DE102012112870B4

DE102012112870B4 - Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug

Info

Publication number: DE102012112870B4
Application number: DE102012112870.7A
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Ojima
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2012-01-11
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2020-12-24
Anticipated expiration: 2032-12-22
Also published as: US20130175856A1; JP5825107B2; CN103204074B; US9242559B2; CN103204074A; DE102012112870A1; JP2013141907A

Abstract

Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug, welche umfasst:eine erste Stromquelle (32) und eine zweite Stromquelle (34) zum Versorgen mindestens einer elektrischen Last (31, 35) mit Strom;einen ersten Öffnungs-Schließ-Schalter (51), der an einer Zuleitung zwischen der elektrischen Last (31, 35) und der ersten Stromquelle (32) vorgesehen ist;einen zweiten Öffnungs-Schließ-Schalter (52), der an einer Zuleitung zwischen der elektrischen Last (31, 35) und der zweiten Stromquelle (34) vorgesehen ist;einen Bypassschalter (54) zum Umgehen des ersten Öffnungs-Schließ-Schalters (51); und eine Schmelzsicherung (36, 37), welche schmilzt, wenn ein Überstrom zu der elektrischen Last (31, 35) fließt; wobei die Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug ferner umfasst:einen Stromdetektor zum Detektieren eines Stroms, der zu der elektrischen Last (31, 35) fließt, wobeidie Schmelzsicherung (36, 37) außerhalb eines Gehäuses (58) zur Unterbringung der zweiten Stromquelle (34) installiert ist,die Schmelzsicherung (36, 37) und der Bypassschalter (54) in Reihe geschaltet sind, unddie Stromquelleneinrichtung derart eingerichtet ist, dass, wenn ein von dem Stromdetektor detektierter Strom gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, der erste Öffnungs-Schließ-Schalter (51) und der zweite Öffnungs-Schließ-Schalter (52) ausgeschaltet werden und der Bypassschalter (54) eingeschaltet wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug, die zwei Stromquellen zur Stromversorgung mindestens einer elektrischen Last und eine Schmelzsicherung, die schmilzt, wenn ein Überstrom zu der elektrischen Last fließt, aufweist.
Stand der Technik
7 ist ein Blockschaltbild, das ein Leerlauf-Stopp-System (Idle Stop System) mit einer herkömmlichen Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug zeigt. Wie in der Zeichnung dargestellt, empfängt ein Leerlauf-Stopp-Controller 1 Eingangssignale von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 2, einem Leerlauf-Stopp-Sperrschalter 3, einem Bremsschalter 4, einem Bremsdrucksensor 5, einem Motorkühlwasser-Temperatursensor 6, einem Motorhaubenschalter 7, einem Sicherheitsgurtschalter 8, einem Fahrersitz-Türschalter 9, einem Getriebeschaltpositionssensor 10, einem Achsöffnungssensor 11, einem Batterietemperatursensor 12 für eine erste Stromquelle, einem Batteriestromsensor 13 für die erste Stromquelle und einem Batteriespannungssensor 14 für die erste Stromquelle, wobei die erste Stromquelle eine Bleibatterie ist. Der Leerlauf-Stopp-Controller 1 empfängt außerdem Eingangssignale, die den Ladezustand und die Temperatur einer zweiten Stromquelle anzeigen, von einer Batteriemanagementeinheit 15 für die zweite Stromquelle, welche eine Sekundärbatterie ist, und steuert die Batteriemanagementeinheit 15. Außerdem steuert der Leerlauf-Stopp-Controller 1 eine Motorsteuereinrichtung 16, ein Steigungshalteventil (Hillholderventil) 19, eine Ölpumpe 20, eine Anzeigeeinrichtung 21 und einen Anlasser 22 . Ferner steuert die Motorsteuereinrichtung 16 eine Einspritzdüse 17 und einen Wechselstromgenerator 18. Die Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug, welche die erste Stromquelle und die zweite Stromquelle aufweist, versorgt den Leerlauf-Stopp-Controller 1 mit Strom. Ferner überwacht der Leerlauf-Stopp-Controller 1 Zustände der ersten Stromquelle und der zweiten Stromquelle und bestimmt, ob ein Leerlauf-Stopp möglich ist.
