DE102014105106B4 - Intelligente Leistungsverteilungseinheit - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung (101') zum Bereitstellen einer Spannungsstabilisierung während eines Kraftmaschinenstartereignisses eines Fahrzeugs, umfassend:ein Batterieverteilungsmodul (110'), das umfasst:ein Lastmodul (170'), das elektrische Leistung für eine oder mehrere Zusatzlasten (16') des Fahrzeugs regelt;eine erste Schaltervorrichtung (22'), die einen Startermotor (12') und eine primäre elektrische Energiespeichervorrichtung (ESD) (14') mit dem Lastmodul (170') elektrisch nur koppelt, wenn sie geschlossen ist;eine zweite Schaltervorrichtung (24'), die eine Zusatz-ESD (20') mit dem Lastmodul (170') elektrisch nur koppelt, wenn sie geschlossen ist; undeinen Controller (10'), der auf einer gedruckten Leiterplatte integriert ist, die an der ersten (22') und zweiten (24') Schaltervorrichtung angebracht ist, wobei der Controller (10') ausgestaltet ist, um das Öffnen und Schließen der ersten (22') und zweiten (24') Schaltervorrichtung auf der Grundlage von mindestens einem von mehreren Signalen (13', 41', 43', 19') zu steuern, die von dem Controller (10') empfangen werden;wobei die primäre ESD (14') über eine Direktverbindung mit einem primären Sicherungsanschluss (140') des Batterieverteilungsmoduls (110') elektrisch gekoppelt ist, wobei der primäre Sicherungsanschluss (140') die primäre ESD (14') mit einem zweiten Anschluss der ersten Schaltervorrichtung (22') und dem Startermotor (12') elektrisch koppelt; undwobei die Zusatz-ESD (20') über einen Zusatzdraht mit einem Zusatzsicherungsanschluss (130') des Batterieverteilungsmoduls (110') elektrisch gekoppelt ist, wobei der Zusatzsicherungsanschluss (130') einen ersten Anschluss der zweiten Schaltervorrichtung (24') mit der Zusatz-ESD (20') elektrisch koppelt;wobei die Vorrichtung (101') ferner umfasst:ein Modul (68') mit einer mit einem Bus verbundenen elektrischen Zentrale (BEC-Modul), das über einen BEC-Draht mit einer entsprechenden Sicherung (174') des Lastmoduls (170') elektrisch gekoppelt ist, wobei das BEC-Modul (68') Leistung von der primären ESD (14') und der Zusatz-ESD (20') an Lasten regelt, die kleinere Ströme benötigen als die eine oder die mehreren Zusatzlasten (16'), die von dem Lastmodul (170') geregelt werden; undeinen Generator (18'), der mit einer entsprechenden Sicherung (174') des Lastmoduls (170') elektrisch gekoppelt ist.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Diese Offenbarung betrifft eine Batterieverteilungseinheit mit eingebauter Elektronik für ein duales elektrisches Energiespeichersystem, um eine Spannung zu stabilisieren, die bei Kraftmaschinenankurbelereignissen an Lasten in einem Fahrzeug angelegt wird.
  • HINTERGRUND
  • Antriebsstrangsysteme von Fahrzeugen können Autostopp-Strategien für Kraftmaschinen verwenden, um eine Kraftmaschine abzuschalten, wenn ein Fahrzeug gestoppt wird. Zum Beispiel kann die Kraftmaschine, wenn ein Fahrzeug an einer Ampel gestoppt wird und ein Fahrer des Fahrzeugs ein Bremspedal gedrückt hält, automatisch gestoppt und abgeschaltet werden (z.B. ein Kraftstoff-Absperrereignis). Wenn eine Fahrzeugbewegung gewünscht wird, kann die Kraftmaschine automatisch gestartet werden, um ein Bewegungsdrehmoment für die Antriebsräder bereitzustellen. Ein Nachteil beim automatischen Stoppen und Starten einer Kraftmaschine besteht darin, dass elektrische Energie, die zum Versorgen eines Startermotors zum Ankurbeln der Kraftmaschine von einer Energiespeichervorrichtung benötigt wird, temporär zu großen Spannungsabfällen bei Zusatzlasten führen kann, welche von der elektrischen Energiespeichervorrichtung ebenfalls mit Energie versorgt werden. Diese Spannungsabfälle, die häufig als Spannungsabsacken bezeichnet werden, können zu Diagnosefehlern im elektrischen System, zu Controllerrücksetzereignissen und anderen ungewünschten elektrischen Anomalien führen, wie etwa einem Flackern der Fahrzeuginnenbeleuchtung und einer Unterbrechung von Zubehörgeräten.
  • Die Verwendung eines DC/DC-Aufwärtswandlers zum Verstärken von absackenden Batteriespannungen bei einem Autostart, um eine stabile Spannung für bestimmte kritische Lasten zu liefern, ist bekannt. Jedoch erfordern DC/DC-Aufwärtswandler ein Unterteilen aller elektrischen Lasten, die unterstützt werden, und sie sind auf Lasten mit niedriger Leistung begrenzt, z.B. Lasten mit weniger als etwa 400 Watt. DC/DC-Wandler können Einbauraum innerhalb der Fahrgastzelle benötigen, um die Umgebung unter der Motorhaube zu vermeiden, was sie kostspieliger macht. Ein weiterer Nachteil von DC/DC-Wandlern besteht darin, dass ein höherer Laststrom zu einer beschleunigten Verschlechterung der Batteriespannung während des Autostarts und einer ineffektiven Spannungsstabilisierung führt. Zudem verbietet sich aus Kostengründen die Verwendung von DC/DC-Aufwärtswandlern mit höheren elektrischen Lasten in Fahrzeugen.
  • Es ist bekannt, eine Vorsicherungszentrale in einem Fahrzeug in Verbindung mit einer Batterie zu verwenden, um die Gleichspannungsleistung an elektrische Schlüssellasten durch Schutzsicherungen zu verteilen, welche eine Überhitzung der Kabel verhindern, die Strom an einzelne Lasten und andere lokale Verteilungszentralen transportieren, etwa mit einem Bus verbundene elektrische Zentralen (BECs, BEC von Bussed Electrical Center) in der Front und im Heck des Fahrzeugs.
  • Die Druckschrift DE 11 2009 002 169 T5 offenbart eine Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung, bei der ein Generator eine Batterie auflädt, deren Ausgangsspannung durch einen ersten Schalter einer Kondensatoreinheit und Lasten zugeführt wird. Eine Ausgangsspannung der Kondensatoreinheit wird den Lasten durch einen zweiten Schalter zugeführt.
  • In der Druckschrift DE 10 2014 105 040 A1 ist eine Vorrichtung zur Spannungsstabilisierung während eines Kraftmaschinenstartereignisses offenbart, bei der eine mit einem Startermotor verbundene erste Energiespeichervorrichtung während eines Kraftmaschinenstartereignisses von Zusatzlasten getrennt werden kann und die Zusatzlasten stattdessen von einer zweiten Energiespeichervorrichtung versorgt werden. Beim Trennen der Zusatzlasten von der ersten Energiespeichervorrichtung bleibt ein Generator mit der ersten Energiespeichervorrichtung verbunden.
  • Die Druckschrift DE 10 2007 062 955 A1 offenbart eine Bordnetzspannungsstabilisierung, bei der im Normalbetrieb Lasten eines Bordnetzes von einer ersten Batterie betrieben werden. Beim Starten wird eine zweite Batterie über ein Trennrelais zugeschaltet und die erste Batterie wird von den Lasten des Bordnetzes durch ein weiteres Trennrelais getrennt, um Spannungsschwankungen an den Lasten beim Anlassen zu vermeiden.
  • In der Druckschrift DE 102 51 589 A1 ist ein Bordnetz zur Versorgung von Lasten, die eine hohe Verfügbarkeit des Bordnetzes benötigen, etwa von elektrischen Bremssystemen oder elektrischen Servolenkungen, offenbart. Das Bordnetz ist in zwei Teilnetze unterteilt, die jeweils über eine eigene Batterie verfügen. Die Lasten können über zwei entkoppelbare Versorgungswege mit Spannung versorgt werden.
  • Die Druckschrift WO 2009/ 012 843 A1 offenbart einen zweifachen Trennschalter, der zwei Schalttransistoren und eine Steuerungsschaltung umfasst und zwischen einer ersten Energiespeichervorrichtung und einem Bordnetz angeordnet ist. Im Normalbetrieb verbindet ein erster Schalttransistor die erste Energiespeichervorrichtung mit dem Bordnetz, während beim Starten stattdessen eine zweite Energiespeichervorrichtung zur Versorgung des Bordnetzes verwendet wird.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Ein Verfahren zum Zusammenbauen eines Batterieverteilungsmoduls umfasst, dass ein externer elektrischer Bus mit sowohl einer ersten Schaltervorrichtung als auch einer zweiten Schaltervorrichtung elektrisch gekoppelt wird. Die erste Schaltervorrichtung enthält einen zweiten Anschluss, der mit einer primären elektrischen Energiespeichervorrichtung (ESD) elektrisch gekoppelt ist, und einen ersten Anschluss, der mit einer oder mehreren Zusatzlasten elektrisch gekoppelt ist. Eine zweite Schaltervorrichtung enthält einen zweiten Anschluss, der mit der einen oder den mehreren Zusatzlasten elektrisch gekoppelt ist, und einen ersten Anschluss, der mit einer Zusatz-ESD elektrisch gekoppelt ist. Eine gedruckte Leiterplatte (PC-Leiterplatte) ist an der ersten und zweiten Schaltervorrichtung angebracht, wobei die PC-Leiterplatte einen integrierten Controller enthält, der ausgestaltet ist, um das Öffnen und Schließen der ersten und zweiten Schaltervorrichtungen zu steuern. Ein primärer Sicherungsanschluss des externen elektrischen Busses ist direkt an der primären ESD angebracht, um die primäre ESD mit der Source der ersten Schaltervorrichtung und mit einem Startermotor elektrisch zu koppeln.
  • Figurenliste
  • Es werden nun eine oder mehrere Ausführungsformen anhand von Beispielen mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
    • 1-1 und 1-2 eine bekannte Vorsicherungszentrale veranschaulichen, die ausgestaltet ist, um einen Strom von einer primären Energiespeichervorrichtung (ESD) an eine oder mehrere Zusatzlasten eines Fahrzeugs während eines Kraftmaschinenautostartereignisses in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung zu leiten;
    • 2 einen bekannten Batterieisolatorschaltkreis, der einem Isolator und der bekannten Vorsicherungszentrale von 1-1 und 1-2 entspricht, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
    • 3 eine beispielhafte Ansicht eines Teils eines Kraftmaschinenfachs unter Verwendung der bekannten Vorsicherungszentrale von 1-1 und 1-2 mit Bezug auf den Batterieisolatorschaltkreis von 2 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
    • 4-1 und 4-2 beispielhafte Batterieisolatorcontroller veranschaulichen, die zur Spannungsstabilisierung bei Kraftmaschinenautostart- und Autostopp-Ereignissen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung verwendet werden;
    • 5 einen beispielhaften Batterieisolatorschaltkreis, der den Batterieisolatorcontrollern von 4-1 und 4-2 entspricht, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
    • 6-1 bis 6-4 den Zusammenbau des beispielhaften Batterieisolatorcontrollers 101' von 4-2 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen;
    • 7 Eingangs- und Ausgangssignale für eine Schaltervorrichtungsmodul 150, 150' des Batterieverteilungsmoduls 110, 110' von 4-1 und 4-2 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
    • 8 eine beispielhafte erste Logik für Öffnungs- und Schließ-Zeitantworten von ersten und zweiten Schaltervorrichtungen des Schaltervorrichtungsmoduls 150, 150' von 7 über mehrere Autostart- und Autostopp-Ereignisse in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
    • 9 eine beispielhafte zweite Logik von Öffnungs- und Schließ-Zeitantworten von ersten und zweiten Schaltervorrichtungen des Schaltervorrichtungsmoduls 150, 150' von 7 über mehrere Autostart- und Autostopp-Ereignisse in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
    • 10 einen schematischen Schaltplan des Schaltervorrichtungsmoduls 150, 150' von 7, der einen Vorspannungs-Steuerungsschaltkreis 801, einen Ladungspumpenschaltkreis 802 für eine erste Schaltervorrichtung, einen Ladungspumpenschaltkreis 803 für eine zweite Schaltervorrichtung und einen Controller 804 enthält, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
    • 11 eine beispielhafte Aufzeichnung einer Ankurbelspannung, einer Lastspannung und eines Stroms während eines Kraftmaschinenankurbelereignisses unter Verwendung des beispielhaften Batterieisolatorschaltkreises 200 von 5 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; und
    • 12 eine beispielhafte Aufzeichnung einer Ankurbelspannung, einer Lastspannung und eines Stroms während eines Kraftmaschinenankurbelereignisses ohne die Verwendung des beispielhaften Batterieisolatorschaltkreises 300 von 2 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
  • GENAUE BESCHREIBUNG
  • Mit Bezug nun auf die Zeichnungen, bei denen das Gezeigte nur zur Veranschaulichung bestimmter beispielhafter Ausführungsformen und nicht zur Einschränkung derselben gedacht ist, veranschaulichen 1-1 und 1-2 auf schematische Weise eine bekannte Vorsicherungszentrale 193, die ausgestaltet ist, um eine Gleichspannung von einer primären Energiespeichervorrichtung (ESD) an eine oder mehrere Zusatzlasten eines Fahrzeugs während eines Kraftmaschinenautostartereignisses in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung zu leiten. Mit Bezug auf 1-1 enthält die beispielhafte Verpackung der Vorsicherungszentrale 193 ein geformtes Kunststoffgehäuse 409, das ausgestaltet ist, um mehrere Zusatzlast-Verbindungspunkte 609 und jeweilige Sicherungen 709, eine Busstromschiene 209, einen positiven Anschlussverbindungspunkt 109 für die primäre ESD, einen Anschlussverbindungspunkt 619 für einen Generator und ein Modul einer mit einem Bus verbundenen elektrischen Zentrale (BEC-Modul) und eine zugehörige Sicherung 509 und einen nicht abgesicherten primären ESD-Anschluss 309 aufzunehmen.
