DE102019216552A1

DE102019216552A1 - Vorrichtung zur Energieverwaltung eines Fahrzeugs und Verfahren zum Steuern derselben

Info

Publication number: DE102019216552A1
Application number: DE102019216552.4A
Authority: DE
Inventors: Sang-Wook Park; Chan Young Jung; Sang Yeon Kim
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp; Yura Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Yura Corp; Kia Corp
Priority date: 2019-05-21
Filing date: 2019-10-28
Publication date: 2020-11-26
Also published as: US20200369227A1; JP7421308B2; KR20200133918A; CN111976634A; US11142150B2; JP2020191773A; KR102634363B1

Abstract

Eine Vorrichtung zur Energieverwaltung eines Fahrzeugs weist einen Prozessor, der einen Umgehungspfad zum Umleiten eines Eingangsstrom oder einen Verstärkungspfad zum Verstärken des Eingangsstroms entsprechend einem Leerlaufmodussignal, einen Verstärker, der den Eingangsstrom entsprechend einem Ansteuerungssignal verstärkt, um einen Ausgangsstrom zu erzeugen, eine Steuerschaltung, die wahlweise einen Strom für den Betrieb des Verstärkers entsprechend einem Ausgangssignal des Prozessors in einem Verstärkungsmodus zuführt, sowie eine Pulsweitensteuerschaltung auf, die einen Tastgrad des Treibersignals entsprechend einem Ausgangssignals der Steuerschaltung steuert.

Description

QUERBEZUG AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2019-0059205 , eingereicht beim koreanischen Patentamt am 21. Mai 2019, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme in die vorliegende Schrift aufgenommen wird.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Vorrichtung zur Energieverwaltung eines Fahrzeugs sowie ein Verfahren zum Steuern derselben, und insbesondere eine Technologie zum Implementieren einer integrierten Energieverwaltungsvorrichtung, um eine Energiequelle effizient zu verwalten und eine Raumausnutzung in einem Fahrzeug zu verbessern.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Allgemein ist ein Fahrzeug mit einem Sicherungskasten versehen, welcher mit einer Sicherung zum Schützen einer Schaltung vor einer Stromquelle versehen ist, mit der verschiedene elektrische Vorrichtungen versorgt werden. In den letzten Jahren wurde jedoch zusätzlich zur allgemeinen Funktion eines Sicherungskastens eine Microsteuerungseinheit (MCU, Micro Control Unit) zum Steuern von Betriebszeiten verschiedener Relaisschaltungen und einiger elektrischer Vorrichtungen in einem Fahrzeug verbaut, so dass weithin eine Smart Junction Box (SJB, deutsch: „intelligente Anschlussdose“), die eine Multifunktionalität besitzt, verwendet wird.
Eine Energieverwaltungsvorrichtung, welche die Stromversorgung eines Fahrzeugs verwaltet, empfängt Spannungsinformationen von einer Batterie, um den Strom an verschiedene Lasten in dem Fahrzeug zuzuführen oder von diesen zu trennen. Bei einer solchen Energieverwaltungsvorrichtung kann es sich um eine integrierte Steuerungseinheit (ICU, integrated control unit) oder ein integriertes Gateway- und Energiesteuerungsmodul (IGPM) handeln.
Die Energieverwaltungsvorrichtung weist ferner zudem zusätzlich zu der integrierten Steuerungsvorrichtung und der oben beschriebenen intelligenten Anschlussdose einen Niederspannungs-Gleichstromwandler (LDC) auf. Der Niederspannungs-Gleichstromwandler kann bereitgestellt sein, um eine Verringerung der an das Fahrzeug zugeführten Batteriespannung auszugleichen. Der Niederspannungs-Gleichstromwandler kann sich an einem Fahrzeugsitz, einem Kofferraum des Fahrzeugs und dergleichen befinden.
DARSTELLUNG
Die vorliegende Offenbarung erfolgte, um die eingangs genannten Probleme aus dem Stand der Technik zu lösen, während Vorteile aus dem Stand der Technik beibehalten werden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Vorrichtung zur Energieverwaltung eines Fahrzeugs integral mit der Funktion eines Niederspannungsgleichstromwandlers implementiert, um Energie effizient zu verwalten, und ist in der Lage, die Raumausnutzung im Fahrzeug zu verbessern.
Die durch den Erfindungsgedanken zu lösenden technischen Probleme sind nicht auf die eingangs genannten Probleme beschränkt, und aus der nachfolgenden Beschreibung gehen weitere, in der vorliegenden Schrift nicht genannte Aufgaben deutlich hervor, die von einem Fachmann, auf den die vorliegende Offenbarung abzielt, verstanden werden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist eine Vorrichtung zur Energieverwaltung eines Fahrzeugs einen Prozessor, der einen Umgehungspfad zum Umleiten eines Eingangsstrom oder einen Verstärkungspfad zum Verstärken des Eingangsstroms entsprechend einem Leerlaufmodussignal steuert, einen Verstärker, der den Eingangsstrom entsprechend einem Treibersignal verstärkt, um einen Ausgangsstrom zu erzeugen, eine Steuerschaltung, die wahlweise einen Strom für den Betrieb des Verstärkers entsprechend einem Ausgangssignal des Prozessors in einem Verstärkungsmodus zuführt, sowie eine Pulsweiten-Steuerschaltung auf, die einen Tastgrad des Treibersignals entsprechend einem Ausgangssignal der Steuerschaltung steuert.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Verfahren zur Energieverwaltung eines Fahrzeugs das Zuführen eines Ausgangsstroms an eine Last des Fahrzeugs entsprechend eines Eingangsstrom in einem Umgehungs-Modus, das Beenden des Umgehungs-Modus und Aktivieren eines Verstärkungsmodus, wenn ein Leerlaufmodus-Signal aktiviert wird und der Eingangsstrom kleiner ist als eine vorgegebene Spannung, und das Beenden des Verstärkungsmodus und Aktiveren des Verstärkungsmodus, wenn der Eingangsstrom größer gleich der vorgegebenen Spannung ist.
Figurenliste
Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung in Zusammenschau mit den beigefügten Zeichnungen besser verstanden:

1 ist eine Ansicht, die einen Entwurf einer Vorrichtung zum Energieverwaltung eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung darstellt;
2 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration einer Vorrichtung zur Energieverwaltung eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung darstellt;
3 ist eine Ansicht, die eine detaillierte Konfiguration der Energieverwaltungsvorrichtung aus 3 darstellt; und
4 ist ein detailliertes Schaltungsdiagramm der Energieverwaltungsvorrichtung aus 3; und
5 und 6 Ablaufdiagramme, die ein Verfahren zur Energieverwaltung eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung ausführlich unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es wird angemerkt, dass in der Beschreibung gleiche oder gleichwertige Bezugszeichen gleiche oder gleichwertige Bauteile bezeichnen, selbst wenn diese in unterschiedlichen Zeichnungen vorgesehen sind. Ferner entfällt bei der nachfolgenden Beschreibung der vorliegenden Offenbarung eine ausführliche Beschreibung von in die vorliegende Schrift eingegliederten bekannten Funktionen und Ausgestaltungen, sollten diese den Gegenstand der vorliegenden Offenbarung verschleiern.