8 zeigt ein Stromquellensystem der herkömmlichen Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug. Wie in der Zeichnung dargestellt, sind eine erste elektrische Last 31, eine erste Stromquelle 32, welche eine Bleibatterie ist, ein Wechselstromgenerator 33, eine zweite Stromquelle 34, welche eine Sekundärbatterie ist, und eine zweite elektrische Last 35 parallelgeschaltet. Eine erste Schmelzsicherung 36 ist zwischen die erste elektrische Last 31 und die erste Stromquelle 32 geschaltet. Eine zweite Schmelzsicherung 37 ist zwischen die erste elektrische Last 32 und den Wechselstromgenerator 33 geschaltet. Eine dritte Schmelzsicherung 38 und ein Batteriewahlschalter (SW) 39 sind zwischen dem Wechselstromgenerator 33 und der zweiten Stromquelle 34 in Reihe geschaltet. Eine vierte Schmelzsicherung 40 ist zwischen die zweite Stromquelle 34 und die zweite elektrische Last 35 geschaltet. Ein stromlos geschlossenes Bypassrelais 41 ist zu dem Batteriewahlschalter 39 parallelgeschaltet. Ein Hauptrelais 42 ist zwischen die zweite Stromquelle 34 und die vierte Schmelzsicherung 40 (die zweite elektrische Last 35) geschaltet. Ein Batteriepack 43 enthält die zweite Stromquelle 34, den Batteriewahlschalter 39, die vierte Schmelzsicherung 40, das Bypassrelais 41 und das Hauptrelais 42. Die zweite Stromquelle 34, der Batteriewahlschalter 39, die vierte Schmelzsicherung 40, das Bypassrelais 41 und das Hauptrelais 42 sind in einem Gehäuse 44 des Batteriepacks 43 untergebracht.
Die Betriebsweisen der in 8 dargestellten Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug werden nun unter Bezugnahme auf 9 erläutert.
In einer Betriebsweise 1 ist der Batteriewahlschalter 39 eingeschaltet (EIN), das Bypassrelais 41 ist geöffnet (OFFEN), und das Hauptrelais 42 ist ausgeschaltet (AUS). In diesem Zustand sind die erste Stromquelle 32, der Wechselstromgenerator 33 und die zweite elektrische Last 35 verbunden, jedoch die zweite Stromquelle 34 und der Wechselstromgenerator 33 sind nicht verbunden. Ein Wechsel in diesen Zustand erfolgt, wenn gewünscht wird, zum Beispiel unmittelbar nach dem Starten eines Motors die erste Stromquelle 32 zu laden, oder wenn der Wechselstromgenerator 33 in einen Nicht-Stromerzeugungszustand versetzt wird und der ersten elektrischen Last 31 und der zweiten elektrischen Last 35 nur von der ersten Stromquelle 32 Strom zugeführt wird.
In einer Betriebsweise 2 ist der Batteriewahlschalter 39 eingeschaltet (EIN), das Bypassrelais 41 ist geöffnet (OFFEN), und das Hauptrelais 42 ist eingeschaltet (EIN). In diesem Zustand sind die erste Stromquelle 32, der Wechselstromgenerator 33, die zweite Stromquelle 34 und die zweite elektrische Last 35 verbunden. Ein Wechsel in diesen Zustand erfolgt, wenn von dem Wechselstromgenerator 33 erzeugte elektrische Energie während einer regenerativen Verzögerung usw. in der zweiten Stromquelle 34 gespeichert wird.
In einer Betriebsweise 3 ist der Batteriewahlschalter 39 ausgeschaltet (AUS), das Bypassrelais 41 ist geöffnet (OFFEN), und das Hauptrelais 42 ist eingeschaltet (EIN) . In diesem Zustand sind die erste elektrische Last 31, die erste Stromquelle 32 und der Wechselstromgenerator 33 verbunden, und die zweite Stromquelle 34 und die zweite elektrische Last 35 sind verbunden. Daher kann die in der zweiten Stromquelle 34 gespeicherte elektrische Energie der zweiten elektrischen Last 35 zugeführt werden. Ein Wechsel in diesen Zustand erfolgt, wenn gewünscht wird, die zweite elektrische Last 35 nur aus der zweiten Stromquelle 34 mit Strom zu versorgen, so dass eine Erzeugungslast am Wechselstromgenerator 33 reduziert wird und der Kraftstoffverbrauchs während der normalen Fahrt oder eines Leerlauf-Stopps verbessert wird.
In einer Betriebsweise 4 ist der Batteriewahlschalter 39 ausgeschaltet (AUS), das Bypassrelais 41 ist geschlossen (GESCHLOSSEN), und das Hauptrelais 42 ist ausgeschaltet (AUS) . In diesem Zustand sind die erste elektrische Last 31, die erste Stromquelle 32, der Wechselstromgenerator 33 und die zweite elektrische Last 35 verbunden. Es ist anzumerken, dass die erste elektrische Last 31, die erste Stromquelle 32 und der Wechselstromgenerator 33 mit der zweiten elektrischen Last 35 über das Bypassrelais 41 verbunden sind. Ein Wechsel in diesen Zustand erfolgt, wenn der zweiten elektrischen Last 35 von der ersten Stromquelle 32 Dunkelstrom zugeführt wird, wenn der Zündschalter (SW) ausgeschaltet ist, usw. Ein Wechsel in diesen Zustand erfolgt, wenn der Zustand des Batteriepacks 43 anormal wird.
