DE102014209438A1

DE102014209438A1 - Vorrichtung zur Erfassung eines Fehlers in einem elektrischen Energieversorgungssystem

Info

Publication number: DE102014209438A1
Application number: DE102014209438.0A
Authority: DE
Inventors: Kyohei Kanemoto
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-05-22
Filing date: 2014-05-19
Publication date: 2014-11-27
Anticipated expiration: 2034-05-20
Also published as: JP5907118B2; JP2014227035A; DE102014209438B4

Abstract

Eine Vorrichtung wird dazu verwendet, einen Fehler in einem elektrischen Energieversorgungssystem eines Fahrzeugs zu erfassen, das eine erste Batterie (7), die mit einer ersten Energieversorgungsleitung (3) verbunden ist, einen Stromsensor (13) zur Erfassung eines Stroms der ersten Batterie, eine zweite Batterie (43), die mit einer zweiten Energieversorgungsleitung (5) verbunden ist, und eine bestimmte Last (31), die mit der zweiten Energieversorgungsleitung verbunden ist und elektrische Energie intermittierend verbraucht, aufweist. Die Vorrichtung weist eine Erfassungseinrichtung (55) auf, um zu bestimmen, dass der Fehler aufgetreten ist, wenn ein Fehler im Stromsensor auftritt oder ein Anschluss der ersten Batterie von der ersten Energieversorgungsleitung getrennt wird. Die Erfassungseinrichtung bestimmt, dass der Fehler aufgetreten ist, wenn sich ein Ausgangswert des Stromsensors nicht in Übereinstimmung mit einem Energieverbrauch der bestimmten Last ändert, unter einer Bedingung, dass die erste Energieversorgungsleitung und die zweite Energieversorgungsleitung miteinander verbunden sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung eines Fehlers in einem elektrischen Energieversorgungssystem eines Fahrzeugs.
Die JP 2008-72880 A offenbart beispielsweise ein elektrisches Energieversorgungssystem eines Fahrzeugs, das zwei Energieversorgungsleitungen und einen Schalter aufweist. Jede Energieversorgungsleitung ist mit einer Batterie und einer elektrischen Last verbunden. Der Schalter verbindet und trennt die Energieversorgungsleitungen mit- und voneinander.
In solch einem elektrischen Energieversorgungssystem kann ein Lade- und Entladestrom einer Batterie, die mit einer Energieversorgungsleitung verbunden ist, unter Verwendung eines Stromsensors gemessen werden.
In diesem Fall können ein Festwertfehler im Stromsensor und ein Anschlussunterbrechungsfehler in der Batterie, deren Entladestrom vom Stromsensor gemessen wird, auftreten. Der Festwertfehler ist ein Fehler, bei dem ein Ausgangswert des Stromsensors, obgleich der Ausgangswert des Stromsensors innerhalb eines normalen Bereichs liegt, unabhängig von einer Änderung im gemessenen Strom unverändert bleibt. Der Anschlussunterbrechungsfehler ist ein Fehler, bei dem die Batterie von einer Energieversorgungsleitung getrennt wird. Aus dem Stand der Technik ist kein geeignetes Verfahren zur Erfassung des Festwertfehlers und des Anschlussunterbrechungsfehlers bekannt.
Es ist folglich Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Erfassung eines Fehlers in einem elektrischen Energieversorgungssystem eines Fahrzeugs bereitzustellen, das zwei Energieversorgungsleitungen aufweist und in dem ein Stromsensor einen Lade- und Entladestrom einer Batterie erfasst, die mit einer der Energieversorgungsleitungen verbunden ist. Der Fehler resultiert aus einem Festwertfehler des Stromsensors oder einem Anschlussunterbrechungsfehler der Batterie.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Erfassung eines Fehlers in einem elektrischen Energieversorgungssystem eines Fahrzeugs verwendet. Das elektrische Energieversorgungssystem weist auf: eine erste Energieversorgungsleitung, eine erste Batterie, die mit der ersten Energieversorgungsleitung verbunden ist, einen Stromsensor zur Erfassung eines Lade-/Entladestroms der ersten Batterie, eine zweite Energieversorgungsleitung, einen Elektrische-Last-Abschnitt mit wenigstens einer elektrischen Last, die mit der zweiten Energieversorgungsleitung verbunden ist und mit elektrischer Energie von der zweiten Energieversorgungsleitung versorgt wird, eine zweite Batterie, die mit der zweiten Energieversorgungsleitung verbunden ist, und eine Schalteinrichtung zum Verbinden und Trennen der ersten Energieversorgungsleitung und der zweiten Energieversorgungsleitung mit- und voneinander. Die Vorrichtung weist eine Erfassungseinrichtung auf, um zu bestimmen, dass der Fehler aufgetreten ist, wenn ein Fehler im Stromsensor auftritt oder ein Anschluss der ersten Batterie von der ersten Energieversorgungsleitung getrennt wird. Der Elektrische-Last-Abschnitt weist eine bestimmte Last auf, die elektrische Energie intermittierend verbraucht.
Die Erfassungseinrichtung weist eine erste Erfassungseinrichtung auf, um zu bestimmen, ob sich ein Ausgangswert des Stromsensors in Übereinstimmung mit einem Energieverbrauch der bestimmten Last ändert, wenn die Schalteinrichtung die erste Energieversorgungsleitung und die zweite Energieversorgungsleitung miteinander verbindet.
Die erste Erfassungseinrichtung bestimmt dann, wenn sich der Ausgangswert des Stromsensors nicht in Übereinstimmung mit dem Energieverbrauch ändert, dass der Fehler aufgetreten ist.
In einem gemeinsamen Leitungszustand, in dem die zwei Energieversorgungsleitungen miteinander verbunden sind, ändert sich dann, wenn kein Fehler auftritt, der Lade-/Entladestrom der ersten Batterie in Übereinstimmung mit dem Energieverbrauch der bestimmten Last und tritt die Änderung im Lade-/Entladestrom im Ausgangswert des Stromsensors auf. Demgegenüber verbleibt dann, wenn der Fehler im gemeinsamen Leitungszustand auftritt, der Ausgangswert des Stromsensors unverändert. Folglich kann die erste Erfassungseinrichtung den Fehler auf der Grundlage davon, ob sich der Ausgangswert des Stromsensors ändert, erfassen. Folglich kann die Vorrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung den Fehler im Stromsensor oder die Anschlussunterbrechung der ersten Batterie auf der Grundlage des Ausgangswerts des Stromsensors erfassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das elektrische Energieversorgungssystem einen Elektrische-Vorrichtung-Abschnitt mit wenigstens einer elektrischen Vorrichtung, die mit der ersten Energieversorgungsleitung verbunden ist, auf. Die elektrische Vorrichtung wird mit elektrischer Energie von der ersten Energieversorgungsleitung versorgt wird und/oder gibt elektrische Energie an die erste Energieversorgungsleitung. In diesem Fall weist die Erfassungseinrichtung eine zweite Erfassungseinrichtung auf, um den Betrag eines Eingangs-/Ausgangsstroms der elektrischen Vorrichtung von/zu der ersten Energieversorgungsleitung zu ändern, wenn die Schalteinrichtung die erste Energieversorgungsleitung und die zweite Energieversorgungsleitung voneinander trennt. Die zweite Erfassungseinrichtung bestimmt, ob sich der Ausgangswert des Stromsensors in Übereinstimmung mit einer Änderung im Betrag des Eingangs-/Ausgangsstroms der elektrischen Vorrichtung ändert. Die zweite Erfassungseinrichtung bestimmt dann, wenn sich der Ausgangswert des Stromsensors nicht in Übereinstimmung mit der Änderung im Betrag des Eingangs-/Ausgangsstroms der elektrischen Vorrichtung ändert, dass der Fehler aufgetreten ist.
In einem Trennleitungszustand, in dem die zwei Energieversorgungsleitungen voneinander getrennt sind, wird dann, wen die bestimmte Last elektrische Energie intermittierend verbraucht, die von der bestimmten Last verbrauchte Energie nur von der zweiten Batterie von der ersten und der zweiten Batterie bereitgestellt. Dies führt dazu, dass sich der Lade-/Entladestrom der ersten Batterie nicht in Übereinstimmung mit dem Energieverbrauch der bestimmten Last ändert. Folglich ändert die zweite Erfassungseinrichtung den Betrag des Eingangs-/Ausgangsstroms der elektrischen Vorrichtung, die mit der ersten Energieversorgungsleitung verbunden ist, derart, dass sich der Lade-/Entladestrom der ersten Batterie ändern kann, und bestimmt die zweite Erfassungseinrichtung anschließend, ob der Fehler aufgetreten ist, indem sie bestimmt, ob sich der Ausgangswert des Stromsensors in Übereinstimmung mit der Änderung des Lade-/Entladestroms ändert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Vorrichtung, wie vorstehend beschrieben, sowohl im gemeinsamen Leitungszustand als auch im Trennleitungszustand den Fehler, der aus dem Fehler im Stromsensor oder der Anschlussunterbrechung der ersten Batterie resultiert, auf der Grundlage des Ausgangswerts des Stromsensors erfassen.