1 ist eine Ansicht, die einen Entwurf einer Vorrichtung zur Energieverwaltung eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung darstellt.
Bezugnehmend auf 1 kann ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung auf eine integrierte Steuerungsvorrichtung (ICU) oder eine Smart Junction Box (SJB) angewendet werden.
In diesem Fall kann die ICU eine Head-Up-Anzeige (HUD), ein Audio-Video-Navigation(AVN)-Endgerät, eine Fond-Fernsteuerung (RRC, Rear Remote Control), und dergleichen steuern. Ferner kann die SJB einen Verstärker oder der dergleichen im Fond steuern.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung kann in Form eines Moduls verwirklicht sein, in das die Funktion einer ICU und eines Niederspannungs-Gleichstromwandlers (LDC) integriert sind. Eine Energieverwaltungsvorrichtung, in die die Funktionen der ICU und der LDC integriert sind, kann sich beispielsweise nahe dem Fahrersitz des Fahrzeugs befinden.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel kann in Form eines Moduls verwirklicht sein, in das die Funktionen der SJB und des LDCs integriert sind. In diesem Fall kann die intelligente Anschlussdose eine hintere Anschlussdose (R/J) darstellen, die am Heck des Fahrzeugs bereitgestellt ist. Beispielsweise kann eine Energieverwaltungsvorrichtung, in die die Funktionen der intelligenten Anschlussdose und des Niederspannungs-Gleichstromwandlers (LDC) integriert sind, sich in einem Kofferraum oder dergleichen eines Fahrzeugs befinden.
Wie oben beschrieben kann das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung in integrierter Form der Funktionen der Energieverwaltungsvorrichtung und des Niederspannungs-Gleichstromwandlers (LDC) verwirklicht sein, um die Energie effizient zu verwalten und die Raumausnutzung im Fahrzeug zu erhöhen.
Es wurde beispielhaft das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung beschrieben, bei dem die Energieverwaltungsvorrichtung auf ein integriertes Steuergerät (ICU) und eine Smart Junction Box angewendet werden. Die Energieverwaltungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung kann jedoch auf ein „integriertes Gateway & Leistungssteuerungsmodul“ (IGPM) angewendet werden, bei dem es sich um ein Energieverwaltungsmodul handelt, das mit einem Gateway oder einer anderen Art von Energieverwaltungsvorrichtung integriert ist.
2 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration einer Vorrichtung zur Energieverwaltung eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt. In 2 wird ein Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem die Energieverwaltungsvorrichtung auf eine integrierte Steuerungsvorrichtung (ICU) angewendet wird.
Unter Bezugnahme auf 2 verwaltet eine Energieverwaltungsvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung einen Eingangsstrom B_IN, der von einer Batterie 10 angelegt wird, um einen Ausgangsstrom B OUT an eine Vielzahl von Lasten 20 bis 22 zu liefern. In diesem Fall stellt der Eingangsstrom B IN einen Strom dar, der dem Fahrzeug immer zugeführt wird.
Die Energieverwaltungsvorrichtung 100 empfängt zudem ein Zündsignal IG von einem Zündschalter 11. Die Energieverwaltungsvorrichtung 100 kann einen Zustand entsprechend dem Zündsignal IG sensieren, bei dem Strom an alle elektrischen Bauteile des Fahrzeugs geliefert wird.
Beispielsweise handelt es sich bei dem Zündsignal IG um ein Signal, das zum Starten und Betrieb erforderlich ist, und es handelt sich um ein Signal, das mit Operationen eines Motors, eines Automatikgetriebes, einer Bremse, und dergleichen in Zusammenhang steht. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung kann es sich bei dem Zündsignal IG um ein Betriebssignal der Vorrichtungen handeln, die mit dem Betrieb des Fahrzeugs einhergehen. Beim Zündsignal IG handelt es sich beispielsweise um ein Signal, das mit Operationen eines Scheibenwischers, einer Klimaanlage, eines Schiebedachs und dergleichen in Zusammenhang steht.
Die Energieverwaltungsvorrichtung 100 empfängt zudem ein Stromsignal ACC_IN von einer Hilfsstromversorgung 12. Die Energieverwaltungsvorrichtung 100 verwaltet den Strom als Reaktion auf das Stromsignal ACC_IN und führt den Lasten 23 und 24 einen Strom ACC_OUT zu.
Die Energieverwaltungsvorrichtung 100 kann entsprechend dem Stromsignal ACC_IN bestimmen, ob ein Anfragesignal von einem Fahrer vorliegt. In diesem Fall meint das Stromsignal ACC_IN-Betriebssignale von fahrzeugeigenen Vorrichtungen für den Komfort eines Fahrzeuginsassen. Das Stromsignal ACC_IN entspricht beispielsweise Signalen zum Anlegen von Strom an eine Audiovorrichtung, einen Zigarettenanzünder, ein Ladegerät, eine Sprachausgabe-Vorrichtung, ein Navigations-Endgerät, eine Anzeige, eine Fahrzeugkommunikationseinrichtung, einen Lautsprecher oder dergleichen.
Die Energieverwaltungsvorrichtung 100 empfängt zudem ein Start/Stopp-Signal (idle stop & go, ISG)-Signal ISG_IN von einem Motorsteuergerät (ECU) 25 zum Steuern des Betriebs des Fahrzeugmotors. In diesem Fall handelt es sich bei dem ISG-Signal ISG-IN um ein in einem Leerlaufmodus aktiviertes Signal. Der Leerlaufmodus bezeichnet einen Modus zum automatischen Stoppen eines Motors im Leerlauf an einem Halt, beispielsweise dem Warten an einer Ampel, zum Verbessern der Kraftstoffeffizienz, und dann dem erneutem Starten des Motors, wenn das Fahrzeug gestartet wird. Die Energieverwaltungsvorrichtung 100 kann basierend auf dem Motorantrieb bestimmen, ob der Leerlaufmodus eingetreten ist, entsprechend dem ISG-Signal ISG_IN.