Dokumente des Standes der Technik
Patentdokumente

Patentdokument 1: JP 2011-15516 A
Patentdokument 2: JP 2011-78147 A

Kurzdarstellung der Erfindung
Zu lösende Probleme
Wenn jedoch bei einer solchen Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug, wie in 10 dargestellt, eine elektrische Leitung (ein Kabelbaum) zum Verbinden einer Ausgangseinheit des Batteriepacks 43 und der zweiten elektrischen Last 35 die Fahrzeugkarosserie oder Ähnliches berührt und einen Kurzschluss erzeugt, schmilzt die vierte Schmelzsicherung 40. Das heißt, im Falle der oben angegebenen Betriebsweise 1 wird Strom von der ersten Stromquelle 32 der zweiten elektrischen Last 35 über den Batteriewahlschalter 39 zugeführt, und wenn in diesem Falle ein Kurzschluss auftritt, fließt ein großer Strom von der ersten Stromquelle 32 zu einem Kurzschlussabschnitt A, wie durch die Linie a angegeben, und die vierte Schmelzsicherung 40 schmilzt dann. Weiterhin wird im Falle der oben angegebenen Betriebsweise 3 Strom von der zweiten Stromquelle 34 der zweiten elektrischen Last 35 über das Hauptrelais 42 zugeführt. Falls in diesem Falle ein Kurzschluss auftritt, fließt ein großer Strom von der zweiten Stromquelle 34 zu einem Kurzschlussabschnitt A, wie durch die Linie b angegeben, und die vierte Schmelzsicherung 40 schmilzt dann. Ferner wird im Falle der oben angegebenen Betriebsweise 4 Strom von der ersten Stromquelle 32 der zweiten elektrischen Last 35 über das Bypassrelais 41 zugeführt, wenn der Zündschalter (SW) ausgeschaltet ist. Falls in diesem Falle ein Kurzschluss auftritt, fließt ein großer Strom von der ersten Stromquelle 32 zu einem Kurzschlussabschnitt A, wie durch die Linie c angegeben, und die vierte Schmelzsicherung 40 schmilzt dann.
Wenn eine solche Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug als eine Stromquelle des Leerlauf-Stopp-Systems verwendet wird, ist die vierte Schmelzsicherung 40 innerhalb des Gehäuses 44 des Batteriepacks 43 vorgesehen, um die elektrische Leitung zu schützen, welche die zweite Stromquelle 34 und die zweite elektrische Last 35 verbindet. Daher muss zum Auswechseln der vierten Schmelzsicherung 40, welche geschmolzen ist, der Deckel des Gehäuses 44 entfernt werden, um die vierte Schmelzsicherung 40 zu entfernen, und es besteht die Möglichkeit, dass er die zweite Stromquelle 34 berührt. Außerdem gibt es in Abhängigkeit davon, wo das Batteriepack 43 im Fahrzeug vorgesehen ist, Fälle, in denen ein Auswechseln der vierten Schmelzsicherung 40 unmöglich ist. Insofern sind die Ausführungsbedingungen (Workability) für ein Auswechseln der vierten Schmelzsicherung 40, welche schmilzt, wenn ein Überstrom zu der zweiten elektrischen Last 35 fließt, nicht günstig.
Es ist anzumerken, dass, da die vierte Schmelzsicherung 40 des Batteriepacks 43 von Anfang an nicht auswechselbar ausgeführt sein kann, in diesem Falle, wenn die vierte Schmelzsicherung 40 schmilzt, ein Auswechseln des Batteriepacks 43 selbst wünschenswert ist, was zu einer Erhöhung der Kosten für Wiederbelieferung und Wartung führt.
Ferner ist es, wenn, wie in 11 dargestellt, die vierte Schmelzsicherung 40a an der elektrischen Leitung vorgesehen ist, welche die Ausgangseinheit des Batteriepacks 43 und die zweite elektrische Last 35 verbindet, in diesem Falle notwendig, einen speziellen Sicherungssockel in der Nähe des Batteriepacks 43 vorzusehen, wodurch die Kosten erhöht werden.
Weiterhin, wenn, wie in 12 dargestellt, ein Kurzschluss in der elektrischen Leitung auftritt, welche die vierte Schmelzsicherung 40a und die zweite elektrische Last 35 verbindet, verhindert das Schmelzen der vierten Schmelzsicherung 40 das Fließen eines großen Stroms von der ersten Stromquelle 32, dem Wechselstromgenerator 33 oder der zweiten Stromquelle 34 zu einem Kurzschlussabschnitt B. Wenn jedoch ein Kurzschluss in der elektrischen Leitung aufgetreten ist, welche die Ausgangseinheit des Batteriepacks 43 und die vierte Schmelzsicherung 40a verbindet, kann das Fließen eines großen Stroms von der ersten Stromquelle 32, dem Wechselstromgenerator 33 oder der zweiten Stromquelle 34 zu einem Kurzschlussabschnitt C nicht verhindert werden, wodurch möglicherweise ein Ausfall der elektrischen Leitung oder des Substrats des Batteriepacks 43 verursacht wird.