  • Mit Bezug auf 1-2 enthält die verpackte Vorsicherungszentrale 193 die mehreren Zusatzlastverbindungspunkte 609 und jeweilige Sicherungen 709 und die Busstromschiene 209 und den Anschlussverbindungspunkt 619 für den Generator und das BEC-Modul und die zugehörige Sicherung 509. Bei einer Ausführungsform kann die Sicherung 509 eine Starkstromsicherung sein und die Sicherungen 709 können Schwachstromsicherungen sein. Die Vorsicherungszentrale 193 enthält ferner einen Verbindungspunkt 719 für den positiven Anschluss einer Zusatz-ESD, der über einen Draht 579 mit dem positiven Anschluss einer Zusatz-ESD verbunden ist, den Verbindungspunkt 109 für den positiven Anschluss der primären ESD, der mit einem ersten Anschluss eines Isolators und dem positiven Anschluss der primären ESD über einen Draht 919 verbunden ist, und einen Anschlussverbindungspunkt 962, der eine Starkstromsicherung 559 der Vorsicherungszentrale 193 mit einem zweiten Anschluss des Isolators über einen Draht 587 verbindet. Insbesondere verbindet der Draht 587 die mehreren Zusatzlasten über Verbindungspunkte 609 mit dem zweiten Anschluss des Isolators, was ermöglicht, dass die primäre ESD die mehreren Lasten mit Leistung versorgt, wenn der Isolator in dem geschlossenen Zustand betrieben wird.
  • Die Vorsicherungszentrale 193 ist im Fahrzeug an einer Stelle außerhalb der primären ESD verpackt. Folglich ist die Vorsicherungszentrale 193 nicht mit der primären ESD zusammengebaut. Beispielsweise kann die Vorsicherungszentrale 193 in der Fahrgastzelle des Fahrzeugs unter Fahrgastsitzen angeordnet sein. Die Vorsicherungszentrale 193 ist nicht mit dem Isolator und zugehöriger Steuerungselektronik zusammengebaut. Kosten, die mit Verdrahtungs- und Einbaubeschränkungen verbunden sind, werden erhöht, wenn die bekannte Vorsicherungszentrale 193 verwendet wird. Wie mit Bezug auf 2 festgestellt werden wird, verbindet der Isolator (z. B. 301 in 2), der einen Schalter oder eine Diode enthalten kann, die primäre ESD mit den mehreren Zusatzlasten, wenn er in einem geschlossenen Zustand betrieben wird, und er trennt die primäre ESD von den mehreren Zusatzlasten, wenn er in einem geöffneten Zustand betrieben wird.
  • 2 veranschaulicht einen bekannten Batterieisolatorschaltkreis 300, die dem Isolator und der Vorsicherungszentrale 193 von 1-1 und 1-2 entspricht, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung. Der Schaltkreis 300 enthält den Isolator 301 (auch als Isolatorschalter 301 bezeichnet), einen elektrischen Bus, der einen Startermotor 312 enthält, die primäre ESD 314, Zusatzlasten 316, den Generator 318 und die Zusatz-ESD 320. In der dargestellten Ausführungsform kann die primäre ESD 314 als eine Ankurbelbatterie bezeichnet werden und die Zusatz-ESD 320 kann als sekundäre ESD bezeichnet werden. Der erste Anschluss „1“ des Isolators 301 ist mit dem Startermotor 312 und dem positiven Anschluss der primären ESD 314 verbunden. Der zweite Anschluss „2“ des Isolators 301 ist mit den Zusatzlasten 316 und dem positiven Anschluss der Zusatz-ESD 320 verbunden. Die Zusatz-ESD 320 ist mit den Zusatzlasten 316 immer verbunden. Die Zusatzlasten 16 können eine oder mehrere Lasten des Fahrzeugs umfassen, etwa ohne Einschränkung einen Klimaanlagenkompressor, eine Fahrzeuginnenbeleuchtung, den Betrieb elektrisch verstellbarer Sitze und ein Unterhaltungssystem. Jede Zusatzlast 16, die Leistung benötigt, kann einen jeweiligen Schalter 316-1 enthalten, sodass auf der Grundlage dessen, ob der Isolatorschalter 301 in dem geschlossenen Zustand betrieben wird, Leistung von der primären ESD 314 an die eine oder die mehreren Zusatzlasten geliefert werden kann. Bei Autostartereignissen wird ermöglicht, dass sich der Schalter 301 öffnet, wenn aufgrund einer hohen Stromentnahme durch den Startermotor 312 die Spannung der primären ESD 314 um eine vorbestimmte Größe der Spannung (z. B. 0,1 Volt) unter diejenige des positiven Anschlusses der Zusatzlasten 316 (z. B. Last plus Anschluss) fällt. In Abhängigkeit von ihrem Ladezustand und dem Laststrompegel kann die Zusatz-ESD 320 die Lastspannung während des Autostartereignisses auf einem Pegel halten, der höher als dasjenige der primären ESD 314 ist. Nachdem die Kraftmaschine gestartet wurde, wird der Startermotor 312 von der primären ESD 314 getrennt und die Spannung der primären ESD 314 kehrt im Wesentlichen in die Nähe ihres Pegels vor dem Autostart zurück, wobei ermöglicht wird, dass sich der Isolatorschalter 301 schließt und der Generator 318 sowohl die primäre ESD 314 als auch die Zusatz-ESD 320 wieder aufladen kann. Während eines Kraftmaschinenautostoppereignisses wird die primäre ESD 314 entladen, um die Zusatzlasten 316 zu unterstützen, und der Ladezustand der Zusatz-ESD 20 schwankt zusammen mit demjenigen der primären ESD 314, was zu einer verringerten Lebensdauer der Zusatz-ESD 320 führt. Der Startermotor 312 kann einen jeweiligen Schalter 312-1 enthalten, sodass Leistung an den Startermotor 312 von der primären ESD 314 geliefert werden kann, um die Kraftmaschine während eines Kraftmaschinenstartereignisses, beispielsweise eines Autostartereignisses, anzukurbeln.
  • 3 veranschaulicht eine beispielhafte Ansicht eines Abschnitts 361 eines Kraftmaschinenfachs unter Verwendung der bekannten Vorsicherungszentrale 193 von 1-1 und 1-2 mit Bezug auf den Batterieisolatorschaltkreis 301 von 2 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung. Innerhalb des Abschnitts 361 des Kraftmaschinenfachs verbindet ein Startermotordraht 419 den Startermotor mit dem ersten Anschluss des Isolators 301. Wie vorstehend erwähnt wurde, ist der erste Anschluss des Isolators 301 über den Draht 891 auch mit dem positiven Anschluss der primären ESD 314 verbunden. Der Abschnitt 361 des Kraftmaschinenfachs enthält ferner den Draht 587, der den zweiten Anschluss des Isolators 301 und die Zusatzlasten verbindet. Zusätzlich dazu, dass die Vorsicherungszentrale 193 außerhalb der primären ESD 314 liegt, ist der Isolator 301 zudem außerhalb sowohl der Vorsicherungszentrale 193 als auch der primären ESD 320. Bei der Verwendung hierin bezeichnet der Begriff „außerhalb der primären ESD“ die Tatsache, dass die Vorsicherungszentrale nicht direkt an der primären ESD 314 angebracht ist und nicht mit der primären ESD 314 zusammengebaut ist.
  • 4-1 veranschaulicht auf schematische Weise einen Batterieisolatorcontroller (BIC) 101, der während eines Kraftmaschinenautostartereignisses für ein Fahrzeug zur Spannungsstabilisierung verwendet wird. Es ist festzustellen, dass der BIC 101 in dem Fahrzeug angeordnet ist, das ferner mindestens eine Kraftmaschine und ein Getriebe enthält. Das Fahrzeug kann ferner eine motorgetriebene Pumpe zum Bereitstellen von druckbeaufschlagtem Hydraulikfluid für das Getriebe enthalten, wenn die Kraftmaschine ausgeschaltet ist. Das Kraftmaschinenstartereignis kann entweder einem Kraftmaschinen-Autostartereignis oder einem Kraftmaschinen-Startereignis beim Einschalten mit einem Schlüssel entsprechen. Bei der Verwendung hierin bezeichnet der Begriff „Kraftmaschinen-Autostartereignis“ den Fall, bei dem die Kraftmaschine gestartet wird, nachdem die Kraftmaschine von einem elektronischen Kraftmaschinensteuerungsmodul (ECM) bei speziellen Fahrbedingungen momentan gestoppt und nicht mit Kraftstoff versorgt wurde, etwa wenn das Fahrzeug an einer Ampel gestoppt wird und ein Bremspedal gedrückt wird. Das Kraftmaschinen-Autostartereignis kann eingeleitet werden, wenn eine Bewegung des Fahrzeugs gewünscht wird. Bei der Verwendung hierin bezeichnet der Begriff „Kraftmaschinenstartereignis beim Einschalten mit einem Schüssel“ den Fall, bei dem die Kraftmaschine zum ersten Mal gestartet wird, nachdem die Kraftmaschine eine längere Zeitspanne lang während eines Schlüssel-ausgeschaltet-Ereignisses gestoppt und nicht mit Kraftstoff versorgt gewesen ist. Diese Offenbarung wird darauf gerichtet sein, dass das Kraftmaschinenstartereignis dem Kraftmaschinen-Autostartereignis entspricht; es versteht sich jedoch, dass Ausführungsformen hierin gleichermaßen auf den Fall angewendet werden können, bei dem das Kraftmaschinenstartereignis dem Kraftmaschinenstartereignis beim Einschalten mit einem Schlüssel entspricht. Obwohl der Begriff „Batterie“ verwendet wird, ist festzustellen, dass der BIC 101 auf einen beliebigen Typ von Energiespeichervorrichtung angewendet werden kann. Der BIC 101 enthält ein Batterieverteilungsmodul (BDM) 110, eine primäre elektrische Energiespeichervorrichtung (ESD) 14, eine Zusatz-ESD 20, ein Zündungsmodul 11, einen Startermotor 12, einen Generator 18, ein elektrohydraulisches Getriebepumpenmodul 42, ein Startersolenoidmodul 40, ein Startersolenoid 39, und ein Modul 68 für eine mit einem Bus verbundene elektrische Zentrale (BEC-Modul, BEC von Bussed Electrical Center). Obwohl das Zündungsmodul, das elektrohydraulische Getriebepumpenmodul und das Startersolenoidmodul 11, 42 bzw. 40 bei der veranschaulichten Ausführungsform als separate Module dargestellt sind, versteht es sich, dass die Module 11, 42 und 40 alle Bestandteil eines Kraftmaschinensteuerungsmoduls 5 sein können. Das BDM 110 enthält mehrere BDM-Komponenten, die einen Zusatzsicherungsanschluss 130, einen primären Sicherungsanschluss 140, ein Schaltervorrichtungsmodul 150 und ein Lastmodul 170 enthalten. Das Lastmodul 170 regelt die Verteilung von elektrischer Leistung von der primären und der Zusatz-ESD 14 bzw. 20 an eine oder mehrere Zusatzlasten 16 des Fahrzeugs, die jeweils mit entsprechenden Sicherungen 172 des Lastmoduls 170 gekoppelt sind. Das BEC-Modul 68 ist mit einer entsprechenden Sicherung 174 des Lastmoduls 170 elektrisch gekoppelt und regelt Leistung für Lasten, die kleinere Ströme benötigen als die eine oder die mehreren Zusatzlasten 16 des Fahrzeugs, die mit dem BDM 110 verbunden sind. Bei einigen Ausführungsformen kann das BEC-Modul 58 Leistung zu mehreren elektrischen Zentralen leiten, um kleinere Lasten zu regeln. Beispielsweise kann das BEC-Modul 68 Leistung an elektrische Zentralen leiten, die in der Front, im Heck und im Kofferraum des Fahrzeugs angeordnet sind.