Die ersten bis dritten Lasten 20 bis 22 der Vielzahl von Lasten 20 bis 24 werden mit dem Ausgangsstrom B_OUT von der Energieverwaltungsvorrichtung 100 versorgt. Die Sicherungen F1 bis F3 können zwischen die Energieverwaltungsvorrichtung 100 und die Lasten 20 bis 22 geschaltet sein, um die Verkabelung des Fahrzeugs zu schützen. In diesem Fall kann die Sicherung F1 zwischen die Energieverwaltungsvorrichtung 100 und die erste Last 20 geschaltet sein. Die Sicherung F2 kann zwischen die Energieverwaltungsvorrichtung 100 und die zweite Last 21 geschaltet sein. Die Sicherung F3 kann zwischen die Energieverwaltungsvorrichtung 100 und die dritte Last 22 geschaltet sein.
Die erste Last 20 kann beispielsweise ein Navigations-Endgerät darstellen. Die zweite Last 21 kann beispielsweise eine Tastatur, einen Fond-Funkcontroller, einen USB (Universal Serial Bus) eines Rücksitzes, einen Monitor oder dergleichen darstellen. Die dritte Last 22 kann beispielsweise drahtloses Laden von Vorder-/Rücksitzen, eine Head-Up-Anzeige, einen Vordersitz/Rücksitz-Controller für eine Klimaanlage, ein Cluster, einen hinteren Corner-Radar und dergleichen darstellen.
Der Strom ACC_OUT wird von der Energieverwaltungsvorrichtung 100 an die vierte und fünfte Last 23 und 24 der Vielzahl von Lasten 20 bis 24 zugeführt. Die Sicherung F4 kann zwischen die Energieverwaltungsvorrichtung 100 und die vierte und fünfte Last 23 und 24 geschaltet sein.
Die vierte Last 23 kann beispielsweise ein Navigations-Endgerät, eine Tastatur, eine Drahtlosladevorrichtung für alle Sitze, und dergleichen darstellen. Die fünfte Last 24 kann ferner einen Fond-Drahtloscontroller, eine Rundumsicht-Überwachungsvorrichtung (AVM), eine Rückansicht-Überwachungsvorrichtung (RVM) und dergleichen darstellen.
Wie oben beschrieben, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung, durch Integrieren der Funktionen der ICU und des Niederspannungs-Gleichstromwandlers (LDC) in die eine Energieverwaltungsvorrichtung 100, so dass die Anzahl von mit jeder Einheit verbundenen Drähten verglichen mit jener aus dem Stand der Technik verringert werden kann.
3 ist eine Ansicht, die eine detaillierte Konfiguration der Energieverwaltungsvorrichtung 100 aus 2 darstellt.
Unter Bezugnahme auf 3 weist die Energieverwaltungsvorrichtung 100 einen Prozessor 110, eine Schaltvorrichtung 120, einen Umgehungsschalter 130, einen Verstärker 140, eine Steuerschaltung 150, eine Pulsweitensteuerschaltung 160, eine Treibervorrichtung 170, einen Verstärkungsregler 180 und eine Schaltvorrichtung 190 auf.
Die Steuerschaltung 150, die Pulsweitensteuerschaltung 160 und der Verstärkungsregler 180 können jeweils eine elektrische Schaltung sein, die Softwarebefehle ausführt, welche dadurch verschiedene, nachfolgend beschriebene Funktionen ausführt.
Der Prozessor 110 steuert die Operationen der Schaltvorrichtung 120 und der Steuerschaltung 150 entsprechend des Eingangsstroms B_IN und des ISG-Signal ISG_IN. In diesem Fall kann der Prozessor 110 einen Hauptprozessor (CPU), eine Microcontrollereinheit (MCU) , einen Microprozessor (MIcom oder Microprozessor), einen Anwendungsprozessor (AP), eine elektronische Steuerungseinheit (ECU) und/oder andere elektronische Vorrichtungen aufweisen, die in der Lage sind, verschiedene arithmetische Operationen zu verarbeiten und Steuersignale zu erzeugen.
Der Eingangsstrom B_IN wird durch einen AD-Anschluss an den Prozessor 110 angelegt. Der Prozessor 110 gibt das ISG-Signal ISG IN durch einen Mehrzweck-Eingangs/Ausgangsanschluss (GPIO) zum Eingeben und Ausgeben von Daten ein und aus. Der Prozessor 110 gibt durch den GPIO-Anschluss ein Steuersignal an die Steuerschaltung 150 aus.
Der Prozessor 110 steuert die Schaltvorrichtung 120 dahingehend, einen Umgehungspfad P1 zu bilden, wenn das ISG-Signal ISG IN inaktiv ist (wenn nicht in den ISG-Modus eingetreten wird). Ferner arbeitet der Prozessor 110 in einem Verstärkungsmodus, wenn das ISG-Signal ISG_In in einem aktiven Zustand ist (wenn in den ISG-Modus eingetreten wird).
Im Verstärkungsmodus blockiert der Prozessor 110 den Umgehungspfad P1 und ermöglicht die Bildung eines Verstärkungspfads P2. Der Prozessor 110 beendet den Verstärkungsmodus, wenn der Eingangsstrom B_IN eine bestimmte Spannung oder höher erreicht.
Die Schaltvorrichtung 120 steuert, ob Umgehungsschalter 130 unter Steuerung des Prozessors 110 arbeitet. Beispielsweise erzeugt die Schaltvorrichtung 120 ein Schaltsignal zum Verbinden des Umgehungsschalters 130, wenn das ISG-Signal ISG_IN im Umgehungs-Modus inaktiv ist. Darüber hinaus erzeugt die Schaltvorrichtung 120 ein Schaltsignal, um den Umgehungsschalter 130 zu sperren, wenn das ISG-Signal ISG_IN im Verstärkungsmodus aktiv ist.
Der Umgehungsschalter 130 steuert wahlweise den Umgehungspfad P1 entsprechend dem Schaltsignal der Schaltvorrichtung 120. Beispielsweise ermöglicht es der Umgehungsschalter 130 dem Umgehungspfad P1, entsprechend dem Schaltsignal der Schaltvorrichtung 120 dann gebildet zu werden, wenn das ISG-Signal ISG_IN inaktiv ist. Dann, wenn der Umgehungspfad P1 gebildet wird, wird der Eingangsstrom B IN unmittelbar an den Ausgangsstrom B_OUT zugeführt. Das bedeutet, dass der Umgehungsschalter 130 wahlweise den Eingangsstrom B_IN und den Ausgangsstrom B_OUT verbindet. Ferner blockiert dann, wenn das ISG-Signal ISG_IN aktiv ist, der Umgehungsschalter 130 den Umgehungspfad P1 entsprechend dem Schaltsignal der Schaltvorrichtung 120.
Der Verstärker 140 (beispielsweise ein Gleichspannungswandler, etc.) erhöht den Spannungspegel des Eingangsstroms B_IN unter Steuerung des Verstärkungsreglers 180 im Verstärkungsmodus. Dementsprechend erhöht der Verstärker 140 den Spannungspegel, um den Ausgangsstrom B_OUT eines bestimmten Spannungspegels oder höher zuzuführen, wenn die Spannung des Eingangsstroms B_IN abfällt.
