DE102020213929A1

DE102020213929A1 - POWER SUPPLY SYSTEM

Info

Publication number: DE102020213929A1
Application number: DE102020213929.6A
Authority: DE
Inventors: Naoki Tanaka
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-11-22
Filing date: 2020-11-05
Publication date: 2021-05-27
Also published as: JP2021083283A; JP7306237B2

Abstract

Ein Energieversorgungssystem weist auf: einen Schalter (SW1 bis SW4), der in einem Energieversorgungspfad von einer Gleichstromenergiequelle (11, 12) zu einer elektrischen Last (15) angeordnet ist und entsprechend einem Befehl von außen bewirkt, dass der Energieversorgungspfad einen leitenden Zustand aufweist, oder den Energieversorgungspfad unterbricht; eine Sicherung (17, 18), die in dem Energieversorgungspfad angeordnet ist und in Übereinstimmung mit einem zum Energieversorgungspfad fließenden Strom und einer Energieversorgungszeit schmilzt; einen Stromdetektor (24), der in dem Schalter angeordnet ist und den zum Energieversorgungspfad fließenden Strom erfasst, wenn der Schalter eingeschaltet ist; einen Überstrombestimmer (30, S120), der bestimmt, ob ein vom Stromdetektor erfasster Stromwert einen vorgegebenen Überstrombestimmungswert überschreitet; und einen Defektbestimmer (30, S170 bis S230, S300), der einen Ein-Zustand des Schalters hält, wenn der Überstrombestimmer bestimmt, dass der Stromwert den Überstrombestimmungswert überschreitet, anschließend eine verstrichene Zeit misst und bestimmt, dass der Stromdetektor defekt ist, wenn die verstrichene Zeit eine Defektbestimmungszeit überschreitet.A power supply system comprises: a switch (SW1 to SW4) which is arranged in a power supply path from a direct current power source (11, 12) to an electrical load (15) and causes the power supply path to have a conductive state in accordance with an instruction from the outside, or interrupts the energy supply path; a fuse (17, 18) disposed in the power supply path and fusing in accordance with a current flowing to the power supply path and a power supply time; a current detector (24) disposed in the switch and detecting the current flowing to the power supply path when the switch is turned on; an overcurrent determiner (30, S120) that determines whether a current value detected by the current detector exceeds a predetermined overcurrent determination value; and a failure determiner (30, S170 to S230, S300) that maintains an on-state of the switch when the overcurrent determiner determines that the current value exceeds the overcurrent determination value, then measures an elapsed time and determines that the current detector is defective when the elapsed time exceeds a defect determination time.

Description

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Energiequellen- bzw. Energieversorgungssystem mit einer Überstromschutzfunktion.The present disclosure relates to a power source system with an overcurrent protection function.

Als diese Art von Energieversorgungssystem ist, wie in Patentdokument 1 beschrieben, eine Konfiguration bekannt, bei der mehrere Schalter einen Energieversorgungspfad für eine elektrische Last entweder auf einen Energieversorgungspfad von einem Bleiakkumulator oder einen Energieversorgungspfad von einem Lithium-Ionen-Akkumulator schalten können.As this type of power supply system, as described in Patent Document 1, there is known a configuration in which a plurality of switches can switch a power supply path for an electric load to either a power supply path from a lead-acid battery or a power supply path from a lithium-ion battery.

Bei diesem Energieversorgungssystem ist ein Stromdetektor in jedem Schalter platziert. Ein Controller überwacht einen der elektrischen Last zugeführten Strom mit Hilfe des Stromdetektors jedes Schalters und schaltet den Energieversorgungspfad entsprechend dem Überwachungsergebnis. Wenn der Stromdetektor den Überstrom erfasst, schaltet der Controller den Schalter, in dem der Überstrom erfasst wird, aus und schützt die elektrische Last vor dem Überstrom.In this energy supply system, a current detector is placed in each switch. A controller monitors a current supplied to the electric load with the aid of the current detector of each switch and switches the power supply path according to the monitoring result. When the current detector detects the overcurrent, the controller turns off the switch that detects the overcurrent and protects the electrical load from the overcurrent.

Patentdokument 1: JP 2018 - 164 339 A Patent Document 1: JP 2018 - 164 339 A

Als Ergebnis einer detaillierten Untersuchung des Erfinders hat sich jedoch ein Problem aufgetan. Das Problem besteht darin, dass das oben beschriebene Energieversorgungssystem nicht bestimmen kann, ob die Ursache ein Defekt bzw. Ausfall des Stromdetektors ist, wenn der Stromdetektor den Überstrom erfasst hat.However, as a result of a detailed study by the inventor, a problem has arisen. The problem is that the power supply system described above cannot determine whether the cause is a defect or failure of the current detector when the current detector has detected the overcurrent.

Das heißt, wenn der Überstrom tatsächlich fließt, ist es notwendig, die elektrische Last zu schützen, indem der Energieversorgungspfad unterbrochen wird. Wenn der Stromdetektor defekt ist, ist jedoch gegebenenfalls möglich, die Energieversorgung der elektrischen Last fortzusetzen, indem der Energieversorgungspfad umgeschaltet wird, um den Energieversorgungspfad mit dem Stromdetektor nicht zu verwenden. Das oben beschriebene Energieversorgungssystem kann eine solche Umschaltung des Energieversorgungspfades jedoch nicht durchführen.That is, when the overcurrent actually flows, it is necessary to protect the electric load by breaking the power supply path. If the current detector is defective, however, it may be possible to continue the energy supply to the electrical load by switching over the energy supply path in order not to use the energy supply path with the current detector. However, the energy supply system described above cannot carry out such a switchover of the energy supply path.

Um es dem oben beschriebenen Energieversorgungssystem zu ermöglichen, die Bestimmung des Defekts im Stromdetektor und das Schalten des Energieversorgungspfades durchzuführen, kann es erforderlich sein, einen Hochleistungs-Stromdetektor zu verwenden, der in der Lage ist, einen Erfassungsgrenzwert auszugeben, dessen Stromwert extrem höher ist als der des zu erfassenden Überstroms.In order to enable the above-described power supply system to perform the determination of the defect in the current detector and the switching of the power supply path, it may be necessary to use a high-performance current detector capable of outputting a detection limit value of which the current value is extremely higher than that of the overcurrent to be detected.

Auf diese Weise kann, wenn der vom Stromdetektor erhaltene Stromwert der Erfassungsgrenzwert ist, bestimmt werden, dass der Stromdetektor defekt ist, und der Energieversorgungspfad umgeschaltet werden. Da es in diesem Fall jedoch notwendig ist, den Hochleistungs-Stromdetektor zu verwenden, besteht dahingehend ein Problem, dass die Kosten für das Energieversorgungssystem steigen.In this way, when the current value obtained from the current detector is the detection limit value, it can be determined that the current detector is defective and the power supply path can be switched. In this case, however, since it is necessary to use the high-performance current detector, there is a problem that the cost of the power supply system increases.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann es in einem Energieversorgungssystem mit einer Überstromschutzfunktion wünschenswert sein, im Falle eines Defekts eines Stromdetektors eine Fail-Safe-Funktion verschieden von der im Falle eines Auftretens des Überstroms zu implementieren, ohne einen Hochleistungs-Stromdetektor zu verwenden.According to one aspect of the present disclosure, in a power supply system having an overcurrent protection function, in the event of a failure of a current detector, it may be desirable to implement a fail-safe function different from that in the event of an occurrence of the overcurrent, without using a high-performance current detector.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist ein Energieversorgungssystem einen Schalter, der in einem Energieversorgungspfad eines Gleichstroms zu einer elektrischen Last angeordnet ist, eine Sicherung, einen im Schalter angeordneten Stromdetektor, einen Überstrombestimmer und einen Defektbestimmer auf.According to one aspect of the present disclosure, a power supply system includes a switch disposed in a power supply path of a direct current to an electrical load, a fuse, a current detector disposed in the switch, an overcurrent determiner, and a defect determiner.

