüngliche Energie mit niedrigem Rauschpegel der ersten Energieerzeugungseinheit zur Verfügung gestellt werden.
In dem Fahrzeugenenergiesystem gemäß einem fünfundzwanzigsten Aspekt sind die erste Energieerzeugungseinheit und der erste Energieverteiler in einem Gehäuse aufgenommen, in dem mehrere der ECUs aufgenommen sind.
Somit sind die erste Energieerzeugungseinheit, der erste Energieverteiler und mehrere ECUs kollektiv in einem einzelnen Gehäuse angeordnet. Daher ist der Unterbringungsraum der ECUs zusätzlich zur Reduzierung der Größe der ECUs reduziert.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den beigefügten Zeichnungen ist:
1 ein Blockdiagramm, das eine Hauptkonfiguration eines Fahrzeugenenergiesystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ein Blockdiagramm, das eine Hauptkonfiguration eines Fahrzeugenenergiesystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
3 ein Blockdiagramm, das eine Hauptkonfiguration eines Fahrzeugenenergiesystems gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
4 ein Blockdiagramm, das eine Hauptkonfiguration eines Fahrzeugenenergiesystems gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
5 ein Blockdiagramm, das eine Hauptkonfiguration eines Fahrzeugenenergiesystems gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
6 ein Blockdiagramm, das eine Hauptkonfiguration eines Fahrzeugenenergiesystems gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; und
7 ein Blockdiagramm, das eine Hauptkonfiguration eines Fahrzeugenenergiesystems gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Gemäß den beigefügten Zeichnungen werden nachfolgend verschiedene Ausführungsformen eines Fahrzeugenenergiesystems der vorliegenden Erfindung erläutert.
(Erste Ausführungsform)
Als Erstes wird mit Bezug auf 1 eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Hauptkonfiguration eines Fahrzeugenenergiesystems gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
Das Fahrzeugenenergiesystem, das in 1 dargestellt ist, beinhaltet einen Generator 1 und eine Batterie 2. Der Generator 1, der in dem Fahrzeug angebracht ist, erzeugt Energie und wird durch einen Motor angetrieben. Der Generator 1 ist beispielsweise ein Drehstromgenerator (alternator), der AC-Strom bzw. Wechselstrom erzeugt und integral mit einem Regler bereitgestellt wird, der den erzeugten AC-Strom in DC-Strom bzw. Gleichstrom bzw. Gleichspannung von 14 V wandelt. Die Batterie 2 ist eine Bleibatterie mit einer Leerlaufspannung von 12 V und wird durch den Generator 1 geladen. Der vorstehend erwähnte Regler weist eine Funktion zum Überwachen der erzeugten Spannung des Generators 1 und zum Regeln des Erregungsstroms des Generators 1 auf, so dass die Ladungsspannung einen angemessenen Wert aufweist.
Das Fahrzeugenenergiesystem beinhaltet ebenso eine Energieleitung 9 und ein Gehäuse 3. Das Gehäuse 3 beinhaltet ein Abwärtsschaltnetzteil 4 bzw. eine abwärts wandelnde schaltende Energieversorgung, einen Energieverteiler 5 und ECUS (electronic control units, elektronische Steuereinheiten) 6 bis 8. Die Energieleitung 9 ist mit dem Generator 1 und der Batterie 2 verbunden. Das Abwärtsschaltnetzteil 4 weist einen Energieeingang auf, der ebenso mit der Energieleitung 9 verbunden ist. Der Energieverteiler 5 weist einen Energieeingang auf, der mit einem Energieausgang des Schaltnetzteils 4 verbunden ist. Die ECUs 6 bis 8, die bei 5 V betrieben werden, haben Energieeingänge, die mit entsprechenden Energieausgängen des Energieverteilers 5 verbunden sind. Das Schaltnetzteil 4 wandelt DC-Energie bzw. -Spannung von 14 V, die von dem Generator 1 zur Verfügung gestellt wird, abwärts, um Betriebsenergie bzw. -spannung von 5,5 V bis 6,5 V zum Betreiben der mehreren ECUs 6 bis 8 als elektrische Lasten zu erzeugen. Beispielsweise ist das Schaltnetzteil 4 ein bekannter DC/DC-Wandler, der DC-Ausgangsspannung rückkoppelt.
Der Energieverteiler 5 verteilt die Betriebsenergie, die durch das Schaltnetzteil 4 erzeugt wird, an die ECUs 6 bis 8. Konkret sind Energieschaltkreise der ECUs 6 bis 8 in den Energieverteiler 5 als eine einzelne Komponente integriert. Ebenso weist der Energieverteiler 5 einen elektrischen Schaltkreis auf, der den ECUs 6 bis 8 Ausgangsstrom als die Betriebsenergie zur Verfügung stellt, wobei sich der elektrische Schaltkreis zwischen Halbleiterrelais (nicht dargestellt) befindet. Wenn der Ausgangsstrom, der einer jeweiligen ECU von dem Energieverteiler 5 zur Verfügung gestellt wird, abnormal ist, wird das Halbleiterrelais (entsprechend dem Abschaltschaltkreis, der in Anspruch 3 genannt ist) entsprechend der jeweiligen ECU betrieben, um den elektrischen Schaltkreis, in dem sich das Halbleiterrelais befindet, abzuklemmen. Somit wird sichergestellt, dass die jeweilige ECU nicht beschädigt wird. Alternativ zu den Halbleiterrelais können mechanisch betriebene Relais, Sicherungen, Schmelzverbindungen und dergleichen verwendet werden.
Die ECUs 6 bis 8 können aus den ECUs ausgewählt werde, deren Leitungslänge von einer betreffenden ECU zu einem zu steuernden Objekt verkürzt werden kann. Beispielsweise können die ECUs 6 bis 8 aus den ECUs ausgewählt werden, die ein Fahrzeugkarosseriesystem (body system) steuern. Die ECUS, die das Fahrzeugkarosseriesystem steuern, beinhaltet diese ECUs, die sogenannte ereignisgesteuerte Einheiten steuern, die hauptsächlich durch die Bedienung durch die Insassen oder bei der Ausführung eines Computerprogramms betrieben werden. Konkret beinhalten derartige ECUS eine Klimaanlagen-ECU, die eine Klimaanlage steuert, eine Tür-ECU, die ein Türschließsystem steuert, eine Fensterheber-ECU, die Fensterheber steuert, eine Seitenspiegel-ECU, die elektrisch betriebene Seitenspiegel steuert, eine ECU für elektrisch verstellbare Sitze, die elektrisch verstellbare Sitze steuert, eine Dach-ECU, die das Öffnen/Schließen eines Schiebedachs steuert, eine Lenkradschalter-ECU, die die Eingabe/Ausgabe von Signalen von verschiedenen Schaltern, die an einem Lenkrad angeordnet sind, steuert, und eine Überkopf-ECU, die die Eingabe/Ausgabe von Signalen von verschiedenen Schaltern, die an einer Überkopfkonsole angeordnet sind, steuert.
Die Anzahl von ECUs, die in dem Gehäuse 3 aufgenommen sind, um die erste Betriebsenergie von dem Energieverteiler 5 zu empfangen, kann zwei oder vier oder mehr sein.
Das Schaltnetzteil 4 und der Energieverteiler 5 entsprechen dem Fahrzeugenenergiesystem der vorliegenden Ausführungsform.