Insbesondere kann der Fehler im gemeinsamen Leitungszustand erfasst werden, ohne den Lade-/Entladestrom der ersten Batterie absichtlich zu ändern. Demgegenüber kann der Fehler im Trennleitungszustand, obgleich der intermittierende Energieverbrauch der bestimmten Last nicht im Lade-/Entladestrom der ersten Batterie auftritt, erfasst werden, indem der Betrag des Eingangs-/Ausgangsstroms der elektrischen Vorrichtung geändert wird.
Die obige und weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher ersichtlich. In den Zeichnungen zeigt:
1 eine Abbildung zur Veranschaulichung eines elektrischen Energieversorgungssystems gemäß von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
2 ein Ablaufdiagramm eines Fehlererfassungsprozesses gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 eine Abbildung zur Veranschaulichung eines ersten Effekts des Fehlererfassungsprozesses der ersten Ausführungsform;
4 eine Abbildung zur Veranschaulichung eines zweiten Effekts des Fehlererfassungsprozesses der ersten Ausführungsform; und
5 ein Ablaufdiagramm eines Fehlererfassungsprozesses gemäß einer zweiten Ausführungsform und einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Nachstehend ist ein elektrisches Energieversorgungssystem gemäß von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Das elektrische Energieversorgungssystem ist in einem Fahrzeug befestigt. Ein Controller ist in allen Ausführungsformen als „elektronische Steuereinheit (ECU)” bezeichnet.
(Erste Ausführungsform)
Ein elektrisches Energieversorgungssystem 1 eines Fahrzeugs weist, wie in 1 gezeigt, eine erste Energieversorgungsleitung 3 und eine zweite Energieversorgungsleitung 5 auf. Eine erste Batterie 7 ist mit der ersten Energieversorgungsleitung 3 verbunden. Die erste Batterie 7 kann beispielsweise eine Bleibatterie sein. Alternativ kann die erste Batterie 7 eine andere Art von Batterie als eine Bleibatterie sein, wie beispielsweise eine Lithiumionenbatterie oder eine Nickelhydridbatterie.
Das elektrische Energieversorgungssystem 1 weist ferner einen Elektrische-Vorrichtung-Abschnitt 9 auf. Der Elektrische-Vorrichtung-Abschnitt 9 weist wenigstens eine elektrische Vorrichtung auf, die mit der ersten Energieversorgungsleitung 3 verbunden ist. Die im Elektrische-Vorrichtung-Abschnitt 9 enthaltene elektrische Vorrichtung wird mit elektrischer Energie von der ersten Energieversorgungsleitung 3 versorgt und/oder gibt elektrische Energie an die erste Energieversorgungsleitung 3.
Die erste Energieversorgungsleitung 3 weist eine Verzweigungsenergieversorgungsleitung 11 auf, über welche die erste Batterie 7 mit der ersten Energieversorgungsleitung 3 verbunden ist. Ein Stromsensor 13 ist mit der Verzweigungsenergieversorgungsleitung 11 verbunden, um einen Strom, der durch die der Verzweigungsenergieversorgungsleitung 11 fließt, d. h. einen Lade- und Entladestrom der ersten Batterie 7, zu erfassen.
Der Stromsensor 13 ist beispielsweise ein berührungsloser Stromsensor und gibt ein Signal mit einem Spannungswert entsprechend einem erfassten Strom aus. Gemäß der ersten Ausführungsform nimmt ein Ausgangswert des Stromsensors 13 (d. h. der Spannungswert des vom Stromsensor 13 ausgegebenen Signals) beispielsweise, mit einer Zunahme in einem Ladestrom von der ersten Batterie 7, von einem Referenzwert zu und, mit einer Zunahme in einem Entladestrom von der ersten Batterie 7, von dem Referenzwert ab. Der Ausgangswert des Stromsensors 13 ist nachstehend auch als „Stromsensorausgangswert” bezeichnet.
Die Anzahl von elektrischen Vorrichtungen, die im Elektrische-Vorrichtung-Abschnitt 9 enthalten ist, ist nicht auf eine bestimmte Anzahl beschränkt, sondern kann beispielsweise nur bei eins liegen. Gemäß der ersten Ausführungsform weist der Elektrische-Vorrichtung-Abschnitt 9 mehrere elektrische Vorrichtungen auf. Der Elektrische-Vorrichtung-Abschnitt 9 weist beispielsweise eine Lichtmaschine (LM) 17, einen Kühlerlüftermotor 19, einen Anlasser 21 und einen Scheinwerfer 23 auf. Die Lichtmaschine 17 wird von einem Verbrennungsmotor 15 des Fahrzeugs angetrieben und erzeugt elektrische Energie. Der Kühlerlüftermotor 19 rotiert einen Kühlerlüfter (nicht gezeigt) zum Kühlen des Verbrennungsmotors 15. Der Anlasser 21 startet den Verbrennungsmotor 15. Die Lichtmaschine 17 ist eine elektrische Vorrichtung, die elektrische Energie an die erste Energieversorgungsleitung 3 gibt. Sowohl der Kühlerlüftermotor 19 als auch der Anlasser 21 als auch der Scheinwerfer 23 sind eine elektrische Vorrichtung, die mit elektrischer Energie von der ersten Energieversorgungsleitung 3 versorgt wird. Genauer gesagt, sowohl der Kühlerlüftermotor 19 als auch der Anlasser 21 als auch der Scheinwerfer 23 sind eine elektrische Last. Die elektrische Last, die im Elektrische-Vorrichtung-Abschnitt 9 enthalten ist, ist nachstehend auch als die „elektrische Last ersten Systems” bezeichnet.
Der Anlasser 21 weist einen Anlassermotor 25 und ein Zahnrad 27 auf. Der Anlassermotor 25 erzeugt Antriebskraft zum Ankurbeln des Verbrennungsmotors 15. Das Zahnrad 27 kurbelt den Verbrennungsmotor 15 an, wenn es durch den Anlassermotor 25 in Rotation versetzt wird, unter einer Bedingung, dass sich das Zahnrad 27 in Eingriff mit einem Zahnkranz 16 des Verbrennungsmotors 15 befindet. In der 1 sind der Zahnkranz 16 und das Zahnrad 27 voneinander getrennt. In der Praxis ragt das Zahnrad 27 aus einem Gehäuse des Anlassers 21 und greift in den Zahnkranz 16.
Der Anlasser 21 weist eine Motorenergetisierungsmagnetspule (nicht gezeigt) und einen Ritzelmagneten 29 auf. Die Motorenergetisierungsmagnetspule schaltet den Anlassermotor 25 zwischen einem Energieversorgungszustand und einem Nicht-Energieversorgungszustand um. Im Energieversorgungszustand wird der Anlassermotor 25 mit elektrischer Energie von der ersten Energieversorgungsleitung 3 versorgt. Im Nicht-Energieversorgungszustand wird der Anlassermotor 25 nicht mit elektrischer Energie von der ersten Energieversorgungsleitung 3 versorgt. Der Ritzelmagnet 29 schaltet das Zahnrad 27 zwischen einem Eingriffszustand und einem Nicht-Eingriffszustand um. Im Eingriffszustand befindet sich das Zahnrad 27 in Eingriff mit dem Zahnkranz 16. Im Nicht-Eingriffszustand befindet sich das Zahnrad 27 nicht in Eingriff mit dem Zahnkranz 16. Der Anlasser 21 ist ein sogenannter Tandemsolenoidanlasser und kann das Schalten des Anlassermotors 25 und das Schalten des Zahnrads 27 unabhängig ausführen. Die Motorenergetisierungsmagnetspule und der Ritzelmagnet 29 werden ebenso durch elektrische Energie betrieben, die von der ersten Energieversorgungsleitung 3 zugeführt wird.
Das elektrische Energieversorgungssystem weist ferner einen Elektrische-Last-Abschnitt 30 auf. Der Elektrische-Last-Abschnitt 30 weist wenigstens eine elektrische Last auf, die mit der zweiten Energieversorgungsleitung 5 verbunden ist. Die elektrische Last, die im Elektrische-Last-Abschnitt 30 enthalten ist, ist nachstehend auch als die „elektrische Last zweiten Systems” bezeichnet. Die im Elektrische-Last-Abschnitt 30 enthaltene elektrische Last wird mit elektrischer Energie von der zweiten Energieversorgungsleitung 5 versorgt.