Im Verstärkungsmodus liefert die Steuerschaltung 150 wahlweise den Ausgangsstrom B_OUT entsprechend dem von dem Prozessor 110 angelegten Steuersignal und dem ISG-Signal ISG_IN. Im Verstärkungsmodus bildet die Steuerschaltung 150 einen Pfad P3 derart, dass es möglich ist, Strom normal an die Pulsweitensteuerschaltung 160 und die Treibervorrichtung 170 zuzuführen. Die Steuerschaltung 150 kann den Pfad P3 im Umgehungsmodus ferner derart blockieren, dass es möglich ist, zu verhindern, dass Strom an die Pulsweitensteuerschaltung 160 und die Treibervorrichtung 170 zugeführt wird.
Die Steuerschaltung 150 führt eine Ausfallsicherungsfunktion durch, wenn es im Verstärkungsmodus im Prozessor 110 zu einem Ausfall kommt. In diesem Fall kann die Steuerschaltung 150 bestimmen, dass der Prozessor 110 ausfällt, wenn das Ausgangssignal aus einem Steueranschluss des Prozessors 110 nicht für eine vorgegebene Zeit anliegt oder das Ausgangssignal durchgehend für eine vorgegebene Zeit oder länger ausgegeben wird.
Der Umgehungsmodus und der Verstärkungsmodus werden komplementär zueinander aktiviert. Mit anderen Worten können der Umgehungspfad P1 und der Verstärkungspfad P2 nicht zur gleichen Zeit aktiviert werden. Somit muss der Verstärkungsmodus bei Eintritt in den Umgehungsmodus beendet werden.
Kommt es in dem Prozessor 110 jedoch zu einem Kurzschluss oder einem Ausfall, kann ein Fehler dahingehend auftreten, dass der Prozessor 110 nicht angesteuert wird und weiterhin im Verstärkungsmodus arbeitet. In diesem Fall können die Bauteile in dem Verstärker 140 aufgrund eines zu starken Verstärkungsbetriebs Schaden nehmen. Dementsprechend schützt die Steuerschaltung 150 die Elemente des Verstärkers 140 durch Unterbrechen des an die Pulsweitensteuerschaltung 160 und die Treibervorrichtung 170 zugeführten Stroms, wenn der Prozessor 110 ausfällt.
Die Steuerschaltung 150 kann zudem einen Dunkelstrom durch Unterbrechen des an die Pulsweitensteuerschaltung 160 und die Treibervorrichtung 170 gelieferten Stroms im Sleep-Modus, bei dem das Fahrzeug ausgeschaltet ist, verringern. Beispielsweise kann dann, wenn das Zündsignal IG für einen konkreten Zeitraum inaktiv ist, die Steuerschaltung 150 bestimmen, dass es sich bei dem Modus um den Sleep-Modus handelt und den an die Pulsweitensteuerschaltung 160 und die Treibervorrichtung 170 gelieferten Strom unterbrechen.
Die Pulsweitensteuerschaltung 160 führt einen Pulsweitenmodulationsbetrieb (PWM) unter Steuerung der Steuerschaltung 150 durch, um ein Treibersteuerungssignal zu erzeugen. Die Pulsweitensteuerschaltung 160 kann den Tastgrad des Treibersteuerungssignals steuern, das der Treibervorrichtung 170 bereitgestellt wird, um den Puls des Treibersteuerungssignals stabil zu erzeugen.
Die Treibervorrichtung 170 stellt die Spannung der Steuerschaltung 150 dem Verstärkungsregler 180 als Reaktion auf das Treibersteuerungssignal der Pulsweitensteuerschaltung 160 bereit. Der Verstärkungsregler 180 steuert den Verstärkungsbetrieb des Verstärkers 140 entsprechend dem Ausgangssignal der Treibervorrichtung 170.
Die Schaltvorrichtung 190 empfängt das Stromsignal ACC_IN von der Hilfsstromversorgung 12. Dann stellt die Schaltvorrichtung 190 den Strom ACC_OUT den Lasten 23 und 24 bereit, wenn das Stromsignal ACC_IN eingegeben wird. Der von der Schaltvorrichtung 190 ausgegebene Strom ACC_OUT kann entsprechend dem Pegel des Ausgangsstroms B_OUT angepasst werden.
4 ist ein detailliertes Schaltungsdiagramm der Energieverwaltungsvorrichtung 100 aus 3.
Unter Bezugnahme auf 4 ist der Prozessor 110 mit dem Anwendungsanschluss des Eingangsstroms B_IN durch einen Widerstand R1 verbunden. Ein Widerstand R2 ist zum Widerstand R2 parallelgeschaltet. Der Prozessor 110 empfängt das Leerlaufmodussignal ISG_IN durch einen GPIO Anschluss. Der Prozessor 110 gibt zudem durch einen GPIO-Anschluss ein Steuersignal EN an die Steuerschaltung 150 aus.
Wenn das Leerlaufmodussignal ISG_IN inaktiv ist, bestimmt der Prozessor 110, dass es sich bei dem Modus um den Umgehungsmodus handelt und aktiviert das Umgehungs-Freigabesignal BYPASS_EN. Wenn hingegen das Leerlaufmodussignal ISG_IN aktiv ist, bestimmt der Prozessor 110, dass es sich bei dem Modus um den Verstärkungsmodus handelt und aktiviert das Steuersignal EN.
Der Prozessor 110 aktiviert beispielsweise das Umgehungs-Freigabesignal BYPASS_EN zum Steuern Umgehungspfads P1 im Umgehungsmodus und gibt das Umgehungs-Freigabesignal BYPASS_EN an die Schaltvorrichtung 120 aus. Ferner aktiviert der Prozessor 110 das Steuersignal EN zum Steuern des Verstärkungspfads P2 im Verstärkungsmodus und gibt das Steuersignal EN an die Steuerschaltung 150 aus.
Die Schaltvorrichtung 120 ist durch einen Widerstand R3 mit dem Prozessor 110 verbunden. Die Schaltvorrichtung 120 wird wahlweise entsprechend dem Umgehungs-Freigabesignal BYPASS_EN angeschaltet.
Die Schaltvorrichtung 120 kann einen Bipolartransistor T1 vom NPN-Typ aufweisen. Der Transistor T1 ist zwischen einen Widerstand R4 und einen Massespannungsanschluss geschaltet, und der Basisanschluss ist mit dem Widerstand R3 verbunden.
Die Schaltvorrichtung 120 wird im Umgehungsmodus angeschaltet und erzeugt ein Schaltsignal zum Verbinden des Umgehungsschalters 130. Hingegen wird die Schaltvorrichtung 120 im Boost-Modus ausgeschaltet und erzeugt ein Schaltsignal zum Trennen des Umgehungsschalters 130.