Der Schalter bewirkt, dass der Energieversorgungspfad einen leitenden Zustand aufweist, oder unterbricht den Energieversorgungspfad in Übereinstimmung mit einem Befehl von außen. Die Sicherung schmilzt entsprechend einem zum Energieversorgungspfad fließenden Strom und einer Energieversorgungszeit und unterbricht den Energieversorgungspfad.The switch causes the power supply path to have a conductive state or interrupts the power supply path in accordance with an instruction from the outside. The fuse melts in accordance with a current flowing to the power supply path and a power supply time, and interrupts the power supply path.

Der Stromdetektor erfasst den zum Energieversorgungspfad fließenden Strom, wenn der Schalter eingeschaltet wird. Der Überstrombestimmer bestimmt, ob ein vom Stromdetektor erfasster Stromwert einen vorgegebenen Überstrombestimmungswert überschreitet.The current detector detects the current flowing to the power supply path when the switch is turned on. The overcurrent determiner determines whether a current value detected by the current detector exceeds a predetermined overcurrent determination value.

Der Defektbestimmer hält einen Ein-Zustand des Schalters, wenn der Überstrombestimmer bestimmt, dass der Stromwert den Überstrombestimmungswert überschreitet, misst anschließend eine verstrichene Zeit und bestimmt, dass der Stromdetektor defekt ist, wenn die verstrichene Zeit eine Defektbestimmungszeit überschreitet.The failure determiner maintains an on-state of the switch when the overcurrent determiner determines that the current value exceeds the overcurrent determination value, then measures an elapsed time, and determines that the current detector is defective when the elapsed time exceeds a failure determination time.

In dem gemäß obiger Beschreibung konfigurierten Energieversorgungssystem der vorliegenden Offenbarung schmilzt, wenn der Überstrom tatsächlich zum Energieversorgungspfad fließt, die Sicherung nach Verstreichen einer vorbestimmten Energieversorgungszeit gemäß der Schmelzcharakteristik der Sicherung. Der Energieversorgungspfad zur elektrischen Last wird unterbrochen.In the power supply system configured as described above of the present disclosure, when the overcurrent actually flows to the power supply path, the fuse melts after a predetermined power supply time has elapsed according to the melting characteristic of the fuse. The energy supply path to the electrical load is interrupted.

Daher kann gemäß dem Energieversorgungssystem der vorliegenden Offenbarung die elektrische Last durch Schmelzen der Sicherung vor dem Überstrom geschützt werden. In einem Fall, in dem der Überstrombestimmer bestimmt, dass der vom Stromdetektor erfasste Stromwert den Überstrombestimmungswert überschreitet, bestimmt der Defektbestimmer, wenn die verstrichene Zeit des Zustands die Defektbestimmungszeit überschreitet, dass der Stromdetektor defekt ist.Therefore, according to the power supply system of the present disclosure, the electric load can be protected from the overcurrent by melting the fuse. In one case where the overcurrent determiner determines that the current value detected by the current detector exceeds the overcurrent determination value, when the elapsed time of the state exceeds the defect determination time, the failure determiner determines that the current detector is defective.

Daher kann gemäß dem Energieversorgungssystem der vorliegenden Offenbarung der Defekt des Stromdetektors erfasst werden, ohne den Hochleistungs-Stromdetektor zu verwenden, der in der Lage ist, den Defekt auf der Grundlage des erfassten Stromwertes (Erfassungsgrenzwert) zu bestimmen. Demzufolge kann gemäß dem Energieversorgungssystem der vorliegenden Offenbarung das Energieversorgungssystem realisiert werden, das in der Lage ist, die Fehler- bzw. Defektbestimmung des Stromdetektors mit geringen Kosten durchzuführen.Therefore, according to the power supply system of the present disclosure, the failure of the current detector can be detected without using the high-performance current detector capable of determining the failure based on the detected current value (detection limit value). Accordingly, according to the power supply system of the present disclosure, the power supply system capable of performing the failure determination of the current detector at a low cost can be realized.

Wie in Patentdokument 1, das vorstehend beschrieben ist, wird das Energieversorgungssystem der vorliegenden Offenbarung auf das Energieversorgungssystem angewandt, das den Energieversorgungspfad zur elektrischen Last über mehrere Schalter schaltet und dadurch mehr Effekte erzielen kann.As in Patent Document 1 described above, the power supply system of the present disclosure is applied to the power supply system that switches the power supply path to the electric load through a plurality of switches, and thereby can achieve more effects.

Das heißt, in dem Energieversorgungssystem mit mehreren Energieversorgungspfaden zur elektrischen Last wird der Schalter, in dem sich der als defekt bestimmte Stromdetektor befindet, ausgeschaltet und ein Schalter, der sich in einem anderen Energieversorgungspfad befindet, eingeschaltet. Hierdurch kann die Energieversorgung der elektrischen Last fortgesetzt werden.That is, in the power supply system with a plurality of power supply paths to the electrical load, the switch in which the current detector determined to be defective is located is switched off and a switch located in a different energy supply path is switched on. As a result, the energy supply to the electrical load can be continued.

Die Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Offenbarung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher ersichtlich. In den Zeichnungen zeigt:

1 einen Schaltplan zur Veranschaulichung einer gesamten Konfiguration eines Energieversorgungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Defektbestimmungsprozesses eines Stromdetektors;
3 ein erklärendes Diagramm zur Veranschaulichung einer Beziehung zwischen einer Schmelzcharakteristik, einem Überstrombestimmungswert und einer Defektbestim mungszeit;
4 eine erklärende Abbildung zur Veranschaulichung einer Zustandsänderung nach einer Überstrombestimmung eines Schalters SW3; und
5 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung des Defektbestimmungsprozesses gemäß einer zweiten Ausführungsform.

The objects, properties and advantages of the present disclosure will become more apparent from the following detailed description with reference to the accompanying drawings. In the drawings shows:

1 a circuit diagram showing an entire configuration of a power supply system according to a first embodiment;
2 a flowchart showing a defect determination process of a current detector;
3rd is an explanatory diagram showing a relationship among a melting characteristic, an overcurrent determination value and a defect determination time;
4th an explanatory figure to illustrate a change in state after an overcurrent determination of a switch SW3 ; and
5 a flowchart for illustrating the defect determination process according to a second embodiment.

Nachstehend sind Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.Embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the drawings.

(Erste Ausführungsform)(First embodiment)

(Konfiguration)(Configuration)

In einem Fahrzeug, das unter Verwendung eines Verbrennungsmotors als eine Antriebsquelle fährt, ist ein Energieversorgungssystem der vorliegenden Ausführungsform ein In-Vehicle-Energieversorgungssystem, das verschiedene Instrumente des Fahrzeugs mit elektrischer Energie versorgt.In a vehicle traveling using an internal combustion engine as a drive source, a power supply system of the present embodiment is an in-vehicle power supply system that supplies electric power to various instruments of the vehicle.

Wie in 1 gezeigt, handelt es sich bei dem Energiequellen- bzw. Energieversorgungssystem der vorliegenden Ausführungsform um ein duales Energieversorgungssystem, das einen Bleiakkumulator 11 und einen Lithium-Ionen-Akkumulator 12 als Energiequellen enthält. Die elektrische Energie kann von jedem der Akkumulatoren (Speicherbatterien) 11 und 12 an einen Anlasser 13, verschiedene elektrische Lasten 14 und 15 oder eine rotierende elektrische Maschine 16 geliefert werden. Jeder der Akkumulatoren 11 und 12 kann durch die rotierende elektrische Maschine 16 geladen werden.As in 1 As shown, the power source or power supply system of the present embodiment is a dual power supply system that includes a lead-acid battery 11 and a lithium-ion battery 12th contains as energy sources. The electrical energy can be obtained from each of the accumulators (storage batteries) 11 and 12th to a starter 13th , various electrical loads 14th and 15th or a rotating electrical machine 16 to be delivered. Each of the accumulators 11 and 12th can by the rotating electrical machine 16 getting charged.

Daher sind der Bleiakkumulator 11 und der Lithium-Ionen-Akkumulator 12 parallel zur rotierenden elektrischen Maschine 16 und parallel zu den elektrischen Lasten 14 und 15 geschaltet. In einem Energieversorgungspfad vom Bleiakkumulator 11 zu jeder oben beschriebenen Komponente ist eine Sicherung 17 platziert. In einem Energieversorgungspfad vom Lithium-Ionen-Akkumulator 12 zu jeder oben beschriebenen Komponente ist eine Sicherung 18 platziert.Hence the lead acid batteries 11 and the lithium-ion battery 12th parallel to the rotating electrical machine 16 and in parallel with the electrical loads 14th and 15th switched. In a power supply path from the lead accumulator 11 There is a backup for every component described above 17th placed. In a power supply path from the lithium-ion battery 12th There is a backup for every component described above 18th placed.