Die Anzahl von elektrischen Lasten, die im Elektrische-Last-Abschnitt 30 enthalten ist, ist nicht auf eine bestimmte Anzahl beschränkt und kann beispielsweise bei lediglich eins liegen. Gemäß der ersten Ausführungsform weist der Elektrische-Last-Abschnitt 30 mehrere elektrische Lasten auf. Der Elektrische-Last-Abschnitt 30 weist beispielsweise eine Zündspule 31 zum Zünden des Verbrennungsmotors 15, ein Einspritzventil 32 zum Einspritzen von Kraftstoff in den Verbrennungsmotor 15, eine Verbrennungsmotor-ECU 33, eine Leerlaufverringerungs-ECU 34, eine weitere ECU 35, eine Navigationsvorrichtung 36 und eine Audiovorrichtung 37 auf.
Die Verbrennungsmotor-ECU 33 steuert den Verbrennungsmotor 15, indem sie die Zündspule 31 und das Einspritzventil 32 steuert. Folglich werden die Zündspule 31 und das Einspritzventil 32 synchron zur Rotation des Verbrennungsmotors 15 angesteuert. Obgleich in der 1 ein Beispiel aufgezeigt ist, bei dem das Einspritzventil 32 direkt mit der zweiten Energieversorgungsleitung 5 verbunden ist, wird das Einspritzventil 32 tatsächlich mit elektrischer Energie betrieben, die durch die Verbrennungsmotor-ECU 33 von der zweiten Energieversorgungsleitung 5 zugeführt wird.
Die Zündspule 31 verbraucht elektrische Energie intermittierend während eines Betriebs des Verbrennungsmotors 15, und ein Energieverbrauch der Zündspule 31 liegt über demjenigen einer anderen elektrischen Last, die mit der zweiten Energieversorgungsleitung 5 verbunden ist. Gemäß der ersten Ausführungsform entspricht die Zündspule 31 einer bestimmten Last, die elektrische Energie intermittierend verbraucht.
Die Leerlaufverringerungs-ECU 34 führt eine Leerlaufverringerungssteuerung des Verbrennungsmotors 15 aus. Bei der Leerlaufverringerungssteuerung wird der Verbrennungsmotor 15 automatisch gestoppt, wenn eine vorbestimmte Automatikstoppbedingung erfüllt ist, und wird der Verbrennungsmotor 15 automatisch gestartet, wenn eine vorbestimmte Automatikstartbedingung erfüllt ist.
Ferner ist eine Energie-ECU 41 zwischen der ersten Energieversorgungsleitung 3 und der zweiten Energieversorgungsleitung 5 angeordnet. Die Energie-ECU 41 verbindet und trennt die erste Energieversorgungsleitung 3 mit und von der zweiten Energieversorgungsleitung 5. Eine zweite Batterie 43 ist mit der zweiten Energieversorgungsleitung 5 verbunden. Die zweite Batterie 43 kann beispielsweise eine Lithiumionenbatterie sein. Alternativ kann die zweite Batterie 43 eine andere Art von Batterie als eine Lithiumionenbatterie sein, wie beispielsweise eine Bleibatterie oder eine Nickelhydridbatterie.
Gemäß der ersten Ausführungsform ist die zweite Batterie 43 durch die Energie-ECU 41 mit der zweiten Energieversorgungsleitung 5 verbunden. Die Energie-ECU 41 kann die zweite Batterie 43 von der zweiten Energieversorgungsleitung 5 trennen. D. h., die Energie-ECU 41 verbindet und trennt ferner die zweite Batterie 43 mit und von der zweiten Energieversorgungsleitung 5.
Die Energie-ECU 41 weist einen ersten Schalter 45, einen zweiten Schalter 47 und eine Steuerschaltung 49 auf. Der erste Schalter 45 verbindet und trennt die erste Energieversorgungsleitung 3 mit und von der zweiten Energieversorgungsleitung 5. Der zweite Schalter 47 verbindet und trennt die zweite Batterie 43 mit und von der zweiten Energieversorgungsleitung 5. Die Steuerschaltung 49 schaltet den ersten Schalter 45 EIN und AUS und schaltet ebenso den zweiten Schalter 47 EIN und AUS. Insbesondere weist die Steuerschaltung 49 einen Mikrocomputer 55 und eine Ansteuerschaltung 57 auf. Der Mikrocomputer 55 weist eine CPU 51, ein ROM 52 und ein RAM 53 auf. Die Ansteuerschaltung 57 schaltet den ersten Schalter 45 und den zweiten Schalter 47 in Übereinstimmung mit Befehlssignalen vom Mikrocomputer 55 EIN und AUS.
Gemäß der ersten Ausführungsform ist sowohl der erste Schalter 45 als auch der zweite Schalter 47 aus zwei Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs) aufgebaut, die in Reihe geschaltet sind. Alternativ kann sowohl der erste Schalter 45 als auch der zweite Schalter 47 aus einer anderen Art von Transistor als einem MOSFET aufgebaut sein, wie beispielsweise ein Bipolartransistor oder ein Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT). Ferner alternativ kann sowohl der erste Schalter 45 als auch der zweite Schalter 47 aus einem Relais oder dergleichen anstelle eines Transistors aufgebaut sein.
Nachstehend ist ein Betrieb der Steuerschaltung 49 der Energie-ECU 41 beschrieben. Es sollte beachtet werden, dass der Betrieb der Steuerschaltung 49 durch den Mikrocomputer 55 realisiert wird und ein Betrieb des Mikrocomputers 55 durch die CPU 51 realisiert wird, die im ROM 52 gespeicherte Programme ausführt.
Die Steuerschaltung 49 schaltet einen Steuermodus des ersten Schalters 45 und des zweiten Schalters 47, wie nachstehend beschrieben, zwischen einem ersten, einem zweiten und einem dritten Modus.
(Erster Modus)
Der erste Modus ist ein Modus, in dem der erste Schalter 45 EIN und der zweite Schalter 47 AUS geschaltet ist.
Im erstem Modus sind, da der erste Schalter 45 EIN geschaltet ist, die erste Energieversorgungsleitung 3 und die zweite Energieversorgungsleitung 5 miteinander verbunden. Ferner ist im ersten Modus, da der zweite Schalter 47 AUS geschaltet ist, die zweite Batterie 43 von der zweiten Energieversorgungsleitung 5 getrennt. Folglich werden die elektrischen Lasten ersten Systems (d. h. der Kühlerlüftermotor 19, der Anlasser 21 und der Scheinwerfer 23), die im Elektrische-Vorrichtung-Abschnitt 9 enthalten sind, der mit der ersten Energieversorgungsleitung 3 verbunden ist, und die elektrischen Lasten zweiten Systems (d. h. die Zündspule 31, das Einspritzventil 32, die Verbrennungsmotor-ECU 33, die Leerlaufverringerungs-ECU 34, die weitere ECU 35, die Navigationsvorrichtung 36 und die Audiovorrichtung 37), die im Elektrische-Last-Abschnitt 30 enthalten sind, der mit der zweiten Energieversorgungsleitung 5 verbunden ist, mit elektrischer Energie von der ersten Batterie 7 oder der Lichtmaschine 17 versorgt.
So schaltet die Steuerschaltung 49 den Steuermodus beispielsweise in den ersten Modus, wenn die Steuerschaltung 49 bestimmt, dass ein Fahrer des Fahrzeugs eine Anlasstätigkeit ausführt, die dazu ausgelegt ist, den Verbrennungsmotor 15 zu starten, und zwar derart, dass der Verbrennungsmotor 15 gestartet werden kann. Ein Beispiel für die Anlasstätigkeit kann das Drehen eines Zündschlüssels und Herabdrücken einer Anlasstaste sein.
(Zweiter Modus)
Der zweite Modus ist ein Modus, in dem der erste Schalter 45 AUS und der zweite Schalter 47 EIN geschaltet ist.
Im zweiten Modus sind, da der erste Schalter 45 AUS geschaltet ist, die erste Energieversorgungsleitung 3 und die zweite Energieversorgungsleitung 5 voneinander getrennt. Ferner ist im zweiten Modus, da der zweite Schalter 47 EIN geschaltet ist, die zweite Batterie 43 mit der zweiten Energieversorgungsleitung 5 verbunden. Folglich werden die elektrischen Lasten ersten Systems, die mit der ersten Energieversorgungsleitung 3 verbunden sind, mit elektrischer Energie von der ersten Batterie 7 oder der Lichtmaschine 17 versorgt, und werden die elektrischen Lasten zweiten Systems, die mit der zweiten Energieversorgungsleitung 5 verbunden sind, mit elektrischer Energie von der zweiten Batterie 43 versorgt.