  • Das Schaltervorrichtungsmodul 150 des BDM 110 enthält einen Controller 10, eine erste Schaltervorrichtung 22 und eine zweite Schaltervorrichtung 24. Der Begriff „Controller“ bezeichnet, so wie er hier verwendet wird, eine Verarbeitungsvorrichtung. Folglich werden die Begriffe „Controller“ und „Verarbeitungsvorrichtung“ hier synonym verwendet. Ein zweiter Anschluss der ersten Schaltervorrichtung 22 ist über den primären Sicherungsanschluss 140 mit einem positiven Anschluss 17 der primären ESD 14 elektrisch gekoppelt. Bei der veranschaulichten, nicht einschränkenden Ausführungsform ist der zweite Anschluss der ersten Schaltervorrichtung 24 ein Source-Anschluss. Im Nachstehenden wird hier der Begriff „zweiter Anschluss“ synonym als die „Source“ der ersten Schaltervorrichtung 22 bezeichnet. Der primäre Sicherungsanschluss 140 enthält drei Sicherungen, wobei eine erste Sicherung 140-1 mit einem integrierten Batteriesensor (IBS) 15 an der primären ESD 14 elektrisch gekoppelt ist, eine zweite Sicherung 140-2 mit dem Startermotor 12 elektrisch gekoppelt ist und eine dritte Sicherung 140-3 mit dem Generator 18 elektrisch gekoppelt ist. Ein erster Anschluss der ersten Schaltervorrichtung 22 ist mit einem positiven Anschluss 171 des Lastmoduls 170 elektrisch gekoppelt. Bei der nicht einschränkenden veranschaulichten Ausführungsform ist der erste Anschluss der ersten Schaltervorrichtung 22 ein Drain-Anschluss. Im Nachstehenden wird hier der Begriff „erster Anschluss“ synonym als der „Drain“ der ersten Schaltervorrichtung bezeichnet. Wenn die erste Schaltervorrichtung 22 geschlossen ist, ist die primäre ESD 14 mit dem Lastmodul 170 mit einem sehr geringen Widerstand (z. B. weniger als 1 Milliohm) elektrisch gekoppelt. Ein zweiter Anschluss der zweiten Schaltervorrichtung 24 ist mit dem positiven Anschluss 171 des Lastmoduls 170 elektrisch gekoppelt. Bei der veranschaulichten, nicht einschränkenden Ausführungsform ist der zweite Anschluss der zweiten Schaltervorrichtung 24 ein Source-Anschluss. Im Nachstehenden wird hier der Begriff „zweiter Anschluss“ synonym als die „Source“ der zweiten Schaltervorrichtung 24 bezeichnet. Ein erster Anschluss der zweiten Schaltervorrichtung 24 ist über den Zusatzsicherungsanschluss 130 mit einem positiven Anschluss 21 der Zusatz-ESD 20 elektrisch gekoppelt. Bei der veranschaulichten, nicht einschränkenden Ausführungsform ist der erste Anschluss der zweiten Schaltervorrichtung 24 ein Drain-Anschluss. Hier im Nachstehenden wird der Begriff „erster Anschluss“ synonym als der „Drain“ der zweiten Schaltervorrichtung bezeichnet werden. Der Zusatzsicherungsanschluss 130 enthält eine erste Sicherung 131, die mit der Zusatz-ESD 20 elektrisch gekoppelt ist. Wenn die zweite Schaltervorrichtung 24 geschlossen ist, ist die Zusatz-ESD 20 mit dem Lastmodul 170 elektrisch gekoppelt. Bei anderen Ausführungsformen können die ersten Anschlüsse Source-Anschlüssen entsprechen und die zweiten Anschlüsse können Drain-Anschlüssen entsprechen.
  • Die ESDs 14 und 20 können beide Niederspannungsbatterien (z.B. 12 Volt) enthalten, bei denen jeweilige negative Anschlüsse geerdet sind, wobei in einer nicht einschränkenden beispielhaften Ausführungsform die primäre ESD 14 ausgestaltet ist, um mindestens 70 Amperestunden zu liefern, und die Zusatz-ESD 20 ausgestaltet ist, um etwa 10 Amperestunden zu liefern. Die primäre ESD 14 ist in der Lage, elektrische Energie für mehrere Kraftmaschinenstarts und Reservelasten während Ereignissen mit ausgeschaltetem Schlüssel über längere Zeitspannen hinweg bereitzustellen. Zudem kann die primäre ESD 14 elektrische Energie für Spitzenlasten über die Ausgabe des Generators 18 hinaus bereitstellen. Die primäre ESD 14 liefert elektrische Leistung während Kraftmaschinenstarts an den Startermotor 12, um die Kraftmaschine anzukurbeln. Die primäre ESD 14 liefert während eines Normalbetriebs der Kraftmaschine und beim Vorhandensein einer Autostopp-Bedingung der Kraftmaschine zudem elektrische Leistung an das Lastmodul 170. Wie offensichtlich werden wird, werden die primäre ESD 14 und der Startermotor 12 mit Hilfe des Öffnens der ersten Schaltervorrichtung 22 bei Kraftmaschinenankurbelereignissen, z.B. einem Kraftmaschinen-Autostart, von dem Lastmodul 170 entkoppelt/getrennt. Die erste Schaltervorrichtung 22 wird niemals geöffnet, bevor die zweite Schaltervorrichtung 24 geschlossen ist. Vor und während des Kraftmaschinen-Autostartereignisses zum Ankurbeln der Kraftmaschine wird die Zusatz-ESD 20 mit dem Lastmodul 170 mit Hilfe des Schließens der zweiten Schaltervorrichtung 24 elektrisch gekoppelt/verbunden. Es ist wünschenswert, die Zusatz-ESD 20 unmittelbar nach dem Kraftmaschinen-Autostart aufzuladen, indem die zweite Schaltervorrichtung 24 eine vorbestimmte Zeitspanne lang geschlossen gehalten wird, und einen vollständig aufgeladenen Zustand der Zusatz-ESD 20 aufrecht zu erhalten. Nach der vorbestimmten Zeitspanne hält die Zusatz-ESD 20 den vollständig aufgeladenen Zustand aufrecht, indem sie von dem Lastmodul 170 durch Öffnen der zweiten Schaltervorrichtung 24 getrennt wird. Die Zusatz-ESD 20 kann elektrische Energie an eine oder mehrere Zusatzlasten 16 des Fahrzeugs während Kraftmaschinen-Startereignissen eine vorbestimmte Zeitspanne lang liefern und die Spannung innerhalb vorbestimmter Pegel halten.
  • Der Controller 10 ist ausgestaltet, um das Öffnen und Schließen der ersten und zweiten Schaltervorrichtungen 22 bzw. 24 auf der Grundlage von Zündungs-, Start_EINGESCHALTET- und Auto Stopp-Signalen 13, 41 bzw. 43 zu steuern, die von dem Controller 10 mit Hilfe eines Signalverbinders 23 des Schaltervorrichtungsmoduls 150 empfangen werden. Bei einer Ausführungsform können die Signale 13, 41 und 43 von dem ECM 5 erzeugt werden. Der Controller 10, z.B. die Logik des Schaltervorrichtungsmoduls 150, empfängt ferner ein Massesignal 19. Bei einer Ausführungsform werden die Signale 13, 41, 43 und 19 jeweils an einem entsprechenden Anschluss des Signalverbinders 23 über einen entsprechenden Draht empfangen. Das Zündungssignal 13 wird von dem Zündungsmodul 11 geliefert und zeigt an, ob der Zustand des Fahrzeugs EINGESCHALTET, z.B. eine Schüssel-EINGESCHALTET-Bedingung, oder AUSGESCHALTET ist, z.B. eine Schlüssel-AUSGESCHALTET-Bedingung. Das Zündungssignal 13 ist aktiv, wenn die Fahrzeugschlüssel-EINGESCHALTET-Bedingung vorhanden ist.
  • Wenn das Start_EINGESCHALTET-Signal 41 aktiv ist, wird das Kraftmaschinenstartereignis, das entweder das Kraftmaschinen-Autostartereignis oder das Kraftmaschinenstartereignis beim Einschalten mit einem Schlüssel umfasst, angezeigt. Wenn das Start-EINGESCHALTET-Signal 41 aktiv ist, kann es betrieben werden, um die zweite Schaltervorrichtung 24 in Reihe mit der Zusatz-ESD 20 zu schließen und es erlaubt erst, nachdem die zweite Schaltervorrichtung 24 geschlossen ist, dass die erste Schaltervorrichtung 22 in Reihe mit der primären ESD 14 geöffnet wird, im Fall, dass die Spannung der primären ESD 14 unter die der Zusatz-ESD 20 fällt. Bei einer beispielhaften Ausführungsform ohne Einschränkung wird die erste Schaltervorrichtung 22 innerhalb von 5 Millisekunden geöffnet, nachdem die zweite Schaltervorrichtung 24 geschlossen wurde. Es ist festzustellen, dass die zweite Schaltervorrichtung 24 innerhalb einer vorbestimmten Verzögerung nach dem Einleiten des aktiven Start_EINGESCHALTET-Signals 41 geschlossen wird. Die vorbestimmte Verzögerung kann als eine maximale vorbestimmte Zeitspanne bezeichnet werden. Bei einem Beispiel ohne Einschränkung beträgt die vorbestimmte Verzögerung 2,0 Millisekunden. Das Start_EINGESCHALTET-Signal 41 wird aus einem Zustandssignal von dem Startersolenoidmodul 40 bestimmt. Bei einer Ausführungsform ist das Start_EINGESCHALTET-Signal 41 aktiv, wenn das Zustandssignal des Startersolenoidmoduls 40 EINGESCHALTET ist, und das Start_EINGESCHALTET-Signal 41 ist nicht aktiv, wenn das Zustandssignal des Startersolenoidmoduls 40 AUSGESCHALTET ist. Wenn das Start-EINGESCHALTET-Signal 41 nicht aktiv ist, z.B. ein inaktives Start-EINGESCHALTET-Signal 41, ist das Kraftmaschinenstartereignis abgeschlossen. Es ist festzustellen, dass, wenn das Zustandssignal des Startersolenoidmoduls 40 AUSGESCHALTET ist, das Solenoid 39 des Startermotors 12 deaktiviert ist, weil es nicht gewünscht ist, die Kraftmaschine zu starten. Wenn das Zustandssignal des Startersolenoidmoduls 40 analog EINGESCHALTET ist, ist das Solenoid 39 des Startermotors 12 aktiviert, weil es gewünscht ist, die Kraftmaschine zu starten. Folglich ermöglicht das Benutzen des Zustandssignals von dem Startersolenoidmodul 40, dass das Start_EINGESCHALTET-Signal 41 bestimmt werden kann, ohne dass ein zusätzliches Signal von einem Kraftmaschinensteuerungsmodul erhalten werden muss, welches das Autostartereignis der Kraftmaschine anzeigt. Der Fachmann auf dem Gebiet erkennt, dass zusätzliche Kosten entstehen würden, wenn das Kraftmaschinensteuerungsmodul ein Signal, das das Autostartereignis anzeigt, an den Controller 10, z.B. die Logik des Schaltervorrichtungsmoduls 150, senden müsste.
  • Das Auto_Stopp-Signal 43 wird aus einem Zustandssignal von dem elektrohydraulischen Getriebepumpenmodul 42 (hier nachstehend das „Pumpenmodul 42“) bestimmt. Es ist festzustellen, dass, wenn das Zustandssignal des Pumpenmoduls 42 EINGESCHLATET ist, eine von einem Elektromotor angetriebene Pumpe, die ausgestaltet ist, um druckbeaufschlagtes Hydraulikfluid an ein Getriebe des Fahrzeugs zu liefern, eingeschaltet werden muss, wenn die Kraftmaschine ausgeschaltet ist. Wenn daher das Zustandssignal des Pumpenmoduls 42 EINEGESCHALTET und aktiv ist, ist auch das Auto_Stopp-Signal 43 aktiv, um einen Autostopp der Kraftmaschine anzuzeigen. Das Auto_Stopp-Signal 43 kann, wenn es aktiv ist, betrieben werden, um die zweite Schaltervorrichtung 24 in Reihe mit der Zusatz-ESD 20 zu öffnen. Analog ist das Auto_Stopp-Signal 43 nicht aktiv, wenn das Zustandssignal des elektrohydraulischen Getriebepumpenmoduls 42 AUSGESCHALTET ist. In Fahrzeugen, die nicht mit einer elektrohydraulischen Getriebepumpe ausgestattet sind und die daher kein Modul für eine elektrisch angetriebene Pumpe aufweisen, kann das Auto_Stopp-Signal 43 direkt von einem Kraftmaschinensteuerungsmodul erhalten werden.