Es ist anzumerken, dass bei einem schnellen Laden der zweiten Stromquelle 34 während einer regenerativen Verzögerung ein großer Strom von dem Wechselstromgenerator 33 zu der zweiten Stromquelle 34 fließen muss und daher der Sicherungswert der dritten Schmelzsicherung 38, welche zwischen dem Wechselstromgenerator 33 und der Eingangseinheit des Batteriepacks 43 vorgesehen ist, erhöht ist. Wie in 13 dargestellt, fließt daher, wenn ein Kurzschluss in der elektrischen Leitung aufgetreten ist, welche die Ausgangseinheit des Batteriepacks 43 und die zweite elektrische Last 35 verbindet, und falls die vierte Schmelzsicherung nicht vorgesehen ist, ein großer Strom von dem Wechselstromgenerator 33 zu einem Kurzschlussabschnitt D, wodurch möglicherweise ein Ausfall der elektrischen Leitung oder des Substrats des Batteriepacks 43 verursacht wird.
Die DE 101 60 266 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ruhestromversorgung eines Fahrzeugs mit einem Mehrspannungsbordnetz mit mindestens zwei Teilbordnetzen, welche im Normalbetrieb unterschiedliche Spannungsniveaus aufweisen. Die Teilbordnetze sind von einem jeweils zugehörigen Energiespeicher getrennt und mittels eines Verbindungselements miteinander verbunden. Das Verbindungselement ist aus mindestens einem Halbleiterelement und einem dazu seriell verschalteten Sicherungselement gebildet. Dadurch kann ein Kurzschluss von verschiedenen Spannungsebenen sicher vermieden werden.
Die US 3,683,258 A offenbart eine autonome Vorrichtung zur Speicherung und Verwendung von elektrischer Leistung mit hoher Betriebssicherheit. Die Vorrichtung umfasst Sicherheitsmittel, die diese im Falle eines Fehlers in einen sicheren Zustand bringen.
Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um derartige Probleme zu lösen, und eine Aufgabe derselben ist es, eine Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug bereitzustellen, die günstige Ausführungsbedingungen für das Auswechseln einer Schmelzsicherung aufweist, welche schmilzt, wenn ein Überstrom zu einer elektrischen Last fließt.
Lösung des Problems
Um eine solche Aufgabe zu lösen, ist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass eine Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug aufweist: eine erste Stromquelle und eine zweite Stromquelle zum Versorgen mindestens einer elektrischen Last mit Strom; einen ersten Öffnungs-Schließ-Schalter, der an einer Zuleitung zwischen der elektrischen Last und der ersten Stromquelle vorgesehen ist; einen zweiten Öffnungs-Schließ-Schalter, der an einer Zuleitung zwischen der elektrischen Last und der zweiten Stromquelle vorgesehen ist; einen Bypassschalter zum Umgehen des ersten Öffnungs-Schließ-Schalters; und eine Schmelzsicherung, welche schmilzt, wenn ein Überstrom zu der elektrischen Last fließt. Die Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug weist ferner einen Stromdetektor zum Detektieren eines Stroms auf, der zu der elektrischen Last fließt. Die Schmelzsicherung ist außerhalb eines Gehäuses zur Unterbringung der zweiten Stromquelleneinrichtung installiert, die Schmelzsicherung und der Bypassschalter sind in Reihe geschaltet, und die Stromquelleneinrichtung ist derart eingerichtet, dass, wenn ein von dem Stromdetektor detektierter Strom gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, werden der erste Öffnungs-Schließ-Schalter und der zweite Öffnungs-Schließ-Schalter ausgeschaltet, und der Bypassschalter wird eingeschaltet.
Ferner ist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der Bypassschalter außerhalb des Gehäuses installiert ist.
Ferner ist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der Stromdetektor einen ersten Stromdetektor zum Detektieren eines Stroms, der zu dem ersten Öffnungs-Schließ-Schalter fließt, und einen zweiten Stromdetektor zum Detektieren eines Stroms, der zu dem zweiten Öffnungs-Schließ-Schalter fließt, aufweist, und die Stromquelleneinrichtung ist derart eingerichtet, dass, wenn ein Gesamtbetrag eines von dem ersten Stromdetektor detektierten Stroms und eines von dem zweiten Stromdetektor detektierten Stroms gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, der erste Öffnungs-Schließ-Schalter und der zweite Öffnungs-Schließ-Schalter ausgeschaltet werden und der Bypassschalter eingeschaltet wird.
Ferner ist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stromdetektor innerhalb des ersten Öffnungs-Schließ-Schalters vorgesehen ist und der zweite Stromdetektor innerhalb des zweiten Öffnungs-Schließ-Schalters vorgesehen ist.
Vorteilhafte Wirkung der Erfindung
Bei der Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung sind, da eine Schmelzsicherung, welche schmilzt, wenn ein Überstrom zu einer elektrischen Last fließt, außerhalb eines Gehäuses installiert ist, die Ausführungsbedingungen für das Auswechseln der Schmelzsicherung günstig.