So schaltet die Steuerschaltung 49 den Steuermodus beispielsweise in den zweiten Modus, wenn die Steuerschaltung 49 bestimmt, dass ein Ladezustand (SOC) von sowohl der ersten Batterie 7 als auch der zweiten Batterie 43 größer oder gleich einem vorbestimmten Schwellenwert ist. Die Steuerschaltung 49 kann den SOC von sowohl der ersten Batterie 7 als auch der zweiten Batterie 43 beispielsweise empfangen, indem sie mit einer anderen bzw. weiteren ECU kommuniziert, die den SOC von sowohl der ersten Batterie 7 als auch der zweiten Batterie 43 misst. Alternativ kann die Steuerschaltung 49 den SOC von sowohl der ersten Batterie 7 als auch der zweiten Batterie 43 messen.
Gemäß der ersten Ausführungsform beinhaltet die Automatikstoppbedingung bei der Leerlaufverringerungssteuerung, dass sich der Steuermodus im zweiten Modus befindet. Genauer gesagt, die Automatikstoppbedingung bei der Leerlaufverringerungssteuerung beinhaltet, dass der SOC von sowohl der ersten Batterie 7 als auch der zweiten Batterie 43 größer oder gleich dem Schwellenwert ist. Folglich befindet sich der Steuermodus dann, wenn der Verbrennungsmotor 15 automatisch gestartet wird, nachdem er durch die Leerlaufverringerungssteuerung automatisch gestoppt wurde, im zweiten Modus. Folglich wird verhindert, dass Spannungsänderungen, die durch den Betrieb des Anlassers 21 verursacht werden, auf der zweiten Energieversorgungsleitung 5 auftreten, so dass die elektrischen Lasten zweiten Systems, die mit der zweiten Energieversorgungsleitung 5 verbunden sind, stabil arbeiten können. Es können dann, wenn die elektrischen Lasten zweiten Systems, die mit der zweiten Energieversorgungsleitung 5 verbunden sind, ihren Betrieb stoppen, und zwar aufgrund der Spannungsänderungen, die durch den Betrieb des Anlassers 21 verursacht werden, wenn der Verbrennungsmotor 15 automatisch gestartet wird, nachdem er durch die Leerlaufverringerungssteuerung automatisch gestoppt wurde, einige Schwierigkeiten auftreten. Um zu verhindern, dass die elektrischen Lasten zweiten Systems ihren Betrieb stoppen, sind die elektrischen Lasten zweiten Systems mit der zweiten Energieversorgungsleitung 5 verbunden, die von der ersten Energieversorgungsleitung 3 getrennt werden kann.
(Dritter Modus)
Der dritte Modus ist ein Modus, in dem sowohl der erste Schalter 45 als auch der zweite Schalter 47 EIN geschaltet sind.
Im dritten Modus werden, da der erste Schalter 45 EIN geschaltet ist, die erste Energieversorgungsleitung 3 und die zweite Energieversorgungsleitung 5 miteinander verbunden. Ferner wird im dritten Modus, da der zweite Schalter 47 EIN geschaltet ist, die zweite Batterie 43 mit der zweiten Energieversorgungsleitung 5 verbunden. Folglich werden die elektrischen Lasten ersten Systems, die mit der ersten Energieversorgungsleitung 3 verbunden sind, und die elektrischen Lasten zweiten Systems, die mit der zweiten Energieversorgungsleitung 5 verbunden sind, mit elektrischer Energie von sowohl der ersten Batterie 7 als auch der zweiten Batterie 43 oder der Lichtmaschine 17 versorgt. Ferner werden die erste Batterie 7 und die zweite Batterie 43 durch die Lichtmaschine 17 geladen.
So schaltet die Steuerschaltung 49 den Steuermodus beispielsweise in den dritten Modus, wenn der SOC von der ersten Batterie 7 und/oder der zweiten Batterie 43 unter dem Schwellenwert liegt oder die Lichtmaschine 17 Energie zurückgewinnt, indem sie Verzögerungsenergie des Fahrzeugs in elektrische Energie wandelt.
Nachstehend ist ein Fehlererfassungsprozess, der vom Mikrocomputer 55 der Steuerschaltung 49 ausgeführt wird, unter Bezugnahme auf die 2 beschrieben. Der Mikrocomputer 55 führt den Fehlererfassungsprozess in einem vorbestimmten Zeitintervall aus, um einen Fehler bzw. eine Fehlfunktion zu erfassen, der bzw. die aus einem Festwertfehler des Stromsensors 13 oder einem Anschlussunterbrechungsfehler der ersten Batterie 7 resultiert. Der Festwertfehler des Stromsensors 13 ist ein Fehler, bei dem der Stromsensorausgangswert, obgleich der Stromsensorausgangswert (d. h. der Ausgangswert des Stromsensors 13) innerhalb eines normalen Bereichs liegt, ungeachtet einer Änderung im gemessenen Strom unverändert bleibt. Der Anschlussunterbrechungsfehler ist ein Fehler, bei dem ein Anschluss der ersten Batterie 7 von der ersten Energieversorgungsleitung 3 getrennt wird.
Der Fehlererfassungsprozess startet, wie in 2 gezeigt, in S110, in dem der Mikrocomputer 55 bestimmt, ob der Verbrennungsmotor 15 läuft. Der Mikrocomputer 55 kann beispielsweise eine Drehzahl (wie beispielsweise U/min) des Verbrennungsmotors 15 von der Verbrennungsmotor-ECU 33 erhalten, indem er mit der Verbrennungsmotor-ECU 33 kommuniziert, und auf der Grundlage der Drehzahl bestimmen, ob der Verbrennungsmotor 15 läuft.
Wenn der Mikrocomputer 55 nicht bestimmt, dass der Verbrennungsmotor 15 läuft, entsprechend NEIN in S110, endet der Fehlererfassungsprozess. Wenn der Mikrocomputer 55 demgegenüber bestimmt, dass der Verbrennungsmotor 15 läuft, entsprechend JA in S110, schreitet der Fehlererfassungsprozess zu S120 voran, in dem der Mikrocomputer 55 bestimmt, ob sich der Steuermodus im zweiten Modus befindet. Der zweite Modus ist, wie vorstehend beschrieben, ein Modus, in dem der erste Schalter 45 AUS und der zweite Schalter 47 EIN geschaltet ist.
Wenn der Mikrocomputer 55 bestimmt, dass sich der Steuermodus im zweiten Modus befindet, entsprechend JA in S120, schreitet der Fehlererfassungsprozess zu S130 voran, in dem der Mikrocomputer 55 eine Lichtmaschinensteuerung startet, um eine Spannung zu erhöhen, die von der Lichtmaschine 17 erzeugt wird, die eine der elektrischen Vorrichtungen ist, die im Elektrische-Vorrichtung-Abschnitt 9 enthalten sind, der mit der ersten Energieversorgungsleitung 3 verbunden ist. Dies führt dazu, dass der Betrag an Ausgangsstrom von der Lichtmaschine 17 zur ersten Energieversorgungsleitung 3 zunimmt. Dementsprechend nimmt dann, wenn kein Fehler auftritt, ein Strom (d. h. ein Ladestrom), der von der ersten Energieversorgungsleitung 3 zur ersten Batterie 7 fließt, zu. Folglich nimmt der Stromsensorausgangswert, wie in 3 gezeigt, an einem Zeitpunkt t1 zu.
Anschließend schreitet der Fehlererfassungsprozess zu S140 voran, in dem der Mikrocomputer 55 einen Stromänderungsbetrag ΔIa aus dem Stromsensorausgangswert misst. Insbesondere liest der m5, wie in 3 gezeigt, den Stromsensorausgangswert, wenn die von der Lichtmaschine 17 erzeugte Spannung in S130 erhöht wird, und speichert der Mikrocomputer 55 den gelesenen Stromsensorausgangswert als einen Tiefstwert Imin. Anschließend tastet der Mikrocomputer 55 den Stromsensorausgangswert in einem vorbestimmten Abtastintervall ab und speichert der Mikrocomputer 55 den Höchstwert der abgetasteten Stromsensorausgangswerte als einen Höchstwert Imax. Anschließend berechnet der Mikrocomputer 55 den Stromänderungsbetrag ΔIa, indem er einen Absolutwert einer Differenz zwischen dem Höchstwert Imax und dem Tiefstwert Imin berechnet. Bei einem Beispiel in der 3 wird der Stromänderungsbetrag ΔIa berechnet, indem der Tiefstwert Iman vom Höchstwert Imax abgezogen wird. Alternativ kann der Mikrocomputer 55 den Stromsensorausgangswert lesen, bevor die von der Lichtmaschine 17 erzeugte Spannung in S130 erhöht wird, und kann der Mikrocomputer 55 den gelesenen Stromsensorausgangswert als den Tiefstwert Iman speichern.