  • 4-2 veranschaulicht auf schematische Weise einen weiteren beispielhaften BIC 101', der zur Spannungsstabilisierung während eines Kraftmaschinenstartereignisses in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung verwendet wird. Gleiche Bezugszeichen des BIC 101' in der veranschaulichten Ausführungsform von 4-2 entsprechen gleichen Bezugszeichen des BIC 101 von 4-1. Statt dass der Generator 18 des BIC 101 von 4-1 mit der ersten Sicherung des primären Sicherungsanschlusses elektrisch gekoppelt ist, ist der Generator 18' der veranschaulichten Ausführungsform von 4-2 mit der Sicherung 174 des Lastmoduls 170 elektrisch gekoppelt. Folglich ist die dritte Sicherung 140-3 des BIC 101 von 4-1 nicht in dem BIC 101' der dargestellten Ausführungsform von 4-2 enthalten. Die BICs 101 und 101' sind nicht einschränkend und die hier enthaltenen Ausführungsformen können unter Verwendung eines der BICs 101 oder 101' ausgeführt werden.
  • Diese Offenbarung wird sich der Einfachheit halber auf das BDM 110 von 4-1 beziehen; jedoch sind die hier offenbarten Ausführungsformen gleichermaßen auf das BDM 110' von 4-2 anwendbar. Die Schaltervorrichtungen 22 und 24 können Leistungshalbleitervorrichtungen sein, die an Stromschienen montiert sind, die zum Verteilen und Dissipieren der Wärme dienen, die von den Schaltern erzeugt wird, wenn sie elektrischen Strom leiten. Der Controller 10, beispielsweise die Logik, des Schaltervorrichtungsmoduls 150 kann eine gedruckte Leiterplatte (PC-Leiterplatte) enthalten oder anderweitig darauf integriert sein, welche an den Schaltervorrichtungen 22 und 24 direkt oder in deren Nähe angebracht ist, um eine Verdrahtung zu minimieren. Die gedruckte Leiterplatte kann beispielsweise unter Verwendung von einschnappenden Montagemerkmalen, lötfreien Presspassungsanschlüssen, Distanzanschlüssen, Headern und Steckern und gelöteten Anschlüssen befestigt sein. Der Controller 10 für die Schaltervorrichtungen 22 und 24 und der Signalverbinder 23 empfangen die Fahrzeugsignale (z. B. Zündung 13, Start_EINGESCHALTET 41, Auto_Stopp 43 und Masse 19), die vorstehend mit Bezug auf 4-1 und nachstehend in weiterem Detail mit Bezug auf das Schaltervorrichtungsmodul 150 von 7 beschrieben sind. Die bekannte Vorsicherungszentrale 193, die vorstehend mit Bezug auf 1-1 und 1-2 beschrieben wurde, enthält keinen Controller, der ausgestaltet ist, um Fahrzeugsignale zu empfangen, um den externen Isolator 301 zwischen den entsprechenden geöffneten und geschlossenen Zuständen zu betreiben.
  • In der veranschaulichten Ausführungsform ist das BDM 110 direkt auf der Oberseite der primären ESD 14 integriert und das BDM 110, das den Controller enthält, wird anstelle der bekannten Vorsicherungszentrale 193 verwendet, die vorstehend mit Bezug auf 1-1 und 1-2 beschrieben ist. Bei einer Ausführungsform ist das BDM 110 an der Oberseite der primären ESD unter Verwendung von Einschnapp-Montagemerkmalen angebracht. Zudem integriert das BDM 110 den Controller 10 und die Schaltervorrichtungen 22 und 24. Im Gegensatz dazu befindet sich der externe Isolator 301 des bekannten Batterieisolatorschaltkreises 300, der vorstehend mit Bezug auf 2 und 3 beschrieben ist, außerhalb des Vorsicherungsschaltkreises 193. Folglich ist der externe Isolator 301 nicht in den Vorsicherungsschaltkreis integriert. Ausführungsformen hier sind auf das Integrieren des BDM 110 einschließlich des Controllers 10 und der Schaltervorrichtungen 22 und 24 des Schaltervorrichtungsmoduls 150, direkt auf der Oberseite der primären ESD 14 gerichtet, um zu ermöglichen, dass eine stabilisierte Spannung während eines Kraftmaschinenstartereignisses an die eine oder die mehreren Zusatzlasten 16 geliefert wird, indem die erste Schaltervorrichtung 22 geöffnet wird, nachdem die zweite Schaltervorrichtung 24 geschlossen worden ist, auf der Grundlage mindestens eines der empfangenen Zündungs-, Start_EINGESCHALTET-, und Auto_Stopp-Signale 13, 41 bzw. 43. Die Integration des BDM 110 direkt auf der Oberseite der primären ESD 14 wird nachstehend mit Bezug auf 6 in weiterem Detail beschrieben.
  • 5 veranschaulicht einen beispielhaften Batterieisolatorschaltkreis 200, der dem Batterieisolatorcontroller 101, 101' von 4-1 und 4-2 entspricht, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung. Der Batterieisolatorschaltkreis (IC) 200 enthält den Controller 10, die erste Schaltervorrichtung 22 und die zweite Schaltervorrichtung 24 des Schaltervorrichtungsmoduls 150 und einen elektrischen Leistungsbus, der den Startermotor 12, die primäre ESD 14, Zusatzlasten 16, den Generator 18 und die Zusatz-ESD 20 umfasst. Bei der dargestellten Ausführungsform kann die primäre ESD 14 als eine Ankurbelbatterie bezeichnet werden und die Zusatz-ESD 20 kann als eine sekundäre ESD bezeichnet werden. Die Zusatzlasten 16 können eine oder mehrere Lasten des Fahrzeugs enthalten, etwa ohne Einschränkung einen Klimaanlagenkompressor, eine Fahrzeuginnenbeleuchtung, den Betrieb elektrisch verstellbarer Sitze und ein Unterhaltungssystem. Der Startermotor 12 enthält einen Solenoidschalter 12-1, der bei Kraftmaschinenstartereignissen, z.B., wenn das Start_EINGESCHALTET-Signal 41 aktiv ist, geschlossen wird. Jede Zusatzlast 16, die Leistung benötigt, kann einen jeweiligen Schalter 16-1 enthalten, so dass Leistung an die eine oder die mehreren Zusatzlasten 16 entweder von der primären oder von der Zusatz-ESD 14 bzw. 20 auf der Grundlage dessen geliefert werden kann, ob die erste und zweite Schaltervorrichtung 22 bzw. 24 geöffnet oder geschlossen sind. Die Zusatzlasten, die elektrische Leistung benötigen, werden normalerweise von dem Generator 18 und der primären ESD 14 mit elektrischer Leistung versorgt, wenn die Kraftmaschine eingeschaltet ist und innerhalb des normalen Drehzahlbereichs der Kraftmaschine läuft.
  • 6-1 bis 6-4 veranschaulichen den Zusammenbau des beispielhaften BDM 110' von 4-2 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung. Obwohl die 6-1 bis 6-4 die Montage des BDM 110' von 4-2 darstellen, kann die für 6-1 bis 6-4 beschriebene Beschreibung auf ähnliche Weise auf die Montage des BDM von 4-1 angewendet werden.
  • Mit Bezug auf 6-1 enthält das BDM 110' eine elektrische Busanordnung 720, die einen ersten elektrischen Bus 720-1, einen zweiten elektrischen Bus 720-2 und einen dritten elektrischen Bus 720-3 enthält. Bei den veranschaulichten Ausführungsformen von 6-1 bis 6-4 enthält die elektrische Busanordnung eine elektrische Stromschienenanordnung und der erste, zweite und dritte elektrische Bus 720-1, 720-2 und 720-3 enthalten erste, zweite bzw. dritte Stromschienen. Der Einfachheit halber werden hier nachstehend die Begriffe „elektrische Busanordnung“ und „elektrischer Bus“ als „Stromschienenanordnung“ und „Stromschiene“ bezeichnet werden. Diese Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt, dass die elektrische Busanordnung Stromschienen enthält, und sie kann beliebige leitfähige Vorrichtungen enthalten, wie etwa ohne Einschränkung Platten, Drähte oder Kabel, die zum Bereitstellen einer elektrischen Kommunikation zwischen einer/einem oder mehreren Vorrichtungen, Modulen, Sicherungen oder Komponenten des BDM 110' in der Lage sind. Die erste Stromschiene 720-1 ist mit einem Drain der ersten Schaltervorrichtung 22', einer Source der zweiten Schaltervorrichtung 24' und dem positiven Anschluss 171' des Lastmoduls 170' direkt verbunden. Die erste Stromschiene 720-1 koppelt auf elektrische Weise den Drain der ersten Schaltervorrichtung 22' mit der einen oder den mehreren Zusatzlasten 16', und sie koppelt auf elektrische Weise die Source der zweiten Schaltervorrichtung 24' mit der einen oder den mehreren Zusatzlasten 16'.
  • Die zweite Stromschiene 720-2 ist mit einer Source der ersten Schaltervorrichtung 22' direkt verbunden. Bei einer Ausführungsform enthält die zweite Stromschiene 720-2 den damit zusammengebauten primären Sicherungsanschluss 140'. Bei einer anderen Ausführungsform ist die zweite Stromschiene 720-2 an dem primären Sicherungsanschluss 140' direkt angebracht und elektrisch damit gekoppelt. Es ist festzustellen, dass die zweite Stromschiene 720-2 und der primäre Sicherungsanschluss 140' mit der ersten Stromschiene 720-1 elektrisch gekoppelt sind, wenn die erste Schaltervorrichtung 22' geschlossen ist. Wie festzustellen ist, existiert nur, wenn die erste Schaltervorrichtung 22' geschlossen ist, eine elektrische Verbindung zwischen der primären ESD 14', dem primären Sicherungsanschluss 140', der zweiten Stromschiene 720-2 und dem Lastmodul 170' derart, dass die primäre ESD 14' mit der einen oder den mehreren Zusatzlasten 16' elektrisch gekoppelt werden kann.
  • Die dritte Stromschiene 720-3 ist mit einem Drain der zweiten Schaltervorrichtung 24' direkt verbunden. Bei einer Ausführungsform enthält die dritte Stromschiene 720-3 den damit zusammengebauten Zusatzsicherungsanschluss 130'. Bei einer anderen Ausführungsform ist die dritte Stromschiene 720-3 an dem Zusatzsicherungsanschluss 130' direkt angebracht und damit elektrisch gekoppelt. Es ist festzustellen, dass die dritte Stromschiene 720-3 und der Zusatzsicherungsanschluss 130' mit der ersten Stromschiene 720-3 elektrisch gekoppelt sind, wenn die zweite Schaltervorrichtung 24' geschlossen ist. Wie festzustellen ist, existiert nur, wenn die zweite Schaltervorrichtung 24' geschlossen ist, eine elektrische Verbindung zwischen der Zusatz-ESD 20', dem Zusatzsicherungsanschluss 130' und der dritten Stromschiene 720-3 und dem Lastmodul 170' derart, dass die Zusatz-ESD 20' mit der einen oder den mehreren Zusatzlasten 16' elektrisch gekoppelt werden kann.
  • Mit Bezug auf 6-2 umfasst die Montage des BDM 110' ferner eine gedruckte Leiterplatte 740, die den Controller 10' des Schaltermoduls 150' enthält, das mit den Schaltervorrichtungen 22 und 24 und der elektrischen Stromschiene 720 direkt integriert ist. Der Begriff „direkt integriert“ bezeichnet, so wie er hier verwendet wird, dass die gedruckte Leiterplatte 740 mehrere Schichten enthält, die unter Verwendung von Standardtechniken für gedruckte Leiterplatten miteinander verbunden sind, wobei jede Schicht jeweils einer der Schaltervorrichtungen 22' und 24', dem Controller 10' und der Stromschienenanordnung (z .B. der elektrischen Busanordnung) 720 entspricht. Daher sind in die gedruckte Leiterplatte 740, die den Controller 10' enthält, die Schaltervorrichtungen 22' und 24', und die Stromschienenanordnung 720 integriert. Bei einer Ausführungsform enthält der Signalverbinder 23' des Controllers 10', der in 4-2 veranschaulicht ist, mehrere Anschlüsse, die jeweils ausgestaltet sind, um ein entsprechendes der Zündungs-, Start_EINGESCHALTET-, Auto_Stopp- und Massesignale 13, 41, 43 bzw. 19 zu empfangen. Bei der veranschaulichten Ausführungsform kann jedes der Signale 13, 41, 43, 19 über entsprechende von mehreren Drähten 730 an die gedruckte Leiterplatte 740 übertragen werden, welche den Controller 10' enthält.
  • Mit Bezug auf 6-3 umfasst die Montage des BDM 110' ferner das Bereitstellen eines Zusatzdrahts 750, um den Zusatzsicherungsanschluss 130' und den Drain der zweiten Schaltervorrichtung 24 mit dem positiven Anschluss 21' der Zusatz-ESD 20' elektrisch zu koppeln. Ein Draht 760 für einen intelligenten Batteriesensor (IBS) wird bereitgestellt, um den IBS 15' an der primären ESD 14' mit der ersten Sicherung 140-1' des primären Sicherungsanschlusses 140' elektrisch zu koppeln. Ein Startermotordraht 770 wird bereitgestellt, um den Startermotor 12 mit der zweiten Sicherung 140-2' des primären Sicherungsanschlusses 140' elektrisch zu koppeln. Ein Schutzgehäuse 755 schützt das BDM 110'. Ferner ist der positive Anschluss 17' der primären ESD 14' veranschaulicht.