Wenn der durch die Schmelzeigenschaften der Sicherungen 17 und 18 bestimmte Überstrom in dem Energieversorgungspfad fließt, in dem die Sicherungen 17 und 18 angeordnet sind, schmilzt jede der Sicherungen 17 und 18 und unterbricht den Energieversorgungspfad. Dementsprechend werden die elektrischen Lasten 14 und 15 durch Schmelzen der Sicherungen 17 und 18 vor dem Überstrom geschütztIf that by the melting properties of the fuses 17th and 18th certain overcurrent flows in the power supply path in which the fuses 17th and 18th are arranged, each of the fuses will melt 17th and 18th and interrupts the energy supply path. Accordingly, the electrical loads become 14th and 15th by melting the fuses 17th and 18th protected from overcurrent

Der Lithium-Ionen-Akkumulator 12 ist in einem Gehäuse untergebracht und als eine mit einem Substrat integrierte Batterieeinheit 20 ausgebildet. Die Batterieeinheit 20 weist Ausgangsanschlüsse P1, P2 und P3 auf. Der Ausgangsanschluss P1 ist mit dem Bleiakkumulator 11, dem Anlasser 13 und der elektrischen Last 14 verbunden. Der Ausgangsanschluss ist mit der rotierenden elektrischen Maschine 16 verbunden. Der Ausgangsanschluss P3 ist mit der elektrischen Last 15 verbunden.The lithium-ion battery 12th is housed in a housing and as a battery unit integrated with a substrate 20th educated. The battery unit 20th has output terminals P1 , P2 and P3 on. The output connector P1 is with the lead acid battery 11 , the starter 13th and the electrical load 14th connected. The output port is with the rotating electrical machine 16 connected. The output connector P3 is with the electrical load 15th connected.

Jede der elektrischen Lasten 14 und 15 hat eine andere Anforderung an die Spannung einer elektrischen Energieversorgungsspannung, die von jedem der Akkumulatoren 11 und 12 geliefert wird. Von den elektrischen Lasten umfasst die elektrische Last 15 eine Last mit der Anforderung konstanter Spannung, die stabil sein muss, so dass die Spannung der elektrischen Versorgungsenergie konstant ist oder zumindest innerhalb eines vorbestimmten Bereichs schwankt. Demgegenüber ist die elektrische Last 14 eine allgemeine elektrische Last verschieden von der Last mit der Anforderung konstanter Spannung. Es kann ebenso gesagt werden, dass die elektrische Last 15 eine Last ist, die einen Ausfall der Energiequelle nicht toleriert, und die elektrische Last 14 eine Last ist, die einen Ausfall der Energiequelle verglichen mit der elektrischen Last 15 toleriert.Any of the electrical loads 14th and 15th has a different requirement for the voltage of an electrical power supply voltage supplied by each of the accumulators 11 and 12th is delivered. Among the electric loads, includes the electric load 15th a load with a constant voltage requirement which must be stable so that the voltage of the electrical supply energy is constant or at least fluctuates within a predetermined range. In contrast, there is the electrical load 14th a general electrical load different from the constant voltage load. It can also be said that the electrical load 15th is a load that cannot tolerate failure of the power source and the electrical load 14th is a load that is a failure of the power source compared to the electrical load 15th tolerated.

Konkrete Beispiele für die elektrische Last 15, d.h. die Last mit der Anforderung konstanter Spannung, umfassen eine Navigationsvorrichtung, eine Audiovorrichtung, eine Messvorrichtung oder verschiedene ECUs, wie beispielsweise eine Verbrennungsmotor-ECU. In diesem Fall wird die Spannungsschwankung der elektrischen Versorgungsenergie unterdrückt und dadurch das Auftreten eines unnötigen Reset oder dergleichen in jeder oben beschriebenen Vorrichtung unterbunden werden. Es ist möglich, den stabilen Betrieb zu realisieren.Concrete examples of the electrical load 15th , that is, the constant voltage demand load, include a navigation device, an audio device, a measuring device, or various ECUs such as an engine ECU. In this case, the voltage fluctuation of the supply electric power is suppressed, thereby suppressing occurrence of unnecessary reset or the like in each of the above-described devices. It is possible to realize the stable operation.

Konkrete Beispiele für die elektrische Last 14 umfassen eine Sitzheizung, eine Entfrosterheizung für eine Heckscheibe, einen Scheinwerfer, einen Scheibenwischer einer Frontscheibe, ein Gebläse einer Klimaanlage oder dergleichen.Concrete examples of the electrical load 14th include a seat heater, a defroster heater for a rear window, a headlight, a windshield wiper of a windshield, a fan of an air conditioner or the like.

Die rotierende elektrische Maschine 16 ist ein Generator, der einen Drehstrommotor und einen Motor-Controller zur Antriebssteuerung des Motors enthält, eine Motorfunktion aufweist und als ein elektromechanischer ISG (integrierter Anlassergenerator) konfiguriert ist.The rotating electrical machine 16 is a generator that includes a three-phase motor and a motor controller for driving control of the motor, has a motor function and is configured as an electromechanical ISG (integrated starter generator).

Die rotierende elektrische Maschine 16 weist eine Energieerzeugungsfunktion zum Erzeugen elektrischer Energie (Regenerationsenergie) auf der Grundlage der Rotation einer Verbrennungsmotorabtriebswelle oder einer Fahrzeugwelle und eine Antriebsfunktion zum Aufbringen einer Rotationskraft auf die Verbrennungsmotorabtriebswelle auf. Während eines Leerlaufstopps bringt die Antriebsfunktion der rotierenden elektrischen Maschine 16 eine Rotationskraft auf den Verbrennungsmotor auf, wenn der Verbrennungsmotor, der automatisch gestoppt wurde, wieder startet bzw. anläuft. Die rotierende elektrische Maschine 16 liefert die erzeugte elektrische Energie an jede der Batterien 11 und 12 oder der elektrischen Lasten 14 und 15.The rotating electrical machine 16 has a power generation function for generating electrical energy (regeneration energy) based on the rotation of an engine output shaft or a vehicle shaft, and a driving function for applying a rotational force to the engine output shaft. During an idle stop, the drive function of the rotating electrical machine brings 16 a rotational force on the internal combustion engine when the internal combustion engine, which was automatically stopped, starts again. The rotating electrical machine 16 supplies the generated electrical energy to each of the batteries 11 and 12th or electrical loads 14th and 15th .

Die Batterieeinheit 20 weist ferner, als einen elektrischen Pfad innerhalb der Einheit, einen ersten elektrischen Pfad L1 auf, der den Ausgangsanschluss P1 und den Lithium-Ionen-Akkumulator 12 verbindet. Der Ausgangsanschluss P2 ist mit einem Knotenpunkt N1 als ein Mittelpunkt des ersten elektrischen Pfades L1 verbunden.The battery unit 20th further comprises, as an electrical path within the unit, a first electrical path L1 on which the output connector P1 and the lithium-ion battery 12th connects. The output connector P2 is with a node N1 as a midpoint of the first electrical path L1 connected.

In diesem Fall ist der erste elektrische Pfad L1 ein Pfad, der den Blei-Akkumulator 11 und den Lithium-Ionen-Akkumulator 12 elektrisch verbindet. Der Knotenpunkt N1 auf dem ersten elektrischen Pfad L1 ist mit der rotierenden elektrischen Maschine 16 verbunden. Im ersten elektrischen Pfad L1 ist ein erster Schalter SW1 näher am Bleiakkumulator 11 platziert als der Knotenpunkt N1. Ein zweiter Schalter SW2 ist näher am Lithium-Ionen-Akkumulator 12 platziert als der Knotenpunkt N1.In this case the first electrical path is L1 a path leading to the lead accumulator 11 and the lithium-ion battery 12th electrically connects. The hub N1 on the first electrical path L1 is with the rotating electric machine 16 connected. In the first electrical path L1 is a first switch SW1 closer to the lead accumulator 11 placed as the node N1 . A second switch SW2 is closer to the lithium-ion battery 12th placed as the node N1 .