Anschließend schreitet der Fehlererfassungsprozess zu S150 voran, in dem der Mikrocomputer 55 bestimmt, ob der Stromänderungsbetrag ΔIa über einem Fehlerschwellenwert Itha liegt. Wenn der Mikrocomputer 55 bestimmt, dass der Stromänderungsbetrag ΔIa über dem Fehlerschwellenwert Itha liegt, entsprechend JA in S150, schreitet der Fehlererfassungsprozess zu S160 voran, in dem der Mikrocomputer 55 bestimmt, dass kein Fehler aufgetreten ist.
Anschließend schreitet der Fehlererfassungsprozess zu S170 voran, in dem der Mikrocomputer 55 die Lichtmaschinensteuerung stoppt. Hierauf folgend endet der Fehlererfassungsprozess. Dies führt dazu, dass der Stromsensorausgangswert, wie in 3 gezeigt, an einem Zeitpunkt t2 zu einem Wert zurückkehrt, der vorlag, bevor die Lichtmaschinensteuerung gestartet wurde. Eine Zeitspanne Δt in der 3 entspricht einer Verarbeitungszeit von S130 bis S170. Selbiges gilt für eine Zeitspanne Δt in der 4, die nachstehend noch beschrieben ist.
Wenn der Mikrocomputer 55 nicht bestimmt, dass der Stromänderungsbetrag ΔIa über dem Fehlerschwellenwert Itha liegt, entsprechend NEIN in S150, bestimmt der Mikrocomputer 55, dass der Stromsensorausgangswert unverändert bleibt, woraufhin der Fehlererfassungsprozess zu S180 voranschreitet. In S180 bestimmt der Mikrocomputer 55, dass ein Fehler aufgetreten ist. D. h., wenn der Festwertfehler des Stromsensors 13 und/oder der Anschlussunterbrechungsfehler der ersten Batterie 7 auftritt, verbleibt der Stromsensorausgangswert, wie in 4 gezeigt, auch dann unverändert, wenn der Mikrocomputer 55 die Lichtmaschinensteuerung startet, um die von der Lichtmaschine 17 erzeugte Spannung zu erhöhen. In diesem Fall ist der in S140 gemessene Stromänderungsbetrag ΔIa nahezu null und nicht größer als der Fehlerschwellenwert Itha. Folglich bestimmt der Mikrocomputer 55 in S180, wenn der Stromänderungsbetrag ΔIa nicht über dem Fehlerschwellenwert Itha liegt, entsprechend NEIN in S150, dass ein Fehler aufgrund des Festwertfehlers des Stromsensors 13 und/oder des Anschlussunterbrechungsfehlers der ersten Batterie 7 aufgetreten ist.
Wenn der Mikrocomputer 55 in S180 bestimmt, dass der Fehler aufgetreten ist, führt der Mikrocomputer 55 einen ersten, einen zweiten und einen dritten Fehlersicherheits- bzw. Fail-Safe-Prozess in S191 bzw. S192 bzw. S193 aus.
(Erster Fehlersicherheitsprozess)
Der erste Fehlersicherheitsprozess, der in S191 ausgeführt wird, ist beispielsweise ein Prozess zur Verhinderung aus den folgenden Gründen, dass die Leerlaufverringerungs-ECU 34 die Leerlaufverringerungssteuerung des Verbrennungsmotors 15 ausführt.
Wenn der Mikrocomputer 55 in S180 bestimmt, dass der Fehler aufgetreten ist, besteht die Möglichkeit, dass der Anschlussunterbrechungsfehler der ersten Batterie 7 aufgetreten ist. In diesem Fall kann dann, wenn die Leerlaufverringerungs-ECU 34 die Leerlaufverringerungssteuerung ausführt, so dass die Lichtmaschine 17 die Erzeugung von elektrischer Energie stoppt, die Versorgung von elektrischer Energie zu den elektrischen Lasten ersten Systems, die mit der ersten Energieversorgungsleitung 3 verbunden sind, gestoppt werden. Ferner wird auch dann, wenn sowohl der erste Schalter 45 als auch der zweite Schalter 47 EIN geschaltet sind, so dass die elektrischen Lasten ersten Systems, die mit der ersten Energieversorgungsleitung 3 verbunden sind, mit elektrischer Energie von der zweiten Batterie 43 versorgt werden können, der Betrag an elektrischer Energie, der von der zweiten Batterie 43 ausgegeben wird, höher als zu normalen Zeiten. Folglich wird die zweite Batterie 43 wahrscheinlich erschöpft bzw. leer sein.
Um derartige Nachteile zu vermeiden, verhindert der erste Fehlersicherheitsprozess, dass die Leerlaufverringerungs-ECU 34 die Leerlaufverringerungssteuerung ausführt. D. h., wenn die Leerlaufverringerungssteuerung bewirkt, dass die Lichtmaschine 17 die Erzeugung von elektrischer Energie stoppt, in einer Situation, in der die Möglichkeit besteht, dass der Anschlussunterbrechungsfehler der ersten Batterie 7 auftritt, kann keine Energiequelle elektrische Energie an die erste Energieversorgungsleitung 3 geben. Aus diesem Grund verhindert der erste Fehlersicherheitsprozess, dass die Leerlaufverringerungs-ECU 34 die Leerlaufverringerungssteuerung ausführt, so dass die Zufuhr von elektrischer Energie an die erste Energieversorgungsleitung 3 gewährleistet werden kann. Insbesondere ist der Anlasser 21 dazu ausgelegt, mit elektrischer Energie von der ersten Energieversorgungsleitung 3 versorgt zu werden. Folglich kann dann, wenn nicht verhindert wird, dass die Leerlaufverringerungs-ECU 34 die Leerlaufverringerungssteuerung ausführt, in einer Situation, in der die Möglichkeit besteht, dass der Anschlussunterbrechungsfehler der ersten Batterie 7 auftritt, der Verbrennungsmotor 15 gegebenenfalls nicht automatisch gestartet werden, nachdem der Verbrennungsmotor 15 durch die Leerlaufverringerungssteuerung automatisch gestoppt wurde. Aus diesem Grund ist es wirksam, zu verhindern, dass die Leerlaufverringerungs-ECU 34 die Leerlaufverringerungssteuerung ausführt.
(Zweiter Fehlersicherheitsprozess)
Der zweite Fehlersicherheitsprozess, der in S192 ausgeführt wird, ist beispielsweise ein Prozess zur Bestimmung, ob die Lichtmaschine 17 elektrische Energie erzeugt, und zur Verhinderung, dass die Lichtmaschine 17 die Erzeugung von elektrischer Energie stoppt (d. h. zur Ermöglichung, dass die Lichtmaschine 17 die Erzeugung von elektrischer Energie fortsetzt), wenn die Lichtmaschine 17 elektrische Energie erzeugt. Im zweiten Fehlersicherheitsprozess kann der Mikrocomputer 55 beispielsweise einen Energieerzeugungs-Controller, der den Betrag an elektrischer Energie steuert, die von der Lichtmaschine 17 erzeugt wird, anweisen, nicht zu verhindern, dass die Lichtmaschine 17 die Erzeugung von elektrischer Energie stoppt, d. h. kann der Mikrocomputer 55 den Energieerzeugungs-Controller anweisen, es der Lichtmaschine 17 zu ermöglichen, die Erzeugung von elektrischer Energie fortzusetzen.
Solch ein zweiter Fehlersicherheitsprozess kann die gleichen Vorteile wie der erste Fehlersicherheitsprozess hervorbringen.
(Dritter Fehlersicherheitsprozess)
Der dritte Fehlersicherheitsprozess, der in S193 ausgeführt wird, ist beispielsweise ein Prozess zur Versorgung der elektrischen Lasten zweiten Systems, die mit der zweiten Energieversorgungsleitung 5 verbunden sind, mit elektrischer Energie, während der Steuermodus im zweiten Modus gehalten wird. In diesem Fall schaltet der dritte Fehlersicherheitsprozess dann, wenn sich der Steuermodus im ersten Modus oder im dritten Modus befindet, bevor der dritte Fehlersicherheitsprozess erfolgt, den Steuermodus in den zweiten Modus. Der dritte Fehlersicherheitsprozess wird, wie nachstehend noch beschrieben, ebenso in S243 ausgeführt. In S243 wird der Steuermodus von dem ersten Modus oder dem dritten Modus in den zweiten Modus geschaltet.