Gemäß dem Fahrzeugenenergiesystem der ersten Ausführungsform werden die nachfolgend erläuterten Vorteile erlangt.

(1) Die Verwendung des Fahrzeugenenergiesystems der ersten Ausführungsform ermöglicht die Integration der Energieschaltkreise der mehreren ECUS 6 bis 8 in eine einzelne Komponente. Demzufolge können die Energieschaltkreise von den entsprechenden ECUs weggelassen werden, wodurch die Größe und das Gewicht der ECUs reduziert wird.
(2) Wenn der Ausgangsstrom von dem Energieverteiler 5 zu einer jeweiligen ECU abnormal ist, wird der elektrische Schaltkreis für den abnormalen Ausgangsstrom unterbrochen. Beispielsweise kann das Abklemmen des elektrischen Schaltkreises der Beschädigung der jeweiligen ECU vorbeugen, deren Beschädigung andernfalls durch den abnormalen Ausgangsstrom verursacht worden wäre. Darüber hinaus ist es für ein Fahrzeugsystem als ein Ganzes dank dem Abklemmen unwahrscheinlich, aufgrund beispielsweise der Fehlfunktion des durch die jeweilige ECU zu steuernden Objekts oder eines gestauten Kabelstrangs (jammed harness) außer Betrieb gesetzt zu werden.
(3) Da die Betriebsenergie der ECUs 6 bis 8 durch das Schaltnetzteil 4 erzeugt wird, wird ein Energieverlust verglichen mit der Verwendung einer Serienenergieversorgung reduziert. Demzufolge wird die Last des Generators 1 reduziert und somit wird der Kraftstoffverbrauch verbessert.
(4) Wird ein Motor gestartet, wird eine starke Spannungsschwankung verursacht, da der Anlasser die Batterie hohe Ströme entladen lässt. Ebenso kann, wenn die Batterie abgeklemmt wird, Hochspannung, Riesenimpuls (giant pulse) genannt, zugeführt gestellt werden. Des Weiteren kann Hochspannung ebenso bereitgestellt bzw. zugeführt werden, wenn ein Motor bei kaltem Klima durch serielles Verbinden von mehreren Batterien fremdgestartet wird. Um die Versorgung mit Hochspannung zu bewältigen, hat der Stand der Technik in jeder der ECUs ein Halbleiterelement, das normalerweise eine Spannungsfestigkeit von 35 V bis 40 V aufweist, oder einen Elektrolytkondensator mit einer Spannungsfestigkeit von 25 V bis 35 V verwendet. In dieser Hinsicht ist das Schaltnetzteil 4, das in dem Fahrzeugenenergiesystem der ersten Ausführungsform vorgesehen ist, jedoch in der Lage, die Spannungsschwankung zu glätten und die Zuführung von Hochspannung abzuschalten. Ebenso weist das Schaltnetzteil 4 eine hohe Schaltgeschwindigkeit für den Generator 1 auf und ist daher in der Lage, abrupt elektrische Ladungen zur Verfügung zu stellen, wenn das Ereignis der Spannungsschwankung auftritt. Demzufolge kann die Spannungsfestigkeit wie die des vorstehenden Halbleiterelements oder des Elektrolytkondensators reduziert werden. Beispielsweise kann die Spannungsfestigkeit von 40 V eines Elements auf 24 V reduziert werden, um dadurch den Einschaltwiderstand (on-resistance) eines Energieelements zu reduzieren. Demzufolge werden die beim Bereitstellen der ECUs entstandenen Kosten reduziert und der Energieverlust der ECUs wird ebenso reduziert.
(5) Im Stand der Technik hat ein Geben von abrupten Anweisungen bezüglich Spannung an den Generator, um den Kraftstoffverbrauch zu verbessern, während Kraftstoff gemäß den Fahrbedingungen eingespritzt wird, manchmal ein Flackern der Scheinwerfer oder eine Abweichung bei der Betriebsgeschwindigkeit der Scheibenwischer verursacht. In dieser Hinsicht erhöht das Fahrzeugenenergiesystem gemäß der ersten Ausführungsform den Freiheitsgrad beim Festlegen einer primärseitigen Spannung aufgrund der Hinzufügung des Schaltnetzteils 4. Demzufolge werden die Scheinwerfer nicht flackern oder die Betriebsgeschwindigkeit der Scheibenwischer wird nicht abweichen, wenn abrupte Anweisungen bezüglich Spannung dem Generator gegeben werden.
(6) In dem Fall, in dem eine einzelne ECU eine vereinfachte Energieversorgung mit einem Ausgangstransistor, der durch einen NPN-Transistor konfiguriert ist, aufweist, kann der Spannungsabfall der Energieversorgung ungefähr 1,2 V bis 1,5 V sein. Andererseits wird, wenn eine Konfiguration unter Verwendung eines NPN-Transistors oder eines P-Kanal-MOS-Transistors als ein Ausgangstransistor verwendet wird, der Spannungsabfall auf ungefähr 0,3 V bis 0,5 V unterdrückt. In dieser Hinsicht wird in der ersten Ausführungsform, die vorstehend beschrieben ist, jede der ECUs 6 bis 8 mit einer Betriebsenergie von 5,5 V bis 6,5 V versorgt. Daher wird, wenn der vorstehend erwähnte Spannungsabfall auftritt, während die Betriebsenergie zur Verfügung gestellt wird, eine Betriebsspannung von beispielsweise 1 V bis 5 V sichergestellt, die für einen Mikrocomputer oder einen Logik-IC, der in jeder der ECUs 6 bis 8 vorgesehen ist, erforderlich ist.
(7) In der ersten Ausführungsform sind das Schaltnetzteil 4, der Energieverteiler 5 und die ECUs 6 bis 8 kollektiv in dem einzelnen Gehäuse 3 angeordnet. Demzufolge wird der Platz zum Anordnen der ECUS zusätzlich zum Reduzieren der Größe jeder der ECUs reduziert.

(Zweite Ausführungsform)
Mit Bezug auf 2 wird nachfolgend eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. in der zweiten und den nachfolgenden Ausführungsformen werden die Komponenten, die identisch mit oder ähnlich zu denjenigen in den vorhergehenden Ausführungsformen sind, zur Vereinfachung mit den gleichen Referenzzeichen versehen.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine Hauptkonfiguration eines Fahrzeugenenergiesystems gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
Das Fahrzeugenenergiesystem gemäß der zweiten Ausführungsform beinhaltet zusätzlich zu den Komponenten der ersten Ausführungsform ein Aufwärtsschaltnetzteil 14, Energieverteiler 15 und 10 und elektrische Lasten 11 bis 13 und 16 bis 18.
Die Energieleitung 9 ist in Energieleitungen 19 und 20 aufgezweigt. Die Energieleitung 19 ist mit dem Energieeingang des Schaltnetzteils 4 verbunden. Die Energieleitung 20 ist mit einem Energieeingang des Energieverteilers 10 verbunden. Der Energieverteiler 10 hat Energieausgänge, die mit Energieeingängen der entsprechenden elektrischen Lasten 11 bis 13 verbunden sind, die bei 14 V DC bzw. Gleichspannung betrieben werden. Der Energieverteiler 10 verteilt DC-Energie bzw. -Spannung von 14 V, die von den elektrischen Leitungen 9 und 20 bereitgestellt wird, und stellt diese den elektrischen Lasten 11 bis 13 zur Verfügung. Konkret sind Energieschaltkreise der elektrischen Lasten 11 bis 13 in den Energieverteiler 10 als eine einzelne Komponente integriert. Die elektrischen Lasten 11 bis 13 können beispielsweise die verschiedenen Instrumente, die zum Beispiel in einer Instrumententafel des Fahrzeugs angeordnet sind, ein Audiosystem und ein Navigationssystem sein.