  • Mit Bezug auf 6-4 umfasst die Montage des BDM 110' ferner das Zusammenbauen des BDM 110' direkt mit der primären ESD 14', wobei der primäre Sicherungsanschluss 140' direkt an dem positiven Anschluss 17' der primären ESD 14 angebracht und damit elektrisch gekoppelt wird. Der primäre Sicherungsanschluss 140' wird innerhalb eines Bereichs 777 mit dem positiven Anschluss 779 der primären ESD 14' elektrisch gekoppelt. Insbesondere wird ein Verbindungspunkt des primären Sicherungsanschlusses 140' direkt an dem positiven Anschluss 17' der primären ESD 14' angebracht, um den positiven Anschluss 17' der primären ESD 14' auf elektrische Weise mit der Source der ersten Schaltervorrichtung 22' und dem Startermotor zu koppeln. Bei der veranschaulichten Ausführungsform wird der primäre Sicherungsanschluss 140' unter Verwendung von Einklemmmerkmalen oder Presspassungsmontagemerkmalen direkt an dem positiven Anschluss 17' der primären ESD 14' angebracht. Folglich wird das BDM 110', das das integrierte Schaltermodul 150' enthält, direkt an die Oberseite der primären ESD 14' angebaut. Es ist festzustellen, dass der primäre Sicherungsanschluss 140' eine kontinuierliche ununterbrochene elektrische Kopplung zwischen der primären ESD 14' und dem Startermotor derart bereitstellt, dass die primäre ESD 14' elektrische Leistung an den Startermotor bei Kraftmaschinenstartereignissen liefern kann, um die Kraftmaschine anzukurbeln. Es ist ferner festzustellen, dass der primäre Sicherungsanschluss 140' eine elektrische Kopplung zwischen der primären ESD 14' und dem Lastmodul 170' nur bereitstellt, wenn die erste Schaltervorrichtung 22' geschlossen ist, sodass die primäre ESD 14' elektrische Leistung an die eine oder die mehreren Zusatzlasten 16' liefern kann.
  • 6-4 zeigt ferner den Zusatzdraht 750, den IBS-Draht 760 und den Startermotordraht 770, wie vorstehend mit Bezug auf 6-3 beschrieben wurde. Zudem wird ein Lastdraht 780 bereitgestellt, um eine der Zusatzlasten 16' mit der entsprechenden Sicherung 172' des Lastmoduls 170' elektrisch zu koppeln. Es wird ein BEC-Draht 790 bereitgestellt, um die entsprechende Sicherung 174' des Lastmoduls 170' mit dem BEC-Modul 68' elektrisch zu koppeln, welches Leistung für Lasten regelt, die kleinere Ströme benötigen als die eine oder die mehreren Zusatzlasten 16' des Fahrzeugs. Obwohl es in 6-4 nicht explizit dargestellt ist, kann ein Generatordraht bereitgestellt werden, um den Generator 18' mit der entsprechenden Sicherung 174' des Lastmoduls 170' elektrisch zu koppeln.
  • 7 veranschaulicht Eingabe- und Ausgabesignale für das Schaltervorrichtungsmodul 150, 150' des Batterieverteilungsmoduls 110, 110' von 4-1 und 4-2 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung. Der Controller 10, z.B. eine Logik, empfängt das Zündungssignal 13 vom Zündungsmodul 11, das Start-EINGESCHALTET-Signal 41 vom Startersolenoidmodul 40, das Auto Stopp-Signal 43 vom Pumpenmodul 42 und das Massesignal 19 von einem Massemodul 15. Der Controller 10 überwacht ferner eine primäre ESD-Spannung mit Hilfe eines Signals 145, das von der primären ESD 14 bereitgestellt wird, eine Zusatzlastspannung über ein Signal 165, das von der einen oder den mehreren Zusatzlasten 16 bereitgestellt wird, und eine Zusatz-ESD-Spannung mit Hilfe eines Signals 205, das von der Zusatz-ESD 20 bereitgestellt wird. Es versteht sich, dass die primäre ESD 14, die eine oder die mehreren Zusatzlasten 16 und die Zusatz-ESD 20 jeweils integrierte Sensoren enthalten können, die ausgestaltet sind, um die entsprechenden Spannungen zu messen. Es versteht sich außerdem, dass das Lastmodul 170 einen integrierten Sensor enthalten kann, der ausgestaltet ist, um die entsprechende Spannung der einen oder der mehreren Zusatzlasten 16 zu messen. Auf der Grundlage des Zündungssignals 13, des Start_EINGESCHALTET-Signals 41 und/oder des Auto_Stopp-Signals 43 wir das Öffnen und Schließen der ersten und zweiten Schaltervorrichtung 22 bzw. 24 gesteuert. Die erste Schaltervorrichtung 22 kann betrieben werden, um die primäre ESD 14 und ein Schütz des Startermotors 12 mit einem positiven Anschluss der einen oder mehreren Zusatzlasten 16 elektrisch zu koppeln, wenn er geschlossen ist. Insbesondere koppelt die erste Schaltervorrichtung 22, wenn sie geschlossen ist, die primäre ESD 14 und ein Schütz des Startermotors 12 auf elektrische Weise mit dem positiven Anschluss 171 des Lastmoduls 170, wobei das Lastmodul 170 die Verteilung elektrischer Leistung an die eine oder die mehreren Zusatzlasten 16 verwaltet. Im geöffneten Zustand kann die erste Schaltervorrichtung 22 betrieben werden, um die primäre ESD 14 (und das Startermotorschütz) von den einen oder den mehreren Zusatzlasten 16 zu trennen und zu entkoppeln.
  • Die erste Schaltervorrichtung 22 kann so betrieben werden, dass sie sich innerhalb einer kurzen ersten vorbestimmten Zeitspanne (z.B. 10 Mikrosekunden) nachdem das Start_EINGESCHALTET-Signal 41 aktiv geworden ist, öffnet, wenn eine Ankurbelspannung am positiven Anschluss der primären ESD 14 um eine vorbestimmte Größe unter eine überwachte Spannung der Zusatz-ESD 20 abfällt. Der Controller 10 erlaubt niemals, dass sich die erste Schaltervorrichtung 22 öffnet, sofern nicht die zweite Schaltervorrichtung 24 geschlossen ist, wobei die zweite Schaltervorrichtung 24 innerhalb einer maximalen vorbestimmten Zeitspanne (z.B. der vorbestimmten Verzögerung von 2 Millisekunden) nachdem das Start_EINGESCHALTET-Signal 41 zum ersten Mal aktiv wird und von dem Controller 10 empfangen wird, geschlossen werden muss. Daher öffnet sich die erste Schaltervorrichtung 22 innerhalb der ersten vorbestimmten Zeitspanne, nachdem das Start_EINGESCHALTET-Signal 41 erstmals aktiv wurde und nachdem die zweite Schaltervorrichtung 24 geschlossen worden ist. Danach bleibt die erste Schaltervorrichtung 22 geöffnet, bis eine oder mehrere vorbestimmte Bedingungen aufgetreten sind. Bei einer Ausführungsform wird die erste Schaltervorrichtung 22 in den geschlossenen Zustand überführt, wenn die vorbestimmte Bedingung auftritt, in Ansprechen darauf, dass die Spannung der primären ESD 14 die Spannung der einen oder der mehreren Zusatzlasten 16 um eine vorbestimmte Größe überschreitet. Bei einer anderen Ausführungsform wird die erste Schaltervorrichtung 22 in den geschlossenen Zustand überführt, wenn die vorbestimmte Bedingung auftritt, in Ansprechen darauf, dass eine zweite vorbestimmte Zeitspanne seit dem Zeitpunkt vergangen ist, an dem das Start_EINGESCHALTET-Signal 41 aktiv geworden ist. Bei dieser Ausführungsform muss die zweite vorbestimmte Zeitspanne vergehen, auch wenn die Spannung der primären ESD 14 die Spannung der einen oder mehreren Zusatzlasten 16 um die vorbestimmte Größe überschritten hat, bevor die zweite vorbestimmte Zeitspanne vergangen ist. Bei noch einer weiteren Ausführungsform wird die erste Schaltervorrichtung 22 in den geschlossenen Zustand überführt, wenn die vorbestimmte Bedingung auftritt, in Ansprechen darauf, dass das Start_EINGESCHALTET-Signal 41 nicht mehr aktiv ist, z.B. inaktiv ist. Das inaktive Start_EINGESCHALTET-Signal 41 zeigt die Beendigung des Kraftmaschinenstartereignisses an. Ausführungsformen sind hier darauf gerichtet, dass die erste Schaltervorrichtung 22 bei Stromentnahmen von mehr als 5 Ampere eine Selbsthaltung [engl.: self bias] aufweist und bei Stromentnahmen kleiner als 100 Milliampere nicht vorgespannt bleibt. Die zweite Schaltervorrichtung 24 kann betrieben werden, um die Zusatz-ESD 20 mit dem positiven Anschluss (z.B. dem positiven Anschluss 171 des Lastmoduls 170) der einen oder der mehreren Zusatzlasten 16 elektrisch zu koppeln, wenn sie geschlossen ist.
  • Wie vorstehend erwähnt wurde, muss die zweite Schaltervorrichtung 24 innerhalb der vorbestimmten Verzögerung (die auch als die „maximale vorbestimmte Zeitspanne“ bezeichnet wird) geschlossen werden, nachdem das Start_EINGESCHALTET-Signal 41 aktiv wird. Es ist festzustellen, dass in Ansprechen darauf, dass das Start_EINGESCHALTET-Signal 41 aktiv wird, es eine Zeitverzögerung gibt, die mit dem Betätigen des Startersteuerungssolenoids 39 verbunden ist, wobei die Zeitverzögerung dafür, dass das Startersteuerungssolenoid 39 das Schütz des Startermotors 12 schließt, die vorbestimmte Verzögerung überschreitet. Folglich muss die zweite Schaltervorrichtung 24 innerhalb der vorbestimmten Verzögerung geschlossen werden, um die Zusatz-ESD 20 mit der einen oder den mehreren Zusatzlasten 16 elektrisch zu koppeln, bevor das Startersteuerungssolenoid 39 aktiviert wird. Bei einem Beispiel ohne Einschränkung beträgt die vorbestimmte Verzögerung 2 Millisekunden. Im geöffneten Zustand kann die zweite Schaltervorrichtung 24 betrieben werden, um die Zusatz-ESD 20 von der einen oder den mehreren Zusatzlasten 16 zu trennen und zu entkoppeln. Die zweite Schaltervorrichtung 24 kann von dem geschlossenen in den offenen Zustand übergehen, wenn entweder das Auto_Stopp-Signal 43 aktiv ist oder das Zündungssignal 13 inaktiv ist oder eine vorbestimmte inaktive Zeitspanne vergangen ist, seit dem das Start-EINGESCHALTET-Signal 41 inaktiv geworden ist. Es ist festzustellen, dass das inaktive Zündungssignal 13 die Schlüssel-AUSGESCHALTET-Bedingung anzeigt, wobei der Zustand des Fahrzeugs AUSGESCHALTET ist und das aktive Auto-Stopp-Signal 43 die Einleitung eines Kraftmaschinen-Autostoppereignisses anzeigt.
  • Steuerungsmodul, Modul, Steuerung, Controller, Steuerungseinheit, Prozessor und ähnliche Begriffe bezeichnen eine beliebige oder verschiedene Kombinationen aus einer oder mehreren anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASIC), elektronischen Schaltungen, zentralen Verarbeitungseinheiten (vorzugsweise Mikroprozessoren) mit zugehörigem Arbeitsspeicher und Massenspeicher (Festwertspeicher, programmierbarer Festwertspeicher, Speicher mit wahlfreiem Zugriff, Festplattenlaufwerke usw.), die ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme oder Routinen ausführen, kombinatorische Logikschaltungen, Eingabe/Ausgabeschaltungen und -vorrichtungen, geeignete Signalaufbereitungs- und Pufferschaltungen und andere Komponenten, um die gewünschte Funktionalität bereitzustellen. Software, Firmware, Programme, Anweisungen, Routinen, Code, Algorithmen und ähnliche Begriffe bezeichnen beliebige Anweisungssätze, die Kalibrierungen und Nachschlagetabellen enthalten. Das Steuerungsmodul weist einen Satz von Steuerungsroutinen auf, die ausgeführt werden, um die gewünschten Funktionen bereitzustellen. Routinen werden etwa von einer zentralen Verarbeitungseinheit ausgeführt und können betrieben werden, um Eingänge von Erfassungsvorrichtungen und anderen Netzwerksteuerungsmodulen zu überwachen und um Steuerungs- und Diagnoseroutinen zum Steuern des Betriebs von Aktoren auszuführen. Routinen können in regelmäßigen Intervallen ausgeführt werden, beispielsweise alle 0,100, 1,0, 3,125, 6,25, 12,5, 25 und 100 Millisekunden während eines fortlaufenden Betriebs der Kraftmaschine und des Fahrzeugs. Alternativ können Routinen im Ansprechen auf das Auftreten eines Ereignisses ausgeführt werden.