In der Annahme, dass der Anschlussunterbrechungsfehler der ersten Batterie 7 aufgetreten ist, werden Spannungsänderungen, die durch elektrische Energie verursacht werden, die von der Lichtmaschine 17 erzeugt wird, nicht von der ersten Batterie 7 absorbiert. Folglich wird, im dritten Fehlersicherheitsprozess, der erste Schalter 45 AUS geschaltet, um die zweite Energieversorgungsleitung 5 von der ersten Energieversorgungsleitung 3 zu trennen, so dass eine Spannung der zweiten Energieversorgungsleitung stabilisiert werden kann. Folglich kann der dritte Fehlersicherheitsprozess stabile Operationen der elektrischen Lasten zweiten Systems, die mit der zweiten Energieversorgungsleitung 5 verbunden sind, gewährleisten.
Nachdem der erste, der zweite und der dritte Fehlersicherheitsprozess in S191 bzw. S192 bzw. S193 vom Mikrocomputer 55 ausgeführt wurden, schreitet der Fehlererfassungsprozess zu S170 voran und endet anschließend.
Wenn der Mikrocomputer 55 nicht bestimmt, dass sich der Steuermodus im zweiten Modus befindet, entsprechend NEIN in S120, schreitet der Fehlererfassungsprozess zu S200 voran. Genauer gesagt, wenn der Mikrocomputer 55 in S120 bestimmt, dass sich der Steuermodus im ersten oder im dritten Modus befindet, in dem der erste Schalter 45 EIN geschaltet ist, schreitet der Fehlererfassungsprozess zu S200 voran.
In S200 überwacht der Mikrocomputer 55 den Stromsensorausgangswert während einer vorbestimmten Überwachungszeit und misst der Mikrocomputer 55 einen Stromänderungsbetrag ΔIb während der Überwachungszeit. Insbesondere tastet der Mikrocomputer 55 den Stromsensorausgangswert während der Überwachungszeit in einem Abtastintervall ab, das kürzer als die Überwachungszeit ist. Anschließend erfasst der Mikrocomputer 55 den Tiefstwert und den Höchstwert des Stromsensorausgangswerts während der Überwachungszeit und berechnet der Mikrocomputer 55 den Stromänderungsbetrag ΔIb, indem er einen Absolutwert einer Differenz zwischen dem Höchstwert und dem Tiefstwert berechnet.
Die Überwachungszeit wird derart bestimmt, dass die Zündspule 31 wenigstens einmal innerhalb der Überwachungszeit mit Energie versorgt werden kann. Folglich kann die Überwachungszeit in Übereinstimmung mit der Drehzahl des Verbrennungsmotors 15 abgestimmt werden.
Anschließend schreitet der Fehlererfassungsprozess zu S210 voran, in dem der Mikrocomputer 55 bestimmt, ob der Stromänderungsbetrag ΔIb über einem Fehlerschwellenwert Ithb liegt. Wenn der Mikrocomputer 55 bestimmt, dass der Stromänderungsbetrag ΔIb über dem Fehlerschwellenwert Ithb liegt, entsprechend JA in S210, schreitet der Fehlererfassungsprozess zu S220 voran, in dem der Mikrocomputer 55 bestimmt, dass kein Fehler aufgetreten ist. Anschließend endet der Fehlererfassungsprozess.
In der Annahme, dass der erste Schalter 45 EIN geschaltet ist und kein Fehler aufgetreten ist, verbraucht die Zündspule 31 elektrische Energie. In diesem Fall ändert sich der Lade- und Entladestrom der ersten Batterie 7 entsprechend und erscheint die Änderung im Stromsensorausgangswert. Folglich wird der Fehlerschwellenwert Ithb auf einen Wert gesetzt, der ein wenig unterhalb des Stromänderungsbetrags ΔIb liegt, der verursacht wird, wenn die Zündspule 31 mit Energie versorgt wird.
Wenn der Mikrocomputer 55 demgegenüber nicht bestimmt, dass der Stromänderungsbetrag ΔIb über dem Fehlerschwellenwert Ithb liegt, entsprechend NEIN in S210, bestimmt der Mikrocomputer 55, dass der Stromsensorausgangswert unverändert bleibt, und schreitet der Fehlererfassungsprozess zu S230 voran. In S230 bestimmt der Mikrocomputer 55, dass ein Fehler aufgetreten ist. D. h., wenn der Festwertfehler des Stromsensors 13 und/oder der Anschlussunterbrechungsfehler der ersten Batterie 7 auftritt, verbleibt der Stromsensorausgangswert auch dann unverändert, wenn die Zündspule 31 mit Energie versorgt wird. Folglich bestimmt der Mikrocomputer 55 in S230, wenn der Stromänderungsbetrag ΔIb nicht über dem Fehlerschwellenwert Ithb liegt, entsprechend NEIN in S210, dass ein Fehler aufgetreten ist, und zwar aufgrund des Festwertfehlers des Stromsensors 13 und/oder des Anschlussunterbrechungsfehlers der ersten Batterie 7.
Wenn der Mikrocomputer 55 in S230 bestimmt, dass der Fehler aufgetreten ist, führt der Mikrocomputer 55 den ersten, den zweiten und den dritten Fehlersicherheitsprozess in S241 bzw. S242 bzw. S243 auf die gleiche Weise wie in S191 bzw. S192 bzw. S193 aus. Anschließend endet der Fehlererfassungsprozess.
Im Energieversorgungssystem 1 der ersten Ausführungsform bestimmt der Mikrocomputer 55 der Energie-ECU 41, wie vorstehend beschrieben, wenn der erste Schalter 45 EIN geschaltet wird, so dass die erste Energieversorgungsleitung 3 und die zweite Energieversorgungsleitung 5 miteinander verbunden werden können, ob sich der Stromsensorausgangswert in Übereinstimmung mit dem Energieverbrauch der Zündspule 31 ändert (in S200, S210). Wenn der Stromsensorausgangswert unverändert bleibt (entsprechend NEIN in S210), bestimmt der Mikrocomputer 55, dass der Fehler aufgetreten ist (in S230).
Wenn der erste Schalter 45 demgegenüber AUS geschaltet wird, so dass die erste Energieversorgungsleitung 3 und die zweite Energieversorgungsleitung 5 voneinander getrennt werden können, ändert der Mikrocomputer 55 den Betrag eines Ausgangsstroms der Lichtmaschine 17 an die erste Energieversorgungsleitung 3 und/oder den Betrag eines Eingangsstroms der Lichtmaschine 17 von der ersten Energieversorgungsleitung 3 (in S130). Gemäß der ersten Ausführungsform ändert der Mikrocomputer 55 den Betrag des Ausgangsstroms der Lichtmaschine 17. Anschließend bestimmt der Mikrocomputer 55, ob sich der Stromsensorausgangswert in Übereinstimmung mit der Änderung im Betrag des Ausgangsstroms der Lichtmaschine 17 ändert (in S140, S150). Wenn der Stromsensorausgangswert unverändert bleibt (entsprechend NEIN in S150), bestimmt der Mikrocomputer 55, dass der Fehler aufgetreten ist (in S180).
Bei solch einem Ansatz kann die Energie-ECU 41 nicht nur in einem gemeinsamen Leitungszustand (d. h. in einem Zustand verbundener Leitungen), in dem die zwei Energieversorgungsleitungen 3 und 5 miteinander verbunden sind, sondern ebenso in einem Trennleitungszustand, in dem die zwei Energieversorgungsleitungen 3 und 5 voneinander getrennt sind, den Fehler, der aus dem Festwertfehler des Stromsensors 13 und/oder dem Anschlussunterbrechungsfehler der ersten Batterie 7 resultiert, auf der Grundlage des Stromsensorausgangswerts erfassen.
Im gemeinsamen Leitungszustand kann der Fehler erfasst werden, ohne den Lade- und Entladestrom der ersten Batterie 7 absichtlich zu ändern. Im Trennleitungszustand kann der Fehler demgegenüber auch dann, wenn der intermittierende Energieverbrauch der Zündspule 31 nicht im Lade- und Entladestrom der ersten Batterie 7 auftritt, erfasst werden.
Gemäß einer Modifikation kann bei der Lichtmaschinensteuerung, die in S130 des Fehlererfassungsprozesses ausgeführt wird, die von der Lichtmaschine 17 erzeugte Spannung derart verringert werden, dass der Betrag des Ausgangsstroms der Lichtmaschine 17 verringert werden kann. In diesem Fall kann der Mikrocomputer 55 beispielsweise in S140 den Stromänderungsbetrag ΔIa berechnen, indem er einen Absolutwert einer Differenz zwischen dem Stromsensorausgangswert zu der Zeit von oder vor dem Start der Lichtmaschinensteuerung und dem Tiefstwert des Stromsensorausgangswerts nach dem Start der Lichtmaschinensteuerung berechnet.