Die Energieleitung 9 ist mit einem Energieeingang des Aufwärtsschaltnetzteils 14 verbunden. Das Schaltnetzteil 14 hat einen Energieausgang, der mit einem Energieeingang des Energieverteilers 15 verbunden ist. Der Energieverteiler 15 hat Energieausgänge, die mit Energieeingängen der entsprechenden elektrischen Lasten 16 bis 18 verbunden sind, die bei 42 V betrieben werden. Das Schaltnetzteil 14 wandelt die DC-Energie bzw. -Spannung von 14 V, die von dem Generator 1 zur Verfügung gestellt wird, auf 42 V nach oben, um eine Betriebsenergie von 42 V zum Betreiben der elektrischen Lasten 16 bis 18 zu erzeugen. Das Schaltnetzteil 14 kann beispielsweise ein bekannter DC/DC-Wandler sein.
Der Energieverteiler 15 verteilt die Betriebsenergie von 42 V, die durch das Schaltnetz 14 erzeugt wird, und stellt diese den elektrischen Lasten 16 bis 18 zur Verfügung. Konkret sind Energieschaltkreise der elektrischen Lasten 16 bis 18 in den Energieverteiler 15 als eine einzelne Komponente integriert. Ebenso weist der Energieverteiler 15 einen elektrischen Schaltkreis auf, der Ausgangsstrom als eine Betriebsenergie den ECUs 16 bis 18 zur Verfügung stellt, wobei dem elektrischen Schaltkreis Halbleiterrelais (nicht dargestellt) zwischengeschaltet sind. Ist der Ausgangsstrom, der einer jeweiligen elektrischen Last von dem Energieverteiler 15 zur Verfügung gestellt wird, abnormal, wird das Halbleiterrelais entsprechend der jeweiligen elektrischen Last betrieben, um den elektrischen Schaltkreis, in dem sich das Halbleiterrelais befindet, abzuklemmen. Somit ist sichergestellt, dass die jeweilige elektrische Last nicht beschädigt wird.
Alternativ zu den Halbleiterrelais können mechanisch betriebene Relais, Sicherungen, Schmelzverbindungen und dergleichen verwendet werden. Beispielsweise können die elektrischen Lasten 16 bis 18 eine Direkteinspritzdüse, ein Lenkkraftregelmotor, der bei einer elektrisch betriebenen Servolenkung (EPS) vorgesehen ist, ein Motor mit elektrisch betriebenen Ventilen (cam-by-wire motor), der in einem Cam-by-wire-System vorgesehen ist, das Ventile eines Motors auf riemenlose Weise betreibt, und ein Bremskraftregelmotor sein, der in einem elektrisch betriebenen Bremssystem vorgesehen ist, das das Bremsen des Fahrzeugs durch Regeln der Bremskraft steuert.
Gemäß dem Fahrzeugenenergiesystem der zweiten Ausführungsform werden die nachfolgend erläuterten Vorteile erlangt.

(1) Die Verwendung des Fahrzeugenenergiesystems der zweiten Ausführungsform ermöglicht eine Integration der Energieschaltkreise von mehreren elektrischen Lasten. Demzufolge können die Energieschaltkreise von den entsprechenden elektrischen Lasten weggelassen werden, um dadurch die Größe und das Gewicht der elektrischen Lasten zu reduzieren.
(2) Wenn der Ausgangsstrom von dem Energieverteiler 15 zu einer jeweiligen elektrischen Last abnormal ist, wird der elektrische Schaltkreis für den abnormalen Ausgangsstrom abgeklemmt. Beispielsweise kann ein Abklemmen des elektrischen Schaltkreises der Beschädigung der jeweiligen elektrischen Last vorbeugen, die andernfalls durch den abnormalen Ausgangsstrom verursacht worden wäre. Darüber hinaus ist es für das Fahrzeugsystem als ein Ganzes dank dem Abklemmen unwahrscheinlich, beispielsweise aufgrund der Fehlfunktion der jeweiligen elektrischen Last oder eines gestauten Kabelstrangs (jammed harness) außer Betrieb gesetzt zu werden.
(3) Da die Betriebsenergie der elektrischen Lasten 16 bis 18 durch das Schaltnetzteil 14 erzeugt wird, wird der Energieverlust verglichen mit der Verwendung einer Serienenergieversorgung reduziert. Demzufolge wird die Last des Generators 1 reduziert und somit der Kraftstoffverbrauch verbessert. Darüber hinaus wird die Versorgung mit bzw. das Zuführen von Hochspannung abgeschattet, die verursacht werden würde, wenn beispielsweise eine Batterie abgeklemmt wird oder wenn ein Motor bei kaltem Klima durch serielles Verbinden mehrerer Batterien fremdgestartet wird. Somit dürfen die elektrischen Lasten 16 bis 18 eine niedrigere Spannungsfestigkeit, die um eine Menge, die äquivalent zum Abschalten der Versorgung mit Hochspannung ist, niedriger ist, aufweisen, wodurch die Größe und das Gewicht jeder der elektrischen Lasten reduziert wird.
(4) Der Energieverteiler 10 kann die ursprüngliche Energie bzw. Spannung von 14 V direkt an die elektrischen Lasten 11 bis 13 verteilen und diesen zur Verfügung stellen. Konkret können die Energieschaltkreise der elektrischen Lasten 11 bis 13 in eine einzelne Komponente integriert werden. Somit können, da Energieschaltkreise den entsprechenden elektrischen Lasten 11 bis 13 nicht bereitgestellt werden müssen, die Größe und das Gewicht der elektrischen Lasten 11 bis 13 um dieses Maß reduziert werden
(5) Die elektrischen Lasten 16 bis 18 werden durch die Betriebsenergie mit hoher Spannung, die von dem Schaltnetzteil 14 zur Verfügung gestellt wird, betrieben. Somit kann ein Strom, der durch die einzelnen elektrischen Lasten fließt, gegenüber dem Fall, in dem die elektrischen Lasten durch die Betriebsenergie mit niedriger Spannung betrieben werden, reduziert werden. Darüber hinaus können die Kosten, die entstanden wären, wenn ein Antriebsschaltkreis bereitgestellt worden wäre, vernachlässigt werden. Ebenso kann der Durchmesser eines Kabelstrangs (harness), der Antriebsstrom führt, klein gewählt werden.

Gemäß 3 wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 3 ist ein Blockdiagramm, das eine Hauptkonfiguration eines Fahrzeugenenergiesystems gemäß der dritten Ausführungsform darstellt.