Figurenliste

1 zeigt ein Stromquellensystem einer Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung von Betriebsweisen der in 1 dargestellten Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug;
3 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung von Betriebsweisen der in 1 dargestellten Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug;
4 ist ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung von Betriebsweisen der in 1 dargestellten Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug;
5 ist ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung von Betriebsweisen der in 1 dargestellten Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug;
6 zeigt ein Stromquellensystem einer Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 ist ein Blockschaltbild, das ein Leerlauf-Stopp-System zeigt, welches eine herkömmliche Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug aufweist;
8 zeigt ein Stromquellensystem der herkömmlichen Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug;
9 ist ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung von Betriebsweisen der in 8 dargestellten Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug;
10 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung von Betriebsweisen der in 8 dargestellten Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug;
11 zeigt ein Stromquellensystem einer herkömmlichen Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug;
12 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung von Betriebsweisen der in 11 dargestellten Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug; und
13 zeigt ein Stromquellensystem einer herkömmlichen Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug.

Beschreibung von Ausführungsformen
Erste Ausführungsform
Unter Bezugnahme auf 1 wird nun eine Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Eine erste elektrische Last 31, eine erste Stromquelle 32, ein Wechselstromgenerator 33, eine zweite Stromquelle 34 und eine zweite elektrische Last 35 sind parallelgeschaltet, und es sind erste bis dritte Schmelzsicherungen 36 bis 38 vorgesehen. Ein Batteriewahlschalter (SW) 51, der eine Stromdetektionsfunktion aufweist, ist zwischen dem Wechselstromgenerator 33 und der zweiten Stromquelle 34 zu der dritten Schmelzsicherung 38 in Reihe geschaltet. Das heißt, der Batteriewahlschalter 51 (erster Öffnungs-Schließ-Schalter) ist an einer Zuleitung zwischen der zweiten elektrischen Last 35 und der ersten Stromquelle 32 vorgesehen. Ein Hauptrelais 52, das eine Stromdetektionsfunktion aufweist, ist zwischen die zweite elektrische Last 35 und die zweite Stromquelle 34 geschaltet. Das heißt, das Hauptrelais 52 (zweiter Öffnungs-Schließ-Schalter) ist an einer Zuleitung zwischen der zweiten elektrischen Last 35 und der zweiten Stromquelle 34 vorgesehen. Es ist eine Bypassschaltung 56 installiert, welche die zweite Schmelzsicherung 37 und die dritte Schmelzsicherung 38 verbindet und außerdem eine Ausgangseinheit eines Batteriepacks 57 und die zweite elektrische Last 35 verbindet. Ein stromlos geschlossenes Bypassrelais 54 und eine Bypasssicherung 53 sind zu der Bypassschaltung 56 in Reihe geschaltet. Das heißt, das Bypassrelais 54 umgeht den Batteriewahlschalter 51. Es ist eine Ansteuerschaltung 55 zum Ansteuern des Bypassrelais 54 vorgesehen. Die Bypasssicherung 53 schmilzt, wenn ein Überstrom zu der zweiten elektrischen Last 35 fließt. Das Batteriepack 57 enthält die zweite Stromquelle 34, den Batteriewahlschalter 51, das Hauptrelais 52 und die Ansteuerschaltung 55. Die zweite Stromquelle 34, der Batteriewahlschalter 51, das Hauptrelais 52 und die Ansteuerschaltung 55 sind in einem Gehäuse 58 des Batteriepacks 57 untergebracht. Die Bypasssicherung 53 und das Bypassrelais 54 sind außerhalb des Gehäuses 58 installiert.
Die Betriebsweisen der in 1 dargestellten Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug werden nun unter Bezugnahme auf 2 erläutert.
Wenn der Zündschalter (SW) eingeschaltet wird, addiert eine Batteriemanagementeinheit (nicht dargestellt), die innerhalb des Batteriepacks 57 vorgesehen ist, einen von dem Batteriewahlschalter 51 detektierten Stromwert und einen von dem Hauptrelais 52 detektierten Stromwert, um einen Gesamtstromwert It zu berechnen. Falls der Gesamtstromwert It kleiner als ein vorbestimmter Wert Id ist, wird ein normaler Betrieb durchgeführt. Andernfalls, wenn der Gesamtstromwert It gleich dem oder größer als der vorbestimmte Wert Id ist, wird bestimmt, dass ein Kurzschluss aufgetreten ist, und es wird dann eine Kurzschlussverarbeitung durchgeführt. Das heißt, der Batteriewahlschalter 51 und das Hauptrelais 52 werden ausgeschaltet, und das Bypassrelais 54 wird geschlossen. Es ist anzumerken, dass auch dann, wenn der Zustand des Batteriepacks 57 anormal ist, und wenn der Zündschalter ausgeschaltet ist, der Batteriewahlschalter 51 und das Hauptrelais 52 ausgeschaltet werden und das Bypassrelais 54 geschlossen (eingeschaltet) wird.