  • 8 veranschaulicht eine nicht einschränkende beispielhafte erste Logik von zeitlichen Reaktionen beim Öffnen und Schließen der ersten und zweiten Schaltervorrichtung 22 bzw. 24 von 7 über mehrere Autostart- und Autostopp-Ereignisse hinweg in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung. Das Zündungssignal 13, das Start_EINGESCHALTET-Signal 41, das Auto_Stopp-Signal 43, das erste Schaltervorrichtungssignal 22 und das zweite Schaltervorrichtungssignal 24 sind jeweils Signale mit zwei Pegeln, die entweder bei einem niedrigen Pegel oder einem hohen Pegel betrieben werden können. Mit Bezug auf das Zündungssignal 13 zeigt ein niedriger Pegel an, dass das Zündungssignal 13 nicht aktiv ist, was einer Fahrzeugschlüssel-AUSGESCHALTET-Bedingung entspricht, und ein hoher Pegel zeigt an, dass das Zündungssignal 13 aktiv ist, was einer Fahrzeugschlüssel-EINGESCHALTET-Bedingung entspricht. Mit Bezug auf das Start_EINGESCHALTET-Signal 41 zeigt ein hoher Pegel an, dass das Start_EINGESCHALTET-Signal 41 nicht aktiv ist, was keinem Kraftmaschinen-Autostartereignis entspricht, und ein niedriger Pegel zeigt an, dass das Start_EINGESCHALTET-Signal 41 aktiv ist, was einem Kraftmaschinen-Autostartereignis entspricht. Mit Bezug auf das Auto_Stopp-Signal 43 zeigt ein hoher Pegel an, dass das Auto_Stopp-Signal 43 nicht aktiv ist, was keinem Autostoppereignis entspricht, und ein niedriger Pegel zeigt an, dass das Auto_Stopp-Signal 43 aktiv ist, was einem Autostoppereignis der Kraftmaschine entspricht. Mit Bezug auf die Schalter 22 und 24 zeigen hohe Pegel an, dass die Schalter 22 und 24 geschlossen sind, und niedrige Pegel zeigen an, dass die Schalter 22 und 24 offen sind. Gestrichelte vertikale Linien 1 - 9 zeigen verschiedene zeitliche Ereignisse an.
  • Wenn das Zündungssignal 13 inaktiv ist und sich das Fahrzeug in einer Schlüssel-AUSGESCHALTET-Bedingung befindet, wird die erste Schaltervorrichtung 22 geschlossen gehalten, so dass die primäre ESD 14 mit der einen oder den mehreren Zusatzlasten 16 elektrisch verbunden ist. Die erste Schaltervorrichtung 22 bleibt geschlossen, bis von dem Controller 10 ein Kraftmaschinen-Ankurbelereignis, das durch ein aktives Start_EINGESCHALTET-Signal 41 angezeigt wird, empfangen wird. Insbesondere wird die erste Schaltervorrichtung 22 bei der gestrichelten vertikalen Linie 1 geöffnet, bei der ersten vorbestimmten Zeitspanne, nachdem das Start_EINGESCHALTET-Signal 41 aktiv geworden ist, z.B. das Autostartereignis der Kraftmaschine eingeleitet wird. Es versteht sich, dass das Einleiten des Autostartereignisses das Einleiten des Kraftmaschinen-Ankurbelereignisses anzeigt. Außerdem öffnet sich die erste Schaltervorrichtung 22 erst innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne, nachdem die zweite Schaltervorrichtung 24 geschlossen wurde. Die zweite Schaltervorrichtung 24 wird vor der gestrichelten vertikalen Linie 1 geschlossen, wenn sowohl das Zündungssignal 13 aktiv ist als auch das Start-EINGESCHALTET-Signal 41 aktiv ist. Insbesondere muss die zweite Schaltervorrichtung 24 innerhalb der vorbestimmten Verzögerung, nachdem das Start_EINGESCHALTET-Signal 13 aktiv wird, geschlossen werden. Bei einem Beispiel, das nicht einschränken soll, beträgt die vorbestimmte Verzögerung 2 Millisekunden. Beispielsweise wird das Start_EINGESCHALTET-Signal 41 bei der gestrichelten vertikalen Linie 4 aktiv und die zweite Schaltervorrichtung 24 wird bei der gestrichelten vertikalen Linie 5 geschlossen, wobei die vorbestimmte Verzögerung durch die Zeitspanne zwischen den gestrichelten vertikalen Linien 4 und 5 repräsentiert wird. Ferner wird die erste Schaltervorrichtung 22 nach der gestrichelten vertikalen Linie 5 geöffnet, nachdem die zweite Schaltervorrichtung 24 geschlossen wurde. Analog wird das Start_EINGESCHALTET-Signal 41 bei der gestrichelten vertikalen Linie 7 aktiv und die zweite Schaltervorrichtung 24 wird bei der gestrichelten vertikalen Linie 8 geschlossen, wobei die vorbestimmte Verzögerung durch die Zeitspanne zwischen den gestrichelten vertikalen Linien 7 und 8 repräsentiert wird. Ferner wird die erste Schaltervorrichtung 22 nach der gestrichelten vertikalen Linie 8 geöffnet, nachdem die zweite Schaltervorrichtung 24 geschlossen wurde, was nicht später auftritt als das Schließen des Schützes des Startermotors 12.
  • Weitere Ausführungsformen können umfassen, dass die erste Schaltervorrichtung 22 geöffnet wird, wenn sowohl das Zündungssignal 13 aktiv ist als auch die Spannung der primären ESD 14 um eine zweite vorbestimmte Größe der Spannung kleiner als die Spannung der einen oder mehreren Zusatzlasten 16 ist. Bei einem Beispiel ohne Einschränkung beträgt die vorbestimmte Größe der Spannung 50 mV. Die vorbestimmte Größe der Spannung, die mit dem Öffnen der ersten Schaltervorrichtung 22 verbunden ist, kann einen anderen Wert enthalten als denjenigen der vorbestimmten Größe der Spannung, die mit der vorbestimmten Bedingung zum Schließen der ersten Schaltervorrichtung 22 verbunden ist. Die zweite Schaltervorrichtung 24 muss von dem Controller 10 vor dem Öffnen der ersten Schaltervorrichtung 22 geschlossen werden. Wie vorstehend erwähnt wurde, bleibt die erste Schaltervorrichtung 22 so lange geöffnet, bis eine oder mehrere der vorbestimmten Bedingungen erfüllt sind und die Kraftmaschine gestartet worden ist. In der von 8 dargestellten nicht einschränkenden beispielhaften ersten Logik wird die erste Schaltervorrichtung 22 bei der gestrichelten vertikalen Linie 1 geöffnet, wenn sowohl das Zündungssignal 13 aktiv ist als auch die Spannung der primären ESD 14 um die vorbestimmte Größe der Spannung kleiner als die Spannung der einen oder der mehreren Zusatzlasten ist, und die erste Schaltervorrichtung 22 wird bei der gestrichelten vertikalen Linie 2 geschlossen, nachdem die Kraftmaschine gestartet wurde und mindestens eine der vorbestimmten Bedingungen erfüllt ist.
  • Ausführungsformen der beispielhaften ersten Logik von 8 sind ferner auf das Öffnen der zweiten Schaltervorrichtung 24 gerichtet, wenn entweder das Auto_Stopp-Signal 43 aktiv ist oder das Zündungssignal 13 nicht aktiv ist. Beispielsweise wird bei jeder der gestrichelten vertikalen Linien 3 und 6 die zweite Schaltervorrichtung 24 geöffnet, wenn das Auto_Stopp-Signal 43 aktiv wird. Analog wird die zweite Schaltervorrichtung 24 bei der gestrichelten vertikalen Linie 9 geöffnet, wenn das Zündungssignal 13 nicht mehr aktiv ist.
  • 9 veranschaulicht eine nicht einschränkende beispielhafte zweite Logik von zeitlichen Reaktionen des Öffnens und Schließens der ersten und zweiten Schaltervorrichtung 22 bzw. 24 von 7 über mehrere Autostart- und Autostopp-Ereignisse hinweg in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung. Das Zündungssignal 13, das Start_EINGESCHALTET-Signal 41, das Auto_Stopp-Signal 43, das erste Schaltervorrichtungssignal 22 und das zweite Schaltervorrichtungssignal 24 sind jeweils Signale mit zwei Pegeln, die entweder bei einem niedrigen Pegel oder bei einem hohen Pegel betrieben werden können. Mit Bezug auf das Zündungssignal 13 zeigt ein niedriger Pegel an, dass das Zündungssignal 13 nicht aktiv ist, was einer Fahrzeugschlüssel-AUSGESCHALTET-Bedingung entspricht, und ein hoher Pegel zeigt an, dass das Zündungssignal 13 aktiv ist, was einer Fahrzeugschlüssel-EINGESCHALTET-Bedingung entspricht. Mit Bezug auf das Start_EINGESCHALTET-Signal 41 zeigt ein hoher Pegel an, dass das Start_EINGESCHALTET-Signal 41 aktiv ist, was einem Kraftmaschinen-Autostartereignis entspricht, und ein niedriger Pegel zeigt an, dass das Start-EINGESCHALTET-Signal 41 nicht aktiv ist, was keinem Kraftmaschinen-Autostartereignis entspricht. Mit Bezug auf das Auto_Stopp-Signal 43 zeigt ein niedriger Pegel an, dass das Auto_Stopp-Signal 43 nicht aktiv ist, was keinem Autostopp-Ereignis entspricht, und ein hoher Pegel zeigt an, dass das Auto_Stopp-Signal 43 aktiv ist, was einem Autostopp-Ereignis der Kraftmaschine entspricht. Bezüglich der Schalter 22 und 24 zeigen hohe Pegel an, dass die Schalter 22 und 24 geschlossen sind, und niedrige Pegel zeigen an, dass die Schalter 22 und 24 geöffnet sind. Gestrichelte vertikale Linien 1 - 8 zeigen verschiedene zeitliche Ereignisse an.
  • Bei der nicht einschränkenden beispielhaften zweiten Logik von 9 wird die erste Schaltervorrichtung 22 normalerweise in einem geschlossenen Zustand gehalten, wenn das Zündungssignal 13 nicht aktiv ist oder von inaktiv auf aktiv wechselt. In Ansprechen darauf, dass das Start_EINGESCHALTET-Signal 41 aktiv wird, wird die zweite Schaltervorrichtung 24 direkt vor der gestrichelten vertikalen Linie 1 innerhalb der vorbestimmten Verzögerung (z.B. 2 Millisekunden) geschlossen. Die erste Schaltervorrichtung 22 kann betrieben werden, um innerhalb der kurzen ersten vorbestimmten Zeitspanne (z.B. 10 Mikrosekunden), nachdem das Start_EINGESCHALTET-Signal 41 aktiv wird, geöffnet zu werden, wenn eine Ankurbelspannung, die an den positiven Anschluss der primären ESD 14 angelegt wird, um die vorbestimmte Größe der Spannung unter diejenige der einen oder der mehreren Zusatzlasten 16 abfällt. Es versteht sich, dass der Controller 10 von 5 betrieben werden kann, um zu erlauben, dass die erste Schaltervorrichtung 22 erst geöffnet werden kann, nachdem die zweite Schaltervorrichtung 24 geschlossen worden ist. Bei der dargestellten Ausführungsform öffnet sich die erste Schaltervorrichtung 22 bei der gestrichelten vertikalen Linie 1 die kurze erste vorbestimmte Zeitspanne, nachdem das Start_EINGESCHALTET-Signal 41 aktiv geworden ist und die zweite Schaltervorrichtung 22 geschlossen wurde. Analog öffnet sich die erste Schaltervorrichtung 22 bei der gestrichelten vertikalen Linie 4 die kurze erste vorbestimmte Zeitspanne, nachdem das Start_EINGESCHALTET-Signal 41, bei der gestrichelten vertikalen Linie 3 aktiv wurde, und die zweite Schaltervorrichtung 22 vor der gestrichelten vertikalen Linie 4 geschlossen wurde. Analog öffnet sich die erste Schaltervorrichtung 22 bei der gestrichelten vertikalen Linie 6 die kurze erste vorbestimmte Zeitspanne, nachdem das Start_EINGESCHALTET-Signal 41 aktiv wurde und die zweite Schaltervorrichtung 24 vor der gestrichelten vertikalen Linie 6 geschlossen wurde.