Der Umgehungsschalter 130 wird wahlweise entsprechend dem Schaltsignal der Schaltvorrichtung 120 angeschaltet, um den Umgehungspfad P1 zu steuern. Der Umgehungsschalter 130 ist durch den Widerstand R4 mit der Schaltvorrichtung 120 verbunden.
Der Umgehungsschalter 130 kann einen Feldeffekttransistor (FET) T2 vom PMOS-Typ und eine Diode D1 aufweisen. In diesem Fall ist der Transistor T1 zwischen den Eingangsanschluss des Eingangsstroms B_IN und den Ausgangsanschluss des Ausgangsstroms B_OUT geschaltet, und das Ausgangssignal der Schaltvorrichtung 120 wird durch den Gate-Anschluss angelegt. Zudem ist die Diode D1 mit dem Transistor T2 parallelgeschaltet.
Der Umgehungsschalter 130 wird entsprechend dem Schaltsignal der Schaltvorrichtung 120 in dem Umgehungsmodus angeschaltet, um den Umgehungspfad P1 zu verbinden. Wenn der Umgehungspfad P1 gebildet wird, wird der Eingangsstrom B_IN an den Ausgangsstrom B OUT umgeleitet. Hingegen wird der Umgehungsschalter 130 gemäß dem Schaltsignal der Schaltvorrichtung 120 in dem Verstärkungsmodus ausgeschaltet, um den Umgehungspfad P1 zu trennen.
Der Verstärker 140 arbeitet unter Steuerung des Verstärkungsreglers 180 im Verstärkungsmodus, um den Eingangsstrom B_IN bis zu einem konkreten Spannungspegel zu erhöhen. Der Verstärker 140 weist eine Vielzahl von Induktivitäten L1 bis L3, eine Vielzahl von Kondensatoren C1 bis C3 sowie eine Diode D2 auf.
In diesem Fall ist die Vielzahl von Induktivitäten L1 bis L3 zwischen dem Eingangsanschluss des Eingangsstroms B_IN und dem Ausgangsanschluss des Ausgangsstroms B OUT in Reihe geschaltet, so dass der Verstärkungspfad P2 gebildet wird. Die Vielzahl von Kondensatoren C1 bis C3 sind zwischen die Verbindungsanschlüsse der Vielzahl von Induktivitäten L1 bis L3 und den Massespannungsanschluss geschaltet. Die Vielzahl von Kondensatoren C1 bis C3 glätten die verstärkte Spannung an dem Verstärkungspfad P2. Die Diode D2 ist zwischen die Induktivität L2 und die Induktivität L3 geschaltet, um die an den Verstärkungspfad P2 angelegte Spannung gleichzurichten.
Die Steuerschaltung 150 weist zudem einen Treiber-Controller 151, eine Treibervorrichtung 152, eine Widerstandsverteilervorrichtung 153 und eine Stromsperrvorrichtung 154 auf.
In diesem Fall arbeitet der Treiber-Controller 151 entsprechend dem Steuersignal EN im Verstärkungsmodus. Der Treiber-Controller 151 kann durch einen Widerstand R6 mit der Treibervorrichtung 152 verbunden sein.
Der Treiber-Controller 151 kann einen BipolarTransistor T3 vom NPN-Typ aufweisen. Der Transistor T3 ist zwischen den Widerstand R6 und den Massespannungsanschluss geschaltet und das Steuersignal EN wird durch den Basisanschluss angelegt.
Beispielsweise wird dann, wenn das Steuersignal EN aktiviert wird, der Treiber-Controller 151 angeschaltet, um ein Signal zum Antreiben der Treibervorrichtung 152 zu erzeugen. Wird das Steuersignal EN hingegen deaktiviert, wird der Treiber-Controller 151 ausgeschaltet, um einen Betrieb der Treibervorrichtung 152 zu verhindern.
Die Treibervorrichtung 152 wird wahlweise entsprechend dem Ausgangssignal des Treiber-Controllers 151 angetrieben. Der Eingangsanschluss der Treibervorrichtung 152 kann mit einem Widerstand R7 verbunden sein. Die Treibervorrichtung 152 gibt ferner die Verstärkungsspannung BOOST_VCC durch einen Widerstand R8 aus.
Die Treibervorrichtung 152 kann einen Feldeffekttransistor (FET) T4 vom PMOS-Typ aufweisen. Der Transistor T4 ist zwischen den Ausgangsanschluss des Ausgangsstroms B_OUT und die Widerstandsverteilervorrichtung 153 geschaltet, und der Gate-Anschluss ist mit dem Widerstand R6 verbunden.
Beispielsweise wird dann, wenn der Ausgang des Treiber-Controllers 151 aktiviert wird, die Treibervorrichtung 152 angeschaltet, um die Verstärkungsspannung BOOST_VCC entsprechend des Ausgangsstroms B_OUT zuzuführen. Hingegen wird die Treibervorrichtung 152 ausgeschaltet, wenn der Ausgang des Treiber-Controllers 151 deaktiviert wird. Somit kann der Treiber-Controller 151 die Zufuhr der Verstärkungsspannung BOOST_VCC stoppen, um den Dunkelstrom zu verringern.
Die Widerstandsverteilervorrichtung 153 erzeugt eine Verteilungsspannung BOOST_FB durch Widerstandsteilung der Verstärkungsspannung BOOST_VCC. Die Widerstandsverteilervorrichtung 153 weist Widerstände R9 und R10 auf. Die Widerstandsverteilervorrichtung 153 erzeugt die Verteilungsspannung BOOST_FB entsprechend den Widerstandsverteilungswerten der Widerstände R9 und R10.
Die Stromsperrvorrichtung 154 wird wahlweise von dem Zündsignal IG angetrieben, um die Verstärkungsspannung BOOST_VCC wahlweise zuzuführen. Die Stromsperrvorrichtung 154 empfängt das Zündsignal IG durch einen Widerstand R11.
Die Stromsperrvorrichtung 154 kann einen Bipolartransistor T5 vom NPN-Typ aufweisen. Der Transistor T5 ist zwischen den Ausgangsanschluss der Verstärkungsspannung BOOST_VCC und den Massespannungsanschluss geschaltet, und das Zündsignal IG wird, durch den Basisanschluss, an diesen angelegt.
Beispielsweise wird die Stromsperrvorrichtung 154 angeschaltet, wenn das Zündsignal IG im Sleep-Modus des Fahrzeugs aktiviert wird. Dann arbeitet die Stromsperrvorrichtung 154 dahingehend, die Verstärkungsspannung BOOST_VCC auf den Massespannungspegel herunterzuziehen. Dementsprechend kann die Stromsperrvorrichtung 154 die Ausfallsicherungsfunktion durchführen, indem im Sleep-Modus der an die Pulsweitensteuerschaltung 160 und die Treibervorrichtung 170 zugeführte Strom unterbrochen wird.