In der Batterieeinheit 20 ist ein zweiter elektrischer Pfad L2 parallel zum ersten elektrischen Pfad L1 angeordnet. Ein Knotenpunkt N2 als ein Mittelpunkt des zweiten elektrischen Pfades L2 ist mit dem Ausgangsanschluss P3 verbunden.In the battery unit 20th is a second electrical path L2 parallel to the first electrical path L1 arranged. A hub N2 as a midpoint of the second electrical path L2 is with the output connector P3 connected.

Ein Ende des zweiten elektrischen Pfades L2 ist mit einem Verzweigungspunkt N3 zwischen dem Ausgangsanschluss P1 und dem ersten Schalter SW1 im ersten elektrischen Pfad L1 verbunden. Das andere Ende ist mit einem Verzweigungspunkt N4 zwischen dem zweiten Schalter SW2 und dem Lithium-Ionen-Akkumulator 12 im ersten elektrischen Pfad L1 verbunden.One end of the second electrical path L2 is with a branch point N3 between the output port P1 and the first switch SW1 in the first electrical path L1 connected. The other end is with a branch point N4 between the second switch SW2 and the lithium-ion battery 12th in the first electrical path L1 connected.

Im zweiten elektrischen Pfad L2 befindet sich ein dritter Schalter SW3 näher am Lithium-Ionen-Akkumulator 12 als der Knotenpunkt N2. Ein vierter Schalter SW4 ist näher am Bleiakkumulator 11 platziert als der Knotenpunkt N2.In the second electrical path L2 there is a third switch SW3 closer to the lithium-ion battery 12th as the node N2 . A fourth switch SW4 is closer to the lead-acid battery 11 placed as the node N2 .

Dementsprechend ist der zweite elektrische Pfad L2 ein Pfad, der jeden der Akkumulatoren 11 und 12 elektrisch mit der elektrischen Last 15 verbindet. Wie in einem vergrößerten Teil in 1 gezeigt, enthält jeder der Schalter SW1 bis SW4 ein Halbleiterschaltelement, wie beispielsweise einen MOSFET, und ist, mit anderen Worten, ein Schalter vom Typ Schließer.Corresponding is the second electrical path L2 a path that each of the accumulators 11 and 12th electrical with the electrical load 15th connects. As in an enlarged part in 1 shown includes each of the switches SW1 to SW4 a semiconductor switching element such as a MOSFET and, in other words, a normally open type switch.

Insbesondere enthält jeder der Schalter SW1 bis SW4 parallel geschaltete Schaltabschnitte 21 und 22. Die beiden Enden von jedem der Schaltabschnitte 21 und 22 sind mit dem ersten elektrischen Pfad L1 oder dem zweiten elektrischen Pfad L2 verbunden. Hierdurch ist jeder der Schalter SW1 bis SW4 auf dem entsprechenden elektrischen Pfad L1 oder L2 angeordnet.In particular, each of the switches includes SW1 to SW4 switching sections connected in parallel 21 and 22nd . The two ends of each of the switching sections 21 and 22nd are with the first electrical path L1 or the second electrical path L2 connected. This makes everyone the switch SW1 to SW4 on the appropriate electrical path L1 or L2 arranged.

Der Schaltabschnitt 21 enthält Schaltelemente Q1 und Q2, die in Reihe geschaltet sind. Die Richtungen von parasitären Dioden der Schaltelemente Q1 und Q2 sind entgegengesetzt zueinander. Der Schaltabschnitt 22 enthält Schaltelemente Q3 und Q4, die in Reihe geschaltet sind. In gleicher Weise sind die Richtungen von parasitären Dioden der Schaltelemente Q3 und Q4 entgegengesetzt zueinander.The switching section 21 contains switching elements Q1 and Q2 connected in series. The Directions of parasitic diodes of the switching elements Q1 and Q2 are opposite to each other. The switching section 22nd contains switching elements Q3 and Q4 connected in series. In the same way are the directions of parasitic diodes of the switching elements Q3 and Q4 opposite to each other.

In jedem der Schaltabschnitte 21 und 22 befindet sich ein Stromdetektor 24. Der Stromdetektor 24 erfasst einen Strom, der durch den ersten elektrischen Pfad L1 oder den zweiten elektrischen Pfad L2 fließt, in dem sich jeder der Schalter SW1 bis SW4 befindet, wenn die Schaltabschnitte 21 und 22 eingeschaltet (Ein-Zustand) sind.In each of the switching sections 21 and 22nd there is a current detector 24 . The current detector 24 detects a current flowing through the first electrical path L1 or the second electrical path L2 flows in which each of the switches SW1 to SW4 located when the switching sections 21 and 22nd are switched on (on-state).

Jeder der Schalter SW1 bis SW4 enthält die beiden Schaltabschnitte 21 und 22, die parallel geschaltet sind, so dass dann, wenn einer der Schaltabschnitte defekt ist, der andere der Schaltabschnitte als Schalter SW1 bis SW4 fungieren kann.Each of the switches SW1 to SW4 contains the two switching sections 21 and 22nd which are connected in parallel so that when one of the switching sections is defective, the other of the switching sections acts as a switch SW1 to SW4 can act.

Da jeder der Schaltabschnitte 21 und 22 ein Paar von Halbleiterschaltelementen enthält, bei denen die Richtungen parasitärer Dioden entgegengesetzt zueinander sind, ist der Stromfluss durch die parasitäre Diode vollständig unterbrochen, wenn jedes der Halbleiterschaltelemente ausgeschaltet (Aus-Zustand) ist. Dementsprechend kann ein unbeabsichtigter Stromfluss in jedem der elektrischen Pfade L1 und L2 vermieden werden.As each of the switching sections 21 and 22nd contains a pair of semiconductor switching elements in which the directions of parasitic diodes are opposite to each other, the flow of current through the parasitic diode is completely interrupted when each of the semiconductor switching elements is turned off (off-state). Accordingly, inadvertent current flow can occur in any of the electrical paths L1 and L2 be avoided.

Als das Halbleiterschaltelement kann anstelle des MOSFETs ein IGBT, ein Bipolartransistor oder dergleichen eingesetzt werden. In diesem Fall kann, wenn der IGBT oder der Bipolartransistor verwendet wird, eine Diode, die die parasitäre Diode ersetzt, jedem der Halbleiterschaltelemente parallel geschaltet werden.As the semiconductor switching element, an IGBT, a bipolar transistor, or the like can be used in place of the MOSFET. In this case, when the IGBT or the bipolar transistor is used, a diode replacing the parasitic diode can be connected in parallel to each of the semiconductor switching elements.

Im ersten elektrischen Pfad L1 ist der erste Schalter SW1 parallel zu einem Umgehungspfad L3 geschaltet, der einen Widerstand 26 zur Strombegrenzung enthält. Dies führt dazu, dass auch dann, wenn der erste Schalter SW1 ausgeschaltet (Aus-Zustand) ist, der Bleiakkumulator 11 und die rotierende elektrische Maschine 16 elektrisch verbunden sind.In the first electrical path L1 is the first switch SW1 parallel to a bypass path L3 switched to a resistor 26th for current limitation. This leads to that even if the first switch SW1 switched off (off state), the lead-acid battery 11 and the rotating electric machine 16 are electrically connected.

Dementsprechend fließt, auch wenn der Energiequellenschalter (Zündschalter) des Fahrzeugs ausgeschaltet ist, ein Dunkelstrom durch die rotierende elektrische Maschine 16, und die zum Starten der rotierenden elektrischen Maschine 16 erforderliche elektrische Energie wird akkumuliert. Unmittelbar nach dem Einschalten des Energiequellenschalters (Zündschalter) kann die rotierende elektrische Maschine 16 angetrieben werden.Accordingly, even when the power source switch (ignition switch) of the vehicle is turned off, a dark current flows through the rotating electrical machine 16 , and those for starting the rotating electrical machine 16 required electrical energy is accumulated. Immediately after switching on the power source switch (ignition switch), the rotating electrical machine 16 are driven.