Ferner können, gemäß einer Modifikation, der erste und/oder der zweite und/oder der dritte Fehlersicherheitsprozess, die in S191, S192 und S193 und in S241, S242 und S243 ausgeführt werden, ausgelassen werden. Es kann beispielsweise keiner des ersten, des zweiten und des dritten Fehlersicherheitsprozesses ausgeführt werden.
(Zweite Ausführungsform)
Nachstehend ist ein elektrisches Energieversorgungssystem 1 gemäß einer zweiten A1usführungsform der vorliegenden Erfindung beschriebene. Ein Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Ausführungsform ist wie folgt.
Gemäß der zweiten Ausführungsform führt der Mikrocomputer 55 der Energie-ECU 41 einen in der 5 gezeigten Fehlererfassungsprozess anstelle des in der 2 gezeigten Fehlererfassungsprozesses aus.
Der in der 5 gezeigte Fehlererfassungsprozess unterscheidet sich dahingehend von dem in der 2 gezeigten Fehlererfassungsprozess, dass S135 und S175 anstelle von S130 bzw. S170 enthalten sind.
In S135 liest der Mikrocomputer 55 den Stromsensorausgangswert und speichert den gelesenen Stromsensorausgangswert als Iα. Ferner startet der Mikrocomputer 55 in S135 eine Elektrische-Vorrichtung-Steuerung, um eine der elektrischen Vorrichtungen (d. h. eine der elektrischen Lasten ersten Systems) zu aktivieren, die sich von der Lichtmaschine 17 unterscheiden und im Elektrische-Vorrichtung-Abschnitt 9 enthalten sind, der mit der ersten Energieversorgungsleitung 3 verbunden ist. Gemäß der zweiten Ausführungsform startet der Mikrocomputer 55 in S135 eine Kühlerlüftermotorsteuerung, um den Kühlerlüftermotor 19 zu aktivieren.
In S140 liest der Mikrocomputer 55, wenn eine vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist, nachdem der Kühlerlüftermotor 19 in S135 aktiviert wurde, den Stromsensorausgangswert und speichert den gelesenen Stromsensorausgangswert als Iβ. Ferner berechnet der Mikrocomputer 55 in S140 den Stromänderungsbetrag ΔIa, indem er einen Absolutwert einer Differenz zwischen dem Wert Iα und dem Wert Iβ berechnet. Alternativ kann der Mikrocomputer 55 in S140 den Stromsensorausgangswert in einem vorbestimmten Abtastintervall abtasten und einen Tiefstwert der abgetasteten Stromsensorausgangswerte als Iβ speichern.
In S175 stoppt der Mikrocomputer 55 die Kühlerlüftermotorsteuerung, so dass der Kühlerlüftermotor deaktiviert werden kann. Nach S175 endet der Fehlererfassungsprozess.
Gemäß der zweiten Ausführungsform ändert der Mikrocomputer 55, wie vorstehend beschrieben, wenn der erste Schalter 45 AUS geschaltet wird, einen Betriebszustand des Kühlerlüftermotors 19 von „deaktiviert” in „aktiviert”, um so den Betrag eines Ausgangsstroms des Kühlerlüftermotors 19 an die erste Energieversorgungsleitung 3 und/oder den Betrag eines Eingangsstroms des Kühlerlüftermotors 19 von der ersten Energieversorgungsleitung 3 zu ändern (in S135). Gemäß der zweiten Ausführungsform ändert der Mikrocomputer 55 den Betrag des Eingangsstroms (d. h. den Verbrauchsstrom) des Kühlerlüftermotors 19. Anschließend bestimmt der Mikrocomputer 55, ob sich der Stromsensorausgangswert in Übereinstimmung mit der Änderung im Betrag des Eingangsstroms des Kühlerlüftermotors 19 ändert (in S140, S150). Wenn der Stromsensorausgangswert unverändert bleibt (entsprechend NEIN in S150), bestimmt der Mikrocomputer 55, dass der Fehler aufgetreten ist (in S180).
Die Energie-ECU 41 der zweiten Ausführungsform kann die gleichen Vorteile wie die Energie-ECU 41 der ersten Ausführungsform hervorbringen.
Gemäß einer Modifikation kann der Mikrocomputer 55, bei der Kühlerlüftersteuerung, die in S135 des Fehlererfassungsprozesses ausgeführt wird, den Betriebszustand des Kühlerlüftermotors 19 von „aktiviert” in „deaktiviert” ändern, indem er den Kühlerlüftermotor 19, der betrieben wird, stoppt.
(Dritte Ausführungsform)
Nachstehend ist ein elektrisches Energieversorgungssystem 1 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Ein Unterschied zwischen der zweiten und der dritten Ausführungsform ist wie folgt.
Gemäß der dritten Ausführungsform steuert der Mikrocomputer 55, in S135 des Fehlererfassungsprozesses, den Anlasser 21 anstelle des Kühlerlüftermotors 19, um den Betrag eines Ausgangsstroms des Anlassers 21 zur ersten Energieversorgungsleitung 3 und/oder den Betrag eines Eingangsstroms des Anlassers 21 von der ersten Energieversorgungsleitung 3 zu ändern. Gemäß der dritten Ausführungsform ändert der Mikrocomputer 55 den Betrag des Eingangsstroms des Anlassers 21. Insbesondere startet der Mikrocomputer 55, in S135, eine Anlassersteuerung, um den Anlassermotor 25 mit Energie zu versorgen, ohne den Ritzelmagneten 29 mit Energie zu versorgen, so dass das Zahnrad 27 nicht in das Zahnkranz 16 greifen kann. In S175 des Fehlererfassungsprozesses stoppt der Mikrocomputer 55 die Anlassersteuerung.
Die Energie-ECU 41 der dritten Ausführungsform kann die gleichen Vorteile wie die Energie-ECU 41 der ersten und der zweiten Ausführungsform hervorbringen.
Gemäß einer Modifikation kann der Mikrocomputer 55, in S135, den Scheinwerfer 23 aktivieren. Die Aktivierung des Scheinwerfers 23 kann jedoch von außerhalb des Fahrzeugs erkannt werden. Gleich der zweiten oder der dritten Ausführungsform steuert der Mikrocomputer 55, in S135, folglich vorzugsweise eine elektrische Last, deren Aktivierung nicht von außerhalb des Fahrzeugs zu erkennen ist.
Gemäß einer Modifikation kann der Mikrocomputer 55 in S130 der 2 oder in S135 der 5 den Betrag eines Stroms erhöhen, der absichtlich aus der ersten Batterie 7 entladen wird, indem er beispielsweise die elektrische Vorrichtung (wie beispielsweise den Kühlerlüftermotor 19 oder den Anlassermotor 25) aktiviert, die sich von der Lichtmaschine 17 unterscheidet, die im Elektrische-Vorrichtung-Abschnitt 9 enthalten ist, um den Betrag des Eingangsstroms der elektrischen Vorrichtung zu erhöhen und gleichzeitig die von der Lichtmaschine 17 erzeugte Spannung zu verringern, um den Betrag des Ausgangsstroms der Lichtmaschine 17 zu verringert.
(Modifikationen)
Obgleich die vorliegende Erfindung in Verbindung mit ihren Ausführungsformen beschrieben wurde, sollte wahrgenommen werden, dass sie nicht auf die Ausführungsformen beschränkt ist. Die vorliegende Erfindung soll derart verstanden werden, dass sie verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen innerhalb ihres Schutzumfangs mit umfasst.
Die bestimmte Last, die elektrische Energie intermittierend verbraucht, kann beispielsweise eine elektrische Last sein, die sich von der Zündspule 31 unterscheidet.
Der zweite Schalter 47 kann beispielsweise eliminiert sein, so dass die zweite Batterie 43 dauerhaft mit der zweiten Energieversorgungsleitung 5 verbunden sein kann.
Vorstehend ist eine Vorrichtung zur Erfassung eines Fehlers in einem elektrischen Energieversorgungssystem beschrieben.