Falls bei dieser Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug in der obigen Betriebsweise 1 in der elektrischen Leitung, welche die Ausgangseinheit des Batteriepacks 57 und die zweite elektrische Last 35 verbindet, ein Kurzschluss aufgetreten ist, wie in 3 dargestellt, während der zweiten elektrischen Last 35 von der ersten Stromquelle 32 Strom zugeführt wird, erhöht sich der zu dem Batteriewahlschalter 51 fließende Strom, und der Gesamtstromwert It wird gleich dem oder größer als der vorbestimmte Wert Id, wie in 4 dargestellt. Daher wird der Batteriewahlschalter 51 ausgeschaltet, und das Bypassrelais 54 wird geschlossen, und somit schmilzt die Bypasssicherung 53. Infolgedessen kann verhindert werden, dass ein großer Strom von der ersten Stromquelle 32 zu einem Kurzschlussabschnitt E fließt. Dementsprechend tritt kein Ausfall der elektrischen Leitung und des Substrats des Batteriepacks 57 auf.
Außerdem, falls in der obigen Betriebsweise 3 in der elektrischen Leitung, welche die Ausgangseinheit des Batteriepacks 57 und die zweite elektrische Last 35 verbindet, ein Kurzschluss aufgetreten ist, wie in 3 dargestellt, während der zweiten elektrischen Last 35 von der zweiten Stromquelle 34 Strom zugeführt wird, erhöht sich der zu dem Hauptrelais 52 fließende Strom, und der Gesamtstromwert It wird gleich dem oder größer als der vorbestimmte Wert Id, wie in 5 dargestellt. Daher wird das Hauptrelais 52 ausgeschaltet, und das Bypassrelais 54 wird geschlossen, wodurch das Fließen eines großen Stroms von der zweiten Stromquelle 34 zu dem Kurzschlussabschnitt E verhindert wird. Dementsprechend tritt kein Ausfall der elektrischen Leitung und des Substrats des Batteriepacks 57 auf.
Ferner, wenn in dem Falle, wenn der Zustand des Batteriepacks 57 anormal ist und der Zündschalter ausgeschaltet ist, ein Überstrom über das Bypassrelais 54 fließt, schmilzt die Bypasssicherung 53.
Da die Bypasssicherung 53, welche schmilzt, wenn ein Überstrom zu der zweiten elektrischen Last 35 fließt, außerhalb des Gehäuses 58 installiert ist, sind bei einer solchen Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug die Ausführungsbedingungen für das Auswechseln der Bypasssicherung 53 günstig. Außerdem kann, wenn die Bypasssicherung 53 in einem Motorraum, einem Sicherungskasten im Fahrzeug, einem Relaiskasten oder Ähnlichem angeordnet ist, die Bypasssicherung 53 leicht ausgewechselt werden. Ferner kann ein Platz zum Anordnen der Bypasssicherung 53 frei bestimmt werden, und somit können die Herstellungskosten gesenkt werden. Da die Bypasssicherung 53 nicht in der Nähe des Batteriepacks 57 vorgesehen sein muss, ist ein spezieller Sicherungssockel nicht erforderlich. Ferner ist zwischen der Ausgangseinheit des Batteriepacks 57 und der zweiten elektrischen Last 35 keine Schmelzsicherung vorgesehen. Daher fließt durch die elektrische Leitung, die von der Ausgangseinheit des Batteriepacks 57 zu der zweiten elektrischen Last 35 verläuft, kein großer Strom, und ein Ausfall der elektrischen Leitung und des Substrats des Batteriepacks 57 kann vermieden werden. Außerdem sind, da das Bypassrelais 54 außerhalb des Gehäuses 58 installiert ist, die Ausführungsbedingungen für ein Auswechseln des Bypassrelais 54 günstig. Ferner ist die Verwendung einer Bypasssicherung 53 und eines Bypassrelais 54, die bereits verfügbar sind, möglich, und somit können die Herstellungskosten gesenkt werden.
Sogar in einem Zustand, in dem die Bypasssicherung 53 geschmolzen ist, kann die zweite elektrische Last 35 über den Batteriewahlschalter 51 mit Strom versorgt werden. Falls daher der Batteriewahlschalter 51 eingeschaltet wird, wenn der Zündschalter eingeschaltet ist, dann detektiert, sofern ein Kurzschluss nicht behoben ist, der Batteriewahlschalter 51 einen Überstrom und wird ausgeschaltet. Dies verhindert, dass ein großer Strom zu einem Kurzschlussabschnitt fließt. Wenn dagegen ein Kurzschluss behoben ist, detektiert der Batteriewahlschalter 51 keinen Überstrom, und somit bleibt der Batteriewahlschalter 51 eingeschaltet, was die Versorgung der zweiten elektrischen Last 35 mit Strom ermöglicht.