In der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet das Schaltnetzteil 4 einen Kommunikationsschaltkreis 4a, einen Strommessschaltkreis 4b und einen Schutzschaltkreis 4c. Der Energieverteiler 5 beinhaltet einen Kommunikationsschaltkreis 5a, einen Strommessschaltkreis 5b und einen Stromsteuerschaltkreis 5c. Die ECU 6 beinhaltet einen Kommunikationsschaltkreis 6a, einen Strommessschaltkreis 6b und einen Stromsteuerschaltkreis 6c. Die Kommunikationsschaltkreise 4a, 5a und 6a sind mittels einer fahrzeuggebundenen Kommunikationsleitung L1 miteinander verbunden. Die Kommunikationsschaltkreise führen Multiplexkommunikation mittels der fahrzeuggebundenen Kommunikationsleitung L1 gemäß dem LVDS(Low-Voltage Differential Signaling)-Standard durch. Jeder der Kommunikationsschaltkreise beinhaltet einen Treiber und einen Empfänger basierend auf dem LVDS-Standard sowie einen Mikrocomputer, der die Kommunikation steuert. Die ECUS 7 und 8 weisen jeweils die gleiche Konfiguration und Funktion wie diejenigen der ECU 6 auf.
Der Strommessschaltkreis 4b misst den Betrag des Ausgangsstroms, der durch das Schaltnetzteil 4 zu dem Energieverteiler 5 (nachfolgend als „erster Ausgangsstromwert” bezeichnet) ausgegeben wird. Der Strommessschaltkreis 5b misst den Betrag des Ausgangsstroms, der durch den Energieverteiler 5 an die ECUs 6 bis 8 (nachfolgend als „zweiter Ausgangsstromwert” bezeichnet) ausgegeben wird. Der Strommessschaltkreis 6b misst den Betrag des Verbrauchsstroms (nachfolgend als „Verbrauchsstromwert” bezeichnet) der ECU 6.
Der Kommunikationsschaltkreis 4a überträgt den ersten Ausgangsstromwert, der durch den Strommessschaltkreis 4b gemessen wird, an die anderen Kommunikationsschaltkreise 5a und 6a mittels der fahrzeuggebundenen Kommunikationsleitung L1. Der Kommunikationsschaltkreis 5a überträgt den zweiten Ausgangsstromwert, der durch den Strommessschaltkreis 5b gemessen wird, an andere Kommunikationsschaltkreise 4a und 6a mittels der fahrzeuggebundenen Kommunikationsleitung L1. Der Kommunikationsschaltkreis 6a überträgt den Verbrauchsstromwert, der durch den Strommessschaltkreis 6b gemessen wird, an andere Kommunikationsschaltkreise 4a und 5a mittels der fahrzeuggebundenen Kommunikationsleitung L1.
Der Kommunikationsschaltkreis 4a empfängt den zweiten Ausgangsstromwert, der von dem Kommunikationsschaltkreis 5a mittels der Kommunikationsleitung L1 übertragen wird, und den Verbrauchsstromwert, der von dem Kommunikationsschaltkreis 6a mittels der Kommunikationsleitung L1 übertragen wird, zum Speichern in einem Speichermedium wie einem RAM, der den Mikrocomputer des Kommunikationsschaltkreises 4a konfiguriert. Der Kommunikationsschaltkreis 5a empfängt den ersten Ausgangsstromwert, der von dem Kommunikationsschaltkreis 4a mittels der Kommunikationsleitung L1 übertragen wird, und den Verbrauchsstromwert, der von dem Kommunikationsschaltkreis 6a mittels der Kommunikationsleitung L1 übertragen wird, zum Speichern in einem Speichermedium wie einem RAM, der den Mikrocomputer des Kommunikationsschaltkreises 5a konfiguriert.
Der Kommunikationsschaltkreis 6a empfängt den ersten Ausgangsstromwert, der von dem Kommunikationsschaltkreis 4a mittels der Kommunikationsleitung L1 übertragen wird, und den zweiten Ausgangsstromwert, der von dem Kommunikationsschaltkreis 5a mittels der Kommunikationsleitung L1 übertragen wird, zum Speichern in einem Speichermedium wie einem RAM, der den Mikrocomputer des Kommunikationsschaltkreises 6a konfiguriert. In anderen Worten teilen die Kommunikationsschaltkreise 4a, 5a und 6a die Ausgangsstromwerte und den Verbrauchsstromwert, der von anderen Kommunikationsschaltkreisen mittels der Kommunikationsleitung L1 übertragen wird.
Der Schutzschaltkreis 4c schützt das Schaltnetzteil 4 beispielsweise vor Überstrom. Der Stromsteuerschaltkreis 5c bestimmt, ob der erste Ausgangsstromwert, der durch den Kommunikationsschaltkreis 5a empfangen wird, einen dritten Grenzwert überschreitet oder nicht. Wenn ja, beeinflusst der Stromsteuerschaltkreis 5c die Steuerung so, dass der Ausgangsstrom des Energieverteilers 5 gemäß dem Grad des Überschreitens des dritten Grenzwerts verkleinert wird.
Der Stromsteuerschaltkreis 6c bestimmt, ob der erste Ausgangsstromwert, der durch den Kommunikationsschaltkreis 6a empfangen wird, einen fünften Grenzwert überschreitet oder nicht. Wenn ja, beeinflusst der Stromsteuerschaltkreis 6c die Steuerung so, dass der Verbrauchsstrom der ECU 6 gemäß dem Grad des Überschreitens des fünften Grenzwerts verkleinert wird. Ebenso bestimmt der Stromsteuerschaltkreis 6c, ob der zweite Ausgangsstromwert, der durch den Kommunikationsschaltkreis 6a empfangen wird, einen sechsten Grenzwert überschreitet oder nicht. Wenn ja, beeinflusst der Stromsteuerschaltkreis 6c die Steuerung so, dass der Verbrauchsstrom der ECU 6 gemäß dem Grad des Überschreitens des sechsten Grenzwerts verkleinert wird.
In anderen Worten beeinflusst das Fahrzeugenenergiesystem der vorliegenden Ausführungsform die Steuerung so, dass Strom verkleinert wird, wenn eine Distanzierung zwischen den Stromwerten des Schaltnetzteils 4, des Energieverteilers 5 und den ECUs 6 bis 8 auftritt. Wenn der Ausgangsstrom, der an eine jeweilige ECU von dem Energieverteiler 5 ausgegeben wird, abnormal wird (wenn beispielsweise der Kabelstrang (harness), den der Ausgangsstrom passiert, in der Fahrzeugkarosserie gestaut ist und eine abrupte Änderung des Stroms gemessen wurde), während der betreffende Ausgangsstrom gerade auf einen niedrigeren Pegel gesteuert wird, wird das Halbleiterrelais, das mit der jeweiligen ECU verbunden ist, betrieben, um die Ausgabe des Ausgangsstroms zu der jeweiligen ECU zu stoppen.
Gemäß dem Fahrzeugenenergiesystem der dritten Ausführungsform werden die nachfolgend erläuterten Vorteile erlangt.

(1) Die Verwendung des Fahrzeugenenergiesystems gemäß der dritten Ausführungsform ermöglicht eine Steuerung, bei der die Ausgangsströme des Schaltnetzteils 4 und des Energieverteilers 5 sowie die Verbrauchsströme der ECUs 6 bis 8 die Grenzwerte nicht überschreiten dürfen. Konkret werden die Stromwerte so verwaltet, dass durch die ECUs zu steuernde Objekte nicht beschädigt werden und dass Systeme des Fahrzeugs nicht außer Betrieb gesetzt werden.