  • Die erste Schaltervorrichtung 22 bleibt offen, bis eine oder mehrere der vorbestimmten Bedingungen erfüllt sind. Bei der dargestellten Ausführungsform wird die erste Schaltervorrichtung 22 bei der gestrichelten vertikalen Linie 2 in den geschlossenen Zustand überführt, wenn eine oder mehrere der vorbestimmten Bedingungen erfüllt sind. Bei einer Ausführungsform wird die erste Schaltervorrichtung 22 bei der gestrichelten vertikalen Linie 2 in den geschlossenen Zustand überführt, wenn die Spannung der primären ESD 14 die Spannung der einen oder der mehreren Zusatzlasten 16 um die vorbestimmte Größe überschreitet. Bei einer anderen Ausführungsform wird die erste Schaltervorrichtung 22 bei der gestrichelten vertikalen Linie 2 in den geschlossenen Zustand überführt, nachdem die vorbestimmte Zeitspanne seit dem Einleiten des aktiven Start_EINGESCHALTET-Signals 41 vergangen ist. Auch wenn die Spannung der primären ESD 14 bei dieser Ausführungsform die Spannung der einen oder der mehreren Zusatzlasten um die vorbestimmte überschreitet, wird die erste Schaltervorrichtung 22 nicht in den geschlossenen Zustand überführt, bis die zweite vorbestimmte Zeitspanne vergangen ist. Bei noch einer anderen Ausführungsform kann die erste Schaltervorrichtung 22 offen bleiben, bis das Start_EINGESCHALTET-Signal 41 inaktiv wird. Das inaktive Start_EINGESCHALTET-Signal 41 zeigt die Beendigung des Kraftmaschinenstartereignisses an.
  • Ausführungsformen der nicht einschränkenden beispielhaften zweiten Logik von 9 sind ferner darauf gerichtet, dass die zweite Schaltervorrichtung 24 innerhalb der vorbestimmten Verzögerung, nachdem das Start_EINGESCHALTET-Signal 41 aktiv wird, geschlossen wird. Beispielsweise wird das Start_EINGESCHALTET-Signal 41 bei der gestrichelten vertikalen Linie 3 aktiv und die zweite Schaltervorrichtung 24 wird direkt vor der gestrichelten vertikalen Linie 4 geschlossen, wobei sich die vorbestimmte Verzögerung zwischen der gestrichelten vertikalen Linie 3 und direkt vor der gestrichelten vertikalen Linie 4 befindet. Bei einer Ausführungsform ohne Einschränkung ist die vorbestimmte Verzögerung zwischen der gestrichelten vertikalen Linie 3 und direkt vor der gestrichelten vertikalen Linie 4 gleich 2 Millisekunden. Darüber hinaus wird die zweite Schaltervorrichtung 24 beruhend auf dem frühesten der Ereignisse geöffnet, dass das Zündungssignal 13 inaktiv wird, dass das Auto_Stopp-Signal 43 aktiv wird, und dass die vorbestimmte Zeitspanne vergangen ist, seitdem das Start_EINGESCHALTET-Signal 13 inaktiv geworden ist. Das Ermöglichen, dass die zweite Schaltervorrichtung 24 die vorbestimmte Zeitspanne lang geschlossen bleiben kann, nachdem das Start_EINGESCHALTET-Signal 41 inaktiv geworden ist, ermöglicht, dass die Zusatz-ESD 20 von der nun mit Kraftstoff versorgten und laufenden Kraftmaschine vollständig aufgeladen wird, nachdem sie durch das Liefern von elektrischer Energie an die eine oder die mehreren Zusatzlasten 16 während des Kraftmaschinenankurbelns teilweise entleert wurde. Jedoch ist es gewünscht, die zweite Schaltervorrichtung 24 zu öffnen, nachdem sie aufgeladen wurde, so dass die Zusatz-ESD 20 in einer vollständig aufgeladenen Bedingung bleibt, so dass elektrische Energie an eine oder mehrere Zusatzlasten 16 während nachfolgender Autostartereignisse der Kraftmaschine geliefert werden kann. Bei der von 9 dargestellten Ausführungsform wird die zweite Schaltervorrichtung 24 direkt vor der gestrichelten vertikalen Linie 4 geschlossen, und daher tritt das Schließen innerhalb der vorbestimmten Verzögerung auf, nachdem das Start-EINGESCHALTET-Signal bei der gestrichelten vertikalen Linie 3 aktiv wird. Die zweite Schaltervorrichtung 24 bleibt geschlossen, bis das Auto_Stopp-Signal 43 bei der gestrichelten vertikalen Linie 5 aktiv wird. Darüber hinaus wird die zweite Schaltervorrichtung 24 direkt vor der gestrichelten vertikalen Linie 6 innerhalb der vorbestimmten Verzögerung, nachdem das Start_EINGESCHALTET-Signal 41 aktiv wird, geschlossen. Die zweite Schaltervorrichtung 24 bleibt in der vorbestimmten Zeitspanne von dem Zeitpunkt an, an dem das Start_EINGESCHALTET-Signal 41 bei der gestrichelten vertikalen Linie 7 inaktiv wird, bis zum Öffnen bei der gestrichelten vertikalen Linie 8 geschlossen, wobei die vorbestimmte Zeitspanne von dem Zeitpunkt an, an dem das Start_EINGESCHALTET-Signal 41 inaktiv wurde, zwischen den vertikalen Linien 7 und 8 liegt.
  • 10 veranschaulicht einen beispielhaften Schaltplan ohne Einschränkung des Schaltervorrichtungsmoduls 150 von 7 mit einem Vorspannungs-Steuerungsschaltkreis 801, einem Ladungspumpen/Treiberschaltkreis 802 für die erste Schaltervorrichtung, einem Ladungspumpen/Treiberschaltkreis 803 für die zweie Schaltervorrichtung und einem Controller 804 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung. Die Schaltkreise 801 - 803 enthalten diverse Dioden, Zener-Dioden, Widerstände, Verstärker, Kondensatoren, Gates, Masse und Messgeräte, die jeweils durch ihr entsprechendes Schaltplansymbol für allgemeine Elektronik dargestellt sind. Der Vorspannungs-Stromversorgungsschaltkreis 801 enthält einen Anschluss 816, der eine Spannung anzeigt, die den Zusatzlasten 16 entspricht. Der Vorspannungs-Stromversorgungsschaltkreis enthält eine Eingabefilterung und einen Schutz gegen Rückwärtsspannungen und liefert eine oder mehrere vorbestimmte geregelte Spannungen (z.B. 5V, 12 V) von Anschlüssen 807 an die Ladungspumpen/Treiberschaltungen 802 bzw. 803 für die erste und zweite Schaltervorrichtung. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Controller 804 eine Verarbeitungsvorrichtung und entspricht dem Controller 10 von 4-1 und 7.
  • Der Ladungspumpen/Treiberschaltkreis 802 für die erste Schaltervorrichtung ist ausgestaltet, um mit Hilfe einer Ausgangsspannung von einem Anschluss 809 des Ladungspumpen/Treiberschaltkreises 802 die erste Schaltervorrichtung 22 in einem normalerweise geschlossenen Zustand zu halten. Wie vorstehend erwähnt wurde, kann die erste Schaltervorrichtung 22 im Anschluss an das Schließen der zweiten Schaltervorrichtung 24 unter Verwendung eines aktiven Signals 850 geöffnet werden, das von dem Controller 804 ausgegeben wird, wenn die Spannung der primären ESD 14 um die vorbestimmte Größe kleiner als die Spannung der einen oder der mehreren Zusatzlasten 16 wird und das Start _EINGESCHALTET-Signal 41 aktiv ist. Zum Beispiel gibt der Controller 84 das aktive Signal 850 aus, um zu verhindern, dass die Ausgangsspannung von dem Anschluss 809 die erste Schaltervorrichtung 22 schließt, wodurch veranlasst wird, dass die erste Schaltervorrichtung 22 geöffnet wird. Bei der dargestellten Ausführungsform kann das Start_EINGESCHALTET-Signal 41 an den Controller 804 geliefert werden. Die Ladungspumpen/Treiberschaltung 803 für die zweite Schaltervorrichtung ist ausgestaltet, um die zweite Schaltervorrichtung 24 über das Öffnen/Schließen von Gates der zweiten Schaltervorrichtung 24, durch einen Durchgangsschaltkreis 805, der von der Schaltersteuerungslogik des Controllers 804 über ein Signal 860 gesteuert wird, das von dem Controller 804 ausgegeben wird, zu öffnen und zu schließen. Bei der dargestellten Ausführungsform wird ein Durchgangsschalter [engl.: pass switch] 815 des Durchgangsschaltkreises 805 offen gehalten, wenn das Signal 860 inaktiv ist, um zu verhindern, dass eine Ausgangsspannung von einem Anschluss 811 des Ladungspumpen/Treiberschaltkreises 803 die Gates der zweiten Schaltervorrichtung 24 schließt. Wenn das Signal 860 aktiv ist, wird der Durchgangsschalter 815 geschlossen, um zu ermöglichen, dass die Ausgangsspannung von dem Anschluss 811 die Gates der zweiten Schaltervorrichtung 24 schließt, was ein Schließen der zweiten Schaltervorrichtung 24 verursacht.
  • Die erste Schaltervorrichtung 22 enthält einen einzigen oder mehrere parallel geschaltete MOSFETs, von denen jeder einen jeweiligen Gatewiderstand aufweist. Eine Source jedes MOSFETs der ersten Schaltervorrichtung 22 ist über einen Anschluss 814 mit der primären ESD 14 elektrisch gekoppelt, und ein Drain jedes MOSFETs der ersten Schaltervorrichtung 22 ist über einen Anschluss 814 mit einer oder mehreren Zusatzlasten 16 elektrisch gekoppelt. Die erste Schaltervorrichtung 22 kann auf der Grundlage eines Spannungssignals 812, das sie von dem Ladungspumpen/Vergleicherschaltkreis 802 für die erste Schaltervorrichtung empfängt, um die erste Schaltervorrichtung 22 zu öffnen, wenn das Signal 850 aktiv ist, zwischen geöffneten und geschlossenen Zuständen überführt werden. Die zweite Schaltervorrichtung 24 enthält einen einzigen oder mehrere parallel geschaltete MOSFETs, von denen jeder einen jeweiligen Gatewiderstand aufweist. Eine Source jedes MOSFETs der zweiten Schaltervorrichtung 24 ist über den Anschluss 816 mit der einen oder den mehreren Zusatzlasten 16 elektrisch gekoppelt, und ein Drain jedes MOSFETs der zweiten Schaltervorrichtung 24 ist über einen Anschluss 820 mit der Zusatz-ESD 20 elektrisch gekoppelt. Die zweite Schaltervorrichtung 24 kann auf der Grundlage eines Spannungsverstärkungssignals 813, das sie von dem Ladungspumpen/Treiberschaltkreis 803 für die zweite Schaltervorrichtung empfängt, zwischen geöffneten und geschlossenen Zuständen überführt werden. Beispielsweise wird das Spannungsverstärkungssignal 813 die zweite Schaltervorrichtung 24 schließen, wenn das von dem Controller 804 ausgegebene Signal 860 aktiv ist, und das Spannungsverstärkungssignal 813 wird die zweite Schaltervorrichtung 24 öffnen, wenn das Signal 860 inaktiv ist.
  • Der Controller 804, der vorstehend mit Bezug auf den Controller 10 von 3 beschrieben ist, empfängt das Zündungssignal 13 vom Zündungsmodul 11, das Start-EINGESCHALTET-Signal 41 von dem Startersolenoidmodul 40 und das Auto_Stopp-Signal 43 von dem Pumpenmodul 42. Der Controller 804 ist ausgestaltet, um über das aktive Signal 850 dem Ladungspumpen/Treiberschaltkreis 802 für die erste Schaltervorrichtung zu befehlen, die erste Schaltervorrichtung 22 innerhalb einer kurzen ersten vorbestimmten Zeitspanne (z.B. 10 Mikrosekunden) zu öffnen, wenn eine an den positiven Anschluss der primären ESD 14 angelegte Ankurbelspannung (z.B. die ESD-Spannung 145) um eine erste vorbestimmte Größe unter diejenige der Zusatzlastspannung 165 abfällt. Die erste Schaltervorrichtung 22 öffnet sich innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne, nachdem die zweite Schaltervorrichtung 24 geschlossen worden ist, wobei der Controller 804 über das aktive Signal 860 dem Ladungspumpen/Treiberschaltkreis 803 für die zweite Schaltervorrichtung befiehlt, die zweite Schaltervorrichtung 24 innerhalb der vorbestimmten Verzögerung (z.B. der maximalen vorbestimmten Zeitspanne von 2 Millisekunden) zu schließen, nachdem das Start_EINGESCHALTET-Signal 41 aktiv wird. Danach bleibt die erste Schaltervorrichtung 22 geöffnet, bis die eine oder die mehreren vorstehend beschriebenen vorbestimmten Bedingungen erfüllt worden sind. Der Controller 804 befiehlt über das inaktive Signal 860, dass die zweite Schaltervorrichtung 24 durch das Spannungsverstärkungssignal 813 der Treiberschaltung 803 unter Verwendung einer Kombination aus dem aktiven Auto_Stopp-Signal, dem inaktiven Start_EINGESCHALTET-Signal oder dem inaktiven Zündungssignal 43, 41 bzw. 13 und wenn andere vorstehend beschriebene vorbestimmte Bedingungen erfüllt worden sind, geöffnet wird.