Im vierten Schalter SW4 befindet sich ein Umgehungspfad L4, der eine Reihenschaltung aus einem Umgehungsrelais 28 vom Typ Schließer und einer Sicherung 29 enthält. Der Umgehungspfad L4 beinhaltet zwei Reihenschaltungen des Umgehungsrelais 28 und der Sicherung 29.In the fourth counter SW4 there is a bypass path L4 , which is a series connection of a bypass relay 28 of the normally open contact type and a fuse 29 contains. The bypass path L4 contains two series connections of the bypass relay 28 and the backup 29 .

Dies führt dazu, dass dann, wenn alle Schalter SW1 bis SW4 ausgeschaltet (Aus-Zustand) sind, die elektrische Energie vom Bleiakkumulator 11 an die elektrische Last 15 geliefert werden kann, indem die Umgehungsrelais 28 in den beiden oben beschriebenen Systemen eingeschaltet werden.This then causes when all switches SW1 to SW4 switched off (off state), the electrical energy from the lead-acid battery 11 to the electrical load 15th can be supplied by the bypass relay 28 be switched on in the two systems described above.

Die Batterieeinheit 20 weist ferner einen Controller 30, der das Öffnen und Schließen jedes der Schalter SW1 bis SW4 und der Umgehungsrelais 28 der beiden Systeme steuert. Der Controller 30 enthält einen Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM, einem RAM, einem nichtflüchtigen Speicher, einer Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle oder dergleichen. Der nichtflüchtige Speicher dient zum Speichern eines Defektbestimmungsergebnisses des Stromdetektors 24 oder dergleichen. Das Defektbestimmungsergebnis wird anhand des nachstehend noch beschriebenen Defektbestimmungsprozesses erhalten.The battery unit 20th also has a controller 30th that controls the opening and closing of each of the switches SW1 to SW4 and the bypass relay 28 controls the two systems. The controller 30th includes a microcomputer having a CPU, a ROM, a RAM, a non-volatile memory, an input / output interface, or the like. The non-volatile memory is used to store a defect determination result of the current detector 24 or similar. The defect determination result is obtained through the defect determination process described below.

Der Controller 30 ist mit einer ECU 50 außerhalb der Batterieeinheit 20 verbunden. Der Controller 30 und die ECU 50 sind über ein Fahrzeugkommunikationsnetz miteinander verbunden, können miteinander kommunizieren und verschiedene im Controller 30 und in der ECU 50 gespeicherte Daten gemeinsam nutzen bzw. teilen.The controller 30th is with an ECU 50 outside the battery unit 20th connected. The controller 30th and the ECU 50 are connected to each other via a vehicle communication network, can communicate with each other and various in the controller 30th and in the ECU 50 use or share saved data.

Der Controller 30 steuert das Öffnen und Schließen jedes der Schalter SW1 bis SW4 und des Umgehungsrelais 28 auf der Grundlage eines Speicherzustands jeder der Akkumulatoren 11 und 12 oder eines Befehlssignals von der ECU 50, die eine übergeordnete Steuervorrichtung ist.The controller 30th controls the opening and closing of each of the switches SW1 to SW4 and the bypass relay 28 based on a memory state of each of the accumulators 11 and 12th or a command signal from the ECU 50 which is a superordinate control device.

Der Controller 30 bewirkt beispielsweise durch selektives Einschalten des vierten Schalters SW4 und des dritten Schalters SW3, dass der Energieversorgungspfad vom Bleiakkumulator 11 oder dem Lithium-Ionen-Akkumulator 12 zur elektrischen Last 15 einen leitenden Zustand annimmt, und versorgt die elektrische Last 15 mit Energie.The controller 30th caused, for example, by selectively turning on the fourth switch SW4 and the third switch SW3 that the energy supply path from the lead-acid battery 11 or the lithium-ion battery 12th to the electrical load 15th assumes a conductive state and supplies the electrical load 15th with energy.

Übrigens kann in einem Fall, in dem die elektrische Energie auf diese Weise der elektrischen Last 15 zugeführt wird, die elektrische Last 15 ausfallen, wenn der den zulässigen Bereich überschreitende Überstrom vom Bleiakkumulator 11 oder dem Lithium-Ionen-Akkumulator 12 zur elektrischen Last 15 fließt. Daher werden, als die Sicherungen 17 und 18, Sicherungen verwendet, deren Schmelzeigenschaften so bestimmt sind, dass sie bei einem Überstromfluss durch die elektrische Last 15 schmelzen.Incidentally, in a case where the electrical power in this way may be the electrical load 15th is supplied to the electrical load 15th fail if the overcurrent from the lead accumulator exceeds the permissible range 11 or the lithium-ion battery 12th to the electrical load 15th flows. Hence, as the fuses 17th and 18th , Fuses are used whose melting properties are determined in such a way that they are effective in the event of an overcurrent flow through the electrical load 15th melt.

Andererseits überwacht der Controller 30, wenn der vierte Schalter SW4 oder der dritte Schalter SW3 eingeschaltet wird, den durch jeden der Schalter SW4 und SW3 fließenden Strom mit Hilfe des Stromdetektors 24, der sich in jedem der Schalter SW4 und SW3 befindet.On the other hand, the controller monitors 30th when the fourth switch SW4 or the third switch SW3 is turned on by each of the switches SW4 and SW3 flowing current with the help of the current detector 24 that is in each of the switches SW4 and SW3 is located.

Wenn der Stromwert den Überstrombestimmungswert überschreitet, wird der Schalter SW4 oder der Schalter SW3 im eingeschalteten Zustand ausgeschaltet und die Energiezufuhr zur elektrischen Last 15 unterbrochen.When the current value exceeds the overcurrent determination value, the switch will SW4 or the switch SW3 switched off when switched on and the energy supply to the electrical load 15th interrupted.

Wenn jedoch der vom Stromdetektor 24 erfasste Stromwert den Überstrombestimmungswert überschreitet, fließt der Überstrom zum Energieversorgungspfad, in dem sich die Schalter SW1 bis SW4 befinden. Die Sicherungen 17 und 18 schmelzen. Wenn jedoch der Stromdetektor 24 defekt ist bzw. ausfällt, schmelzen die Sicherungen 17 und 18 nicht durch.However, if the one from the current detector 24 The detected current value exceeds the overcurrent determination value, the overcurrent flows to the energy supply path in which the switch is located SW1 to SW4 are located. The fuses 17th and 18th melt. However, if the current detector 24 is defective or fails, the fuses will blow 17th and 18th not through.

Das heißt, wenn der Stromdetektor 24 defekt ist, „klemmt“ der Stromwert bei einem Erfassungsgrenzwert. Daher bestimmt der Controller 30 auf der Grundlage des Stromwertes, dass der Überstrom geflossen ist, und die Fail-Safe-Funktion gegen den Überstrom schaltet den vierten Schalter SW4 oder den dritten Schalter SW3 ein.That is, if the current detector 24 is defective, the current value “sticks” at a detection limit value. Therefore, the controller determines 30th on the basis of the current value that the overcurrent has flowed, and the fail-safe function against the overcurrent switches the fourth switch SW4 or the third switch SW3 a.

Wenn jedoch der Stromdetektor 24 defekt ist und der Überstrom fälschlicherweise bestimmt wird, wird der Schalter auf den Schalter geschaltet, der sich im eingeschalteten Zustand (Ein-Zustand) befindet und den Energieversorgungspfad zur elektrischen Last 15 bildet. Dadurch kann die Energieversorgung der elektrischen Last 15 fortgesetzt werden.However, if the current detector 24 is defective and the overcurrent is incorrectly determined, the switch is switched to the switch that is in the switched-on state (on-state) and the energy supply path to the electrical load 15th forms. This allows the power supply to the electrical load 15th be continued.

Der Controller 30 überwacht in ähnlicher Weise den Strom im ersten Schalter SW1 und im zweiten Schalter SW2. Wenn also der Überstrom fälschlicherweise bestimmt wird, schaltet der Controller 30 den ersten Schalter SW1 oder den zweiten Schalter SW2 aus.The controller 30th similarly monitors the current in the first switch SW1 and in the second switch SW2 . So if the overcurrent is wrongly determined, the controller switches 30th the first switch SW1 or the second switch SW2 out.