(2) Ebenso wird, wenn der Ausgangsstrom, der von dem Energieverteiler 5 einer jeweiligen ECU zur Verfügung gestellt wird, abnormal wird, der abnormale Ausgangsstrom gestoppt, ungeachtet der Tatsache, dass der Ausgangsstrom gerade auf einen niedrigeren Pegel gesteuert wird. Somit wird beispielsweise einer Beschädigung der jeweiligen ECU vorgebeugt, die andernfalls durch den abnormalen Ausgangsstrom verursacht worden wäre.
(3) Des Weiteren können die Kommunikationsschaltkreise dank der Hochgeschwindigkeitskommunikation (beispielsweise 64 Mbps) der Stromwerte basierend auf dem LVDS-Standard eine Echtzeitsteuerung der Ausgangsströme und des Verbrauchsstroms durchführen.

(Vierte Ausführungsform)
Mit Bezug auf 4 wird nachfolgend eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. 4 ist ein Blockdiagramm, das eine Hauptkonfiguration eines Fahrzeugenenergiesystems gemäß der vierten Ausführungsform darstellt.
Das Fahrzeugenenergiesystem gemäß der vierten Ausführungsform ist in einem Hybridfahrzeug angebracht, das einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor als Antriebsquellen zum Fahren verwendet, oder ist in einem Elektrofahrzeug angebracht. Das Fahrzeugenenergiesystem der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet eine Hochspannungsbatterie 22, eine Niederspannungsbatterie 2, einen Inverter 23, einen Spannungswandlungsschaltkreis 21 und einen Elektromotor 24.
Die Hochspannungsbatterie 22 hat eine Leerlaufspannung von 200 V und die Niederspannungsbatterie 2 hat eine Leerlaufspannung von 12 V. Die Batterien 22 und 2 sind durch den Spannungswandlungsschaltkreis 21 verbunden. Hochspannungsenergie, die von der Hochspannungsbatterie 22 zur Verfügung gestellt wird, wird durch den Spannungswandlungsschaltkreis 21 in Niederspannung gewandelt, um die Niederspannungsbatterie 2 zu laden. Die Hochspannungsbatterie 22 ist mit dem Elektromotor 24 zum Fahren mittels des Inverters 23 verbunden. Die DC-Energie, die von der Hochspannungsbatterie 22 zur Verfügung gestellt wird, wird durch den Inverter 23 zum Versorgen des Elektromotors 24 in AC-Energie gewandelt. Der Elektromotor 24 lädt die Hochspannungsbatterie 22 mittels des Inverters 23. Konkret funktioniert der Elektromotor 24 ebenso als ein Generator.
Das Gehäuse 3 der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet ein isoliertes Schaltnetzteil 25 sowie den Energieverteiler 5 und die ECUs 6 bis 8. Das isolierte Schaltnetzteil 25 hat einen Energieeingang, der mit der Hochspannungsbatterie 22 verbunden ist. Wenn eine Batterie mit hoher Leerlaufspannung wie beispielsweise die Hochspannungsbatterie 22 verwendet wird, kann die Gehäusemasse des Fahrzeugs nicht verwendet werden. Aus diesem Grund wird ein derartiges isoliertes Schaltnetzteil verwendet. Beispielsweise kann das isolierte Schaltnetzteil 25 ein bekannter DC/DC-Wandler sein. Das isolierte Schaltnetzteil 25 weist einen Energieausgang auf, der mit dem Energieeingang des Energieverteilers 5 verbunden ist. Die Energieausgänge des Energieverteilers sind mit den Energieeingängen der entsprechenden ECUS 6 bis 8 verbunden.
Die DC-Energie bzw. Spannung von 200 V, die der Hochspannungsbatterie 22 zur Verfügung gestellt wird, wird durch das isolierte Schaltnetzteil 25 auf eine DC-Energie bzw. -Spannung von 5,5 V bis 6,5 V abwärts gewandelt, um diese dem Energieverteiler 5 bereitzustellen. Der Energieverteiler 5 stellt die DC-Energie bzw. Spannung von 5,5 V bis 6,5 V den ECUs 6 bis 8 zur Verfügung.
Das Fahrzeugenenergiesystem gemäß der vierten Ausführungsform verwendet ein isoliertes Schaltnetzteil als ein Schaltnetzteil und kann somit für ein Fahrzeug durch Anbringen einer Hochspannungsbatterie angewandt werden. Mit Ausnahme der Verwendung eines isolierten Schaltnetzteils als ein Schaltnetzteil hat das Fahrzeugenenergiesystem der vorlegenden Ausführungsform die gleiche Konfiguration wie das der ersten Ausführungsform. Somit kann die vorliegende Ausführungsform die gleichen Vorteile wie die der ersten Ausführungsform genießen.
(Fünfte Ausführungsform)
Mit Bezug auf 5 wird nachfolgend eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 5 ist ein Blockdiagramm, das eine Hauptkonfiguration eines Fahrzeugenenergiesystems gemäß der fünften Ausführungsform darstellt.
Das Fahrzeugenenergiesystem gemäß der fünften Ausführungsform beinhaltet ein nichtisoliertes Schaltnetzteil 26, einen Energieverteiler 10 und elektrische Lasten 27 bis 29 zusätzlich zu den Komponenten der vierten Ausführungsform. Das Gehäuse 3 der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet das nichtisolierte Schaltnetzteil 26, den Energieverteiler 5 und die ECUs 6 bis 7.
Der Energieeingang des isolierten Schaltnetzteils 25 ist mit der Hochspannung 22 verbunden, während der Energieausgang des isolierten Schaltnetzteils 25 mit einem Energieeingang des nichtisolierten Schaltnetzteils 26 verbunden ist. Das isolierte Schaltnetzteil 25 wandelt die DC-Energie bzw. -Spannung von 200 V, die von der Hochspannungsbatterie 22 zur Verfügung gestellt wird, auf eine DC-Energie bzw. Spannung von 8 V bis 16 V abwärts, um den Energieverteiler 10 zu versorgen. Der Energieverteiler 10 verteilt die DC-Energie bzw. -Spannung von 8 V bis 16 V und stellt diese den elektrischen Lasten 27 bis 29 zur Verfügung, die bei 8 V bis 16 V betrieben werden. Beispielsweise können die elektrischen Lasten 27 bis 29 Insassenaufprallschutzeinrichtungen wie beispielsweise Airbags oder Sensoren sein.
Das nichtisolierte Schaltnetzteil 26 wandelt die DC-Energie bzw. -Spannung von 8 V bis 16 V, die von dem isolierten Schaltnetzteil 25 zur Verfügung gestellt wird, abwärts, um eine DC-Energie bzw. -Spannung von 5,5 V bis 6,5 V zur Versorgung des Energieverteilers 5 zu erzeugen. Der Energieverteiler 5 verteilt die DC-Energie bzw. -Spannung von 5,5 V bis 6,5 V und stellt diese den ECUS 6 bis 8 zur Verfügung. Beispielsweise kann das nichtisolierte Schaltnetzteil 26 ein bekannter DC/DC-Wandler sein.