Hingegen wird die Stromsperrvorrichtung 154 ausgeschaltet, wenn das Zündsignal IG deaktiviert wird. Dementsprechend kann die Verstärkungsspannung BOOST_VCC normal an die Pulsweitensteuerschaltung 160 und die Treibervorrichtung 160 zugeführt werden.
Die Pulsweitensteuerschaltung 160 führt gemäß der Verstärkungsspannung BOOST_VCC einen Pulsweitenmodulationsbetrieb durch. Die Pulsweitensteuerschaltung 160 führt einen Pulsweitensteuerungsbetreib durch, bis die Stromversorgung B_OUT auf eine vorgegebene Spannung (beispielsweise 12 V) entsprechend der Verteilungsspannung BOOST_FB erhöht wurde.
Die Treibervorrichtung 170 führt die Verstärkungsspannung BOOST_VCC wahlweise entsprechend dem Ansteuerungssignal der Pulsweitensteuerschaltung 160 an den Verstärkungsregler 180 zu. Der Verstärkungsregler 180 steuert den Verstärkungsbetrieb des Verstärkers 140 entsprechend dem Ausgangssignal der Treibervorrichtung 170.
Der Verstärkungsregler 180 kann einen Feldeffekttransistor (FET) T6 vom NMOS-Typ aufweisen. Der Transistor T6 ist zwischen den Verstärkungsregler 140 und den Massespannungsanschluss geschaltet, und der Gate-Anschluss ist an die Treibervorrichtung 170 angeschlossen.
Der Verstärkungsregler 180 kann beispielsweise entsprechend dem Ausgangssignal der Treibervorrichtung 170 angeschaltet werden, um die Aktivierung des Verstärkers 140 anzusteuern. Andererseits kann der Verstärkungsregler 180 entsprechend dem Ausgangssignal der Treibervorrichtung 170 ausgeschaltet werden, um die Deaktivierung des Verstärkers 140 anzusteuern.
Zudem kann ein Hilfsstromquellen-Controller 200 einen Hilfsstrom IGN2 an jede Einheit des Fahrzeugs zuführen. Das bedeutet, dass die Energieverwaltungsvorrichtung den Strom des Fahrzeugs verteilt oder dem Scheinwerfer (Englisch: „lamp“, auch „Leuchte“, „Lampe“) einen konstanten Strom bereitstellt.
Kommt es in der Energieverwaltungsvorrichtung jedoch zu einem Fehler, kann es sein, dass der Scheinwerfer nicht betrieben wird. Dementsprechend kann der Hilfsstromquellen-Controller 200 den Ausfall des Prozessors 110 sensieren und den Hilfsstrom IGN2 an den Scheinwerfer zuführen.
Der Hilfsstromquellen-Controller 200 sensiert das Ausgangssignal des Prozessors 110 und bestimmt, dass sich der Prozessor 110 in einem Fehlermodus befindet, wenn ein beliebiges Signal für eine bestimmte Zeit nicht von einem Anschluss ausgegeben wird oder ein Ausgabesignal kontinuierlich für den bestimmten Zeitraum oder länger ausgegeben wird. Somit kann der Hilfsstromquellen-Controller 200 den Hilfsstrom IGN2 an die Stromsperrvorrichtung 154 zuführen, um die Stromsperrvorrichtung 154 dahingehend zu steuern, ausgeschaltet zu werden, wenn der Prozessor 110 ausfällt.
Der Hilfsstromquellen-Controller 200 kann den Hilfsstrom IGN2 zuführen, wenn ein Überwachungs-Zeitnehmer zurückgesetzt wird. In diesem Fall zeigt der Überwachungs-Zeitnehmer an, dass der Zeitnehmer zu einem konkreten Zeitpunkt zurückgesetzt wurde, um zu verhindern, dass der Prozessor 110 fehlerhaft arbeitet und in eine Endlosroutine verfällt.
Das bedeutet, dass der Hilfsstromquellen-Controller 200 mittels des Überwachungs-Zeitnehmers der Überwachungsschaltung sensiert, ob der Prozessor 110 normal arbeitet. Der Hilfsstromquellen-Controller 200 stellt der Steuerschaltung 150 den Hilfsstrom IGN2 bereit, um den Verstärkungsmodus zwangsweise zu beenden, wenn der Prozessor 110 zurückgesetzt wird.
Der Hilfsstromquellen-Controller 200 kann zudem den Hilfsstrom IGN2 an eine Warnanzeige 210 zuführen, um ein Warnsignal anzuzeigen, das den Ausfall des Prozessors 110 anzeigt. Beispielsweise wird dann, wenn der Prozessor 110 ausfällt, eine Meldung „Eintritt in den ISG-Modus nicht möglich (Bitte suchen Sie eine Werkstatt in ihrer Nähe auf“) auf der Warnanzeige 210 angezeigt, um es dem Fahrer zu ermöglichen, zu erkennen, dass der Prozessor 110 ausgefallen ist. In diesem Fall kann die Warnanzeige 210 ein Cluster aufweisen, um einem Fahrer durch eine Anzeige des Fahrzeugs Fehlerinformationen anzuzeigen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann die Warnanzeige 210 das Warnsignal durch eine CAN-Kommunikation mit dem Hilfsstromquellen-Controller 200 anzeigen.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Normalbetrieb der Energieverwaltungsvorrichtung 100 aus 2 veranschaulicht.
Bezugnehmend auf das Ablaufdiagramm aus 5 aktiviert der Prozessor 110 in S1 das Umgehungs-Freigabesignal BYPASS_EN, wenn das Leerlaufmodus-Signal ISG_IN inaktiv ist. Dann, bei Eintritt in den Umgehungsmodus, werden die Schaltvorrichtung 120 und der Umgehungsschalter 130 angeschaltet. Somit wird in S2 der Eingangsstrom B_IN entlang des Umgehungspfads P1 weitergleitet, so dass der Ausgangsstrom B_OUT an jede der Lasten 20 bis 24 zugeführt wird.
Danach ermittelt der Prozessor 110, ob in dem aktiven Zustand das Leerlaufmodus-Signal ISG_IN eingegeben wird. Dann ermittelt der Prozessor 110 in S3, ob der Eingangsstrom B IN geringer ist als eine vorgegebene Spannung (beispielsweise 12 V) (ob sie sich in einem Spannungsabfallzustand befindet).
Wenn das Leerlaufmodus-Signal ISG_IN aktiv ist und der Eingangsstrom B IN geringer ist als eine bestimmte Spannung (beispielsweise 12V), deaktiviert der Prozessor 110 in S4 das Umgehungs-Freigabesignal BYPASS_EN, um den Umgehungsmodus zu beenden.