Da die Bypasssicherung 53 und das Bypassrelais 54 außerhalb der Gehäuses 58 installiert sind, kann sogar dann, wenn das Batteriepack 57 entfernt worden ist, die zweite elektrische Last 35 über die Bypasssicherung 53 und das Bypassrelais 54 mit Strom versorgt werden.
Wenn ein von dem Batteriewahlschalter 51 detektierter Stromwert und ein von dem Hauptrelais 52 detektierter Stromwert addiert werden, um einen Gesamtstromwert It zu berechnen, und wenn der Gesamtstromwert It gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Wert Id ist, wird eine Kurzschlussverarbeitung durchgeführt, und somit kann die Kurzschlussverarbeitung mit einer einfachen Konfiguration durchgeführt werden. Außerdem kann, da der eine Stromdetektionsfunktion aufweisende Batteriewahlschalter 51 und das eine Stromdetektionsfunktion aufweisende Hauptrelais 52 verwendet werden, ein zu der zweiten elektrischen Last fließender Strom mit einer einfachen Konfiguration detektiert werden.
Zweite Ausführungsform
Unter Bezugnahme auf 6 wird nun eine Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Es ist eine Bypassschaltung 63 vorgesehen, welche die zweite Schmelzsicherung 37 und die dritte Schmelzsicherung 38 verbindet und außerdem den Batteriewahlschalter 51 und die zweite elektrische Last 35 verbindet. Ein stromlos geschlossenes Bypassrelais 62 und eine Bypasssicherung 61 sind zu der Bypassschaltung 63 in Reihe geschaltet. Das heißt, das Bypassrelais 62 umgeht den Batteriewahlschalter 51. Das Batteriepack 64 enthält die zweite Stromquelle 34, den Batteriewahlschalter 51, das Hauptrelais 52 und das Bypassrelais 62. Die zweite Stromquelle 34, der Batteriewahlschalter 51, das Hauptrelais 52 und das Bypassrelais 62 sind in einem Gehäuse 65 des Batteriepacks 64 untergebracht. Die Bypasssicherung 61 ist außerhalb des Gehäuses 65 installiert. Im Übrigen ist die Konfiguration dieselbe wie bei der in 1 dargestellten Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug.
Wenn bei Verwendung dieser Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug der Zündschalter eingeschaltet wird, berechnet die in dem Batteriepack 64 vorgesehene Batteriemanagementeinheit (nicht dargestellt) den Gesamtstromwert It. Falls der Gesamtstromwert It kleiner als ein vorbestimmter Wert Id ist, wird ein normaler Betrieb durchgeführt. Andernfalls, falls er gleich dem oder größer als der vorbestimmte Wert Id ist, wird eine Kurzschlussverarbeitung durchgeführt. Das heißt, der Batteriewahlschalter 51 und das Hauptrelais 52 werden ausgeschaltet, und das Bypassrelais 62 wird geschlossen (eingeschaltet) . Es ist anzumerken, dass auch dann, wenn der Zustand des Batteriepacks 64 anormal ist, und wenn der Zündschalter ausgeschaltet ist, der Batteriewahlschalter 51 und das Hauptrelais 52 ausgeschaltet werden und das Bypassrelais 62 geschlossen wird.
Da die Bypasssicherung 61, welche schmilzt, wenn ein Überstrom zu der zweiten elektrischen Last 35 fließt, außerhalb des Gehäuses 65 installiert ist, sind bei einer solchen Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug die Ausführungsbedingungen für das Auswechseln der Bypasssicherung 61 günstig.
Andere Ausführungsformen
Es ist anzumerken, dass bei den obigen Ausführungsformen der Batteriewahlschalter 51, der eine Stromdetektionsfunktion aufweist, und das Hauptrelais 52, das eine Stromdetektionsfunktion aufweist, verwendet werden. Das heißt, bei den obigen Ausführungsformen ist ein erster Stromdetektor zum Detektieren eines zu dem ersten Öffnungs-Schließ-Schalter (Batteriewahlschalter 51) fließenden Stroms innerhalb des ersten Öffnungs-Schließ-Schalters vorgesehen, und ein zweiter Stromdetektor zum Detektieren eines zu dem zweiten Öffnungs-Schließ-Schalter (Hauptrelais 52) fließenden Stroms ist innerhalb des zweiten Öffnungs-Schließ-Schalters vorgesehen. Anders ausgedrückt, der erste und der zweite Stromdetektor zum Detektieren von Strom, der zu einer elektrischen Last (zweite elektrische Last 35) fließt, sind innerhalb des ersten bzw. des zweiten Öffnungs-Schließ-Schalters vorgesehen. Der erste und der zweite Stromdetektor können jedoch auch außerhalb des zweiten Öffnungs-Schließ-Schalters vorgesehen sein.