In dem Fahrzeugenenergiesystem gemäß der fünften Ausführungsform wird die Betriebsenergie von dem nichtisolierten Schaltnetzteil 26 den ECUS 6 bis 8 bereitgestellt. Daher kann die Größe der Energieversorgung in dem Fall, in dem Betriebsenergie von einem isolierten Schaltnetzteil zur Verfügung gestellt wird, weiter reduziert werden. Darüber hinaus werden die beim Bereitstellen des Energieschaltkreises entstandenen Kosten reduziert.
In dem Fall, in dem die elektrischen Lasten, denen Betriebsenergie von dem nichtisolierten Schaltnetzteil 26 zur Verfügung gestellt wird, bei 18 V bis 42 V betrieben werden, kann ein nichtisoliertes Schaltnetzteil, das Energie bzw. Spannung mit 18 V bis 42 V erzeugt, als das nichtisolierte Schaltnetzteil 26 verwendet werden. Die Verwendung dieser Konfiguration kann den Energieverlust einer Energieversorgung, die den elektrischen Lasten Betriebsenergie zur Verfügung stellt, reduzieren. Demzufolge kann der Durchmesser eines Kabelstrangs zum Bereitstellen von Energie reduziert werden.
Beispielsweise können die elektrischen Lasten, die bei 18 V bis 42 V betrieben werden, ein Lenkkraftregelmotor, der bei einer elektrisch betriebenen Servolenkung (EPS) vorgesehen ist, sein. Motoren dieses Typs werden meistens nur während einer kurzen Zeit betrieben. Daher kann die Verwendung eines nichtisolierten Schaltnetzteils helfen, einen Energieschaltkreis von kleiner Größe billig zu konfigurieren.
(Sechste Ausführungsform)
Mit Bezug auf 6 wird nachfolgend eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 6 ist ein Blockdiagramm, das eine Hauptkonfiguration eines Fahrzeugenenergiesystems gemäß der sechsten Ausführungsform darstellt.
In der sechsten Ausführungsform werden nur die Teile, die sich von denjenigen der fünften Ausführungsform unterscheiden, erläutert. Das Fahrzeugenenergiesystem gemäß der sechsten Ausführungsform beinhaltet eine Batterie 30 für Zusatzeinrichtungen (nachfolgend als „Zusatzbatterie 30” bezeichnet), eine Serienenergieversorgung 31, einen Energieverteiler 32 und Zusatzeinrichtungen 33 und 34 zusätzlich zu den Komponenten der fünften Ausführungsform.
Der Energieausgang des isolierten Schaltnetzteils 25 ist mit einem Energieeingang der Zusatzbatterie 30 verbunden. Die Zusatzbatterie 30 ist mit der Serienenergieversorgung 31 verbunden, die zusammen mit der Zusatzbatterie 30 als eine Primärseite operiert. Die Serienenergieversorgung 31 hat einen Energieausgang, der mit dem Energieeingang des Energieverteilers 5 verbunden ist. Die Zusatzbatterie 30 hat einen Energieausgang, der mit einem Energieeingang des Energieverteilers 32 verbunden ist. Der Energieverteiler 32 weist Energieausgänge, die mit Energieeingängen der entsprechenden Zusatzeinrichtungen 33 und 34 verbunden sind, auf.
Die Zusatzeinrichtungen beziehen sich hier auf verschiedene Maschinen wie beispielsweise eine Klimaanlage und eine elektrisch betriebene Servolenkung, die während des Betriebs des Fahrzeugs angetrieben werden müssen, jedoch nicht direkt mit der Ausgabe von Antriebsenergie zum Fahren verknüpft sind. Die Serienenergieversorgung 31 wird durch die Zusatzbatterie 30 geladen. Die Serienenergieversorgung 31 stellt die Betriebsenergie bzw. Spannung von 5,5 V bis 6,5 V dem Energieverteiler 5 zur Verfügung, wenn das Laden der Hochspannungsbatterie 22 gestoppt wird. Der Energieverteiler 5 stellt die Betriebsenergie den ECUs 6 bis 8 bereit.
Gemäß dem Fahrzeugenenergiesystem der sechsten Ausführungsform werden die nachfolgend erläuterten Vorteile erlangt.

(1) Das Fahrzeugenenergiesystem der sechsten Ausführungsform erlaubt, wenn es die Hochspannungsbatterie 22 verwendet, der Zusatzbatterie 30, die mit der Ausgangsseite des isolierten Schaltnetzteils 25 verbunden ist, den Zusatzeinrichtungen 33 und 34 Energie bereitzustellen.
(2) Dank der Verwendung der Serienenergieversorgung 31 werden die ECUs 6 bis 8 mit Betriebsenergie ungeachtet des Einsatzes eines sogenannten „Schlafmodus” versorgt, bei dem die Versorgung mit Energie von der Hochspannungsbatterie 22 gestoppt wird. Somit können beispielsweise ein Sicherheitssystem und ein automatisches Türschließsystem, die in dem Fahrzeug vorgesehen sind, in einem betriebsbereiten Zustand gehalten werden.
(3) Die Zusatzbatterie 30 kann die Serienenergieversorgung 31 laden. Somit wird vermieden, dass die Hochspannungsbatterie 22 durch den möglichen Betrieb einer jeweiligen ECU aufgebraucht wird, während das Laden der Hochspannungsbatterie 22 gestoppt wird.

(Siebte Ausführungsform)
Mit Bezug auf 7 wird nachfolgend eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 7 ist ein Blockdiagramm, das eine Hauptkonfiguration eines Fahrzeugenenergiesystems gemäß einer siebten Ausführungsform darstellt.
Das Fahrzeugenenergiesystem der siebten Ausführungsform beinhaltet einen Zünder 35, einen Gebläsemotor 36 zum Drehen eines Kühlerlüfters einer Klimaanlage, einen Anlasser 37, einen Kühlerlüftermotor 38 zum Drehen eines Kühlerlüfters, einen Scheibenwischermotor 39 zum Antreiben von Scheibenwischern und eine Energieleitung 40 zusätzlich zu den Komponenten, die in den vorstehenden Ausführungsformen erläutert werden.
Die Energieleitung 9, durch die Energie von dem Generator 1 und der Batterie 2 zur Verfügung gestellt wird, ist mit dem Energieeingang des Schaltnetzteils 14 verbunden. Der Energieausgang des Schaltnetzteils 14 ist mit dem Energieeingang des Energieverteilers 15 verbunden, während die Energieausgänge des Energieverteilers 15 mit den entsprechenden elektrischen Lasten 16 bis 18 verbunden sind. Die Energieleitung 40, durch welche Energie von dem Generator 1 und der Batterie 2 zur Verfügung gestellt wird, ist mit dem Zünder 35 zum Zünden und Entladen einer Zündkerze eines Motors verbunden.
Des Weiteren ist die Energieleitung 40 ebenso mit dem Gebläsemotor 36, dem Anlasser 37, dem Kühlerlüftermotor 38 und dem Scheibenwischermotor 39 verbunden. Der Zünder 35, der Gebläsemotor 36, der Anlasser 37, der Kühlerlüftermotor 38 und der Scheibenwischermotor 39, die mit der Energieleitung 40 verbunden sind, sind elektrische Lasten, die vergleichsweise größeres Rauschen verursachen als die elektrischen Lasten (ECUs) 6 bis 8 und die elektrischen Lasten 16 bis 18, denen Betriebsenergie von den Schaltnetzteilen 4 und 14 zur Verfügung gestellt wird. Konkret wird die Energieleitung für die elektrischen Lasten, deren Rauschpegel groß ist, von der Energieleitung für die elektrischen Lasten, deren Rauschpegel klein ist, separiert.