In der vorliegenden Ausführungsform führt der Controller 30 den in 2 gezeigten Defektbestimmungsprozess für jeden der Schalter SW1 bis SW4 aus.In the present embodiment, the controller performs 30th the in 2 defect determination process shown for each of the switches SW1 to SW4 out.

(Prozesse)(Processes)

Wie in 2 gezeigt, wird im Defektbestimmungsprozess zunächst in Schritt S110 ein Stromwert Isw eines Stroms vom Stromdetektor 24 eines Schalters SW (im Folgenden als Zielschalter SW bezeichnet) erfasst, der ein Ziel der Fehler- bzw. Defektbestimmung unter den Schaltern SW1 bis SW4 ist. Der Strom fließt durch den Energieversorgungspfad, in dem sich der Zielschalter SW befindet.As in 2 is shown in the defect determination process first in step S110 a current value Isw of a current from the current detector 24 of a switch SW (hereinafter referred to as target switch SW) which is a target of failure determination among the switches SW1 to SW4 is. The current flows through the power supply path in which the target switch SW is located.

Im nachfolgenden Schritt S120 wird der erfasste Stromwert Isw mit einem Bestimmungswert (Überstrombestimmungswert) Iref für die Überstrombestimmung verglichen, und es wird bestimmt, ob der Stromwert Isw über dem Überstrombestimmungswert Iref liegt.In the next step S120 the detected current value Isw is compared with a determination value (overcurrent determination value) Iref for the overcurrent determination, and it is determined whether the current value Isw is above the overcurrent determination value Iref.

Wenn der Stromwert Isw kleiner oder gleich dem Überstrombestimmungswert Iref ist, fließt der Überstrom nicht durch den Energieversorgungspfad des Zielschalters SW. Daher schreitet der Prozess zu Schritt S130 voran. In den nachstehend noch beschriebenen Prozessen S170 bis S230 wird bestimmt, ob der Überstromfluss bestätigt wurde.When the current value Isw is less than or equal to the overcurrent determination value Iref, the overcurrent does not flow through the power supply path of the target switch SW. Hence the process advances S130 Ahead. In the processes described below S170 to S230 it is determined whether the overcurrent flow has been confirmed.

Wenn in Schritt S130 bestimmt wird, dass der Überstrom nicht bestätigt wurde, wird in Schritt S140 bestimmt, dass der Überstrom nicht bestätigt ist. Anschließend schreitet der Prozess zu Schritt S150 voran. in Schritt S150 wird bestimmt, dass jeder der Schalter SW1 bis SW4 basierend auf dem Befehl von der ECU 50 normal geschaltet werden kann, woraufhin der Defektbestimmungsprozess endet.If in step S130 it is determined that the overcurrent has not been confirmed in step S140 determines that the overcurrent is not confirmed. Then the process goes to step S150 Ahead. in step S150 it is determined that each of the switches SW1 to SW4 based on the command from the ECU 50 can be switched normally, whereupon the defect determination process ends.

Wenn in Schritt S130 bestimmt wird, dass der Überstrom bestätigt wurde, schreitet der Prozess zu Schritt S160 voran. In Schritt S160 wird bestimmt, dass der Überstrom die Sicherungen 17 und 18 schmelzen lässt und der Stromwert Isw kleiner oder gleich dem Überstrombestimmungswert Iref ist. Der Zielschalter SW wird ausgeschaltet.If in step S130 it is determined that the overcurrent has been confirmed, the process goes to step S160 Ahead. In step S160 it is determined that the overcurrent blows the fuses 17th and 18th melts and the current value Isw is less than or equal to the overcurrent determination value Iref. The target switch SW is turned off.

In Schritt S160 wird beispielsweise bestimmt, dass der Aus-Zustand des Zielschalters SW so lange andauert, bis der nächste Energiequellenschalter (Zündschalter) eingeschaltet wird. Der Defektbestimmungsprozess endet.In step S160 For example, it is determined that the off state of the target switch SW continues until the next power source switch (ignition switch) is turned on. The defect determination process ends.

Wenn in Schritt S120 bestimmt wird, dass der Stromwert Isw über dem Überstrombestimmungswert Iref liegt, schreitet der Prozess zu Schritt S170 voran. Ein Timer T zählt hoch, um so eine Zeit von Isw > Iref zu messen. Anschließend schreitet der Prozess zu Schritt S180 voran.If in step S120 when it is determined that the current value Isw is over the overcurrent determination value Iref, the process goes to Step S170 Ahead. A timer T counts up so as to measure a time of Isw> Iref. Then the process goes to step S180 Ahead.

In Schritt S180 wird bestimmt, ob ein in Schritt S170 hochgezählter Wert des Timers eine vorgegebene Defektbestimmungszeit Tref überschreitet. Wenn der Wert des Timers T kleiner oder gleich der Defektbestimmungszeit Tref ist, schreitet der Prozess zu Schritt S190 voran. Wenn der Wert des Timers T die Defektbestimmungszeit Tref überschreitet, schreitet der Prozess zu Schritt S210 voran.In step S180 it is determined whether a in step S170 incremented value of the timer exceeds a predetermined defect determination time Tref. When the value of the timer T is less than or equal to the defect determination time Tref, the process goes to step S190 Ahead. When the value of the timer T exceeds the defect determination time Tref, the process goes to step S210 Ahead.

Die Defektbestimmungszeit Tref wird in Übereinstimmung mit den in 3 gezeigten Sicherungseigenschaften der Sicherungen 17 und 18 eingestellt. Das heißt, die Sicherungen 17 und 18 schmelzen entsprechend dem fließenden Strom und einer Energieversorgungszeit. Wenn der Strom groß ist, ist die Zeit kurz, bis die Sicherung schmilzt. Wenn der Strom gering ist, ist die Zeit lang, bis die Sicherung schmilzt. Wenn der Überstrom durch die Sicherungen 17 und 18 fließt und die auf der Grundlage der Schmelzcharakteristik bestimmte Zeit verstrichen ist, schmelzen bzw. sichern die Sicherungen 17 und 18. Der vom Stromdetektor 24 erfasste Stromwert sinkt.The defect determination time Tref is determined in accordance with the in 3rd the fuse properties shown for the fuses 17th and 18th set. That is, the fuses 17th and 18th melt according to the flowing current and an energy supply time. When the flow is big, the time is briefly until the fuse melts. When the current is low, it takes a long time to blow the fuse. When the overcurrent through the fuses 17th and 18th flows and the time determined on the basis of the melting characteristic has passed, the fuses melt or secure 17th and 18th . The one from the current detector 24 recorded current value drops.

Demgegenüber schmelzen die Sicherungen 17 und 18 nicht, wenn der Stromdetektor 24 defekt ist und der Stromwert Isw auf dem Erfassungsgrenzwert verbleibt bzw. „klemmt“. Daher verringert sich der vom Stromdetektor 24 erfasste Stromwert nicht.In contrast, the fuses melt 17th and 18th not if the current detector 24 is defective and the current value Isw remains at the detection limit value or "jams". Therefore, that of the current detector decreases 24 recorded current value not.

Folglich wird die Defektbestimmungszeit Tref in Übereinstimmung mit den Schmelzeigenschaften der Sicherungen 17 und 18 auf eine Zeit eingestellt, die für das Schmelzen der Sicherungen 17 und 18 benötigt wird, wenn der Überstrom, der größer oder gleich dem Erfassungsgrenzwert ist, zu den Sicherungen 17 und 18 fließt.As a result, the failure determination time Tref becomes in accordance with the melting properties of the fuses 17th and 18th set to a time for the fuse to blow 17th and 18th is needed when the overcurrent greater than or equal to the detection limit to the fuses 17th and 18th flows.

Anschließend wird in Schritt S190, da in Schritt S120 bestimmt wird, dass der Stromwert Isw den Überstrombestimmungswert Iref überschreitet, bestimmt, dass der Überstrom in den Energieversorgungspfad des Zielschalters SW geflossen ist, und der Überstrom wird bestätigt.Then in step S190 as in step S120 it is determined that the current value Isw exceeds the overcurrent determination value Iref, it is determined that the overcurrent has flowed into the power supply path of the target switch SW, and the overcurrent is confirmed.