  • 11 veranschaulicht eine beispielhafte Aufzeichnung 500 einer Ankurbelspannung 502, einer Lastspannung 504 und eines Stroms 506 während eines Kraftmaschinenankurbelereignisses, das den beispielhaften Batterieisolatorschaltkreis von 5 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung verwendet. Es versteht sich, dass während eines Autostarts der Kraftmaschine eine Spannung von der primären ESD 14 geliefert wird, um Energie zu liefern, die zum Ankurbeln der Kraftmaschine benötigt wird. Folglich wird während eines Ankurbelns der Kraftmaschine Strom aus der primären ESD 14 entnommen.
  • Die horizontale X-Achse der Aufzeichnung 500 bezeichnet die Zeit in Sekunden, die linksseitige vertikale Y-Achse bezeichnet die Spannung in Volt und die rechtsseitige vertikale Y-Achse bezeichnet den Strom in Ampere. In Ansprechen auf ein Kraftmaschinenankurbelereignis bei etwa 12,1 Sekunden fällt die Ankurbelspannung 502 von etwa 13 Volt auf weniger als 11 Volt ab und der entnommene Strom 506 steigt von etwa 0 Ampere auf etwa 890 Ampere an. Wenn das Starten der Kraftmaschine stattfindet, beginnt der Strom 506 zurück auf null Ampere abzunehmen und die Ankurbelspannung 502 beginnt zurück auf etwa 13 Volt anzusteigen. Es ist festzustellen, dass die Lastspannung 504 keinen wesentlichen Spannungsabfall erfährt, weil die erste Schaltervorrichtung 22 während des Kraftmaschinenankurbelereignisses geöffnet wird, um den Startermotor 12 und die primäre ESD 14 von der einen oder den mehreren Zusatzlasten 16 zu trennen, und die zweite Schaltervorrichtung 24 geschlossen wird, um die Zusatz-ESD 20 mit der einen oder den mehreren Zusatzlasten 16 elektrisch zu koppeln, bevor die erste Schaltervorrichtung 22 geöffnet wird. Folglich liefert die Zusatz-ESD 20 Energie an die eine oder die mehreren Zusatzlasten 16 während des Kraftmaschinenankurbelereignisses. Aufgrund der Trennung zwischen dem Startermotor 12 und der primären ESD 14 von der einen oder den mehreren Zusatzlasten 16 erfährt die Lastspannung 504 während des Ankurbelns der Kraftmaschine keinen Spannungsabfall.
  • 12 veranschaulicht eine beispielhafte Aufzeichnung 100 einer Ankurbelspannung 102, einer Lastspannung 104 und eines Stroms 106 während eines Kraftmaschinenankurbelereignisses ohne Verwendung des beispielhaften Batterieisolatorschaltkreises von 2 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung. Es versteht sich, dass Spannung von der primären ESD 14 während eines Autostarts der Kraftmaschine geliefert wird, um Energie bereitzustellen, die zum Ankurbeln der Kraftmaschine benötigt wird. Folglich wird aus der primären ESD 14 während des Ankurbelns der Kraftmaschine Strom entnommen.
  • Die horizontale x-Achse der Aufzeichnung bezeichnet die Zeit in Sekunden, die linksseitige vertikale y-Achse bezeichnet die Spannung in Volt und die rechtsseitige vertikale y-Achse gibt den Strom in Ampere an. In Ansprechen auf ein Kraftmaschinenankurbelereignis bei etwa 0,1 Sekunden, fällt die Ankurbelspannung 102 von etwa 12 Volt auf etwa 7 Volt ab und der entnommene Strom 106 steigt von 0 Ampere auf etwa 900 Ampere an. Wenn das Starten der Kraftmaschine stattfindet, beginnt die Ankurbelspannung 102 wieder auf etwa 12 Volt anzusteigen und der Strom 106 beginnt mit der Abnahme zurück auf Null Ampere. Im Gegensatz zu der Aufzeichnung 500 von 9 erfährt die Lastspannung 104 einen Spannungsabfall von etwa 12 Volt auf etwa 7 Volt ähnlich wie derjenige der Ankurbelspannung 102. Da der Startermotor 12 und die primäre ESD 14 nicht von der einen oder den mehreren Zusatzlasten 16 getrennt sind, ergibt sich der große Spannungsabfall bei der Lastspannung 104 während des Autostartereignisses der Kraftmaschine, wenn die Kraftmaschine angekurbelt wird und große Ströme aus der primären ESD 14 entnommen werden. Wie vorstehend erwähnt wurde, werden große Spannungsabfälle bei der Lastspannung 104 als Spannungsabsacken bezeichnet und können zu Diagnosefehlern im elektrischen System, die an den Fahrer weitergeleitet werden, zu Rücksetzvorgängen von Controllern und zu anderen elektrischen Fehlern führen wie etwa, dass die Fahrzeuginnenbeleuchtung und Zubehörgeräten unterbrochen werden.

Claims (7)

  1. Vorrichtung (101') zum Bereitstellen einer Spannungsstabilisierung während eines Kraftmaschinenstartereignisses eines Fahrzeugs, umfassend: ein Batterieverteilungsmodul (110'), das umfasst: ein Lastmodul (170'), das elektrische Leistung für eine oder mehrere Zusatzlasten (16') des Fahrzeugs regelt; eine erste Schaltervorrichtung (22'), die einen Startermotor (12') und eine primäre elektrische Energiespeichervorrichtung (ESD) (14') mit dem Lastmodul (170') elektrisch nur koppelt, wenn sie geschlossen ist; eine zweite Schaltervorrichtung (24'), die eine Zusatz-ESD (20') mit dem Lastmodul (170') elektrisch nur koppelt, wenn sie geschlossen ist; und einen Controller (10'), der auf einer gedruckten Leiterplatte integriert ist, die an der ersten (22') und zweiten (24') Schaltervorrichtung angebracht ist, wobei der Controller (10') ausgestaltet ist, um das Öffnen und Schließen der ersten (22') und zweiten (24') Schaltervorrichtung auf der Grundlage von mindestens einem von mehreren Signalen (13', 41', 43', 19') zu steuern, die von dem Controller (10') empfangen werden; wobei die primäre ESD (14') über eine Direktverbindung mit einem primären Sicherungsanschluss (140') des Batterieverteilungsmoduls (110') elektrisch gekoppelt ist, wobei der primäre Sicherungsanschluss (140') die primäre ESD (14') mit einem zweiten Anschluss der ersten Schaltervorrichtung (22') und dem Startermotor (12') elektrisch koppelt; und wobei die Zusatz-ESD (20') über einen Zusatzdraht mit einem Zusatzsicherungsanschluss (130') des Batterieverteilungsmoduls (110') elektrisch gekoppelt ist, wobei der Zusatzsicherungsanschluss (130') einen ersten Anschluss der zweiten Schaltervorrichtung (24') mit der Zusatz-ESD (20') elektrisch koppelt; wobei die Vorrichtung (101') ferner umfasst: ein Modul (68') mit einer mit einem Bus verbundenen elektrischen Zentrale (BEC-Modul), das über einen BEC-Draht mit einer entsprechenden Sicherung (174') des Lastmoduls (170') elektrisch gekoppelt ist, wobei das BEC-Modul (68') Leistung von der primären ESD (14') und der Zusatz-ESD (20') an Lasten regelt, die kleinere Ströme benötigen als die eine oder die mehreren Zusatzlasten (16'), die von dem Lastmodul (170') geregelt werden; und einen Generator (18'), der mit einer entsprechenden Sicherung (174') des Lastmoduls (170') elektrisch gekoppelt ist.
  2. Vorrichtung (101') nach Anspruch 1, wobei der primäre Sicherungsanschluss (140') eine erste Sicherung (140-2'), die mit dem Startermotor (12') elektrisch gekoppelt ist, und eine zweite Sicherung (140-1'), die mit einem intelligenten Batteriesensor (IBS) (15') an der primären ESD (14') elektrisch gekoppelt ist, enthält.
  3. Vorrichtung (101') nach Anspruch 1, wobei der primäre Sicherungsanschluss (140') eine kontinuierliche ununterbrochene elektrische Kopplung zwischen der primären ESD (14') und dem Startermotor (12') bereitstellt, wobei die primäre ESD (14') elektrische Leistung während des Kraftmaschinenstartereignisses an den Startermotor (12') liefert.
  4. Vorrichtung (101') nach Anspruch 1, wobei die eine oder die mehreren Zusatzlasten (16') jeweils mit einer entsprechenden Sicherung (172') des Lastmoduls (170') gekoppelt sind, wobei das Lastmodul (170') einen positiven Anschluss (171') enthält, der mit einem ersten Anschluss der ersten Schaltervorrichtung (22') und einem zweiten Anschluss der zweiten Schaltervorrichtung (24') gekoppelt ist.
  5. Vorrichtung (101') nach Anspruch 1, wobei der Controller (10'), der ausgestaltet ist, um das Öffnen und Schließen der ersten (22') und zweiten (22') Schaltervorrichtung auf der Grundlage mindestens eines der mehreren Signale (13', 41', 43', 19') zu steuern, die der Controller (10') empfängt, umfasst, dass: in Ansprechen darauf, dass der Controller (10') von einem Zündungsmodul (11') ein aktives Zündungssignal (13'), welches eine Fahrzeugschlüssel-Eingeschaltet-Bedingung anzeigt, und von einem Startersolenoidmodul (40') ein aktives Start_EINGESCHALTET-Signal (41') empfängt, welches das Einleiten des Kraftmaschinenstartereignisses anzeigt, der Controller (10') ausgestaltet ist, um: die zweite Schaltervorrichtung (24') innerhalb einer vorbestimmten Verzögerung, nachdem das aktive Start_EINGESCHALTET-Signal (41') von dem Controller (10') empfangen wurde, zu schließen, und die erste Schaltervorrichtung (22') erst zu öffnen, nachdem die zweite Schaltervorrichtung (24') geschlossen wurde, um den Startermotor (12') und die primäre ESD (14') von dem Lastmodul (170') elektrisch zu entkoppeln; in Ansprechen darauf, dass eine oder mehrere vorbestimmte Bedingungen auftreten, während die erste Schaltervorrichtung (22') geöffnet ist, der Controller (10') ausgestaltet ist, um: die erste Schaltervorrichtung (22') zu schließen, um den Startermotor (12') und die primäre ESD (14') mit dem Lastmodul (170') elektrisch zu koppeln; und in Ansprechen darauf, dass der Controller (10'), während die zweite Schaltervorrichtung (24') geschlossen ist, das frühere von einem inaktiven Zündungssignal (13') von dem Zündungsmodul (11'), das eine Fahrzeugschlüssel-Ausgeschaltet-Bedingung anzeigt, und einem aktiven Auto_Stopp-Signal (43') von einem elektrohydraulischen Getriebepumpenmodul (42') empfängt, das die Einleitung eines Kraftmaschinen-Autostoppereignisses anzeigt, der Controller (10') ausgestaltet ist, um: die zweite Schaltervorrichtung (24') zu öffnen, um die Zusatz-ESD (20') von dem Lastmodul (170') elektrisch zu entkoppeln.
  6. Vorrichtung (101') nach Anspruch 1, wobei die primäre ESD (14'), die über die Direktverbindung mit dem primären Sicherungsanschluss (140') elektrisch gekoppelt ist, umfasst, dass der primäre Sicherungsanschluss (140') mit einem positiven Anschluss (17') der primären ESD (14') unter Verwendung von Presspassungsmerkmalen oder Klemmmontagemerkmalen direkt verbunden ist.
  7. Vorrichtung (101') nach Anspruch 1, wobei das Batterieverteilungsmodul (110') ferner umfasst: einen ersten elektrischen Bus, der mit einem ersten Anschluss der ersten Schaltervorrichtung (22') und einem zweiten Anschluss der zweiten Schaltervorrichtung (24') direkt verbunden ist; einen zweiten elektrischen Bus, der mit dem zweiten Anschluss der ersten Schaltervorrichtung (22') direkt verbunden ist und mit dem primären Sicherungsanschluss (140') elektrisch gekoppelt ist, wobei der primäre Sicherungsanschluss (140') und der elektrische Bus mit dem ersten elektrischen Bus elektrisch gekoppelt sind, um die elektrische Kopplung der primären ESD (14') mit dem Lastmodul (170') bereitzustellen, wenn die erste Schaltervorrichtung (22') geschlossen ist; und einen dritten elektrischen Bus, der mit dem ersten Anschluss der zweiten Schaltervorrichtung (24') direkt verbunden ist und mit dem Zusatzsicherungsanschluss (130') elektrisch gekoppelt ist, wobei der Zusatzsicherungsanschluss (130') und der dritte elektrische Bus mit dem ersten elektrischen Bus elektrisch gekoppelt sind, um die elektrische Kopplung der Zusatz-ESD (20') mit dem Lastmodul (170') bereitzustellen, wenn die zweite Schaltervorrichtung (24') geschlossen ist; wobei die ersten Anschlüsse jeweils einen Drain-Anschluss von mindestens einem Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) umfassen; wobei die zweiten Anschlüsse jeweils eine Source des mindestens einen MOSFET umfassen.
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