Eine Vorrichtung wird dazu verwendet, einen Fehler in einem elektrischen Energieversorgungssystem eines Fahrzeugs zu erfassen, das eine erste Batterie 7, die mit einer ersten Energieversorgungsleitung 3 verbunden ist, einen Stromsensor 13 zur Erfassung eines Stroms der ersten Batterie, eine zweite Batterie 43, die mit einer zweiten Energieversorgungsleitung 5 verbunden ist, und eine bestimmte Last 31, die mit der zweiten Energieversorgungsleitung verbunden ist und elektrische Energie intermittierend verbraucht, aufweist. Die Vorrichtung weist eine Erfassungseinrichtung 55 auf, um zu bestimmen, dass der Fehler aufgetreten ist, wenn ein Fehler im Stromsensor auftritt oder ein Anschluss der ersten Batterie von der ersten Energieversorgungsleitung getrennt wird. Die Erfassungseinrichtung bestimmt, dass der Fehler aufgetreten ist, wenn sich ein Ausgangswert des Stromsensors nicht in Übereinstimmung mit einem Energieverbrauch der bestimmten Last ändert, unter einer Bedingung, dass die erste Energieversorgungsleitung und die zweite Energieversorgungsleitung miteinander verbunden sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2008-72880 A [0002]

Claims

Vorrichtung zur Erfassung eines Fehlers in einem elektrischen Energieversorgungssystem eines Fahrzeugs, wobei das elektrische Energieversorgungssystem eine erste Energieversorgungsleitung (3), eine erste Batterie (7), die mit der ersten Energieversorgungsleitung verbunden ist, einen Stromsensor (13) zur Erfassung eines Lade-/Entladestroms der ersten Batterie, eine zweite Energieversorgungsleitung (5), einen Elektrische-Last-Abschnitt (30) mit wenigstens einer elektrischen Last (31–37), die mit der zweiten Energieversorgungsleitung verbunden ist und mit elektrischer Energie von der zweiten Energieversorgungsleitung versorgt wird, eine zweite Batterie (43), die mit der zweiten Energieversorgungsleitung verbunden ist, und eine Schalteinrichtung zum Verbinden und Trennen der ersten Energieversorgungsleitung und der zweiten Energieversorgungsleitung mit- und voneinander aufweist, wobei die Vorrichtung aufweist: – eine Erfassungseinrichtung (55, S130, S135, S140, S150, S180, S200, S210, S230) zur Bestimmung, dass der Fehler aufgetreten ist, wenn ein Fehler im Stromsensor auftritt oder ein Anschluss der ersten Batterie von der ersten Energieversorgungsleitung getrennt wird, wobei – der Elektrische-Last-Abschnitt eine bestimmte Last (31) aufweist, die elektrische Energie intermittierend verbraucht, – die Erfassungseinrichtung eine erste Erfassungseinrichtung (55, S200, S210, S230) aufweist, um zu bestimmen, ob sich ein Ausgangswert des Stromsensors in Übereinstimmung mit einem Energieverbrauch der bestimmten Last ändert, wenn die Schalteinrichtung die erste Energieversorgungsleitung und die zweite Energieversorgungsleitung miteinander verbindet, und – die erste Erfassungseinrichtung dann, wenn sich der Ausgangswert des Stromsensors nicht in Übereinstimmung mit dem Energieverbrauch ändert, bestimmt, dass der Fehler aufgetreten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die bestimmte Last eine Zündspule zum Zünden eines Verbrennungsmotors (15) des Fahrzeugs ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass – das elektrische Energieversorgungssystem einen Elektrische-Vorrichtung-Abschnitt (9) mit wenigstens einer elektrischen Vorrichtung (17, 19, 21, 23), die mit der ersten Energieversorgungsleitung verbunden ist, aufweist; – die elektrische Vorrichtung mit elektrischer Energie von der ersten Energieversorgungsleitung versorgt wird und/oder elektrische Energie an die erste Energieversorgungsleitung gibt; – die Erfassungseinrichtung eine zweite Erfassungseinrichtung (55, S130, S135, S140, S150, S180) aufweist, um den Betrag eines Eingangs-/Ausgangsstroms der elektrischen Vorrichtung von/zu der ersten Energieversorgungsleitung zu ändern, wenn die Schalteinrichtung die erste Energieversorgungsleitung und die zweite Energieversorgungsleitung voneinander trennt; – die zweite Erfassungseinrichtung bestimmt, ob sich der Ausgangswert des Stromsensors in Übereinstimmung mit einer Änderung im Betrag des Eingangs-/Ausgangsstroms der elektrischen Vorrichtung ändert; und – die zweite Erfassungseinrichtung dann, wenn sich der Ausgangswert des Stromsensors nicht in Übereinstimmung mit der Änderung im Betrag des Eingangs-/Ausgangsstroms der elektrischen Vorrichtung ändert, bestimmt, dass der Fehler aufgetreten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass – der Elektrische-Vorrichtung-Abschnitt eine Lichtmaschine (17) aufweist, die durch einen Verbrennungsmotor (15) des Fahrzeugs angetrieben wird; und – die zweite Erfassungseinrichtung den Betrag des Eingangs-/Ausgangsstroms der Lichtmaschine ändert, indem sie eine von der Lichtmaschine erzeugte Spannung ändert.
Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass – der Elektrische-Vorrichtung-Abschnitt einen Kühlerlüftermotor (19) zur Rotation eines Kühlerlüfters zum Kühlen eines Verbrennungsmotors (15) aufweist; und – die zweite Erfassungseinrichtung den Betrag des Eingangs-/Ausgangsstroms des Kühlerlüftermotors ändert, indem sie einen Betriebszustand des Kühlerlüftermotors ändert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass – der Elektrische-Vorrichtung-Abschnitt einen Anlasser (21) zum Anlassen eines Verbrennungsmotors (15) des Fahrzeugs aufweist; – der Anlasser einen Anlassermotor (25) und ein Zahnrad (27) aufweist; – der Anlassermotor eine Antriebskraft zum Ankurbeln des Verbrennungsmotors erzeugt; – das Zahnrad den Verbrennungsmotor ankurbelt, wenn es durch den Anlassermotor in Rotation versetzt wird, unter einer Bedingung, dass sich das Zahnrad in Eingriff mit einem Zahnkranz (16) des Verbrennungsmotors befindet; – der Anlassermotor zwischen einem Energieversorgungszustand, in dem der Anlassermotor mit elektrischer Energie von der ersten Energieversorgungsleitung versorgt wird, und einem Nicht-Energieversorgungszustand, in dem der Anlassermotor nicht mit elektrischer Energie von der ersten Energieversorgungsleitung versorgt wird, umschaltet; – das Zahnrad zwischen einem Eingriffszustand, in dem sich das Zahnrad in Eingriff mit dem Zahnkranz befindet, und einem Nicht-Eingriffszustand, in dem sich das Zahnrad nicht in Eingriff mit dem Zahnkranz befindet, umschaltet; – der Anlasser in der Lage ist, das Umschalten des Anlassermotors und das Umschalten des Zahnrads unabhängig auszuführen; und – die zweite Erfassungseinrichtung den Betrag des Eingangs-/Ausgangsstroms des Anlassers ändert, indem sie den Anlassermotor in den Energieversorgungszustand und das Zahnrad in den Nicht-Eingriffszustand schaltet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner aufweist: – eine Leerlaufverringerungsverhinderungseinrichtung (55, S191, S241), wobei – das Fahrzeug mit einer Leerlaufverringerungseinrichtung ausgerüstet ist, um einen Verbrennungsmotor (15) des Fahrzeugs automatisch zu stoppen, wenn eine vorbestimmte Automatikstoppbedingung erfüllt ist, – der Elektrische-Vorrichtung-Abschnitt eine Lichtmaschine (17), die durch einen Verbrennungsmotor (15) des Fahrzeugs angetrieben wird, und eine weitere elektrische Last (19, 21, 23) aufweist, und – die Leerlaufverringerungsverhinderungseinrichtung dann, wenn die erste Erfassungseinrichtung und/oder die zweite Erfassungseinrichtung bestimmt, dass der Fehler aufgetreten ist, verhindert, dass die Leerlaufverringerungseinrichtung den Verbrennungsmotor automatisch stoppt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner aufweist: – eine Fortsetzungseinrichtung (55, S192, S242), wobei – der Elektrische-Vorrichtung-Abschnitt eine Lichtmaschine (17), die von einem Verbrennungsmotor (15) des Fahrzeugs angetrieben wird, und eine weitere elektrische Last (19, 21, 23) aufweist, und – die Fortsetzungseinrichtung dann, wenn die erste Erfassungseinrichtung und/oder die zweite Erfassungseinrichtung bestimmt, dass der Fehler während einer Zeitspanne aufgetreten ist, in der die Lichtmaschine elektrische Energie erzeugt, verhindert, dass die Lichtmaschine die Erzeugung von elektrischer Energie stoppt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner aufweist: – eine Trenneinrichtung (55, S193, S243), wobei – der Elektrische-Vorrichtung-Abschnitt eine Lichtmaschine 17) aufweist, die von einem Verbrennungsmotor (15) des Fahrzeugs angetrieben wird, und – die Trenneinrichtung dann, wenn die erste Erfassungseinrichtung und/oder die zweite Erfassungseinrichtung bestimmt, dass der Fehler aufgetreten ist, die Schalteinrichtung dazu veranlasst, die erste Energieversorgungsleitung und die zweite Energieversorgungsleitung voneinander zu trennen, derart, dass der Elektrische-Last-Abschnitt mit elektrischer Energie von der zweiten Batterie versorgt wird.