Verwendet man das Fahrzeugenenergiesystem gemäß der siebten Ausführungsform, darf das Rauschen, das durch die elektrischen Lasten verursacht wird, deren Rauschpegel groß ist, kaum in die Energieleitung für die elektrischen Lasten, deren Rauschpegel klein ist, eintreten.
(Modifikationen)

(1) Die Kommunikation basierend auf dem LVDS-Standard der dritten Ausführungsform, die vorstehend beschrieben ist, kann durch die Kommunikation unter Verwendung von CAN^® (Controller Crea Network) als ein Kommunikationsprotokoll ersetzt werden. Die Verwendung von CAN^® ermöglicht Kommunikation bei einer Geschwindigkeit von 500 Kbps oder mehr. Daher können Ausgangsstrom und Verbrauchsstrom auf einer Echtzeitbasis gesteuert werden. Ebenso steigert die Kommunikation unter Verwendung von CAN die Rauschimmunität mehr als in dem Fall, in dem eine Single-End-Verarbeitung verwendet wird, wodurch Kommunikation mit hoher Geschwindigkeit und niedrigem Energieverbrauch ermöglicht wird.
(2) Eine Lithiumionenbatterie kann anstelle der Batterie 2 verwendet werden. Unter Verwendung einer derartigen Lithiumionenbatterie, deren Innenwiderstand niedrig ist, kann die ursprüngliche Energie mit niedrigem Rauschpegel einer Energieversorgung bereitgestellt werden.
(3) Die dritte Ausführungsform, die vorstehend beschrieben ist, hatte eine Konfiguration, in der die Serienenergieversorgung 31 von der Zusatzbatterie 30 aufgeladen wird. Alternativ dazu kann die Serienenergieversorgung durch eine andere Batterie aufgeladen werden. Ebenso kann ein Schaltnetzteil bzw. schaltende Energieversorgung alternativ zur Serienenergienversorgung verwendet werden.
(4) Wünschenswerterweise kann, um Sicherheit des Systems sicherzustellen, ein Energieschaltkreis zum Realisieren der ursprünglich vorgesehenen Funktion des Systems von einer Energieversorgung zum Durchführen von Diagnose separiert werden. Ebenso kann ein Schaltkreis erforderlich sein, mit dem Verbrauchsstrom in einem sogenannten „Schlafmodus”, der der Zustand ist, in dem das Fahrzeug nicht in einem Fahrzustand ist, reduziert wird. Um dies zu bewältigen, können Energieschaltkreise zum Bereitstellen von Betriebsenergie an mehrere ECUS in mehrere Schaltnetzteile zusammengebaut werden, anstatt sie in ein einzelnes Schaltnetzteil zu integrieren. Dann kann beispielsweise eine der mehreren Schaltnetzteile als der Energieschaltkreis zum Realisieren der ursprünglich vorgesehenen Funktion des Systems festgelegt werden, und ein anderes der Schaltnetzteile kann als die Energieversorgung zur Verwendung im „Schlafmodus” festgelegt werden.
(5) Die dritte Ausführungsform, die vorstehend beschrieben ist, hat eine Konfiguration, in der Multiplexkommunikation zwischen dem Schaltnetzteil 4, dem Energieverteiler 5 und den ECUS 6 bis 8 durchgeführt wird. Alternativ dazu kann Multiplexkommunikation nur zwischen dem Schaltnetzteil 4 und dem Energieverteiler 5 oder nur zwischen dem Energieverteiler 5 und den ECUs 6 bis 8 oder nur zwischen dem Schaltnetzteil 4 und den ECUs 6 bis 8 durchgeführt werden.

Claims

Fahrzeugenergiesystem, aufweisend: einen Generator, der durch einen Motor zum Erzeugen von Elektrizität angetrieben wird; und eine Batterie, die durch den Generator aufgeladen wird, wobei das Fahrzeugenergiesystem verschiedenen elektrischen Lasten, die in dem Fahrzeug angebracht sind, von dem Generator und/oder der Batterie elektrische Energie zur Verfügung stellt, das Fahrzeugenenergiesystem weiter aufweist: eine erste Energieerzeugungseinheit, die eine erste Betriebsenergie zum Betreiben mehrerer ECUs als erste elektrische Lasten durch Abwärtswandeln einer ursprünglichen Energie erzeugt, die von dem Generator und/oder der Batterie zur Verfügung gestellt wird; und einen ersten Energieverteiler, der eine erste Betriebsenergie, die durch die erste Energieerzeugungseinheit erzeugt wird, verteilt und einzelnen ECUS zur Verfügung stellt.
Fahrzeugenenergiesystem gemäß Anspruch 1, wobei das Fahrzeugenenergiesystem weiter aufweist: einen ersten Strommessschaltkreis und einen ersten Kommunikationsschaltkreis, die in der ersten Energieerzeugungseinheit vorgesehen sind; einen zweiten Strommessschaltkreis, einen zweiten Kommunikationsschaltkreis und einen ersten Stromsteuerschaltkreis, die in dem ersten Energieverteiler vorgesehen sind; einen dritten Strommessschaltkreis, einen dritten Kommunikationsschaltkreis und einen zweiten Stromsteuerschaltkreis, die jeweils in den einzelnen ECUS vorgesehen sind; und eine fahrzeuggebundene Kommunikationsleitung, die zwischen dem ersten Kommunikationsschaltkreis, dem zweiten Kommunikationsschaltkreis und dem dritten Kommunikationsschaltkreis eine Verbindung bereitstellt, wobei der erste Strommessschaltkreis einen ersten Ausgangsstromwert erfasst, der ein Betrag eines Ausgangsstroms der ersten Energieerzeugungseinheit ist, der zweite Strommessschaltkreis einen zweiten Ausgangsstromwert erfasst, der ein Betrag eines Ausgangsstroms des ersten Energieverteilers ist, der dritte Strommessschaltkreis einen Verbrauchsstromwert erfasst, der ein Betrag eines Verbrauchsstroms der einzelnen ECUs ist, der erste Kommunikationsschaltkreis den ersten Ausgangsstromwert, der durch den ersten Strommessschaltkreis erfasst wird, mittels der fahrzeuggebundenen Kommunikationsleitung überträgt und den zweiten Ausgangsstromwert, der durch den zweiten Kommunikationsschaltkreis übertragen wird, und den Verbrauchsstromwert, der durch den dritten Kommunikationsschaltkreis übertragen wird, empfängt, der zweite Kommunikationsschaltkreis den zweiten Ausgangsstromwert, der durch den zweiten Strommessschaltkreis erfasst wird, mittels der fahrzeuggebundenen Kommunikationsleitung überträgt und den ersten Ausgangsstromwert, der durch den ersten Kommunikationsschaltkreis übertragen wird, und den Verbrauchsstromwert, der durch den dritten Kommunikationsschaltkreis übertragen wird, empfängt, der dritte Kommunikationsschaltkreis den Verbrauchsstromwert, der durch den dritten Strommessschaltkreis erfasst wird, mittels der fahrzeuggebundenen Kommunikationsleitung überträgt und den ersten Ausgangsstromwert, der durch den ersten Kommunikationsschaltkreis übertragen wird, und den zweiten Ausgangsstromwert, der durch den zweiten Kommunikationsschaltkreis übertragen wird, empfängt, der erste Stromsteuerschaltkreis den Ausgangsstrom des ersten Energieverteilers steuert, dass dieser klein wird, wenn der erste Ausgangsstromwert, der durch den zweiten Kommunikationsschaltkreis empfangen wird, einen festgelegten Grenzwert überschreitet, und der zweite Stromsteuerschaltkreis den Verbrauchsstrom reduziert, wenn der erste Ausgangsstromwert und/oder der zweite Ausgangsstromwert, die durch den dritten Kommunikationsschaltkreis empfangen werden, einen festgelegten Grenzwert bezüglich jedes Werts überschreitet.