Im nachfolgenden Schritt S200 wird, da die Möglichkeit besteht, dass der Stromdetektor 24 defekt ist, der Zielschalter SW so eingestellt, dass er im aktuellen Zustand gehalten wird. Der Defektbestimmungsprozess endet. Demgegenüber wird in Schritt S210, da der Wert des Timers T die Defektbestimmungszeit Tref überschreitet und der Stromwert Isw über dem Überstrombestimmungswert Iref liegt, bestimmt, dass der Stromdetektor 24 defekt bzw. ausgefallen ist. Der Defekt des Stromdetektors 24 wird bestätigt.In the next step S200 will, as there is a possibility that the current detector 24 is defective, the target switch SW is set so that it is kept in the current state. The defect determination process ends. In contrast, in step S210 Since the value of the timer T exceeds the defect determination time Tref and the current value Isw is over the overcurrent determination value Iref, it determines that the current detector 24 is defective or has failed. The defect of the current detector 24 will be confirmed.

Im nachfolgenden Schritt S220 wird das Bestimmungsergebnis in Schritt S190, dass der Überstrom bestätigt ist, in ein Ergebnis geändert, dass der Überstrom nicht bestätigt ist. Der Prozess schreitet zu Schritt S230 voran, und das Schalten bzw. Umschalten des Schalters erfolgt. Wenn das Schalten erfolgt, wird nach dem Einschalten eines anderen Schalters zum Bereitstellen der elektrischen Energie in dem Energieversorgungspfad, der sich von dem des Zielschalters SW unterscheidet, der Zielschalter SW ausgeschaltet.In the next step S220 becomes the determination result in step S190 that the overcurrent is confirmed is changed to a result that the overcurrent is not confirmed. The process moves on S230 ahead, and the switching or toggling of the switch takes place. When switching is performed, after another switch for supplying the electric power to the power supply path different from that of the target switch SW is turned on, the target switch SW is turned off.

Das heißt, beispielsweise wird, wie in 4 gezeigt, in einem „Zustand 1“ der dritte Schalter SW3 eingeschaltet und die elektrische Energie vom Lithium-Ionen-Akkumulator 12 an die elektrische Last 15 geliefert. Anschließend geht, wenn der Defekt des Stromdetektors 24 des dritten Schalters SW3 bestimmt wird, der Zustand in einen „Zustand 2“ über.That is, for example, as in 4th shown, in a "state 1" the third switch SW3 switched on and the electrical energy from the lithium-ion battery 12th to the electrical load 15th delivered. Then goes if the defect in the current detector 24 of the third switch SW3 is determined, the state in a "State 2" over.

Im „Zustand 2“ werden, nacheinander, der vierte Schalter SW4 eingeschaltet und der dritte Schalter SW3 ausgeschaltet. Dadurch wird die Energieversorgung der elektrischen Last 15 nicht gestoppt und der Energieversorgungspfad zur elektrischen Last 15 umgeschaltet.In "State 2", the fourth switch is set one after the other SW4 turned on and the third switch SW3 switched off. This will power the electrical load 15th not stopped and the power supply path to the electrical load 15th switched.

Wenn der Stromwert Isw kleiner oder gleich dem Überstrombestimmungswert Iref wird, bis der Überstrom auf der Grundlage des vom Stromdetektor 24 des dritten Schalters SW3 erfassten Stromwertes bestimmt wird und die Defektbestimmungszeit Tref verstrichen ist, geht der „Zustand 1“ in einen „Zustand 3“ über.When the current value Isw becomes equal to or less than the overcurrent determination value Iref, until the overcurrent is determined based on that from the current detector 24 of the third switch SW3 detected current value is determined and the defect determination time Tref has elapsed, "State 1" changes to "State 3".

Im „Zustand 3“ wird, da die Sicherung 18 durch den Überstrom schmilzt, der dritte Schalter SW3 ausgeschaltet und der vierte Schalter SW4 eingeschaltet. Die elektrische Energie wird vom Bleiakkumulator 11 an die elektrische Last 15 geliefert.In "State 3" there is the backup 18th due to the overcurrent, the third switch melts SW3 turned off and the fourth switch SW4 switched on. The electrical energy is from the lead accumulator 11 to the electrical load 15th delivered.

(Effekte)(Effects)

Wie oben beschrieben, befindet sich der Stromdetektor 24 in der vorliegenden Ausführung in jedem der Schalter SW1 bis SW4. Wenn der vom Stromdetektor 24 erfasste Stromwert Isw den vorbestimmten Überstrombestimmungswert Iref überschreitet, wird der Zielschalter SW im eingeschalteten Zustand gehalten. Der Controller 30 wartet, bis die Sicherung 17 oder die Sicherung 18 aufgrund des Überstroms geschmolzen ist.As described above, the current detector is located 24 in the present embodiment in each of the switches SW1 to SW4 . If the one from the current detector 24 If the detected current value Isw exceeds the predetermined overcurrent determination value Iref, the target switch SW is kept in the on state. The controller 30th waits for the backup 17th or the backup 18th has melted due to the overcurrent.

Der Timer T misst die Wartezeit. Wenn die Zeit des Timers T die Defektbestimmungszeit Tref überschreitet, fließt der Überstrom nicht zum Zielschalter SW. Es wird bestimmt, dass der Stromdetektor 24 des Zielschalters SW defekt ist, und der Energieversorgungspfad wird auf einen anderen Energieversorgungspfad umgeschaltet.The timer T measures the waiting time. When the time of the timer T exceeds the defect determination time Tref, the overcurrent does not flow to the target switch SW. It is determined that the current detector 24 of the target switch SW is defective, and the energy supply path is switched to another energy supply path.

Dementsprechend erfasst das Energieversorgungssystem der vorliegenden Ausführungsform den Ausfall bzw. Defekt des Stromdetektors 24, der in jedem der Schalter SW1 bis SW4 platziert ist, auf der Grundlage der Bestimmungszeit (Timer T) des Überstroms, bestimmt aus dem vom Stromdetektor 24 erfassten Stromwert, und kann die entsprechende Fail-Safe-Funktion realisieren.Accordingly, the power supply system of the present embodiment detects the failure of the current detector 24 that is in each of the switches SW1 to SW4 is placed based on the determination time (timer T) of the overcurrent determined from that by the current detector 24 recorded current value, and can implement the corresponding fail-safe function.

Da es nicht notwendig ist, den Hochleistungs-Stromdetektor, dessen Stromerfassungsgrenzwert ausreichend größer als der Überstrom ist, für den Stromdetektor 24 zu verwenden, um den Defekt des Stromdetektors 24 zu bestimmen, ist das Energieversorgungssystem kostengünstig realisierbar.Since it is not necessary to replace the high-performance current detector, the current detection limit of which is sufficiently larger than the overcurrent, for the current detector 24 to use to the defect of the current detector 24 to determine, the energy supply system can be implemented inexpensively.

In der vorliegenden Ausführungsform kann in dem vom Controller 30 ausgeführten Defektbestimmungsprozess der Prozess in Schritt S120 einem Überstrombestimmer der vorliegenden Offenbarung entsprechen, die Prozesse in Schritt S170 bis Schritt S230 können einem Defektbestimmer der vorliegenden Offenbarung entsprechen.In the present embodiment, in that from the controller 30th executed defect determination process the process in step S120 one Overcurrent determiners of the present disclosure correspond to the processes in step S170 up step S230 may correspond to a defect determiner of the present disclosure.

(Zweite Ausführungsform)(Second embodiment)

In der ersten Ausführungsform wird die Defektbestimmungszeit Tref, die zum Ausführen der Defektbestimmung des Stromdetektors 24 verwendet wird, in Übereinstimmung mit den Schmelzeigenschaften der Sicherungen 17 und 18 auf einen festen Wert eingestellt.In the first embodiment, the defect determination time Tref required for carrying out the defect determination of the current detector 24 is used in accordance with the melting characteristics of the fuses 17th and 18th set to a fixed value.