Außerdem ist, während bei den obigen Ausführungsformen der Batteriewahlschalter 51 als der erste Öffnungs-Schließ-Schalter vorgesehen ist, der erste Öffnungs-Schließ-Schalter nicht auf den Batteriewahlschalter 51 beschränkt. Ferner ist, während bei den obigen Ausführungsformen das Hauptrelais 52 als der zweite Öffnungs-Schließ-Schalter vorgesehen ist, der zweite Öffnungs-Schließ-Schalter nicht auf das Hauptrelais 52 beschränkt. Ferner ist, während bei den obigen Ausführungsformen das Bypassrelais 54 als der Bypassschalter vorgesehen ist, der Bypassschalter nicht auf das Bypassrelais 54 beschränkt.
Weiterhin werden bei den obigen Ausführungsformen der Batteriewahlschalter 51 und das Hauptrelais 52 ausgeschaltet, und das Bypassrelais 54 wird geschlossen, wenn der Gesamtstromwert It gleich dem oder größer als der vorbestimmte Wert Id ist. Jedoch kann, wenn ein von dem Batteriewahlschalter 51 detektierter Strom gleich dem oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, der Batteriewahlschalter 51 ausgeschaltet werden, und das Bypassrelais 54 kann geschlossen werden. Wenn ein von dem Hauptrelais 52 detektierter Strom gleich dem oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, kann das Hauptrelais 52 ausgeschaltet werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht speziell auf die beispielhaften Ausführungsformen beschränkt, die hier detailliert beschrieben und dargestellt wurden, und schließt alle Ausführungsformen ein, welche dieselben Ergebnisse entsprechend der Aufgabe der vorliegenden Erfindung bewirken. Außerdem ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine Kombination von Aspekten der Erfindung beschränkt, die durch die beigefügten Ansprüche beansprucht werden, und kann durch mehrere von verschiedenen gewünschten Kombinationen aller offenbarten Aspekte realisiert werden.
Bezugszeichenliste

31 ...: erste elektrische Last,
32 ...: erste Stromquelle,
33 ...: Wechselstromgenerator,
34 ...: zweite Stromquelle,
35 ...: zweite elektrische Last,
51...: Batteriewahlschalter,
52 ...: Hauptrelais,
53 ...: Bypasssicherung,
54 ...: Bypassrelais,
57 ...: Batteriepack,
58 ...: Gehäuse,
61 ...: Bypasssicherung,
62 ...: Bypassrelais,
64 ...: Batteriepack,
65 ...: Gehäuse

Claims

Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug, welche umfasst: eine erste Stromquelle (32) und eine zweite Stromquelle (34) zum Versorgen mindestens einer elektrischen Last (31, 35) mit Strom; einen ersten Öffnungs-Schließ-Schalter (51), der an einer Zuleitung zwischen der elektrischen Last (31, 35) und der ersten Stromquelle (32) vorgesehen ist; einen zweiten Öffnungs-Schließ-Schalter (52), der an einer Zuleitung zwischen der elektrischen Last (31, 35) und der zweiten Stromquelle (34) vorgesehen ist; einen Bypassschalter (54) zum Umgehen des ersten Öffnungs-Schließ-Schalters (51); und eine Schmelzsicherung (36, 37), welche schmilzt, wenn ein Überstrom zu der elektrischen Last (31, 35) fließt; wobei die Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug ferner umfasst: einen Stromdetektor zum Detektieren eines Stroms, der zu der elektrischen Last (31, 35) fließt, wobei die Schmelzsicherung (36, 37) außerhalb eines Gehäuses (58) zur Unterbringung der zweiten Stromquelle (34) installiert ist, die Schmelzsicherung (36, 37) und der Bypassschalter (54) in Reihe geschaltet sind, und die Stromquelleneinrichtung derart eingerichtet ist, dass, wenn ein von dem Stromdetektor detektierter Strom gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, der erste Öffnungs-Schließ-Schalter (51) und der zweite Öffnungs-Schließ-Schalter (52) ausgeschaltet werden und der Bypassschalter (54) eingeschaltet wird.
Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Bypassschalter (54) außerhalb des Gehäuses (58) installiert ist.
Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Stromdetektor einen ersten Stromdetektor zum Detektieren eines Stroms, der zu dem ersten Öffnungs-Schließ-Schalter (51) fließt, und einen zweiten Stromdetektor zum Detektieren eines Stroms, der zu dem zweiten Öffnungs-Schließ-Schalter (52) fließt, umfasst, und die Stromquelleneinrichtung derart eingerichtet ist, dass, wenn ein Gesamtbetrag eines von dem ersten Stromdetektor detektierten Stroms und eines von dem zweiten Stromdetektor detektierten Stroms gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, der erste Öffnungs-Schließ-Schalter (51) und der zweite Öffnungs-Schließ-Schalter (52) ausgeschaltet werden und der Bypassschalter (54) eingeschaltet wird.
Stromquelleneinrichtung im Fahrzeug nach Anspruch 3, wobei der erste Stromdetektor innerhalb des ersten Öffnungs-Schließ-Schalters (51) vorgesehen ist und der zweite Stromdetektor innerhalb des zweiten Öffnungs-Schließ-Schalters (52) vorgesehen ist.