Dann aktiviert der Prozessor 110 das Freigabesignal EN, um in S5 den Verstärkungsmodus einzunehmen. Die Steuerschaltung 150 erzeugt die Verstärkungsspannung BOOST_VCC und die Verteilungsspannung BOOST_FB entsprechend dem Freigabesignal EN in S6.
Als nächstes führt die Pulsweitensteuerschaltung 160 den Pulsweitenmodulationsbetrieb vermittels der Verstärkungsspannung BOOST_VCC und der Verteilungsspannung BOOST_FB durch. Der Verstärker 140 führt zudem durch die Treibervorrichtung 170 und den Verstärkungsregler 180 den Verstärkungsbetrieb im Verstärkungsmodus in S7 durch.
Die Pulsweitensteuerschaltung 160 führt den Pulsweitensteuerungsbetrieb durch, bis der Eingangsstrom B_IN auf eine vorgegebene Spannung (beispielsweise 12V) erhöht wurde. Wenn der Verstärker 140 durch die Pulsweitensteuerschaltung 160 und die Treibervorrichtung 170 betrieben wird, wird der Eingangsstrom B_IN erhöht und der verstärkte Strom B_OUT wird ausgegeben.
Danach ermittelt der Prozessor 110, in S8, ob der Pegel des Eingangsstroms B_IN größer gleich einer vorgegebenen Spannung (beispielsweise 12 V) ist. Wenn der Pegel des Eingangsstroms B_IN nicht größer gleich einer vorgegebenen Spannung ist, ermittelt der Prozessor 110 in S9, ob eine vorgegebene Zeit (beispielsweise 1 Sekunde) verstrichen ist.
Wird in Schritt S9 bestimmt, dass die vorgegebene Zeit nicht verstrichen ist, kehrt das Verfahren zu S5 zurück, um den Betrieb der Aktivierung des Verstärkungsmodus aufrechtzuerhalten. Darüber hinaus wird dann, wenn der Eingangsstrom B_IN in S8 größer gleich einer vorgegebenen Spannung ist und der Eingangsstrom B_IN in S9 kleiner gleich einer vorgegebenen Spannung ist, eine vorgegebene Zeit jedoch verstrichen ist, in S10 der Verstärkungsmodus beendet.
Ist der Eingangsstrom B_IN größer gleich einer vorgegebenen Spannung, deaktiviert der Prozessor 110 das Freigabesignal EN. Somit wird der Betrieb der Steuerschaltung 150 beendet und die Verstärkungsspannung BOOST_VCC und die Verteilungsspannung BOOST_FB werden nicht länger an die Pulsweitensteuerschaltung 160 und die Treibervorrichtung 170 zugeführt. Danach wird erneut der Umgehungsmodus eingenommen und der Ausgangsstrom B_OUT wird in S11 an jede der Lasten 20 bis 24 zugeführt.
6 ist ein Ablaufdiagramm, das einen abnormen Betrieb betreffend die Energieverwaltungsvorrichtung 100 der 2 darstellt. In 6 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung entfällt eine wiederholte Beschreibung, da S20 bis S26 gleich sind wie S1 bis S7 der 5.
Unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm der 6 bestimmt der Hilfsstromquellen-Controller 200, ob der Prozessor 110 im Fehlermodus ist. Ist der Prozessor 110 nicht im Fehlermodus, bestimmt der Prozessor 110 in S28 ob der Eingangsstrom B_IN größer gleich einer vorgegebenen Spannung ist (beispielsweise 12 V). Wenn der Eingangsstrom B_IN nicht größer gleich der vorgegebenen Spannung ist, bestimmt der Prozessor in S29, ob eine vorgegebene Zeit verstrichen ist.
Wird in Schritt S29 bestimmt, dass die bestimmte Zeit nicht verstrichen ist, kehrt die Verarbeitung zu S24 zurück, um den Betrieb der Aktivierung des Verstärkungsmodus aufrechtzuerhalten. Darüber hinaus wird dann, wenn der Eingangsstrom B_IN in S28 höher oder gleich der vorgegebenen Spannung ist, und der Eingangsstrom B_IN in S29 kleiner gleich der vorgegebenen Spannung ist, eine vorgegebene Zeit jedoch verstrichen ist, der Verstärkungsmodus in S30 beendet. Dann erfolgt ein erneuter Eintritt in den Umgehungsmodus, und der Strom B_OUT wird in S31 an jede der Lasten 10 bis 24 zugeführt.
Tritt der Fehler des Prozessors 110 in S27 im Verstärkungsmodus auf, kann das Aktivierungssignal EN für eine vorgegebene Zeit oder länger kontinuierlich in einem Aktivzustand gehalten werden. In diesem Fall werden die Verstärkungsspannung BOOST_VCC und die Verteilungsspannung BOOST_FB kontinuierlich an die Pulsweitensteuerschaltung 160 und die Treibervorrichtung 170 zugeführt, so dass die Elemente des Verstärkers 140 Schaden nehmen können.
Dementsprechend aktiviert dann, wenn der Prozessor 110 in S27 im Fehlermodus ist, der Hilfsstromquellen-Controller 200 den Hilfsstrom IGN2. Im Ergebnis wird die Stromsperrvorrichtung 154 betrieben, um den Betrieb der Steuerschaltung 150 zu beenden. Dann werden die Verstärkungsspannung BOOST_VCC und die Verteilungsspannung BOOST_FB in S32 nicht länger an die Pulsweitensteuerschaltung 160 und die Treibervorrichtung 170 zugeführt. Der Hilfsstromquellen-Controller 200 liefert den Hilfsstrom IGN2 an die Warnanzeige 210, um ein Warnsignal anzuzeigen, das den Fehler des Prozessors 110 in S33 anzeigt.
Gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung sind die Energieverwaltungsvorrichtung und die Funktion des Niederspannungs-Gleichstromwandlers in integrierter Form implementiert, wodurch Energie effizient verwaltet wird, das Gewicht reduziert wird und die Raumausnutzung im Fahrzeug verbessert wird.
Obwohl die vorliegende Offenbarung vorliegend unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele und die beigefügten Zeichnungen beschrieben wird, ist die vorliegende Offenbarung nicht hierauf beschränkt, sondern kann von einem Fachmann, auf den die vorliegende Offenbarung abzielt, auf verschiedene Weise modifiziert und verändert werden, ohne dass vom Geist und Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung, wie er in den nachfolgenden Ansprüchen beansprucht wird, abgewichen wird.
Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung werden daher bereitgestellt, um den Geist und Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung zu erläutern, diese jedoch nicht einzuschränken, so dass der Geist und Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht durch die Ausführungsbeispiele beschränkt werden. Der Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung ist auf Grundlage der beigefügten Ansprüche auszulegen, und alle technischen Gedanken innerhalb des den Ansprüchen entsprechenden Schutzumfangs sollten im Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung enthalten sein.