Demgegenüber wird in der vorliegenden Ausführungsform, wie in einem Ablaufdiagramm von 5 gezeigt, in Schritt S300, vor der Bestimmung der verstrichenen Zeit in Schritt S180, die Defektbestimmungszeit Tref in Übereinstimmung mit dem vom Stromdetektor 24 erfassten Stromwert Isw und den Schmelzeigenschaften der Sicherungen 17 und 18 eingestellt.On the other hand, in the present embodiment, as shown in a flowchart of FIG 5 shown in step S300 before determining the elapsed time in step S180 , the defect determination time Tref in accordance with that from the current detector 24 recorded current value Isw and the melting properties of the fuses 17th and 18th set.

Auf diese Weise kann die Zeit, die von den Sicherungen 17 und 18 zum Schmelzen benötigt wird, in Übereinstimmung mit dem Stromwert Isw, der erfasst wird, wenn der Stromdetektor 24 normal ist, und den Sicherungseigenschaften der Sicherungen 17 und 18 auf die Defektbestimmungszeit Tref eingestellt werden.This way it can reduce the time taken by the backups 17th and 18th is required for melting in accordance with the current value Isw detected when the current detector 24 normal and the backup properties of the backups 17th and 18th can be set to the defect determination time Tref.

Folglich ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Defektbestimmung des Stromdetektors 24 genauer durchzuführen. Das in 5 gezeigte Ablaufdiagramm wird durch Hinzufügen von Schritt S300 zum in 2 gezeigten Ablaufdiagramm erhalten. Da die anderen Prozesse als der Prozess in Schritt S300 gleich denen des in 2 gezeigten Ablaufdiagramms sind, ist hierauf nachstehend nicht näher Bezug genommen.As a result, according to the present embodiment, it is possible to perform the defect determination of the current detector 24 to carry out more precisely. This in 5 Flowchart shown is made by adding step S300 to in 2 obtained flowchart shown. As the other processes than the process in step S300 equal to those of the in 2 flowcharts shown are not referred to in detail below.

[Weitere Ausführungsformen][Other embodiments]

Obgleich vorstehend die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben sind, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und es sind verschiedene Modifikationen vornehmbar, um die vorliegende Offenbarung zu realisieren.Although the embodiments of the present disclosure are described above, the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made to realize the present disclosure.

In den oben beschriebenen Ausführungsformen ist zum Beispiel das In-Vehicle-Energieversorgungssystem beschrieben, das in der Lage ist, den Energieversorgungspfad von den beiden Akkumulatoren 11 und 12 zur elektrischen Last 15 mit Hilfe der vier Schalter SW1 bis SW4 umzuschalten.In the above-described embodiments, for example, the in-vehicle power supply system capable of taking the power supply path from the two batteries is described 11 and 12th to the electrical load 15th using the four switches SW1 to SW4 to switch.

Das Energieversorgungssystem der vorliegenden Offenbarung ist jedoch in der gleichen Weise wie die obige Ausführungsform anwendbar, solange es sich um ein Energieversorgungs- bzw. Energiequellensystem handelt, das die elektrische Energie über den den Stromdetektor aufweisenden Schalter an die elektrische Last liefert. D.h. auch bei einem Energieversorgungssystem mit einem Schalter kann, wenn über den Stromdetektor erfasst wird, dass der Überstrom zur elektrischen Last fließt, bestimmt werden, ob die Ursache im Ausfall bzw. Defekt des Stromdetektors liegt.However, the power supply system of the present disclosure is applicable in the same manner as the above embodiment as long as it is a power supply system that supplies the electric power to the electric load through the switch having the current detector. This means that even with a power supply system with a switch, if the current detector detects that the overcurrent is flowing to the electrical load, it can be determined whether the cause is the failure or defect of the current detector.

In diesem Fall kann, wenn das Bestimmungsergebnis an eine externe Vorrichtung ausgegeben wird, die externe Vorrichtung beim Auftreten des Überstroms und beim Ausfall des Stromdetektors verschiedene Fail-Safe-Betriebe ausführen.In this case, when the determination result is output to an external device, the external device can perform various fail-safe operations when the overcurrent occurs and the current detector fails.

In den oben beschriebenen Ausführungsformen ist beschrieben, dass der Controller 30 den Computer enthält. Der Controller 30 kann jedoch eine oder mehrere dedizierte Hardware-Logikschaltungen oder eine Kombination aus dem Computer und der Logikschaltung enthalten. Der vom Controller 30 ausgeführte Defektbestimmungsprozess kann als ein vom Computer ausgeführtes Programm auf einem computerlesbaren, nichtflüchtigen, greifbaren Speichermedium gespeichert sein. Ein Teil oder alle Funktionen des Defektbestimmungsprozesses können durch eine oder mehrere Hardwarekomponenten implementiert sein.In the embodiments described above, it is described that the controller 30th contains the computer. The controller 30th however, it may include one or more dedicated hardware logic circuits, or a combination of the computer and the logic circuit. The one from the controller 30th The defect determination process performed may be stored as a computer-executed program on a computer-readable, non-transitory, tangible storage medium. Some or all of the functions of the defect determination process can be implemented by one or more hardware components.

Ferner können mehrere Funktionen einer Komponente in der obigen Ausführungsform durch mehrere Komponenten realisiert werden, oder eine Funktion einer Komponente kann durch mehrere Komponenten realisiert werden. Darüber hinaus können mehrere Funktionen von mehreren Komponenten durch eine Komponente realisiert werden, oder eine einzige Funktion, die durch mehrere Komponenten realisiert wird, kann durch eine Komponente realisiert werden. Ferner kann ein Teil der Konfiguration der obigen Ausführungsform ausgelassen sein. Mindestens ein Teil der Konfiguration der obigen Ausführungsform kann zu der Konfiguration der anderen obigen Ausführungsform hinzugefügt oder durch diese ersetzt werden.Further, in the above embodiment, a plurality of functions of one component can be realized by a plurality of components, or a function of a component can be realized by a plurality of components. In addition, multiple functions of multiple components can be implemented by one component, or a single function implemented by multiple components can be implemented by one component. Further, part of the configuration of the above embodiment may be omitted. At least a part of the configuration of the above embodiment may be added to or replaced with the configuration of the other embodiment above.

Die Technik der vorliegenden Offenbarung ist ebenso in verschiedenen Formen realisierbar, wie beispielsweise, zusätzlich zum Energieversorgungssystem, als ein Programm, das den Computer als das Energieversorgungssystem fungieren lässt, als das nichtflüchtige greifbare Speichermedium, wie beispielsweise ein Halbleiterspeicher, der dieses Programm speichert, und als ein Defektbestimmungsverfahren des Stromdetektors.The technique of the present disclosure is also implementable in various forms such as, for example, in addition to the power supply system, as a program that makes the computer function as the power supply system, as the non-volatile tangible storage medium such as semiconductor memory that stores this program, and as a defect determination method of the current detector.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

JP 2018164339 A [0004]

Claims

Energy supply system, comprising: - a switch (SW1 to SW4) which - Is arranged in an energy supply path from a direct current energy source (11, 12) to an electrical load (15), and configured to cause the power supply path to be conductive or to interrupt the power supply path in accordance with an external command; - A fuse (17, 18), the - Is arranged in the energy supply path, and configured to fuse in accordance with a current flowing to the power supply path and a power supply time; - A current detector (24), the - Is arranged in the switch, and - is configured to sense the current flowing to the power supply path when the switch is turned on; an overcurrent determiner (30, S120) configured to determine whether a current value detected by the current detector exceeds a predetermined overcurrent determination value; and - a defect determiner (30, S170 to S230, S300) configured to - to keep the switch in an on state when the overcurrent determiner determines that the current value exceeds the overcurrent determination value, - then measure an elapsed time, and - Determine that the current detector is defective when the elapsed time exceeds a defective determination time.

Energy supply system according to Claim 1 wherein the failure determiner is configured to cancel an overcurrent determination result by the overcurrent determiner when it is determined that the current detector is defective.

Energy supply system according to Claim 1 or 2 wherein the failure determiner is configured to turn off the switch and switch the energy supply path to the electrical load from the energy supply path in which the current detector is arranged to another energy supply path when it is determined that the current detector is defective.

Energy supply system according to one of the Claims 1 to 3rd wherein the failure determiner is configured to set the failure determination time in accordance with a melting characteristic of the fuse and the current value detected by the current detector.