Fahrzeugenenergiesystem gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Energieverteiler einzelnen ECUS einen Abschaltschaltkreis bereitstellt, der einen elektrischen Schaltkreis trennt, der den Ausgangsstrom ausgibt, wenn der Ausgangsstrom an die jeweilige ECU abnormal wird.
Fahrzeugenenergiesystem gemäß Anspruch 2, wobei der erste Energieverteiler einzelnen ECUs einen Abschaltschaltkreis bereitstellt, der einen elektrischen Schaltkreis trennt, der den Ausgangsstrom ausgibt, wenn der Ausgangsstrom an die jeweilige ECU abnormal wird, und der erste Energieverteiler konfiguriert ist, um den Ausgangsstrom an die jeweilige ECU durch Betreiben des Abschaltschaltkreises, der mit der jeweiligen ECU verbunden ist, abzutrennen, wenn der Ausgangsstrom zur jeweiligen ECU abnormal wird, sogar wenn der zweite Stromsteuerschaltkreis den zweiten Ausgangsstrom steuert, klein zu werden.
Fahrzeugenenergiesystem gemäß Anspruch 2, 3 oder 4, wobei eine Kommunikationsgeschwindigkeit der fahrzeuggebundenen Kommunikationsleitung 500 Kbps oder mehr ist.
Fahrzeugenenergiesystem gemäß Anspruch 5, wobei eine Kommunikation unter Verwendung der fahrzeuggebundenen Kommunikationsleitung basierend auf dem LVDS (low-voltage differential signaling) genannten Kommunikationsstandard durchgeführt wird.
Fahrzeugenenergiesystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die erste Energieerzeugungseinheit ein Schaltnetzteil ist.
Fahrzeugenenergiesystem gemäß Anspruch 7, wobei das Schaltnetzteil ein isoliertes Schaltnetzteil ist.
Fahrzeugenenergiesystem gemäß Anspruch 7, wobei das Schaltnetzteil ein nichtisoliertes Schaltnetzteil ist.
Fahrzeugenenergiesystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die erste Energieerzeugungseinheit die erste Betriebsenergie mit 5,5 V bis 6,5 V erzeugt.
Fahrzeugenenergiesystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Fahrzeugenenergiesystem weiter aufweist: eine zweite Energieerzeugungseinheit, die eine zweite Betriebsenergie erzeugt, um mehrere zweite elektrische Lasten durch Aufwärtswandeln einer ursprünglichen Energie zu betreiben, und einen zweiten Energieverteiler, der die zweite Betriebsenergie, die durch die zweite Energieerzeugungseinheit erzeugt wird, verteilt und jeder zweiten elektrischen Last zur Verfügung stellt.
Fahrzeugenenergiesystem gemäß Anspruch 11, wobei die zweite Energieerzeugungseinheit ein isoliertes Schaltnetzteil ist, die erste Energieerzeugungseinheit ein nichtisoliertes Schaltnetzteil ist, das das erste isolierte Schaltnetzteil als eine primäre Energieversorgung hat, und der erste Energieverteiler die erste Betriebsenergie, die durch das nichtisolierte Schaltnetzteil erzeugt wird, verteilt und den einzelnen ECUs zur Verfügung stellt.
Fahrzeugenenergiesystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Fahrzeugenenergiesystem weiter aufweist: eine Serienenergieversorgung, die einem Mikrocomputer eine Betriebsenergie zur Verfügung stellt, der in der jeweiligen ECU angebracht ist, während eine Batterieladung gestoppt wird.
Fahrzeugenenergiesystem gemäß Anspruch 11, wobei die zweite Energieerzeugungseinheit ein isoliertes Schaltnetzteil ist, das Fahrzeugenenergiesystem mit einer Batterie für Zusatzeinrichtungen, die mit einer Ausgangsseite des isolierten Schaltnetzteils verbunden ist, um Zusatzeinrichtungen zu betreiben, und einer Serienenergieversorgung ausgestattet, die die erste Batterie für die Zusatzeinrichtungen als eine Primärseite hat, die einem Mikrocomputer, der in der jeweiligen ECU angebracht ist, eine Betriebsenergie zur Verfügung stellt, wenn der Generator nicht betrieben wird.
Fahrzeugenenergiesystem gemäß Anspruch 11, wobei die zweite Energieerzeugungseinheit ein Schaltnetzteil ist.
Fahrzeugenenergiesystem gemäß Anspruch 15, wobei das Schaltnetzteil ein isoliertes Schaltnetzteil ist.
Fahrzeugenenergiesystem gemäß Anspruch 15,
Fahrzeugenenergiesystem gemäß einem der Ansprüche 11, 12, 14 bis 17, wobei die zweite Energieerzeugungseinheit die zweite Betriebsenergie mit 8 V bis 16 V erzeugt.
Fahrzeugenenergiesystem gemäß einem der Ansprüche 11, 12, 14 bis 17, wobei die zweite Energieerzeugungseinheit die zweite Betriebsenergie von 18 V bis 42 V erzeugt.
Fahrzeugenenergiesystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei das Fahrzeugenenergiesystem weiter aufweist: einen dritten Energieverteiler, der die ursprüngliche Energie verteilt und mehreren dritten elektrischen Lasten direkt zur Verfügung stellt.
Fahrzeugenenergiesystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei eine Leerlaufspannung der Batterie 100 V oder mehr ist.
Fahrzeugenenergiesystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 21, wobei das Fahrzeugenenergiesystem so ausgebildet ist, daß die Energieleitung für die elektrischen Lasten, deren Rauschpegel groß ist, von der Energieleitung für die elektrischen Lasten, deren Rauschpegel klein ist, separiert ist, und die ursprüngliche Energie der Energieleitung für die elektrischen Lasten, deren Rauschpegel groß ist, direkt zur Verfügung gestellt wird.
Fahrzeugenenergiesystem gemäß Anspruch 22, wobei die elektrischen Lasten, deren Rauschpegel groß ist, mindestens einen von einem Zünder, einem Anlasser, einem Gebläsemotor zum Drehen eines Gebläselüfters einer Klimaanlage, einem Scheibenwischermotor zum Antreiben von Scheibenwischern und einem Kühlerlüftermotor zum Drehen eines Kühlerlüfters beinhaltet
Fahrzeugenenergiesystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 23, wobei die Batterie eine Lithiumionenbatterie ist.
Fahrzeugenergiesystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 24, wobei die erste Energieerzeugungseinheit und der erste Energieverteiler in einem Gehäuse aufgenommen sind, in dem mehrere der ECUs aufgenommen sind.