Bezugszeichenliste

100:: Energieverwaltungsvorrichtung
110:: Prozessor
120:: Schaltvorrichtung
130:: Umgehungsschalter
140:: Verstärker
150:: Steuerschaltung
160:: Pulsweitensteuerschaltung
170:: Treibervorrichtung
180:: Verstärkungsregler
190:: Schaltvorrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

KR 1020190059205 [0001]

Claims

Vorrichtung zur Energieverwaltung eines Fahrzeugs, wobei die Vorrichtung aufweist: einen Prozessor, der eingerichtet ist, einen Umgehungspfad zum Umleiten eines Eingangsstrom oder einen Verstärkungspfad zum Verstärken des Eingangsstroms entsprechend einem Leerlaufmodussignal zu steuern; einen Verstärker, der zum Verstärken des Eingangsstroms entsprechend einem Treibersignal eingerichtet ist, um einen Ausgangsstrom zu erzeugen; eine Steuerschaltung, die zum wahlweisen Zuführen eines Stroms für den Betrieb des Verstärkers entsprechend einem Ausgangssignal des Prozessors in einem Verstärkungsmodus eingerichtet ist; und eine Pulsweiten-Steuerschaltung, die zum Steuern eines Tastgrads des Treibersignals entsprechend einem Ausgangssignals der Steuerschaltung eingerichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Prozessor, der Verstärker, die Steuerschaltung und die Pulsweiten-Steuerschaltung in Form eines integrierten Moduls implementiert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner aufweisend: einen Umgehungsschalter, der eingerichtet ist, den Eingangsstrom und den Ausgangsstrom wahlweise miteinander zu verbinden; und eine Schaltvorrichtung, die zum wahlweisen Steuern einer Verbindung des Umgehungsschalters entsprechend der Steuerung des Prozessors eingerichtet ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner aufweisend: eine Treibervorrichtung, die eingerichtet ist, das Treibersignal entsprechend Ausgangssignalen der Pulsweitensteuerschaltung und der Steuerschaltung zu erzeugen; und einen Verstärkungsregler, der zum wahlweisen Steuern eines Betriebs des Verstärkers entsprechend einem Ausgangssignal der Treibervorrichtung eingerichtet ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Umgehungspfad und der Verstärkungspfad komplementär betrieben werden.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Prozessor ferner eingerichtet ist, ein Umgehungs-Freigabesignal zur Bildung des Umgehungspfad zu aktivieren, wenn das Leerlaufmodus-Signal nicht aktiviert ist, und ein Steuersignal zur Bildung des Verstärkungspfads zu aktivieren, wenn das Leerlaufmodus-Signal aktiviert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Prozessor ferner eingerichtet ist, den Umgehungspfad zu sperren und den Verstärkungsmodus einzunehmen, wenn das Leerlaufmodus-Signal aktiviert ist und der Eingangsstrom kleiner als eine vorgegebene Spannung ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Prozessor ferner eingerichtet ist, das Steuersignal zu deaktivieren, um den Verstärkungspfad zu sperren, wenn der Eingangsstrom im Verstärkungsmodus größer gleich einer vorgegebenen Spannung ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Prozessor ferner eingerichtet ist, den Verstärkungspfad zu sperren und den Umgehungspfad zu bilden, wenn der Eingangsstrom für eine vorgegebene Zeit oder mehr kleiner gleich einer vorgegebenen Spannung ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Verstärker aufweist: eine Vielzahl von Induktivitäten, die in Reihe zwischen einen Eingangsanschluss des Eingangsstroms und einen Ausgangsanschluss des Ausgangsstroms geschaltet sind; und eine Vielzahl von Kondensatoren, die zwischen jeden Verbindungsanschluss der Vielzahl von Induktivitäten und einen Massespannungsanschluss geschaltet sind.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Steuerschaltung aufweist: einen Treiber-Controller, der wahlweise entsprechend einem von dem Prozessor angelegten Steuersignal betrieben wird, eine Treibervorrichtung, die entsprechend einem Ausgangssignal des Treiber-Controllers angesteuert wird, um wahlweise eine Verstärkungsspannung entsprechend der Ausgangsspannung zuzuführen; und eine Widerstandsteiler-Vorrichtung, die zur Widerstandsteilung der Verstärkungsspannung eingerichtet ist, um eine geteilte Spannung zu erzeugen.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Steuerschaltung ferner eine Stromsperrvorrichtung aufweist, die eingerichtet ist, wahlweise entsprechend einem Fehlermodus des Prozessors zu steuern, ob die Verstärkungsspannung zugeführt werden soll.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Stromsperrvorrichtung durch ein Zündsignal in einem Sleep-Modus des Fahrzeugs eingeschaltet wird, um die an die Pulsweitensteuervorrichtung zugeführte Verstärkungsspannung zu sperren.
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, ferner aufweisend: eine Hilfsstromquelle, die eingerichtet ist, einen Hilfsstrom zum Anschalten der Stromsperrvorrichtung durch Detektieren eines Ausfalls des Prozessors zu erzeugen.
Vorrichtung nach Anspruch 14, ferner aufweisend: eine Warnanzeigenvorrichtung, die eingerichtet ist, anzuzeigen, ob ein Fehler des Prozessors gemäß der Hilfsstromquelle vorliegt.
Verfahren zur Energieverwaltung eines Fahrzeugs, wobei das Verfahren umfasst: Zuführen eines Ausgangsstroms an eine Last des Fahrzeugs entsprechend eines Eingangsstrom in einem Umgehungsmodus; Beenden des Umgehungsmodus und Aktivieren eines Verstärkungsmodus, wenn ein Leerlaufmodus-Signal aktiviert wird und der Eingangsstrom kleiner als eine vorgegebene Spannung ist; und Beenden des Verstärkungsmodus und Aktiveren des Umgehungsmodus, wenn der Eingangsstrom größer gleich der vorgegebenen Spannung ist.
Verfahren nach Anspruch 16, ferner umfassend: Beenden des Verstärkungsmodus, wenn der Eingangsstrom für eine vorgegebene Zeit oder länger kleiner gleich der vorgegebenen Spannung ist.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, ferner umfassend: Sperren der Zufuhr eines Verstärkungsstroms und Einnehmen des Umgehungsmodus, wenn im Verstärkungsmodus ein Fehler eines Prozessors sensiert wird.
Verfahren nach Anspruch 18, ferner umfassend: Anzeigen des Fehlers des Prozessors auf einer Anzeige.
Verfahren nach Anspruch 16, 17, 18 oder 19, ferner umfassend: Steuern eines Tastgrads eines Treibersignals durch einen Pulsweitenmodulationsbetrieb im Verstärkungsmodus und Verstärken des Eingangsstrom entsprechend dem Treibersignal.