DE112009002169T5

DE112009002169T5 - Energieversorgungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112009002169T5
Application number: DE112009002169T
Authority: DE
Inventors: Hisao Hattori
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2008-09-08
Filing date: 2009-08-27
Publication date: 2012-01-12
Also published as: US20110140518A1; JP2013063775A; JPWO2010026715A1; DE112009002169A8; CN102164780B; JP5617908B2; DE112009002169A5; JP5214735B2; CN102164780A; WO2010026715A1; US8860244B2

Abstract

Es wird eine Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung bereitgestellt, die einen elektrischen Doppelschichtkondensator enthält und bei der es schwierig ist, dass der elektrische Doppelschichtkondensator und eine Batterie einen gegenseitigen Einfluss aufeinander ausüben, so dass sogar dann, wenn ein Einschaltstromstoß erzeugt wird, die Wahrscheinlichkeit eines fehlerhaften Funktionierens einer Last aufgrund eines Abfalls einer Energieversorgungsspannung verhindert wird. Die Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung enthält eine Batterie B, die von einem Generator 1 geladen wird, und führt mehreren Lasten eine elektrische Energie, die von der Batterie B entladen wird, und eine elektrische Energie, die von dem Generator 1 erzeugt wird, zu. Die Vorrichtung enthält einen elektrischen Doppelschichtkondensator C, der parallel zu der Batterie B geschaltet ist, eine Schaltung Ry1 zum schaltenden Verbinden und Unterbrechen jeweiliger homopolarer Anschlüsse der Batterie B und des elektrischen Doppelschichtkondensators C, und eine Einrichtung 3 zum Erfassen einer Potenzialdifferenz zwischen Anschlüssen der Schaltung Ry1, wobei die Schaltung Ry1 geschaltet ist, um den elektrischen Doppelschichtkondensator C auf der Grundlage der erfassen Potenzialdifferenz zu laden, und wobei die Lasten Lasten 4 und 5 enthalten, die jeweils einen Einschaltstromstoß eines vorbestimmten Werts oder mehr erzeugen und mit elektrischer Energie, die von dem elektrischen Doppelschichtkondensator C ausgegeben wird, gespeist werden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung, die eine Batterie enthält, die mit elektrischer Energie, die von einem Generator erzeugt wird, der in Verbindung mit einem Verbrennungsmotor betrieben wird, geladen wird, und durch die mehreren Lasten elektrische Energie, die von der Batterie entladen wird, und elektrische Energie, die von dem Generator erzeugt wird, zugeführt wird.
STAND DER TECHNIK
Eine Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung ist ausgelegt, einer jeweiligen Last, die an einem Fahrzeug montiert ist, elektrische Energie, die von einem Generator erzeugt wird, der in Verbindung mit einem Verbrennungsmotor betrieben wird, zuzuführen, eine Batterie zu laden und elektrische Energie von der Batterie der jeweiligen Last zuzuführen, wenn die elektrische Energie, die von dem Generator erzeugt wird, unzureichend ist oder wenn der Verbrennungsmotor angehalten wird.
Seit Kurzem ist ein elektrischer Doppelschichtkondensator, der eine sehr hohe Kapazität wie beispielsweise mehrere zehn Farad oder mehr aufweist und eine ausgezeichnete Lade- und Entladezykluscharakteristik (Lebensdauer) aufweist und ein schnelles Laden und Entladen ermöglicht, verfügbar und wurde beispielsweise als zusätzliche Sicherung für eine Batterie in einer Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung vorgeschlagen.
Das Patentdokument 1 beschreibt ein elektrisches Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotorsystem, das derart ausgelegt ist, dass ein Entladestrom von einer Batterie und ein Entladestrom von einem elektrischen Doppelschichtkondensator durch einen Betrieb, der von einem Motorstartschalter durchgeführt wird, in einen Starter fließt. Der elektrische Doppelschichtkondensator ist näher bei dem Starter als die Batterie angeordnet, und ein Kabelbaum, durch den der Entladestrom von der Batterie fließt, ist mit einer elektrischen Versorgungsleitung, durch die der Entladestrom, der von dem elektrischen Doppelschichtkondensator gespeist wird, zu dem Starter fließt, verbunden. Der Kabelbaum wird derart ausgewählt, dass der Entladestrom von der Batterie kleiner als der Entladestrom von dem elektrischen Doppelschichtkondensator wird, wenn der Starter aktiviert wird.
[Patentdokument 1] Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2007-253879
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
Die Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung weist das Problem auf, dass, wenn eine Last wie beispielsweise ein Elektromotor gestartet wird, ein sofort übermäßiger Einschaltstromstoß erzeugt wird, eine Energieversorgungsspannung aufgrund eines Innenwiderstands einer Batterie zeitweilig abfällt und einige Lasten wie beispielsweise eine ECU (elektronische Steuereinheit) und Ähnliches nicht nichtig funktionieren könnten.
Außerdem wird in dem elektrischen System, das in dem Patentdokument 1 beschrieben ist, ein Abfall der Energieversorgungsspannung, die durch einen Einschaltstromstoß, der bei dem Starter erzeugt wird, verursacht wird, durch Erhöhen der elektrischen Energie, die von dem elektrischen Doppelschichtkondensator, der einen niedrigen Innenwiderstand aufweist, gespeist wird, verringert. Es besteht jedoch das Problem, dass, wenn eine Abnormität in der Batterie aufgetreten ist und die Energieversorgungsspannung abgefallen ist, die Ausgangsspannung von dem elektrischen Doppelschichtkondensator ebenfalls abfällt.
Die vorliegende Erfindung entstand im Hinblick auf die oben beschriebenen Probleme, und es ist ihre Aufgabe, eine Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung zu schaffen, die einen elektrischen Doppelschichtkondensator enthält und bei der es schwierig ist, dass sich der elektrische Doppelschichtkondensator und eine Batterie gegenseitig beeinflussen, so dass sogar dann, wenn ein Einschaltstromstoß erzeugt wird, die Wahrscheinlichkeit eines fehlerhaften Funktionierens einer Last aufgrund eines Abfalls der Energieversorgungsspannung verhindert wird.
LOSUNG FÜR DIE PROBLEME
Ein erster Aspekt gemäß der vorliegenden Erfindung stellt eine Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung bereit, die eine Batterie, die mit elektrischer Energie, die von einem Generator erzeugt wird, der in Verbindung mit einem Verbrennungsmotor betrieben wird, geladen wird, enthält und durch die elektrische Energie, die von der Batterie entladen wird, und elektrische Energie, die von dem Generator erzeugt wird, mehreren Lasten zugeführt werden, wobei die Vorrichtung enthält: einen elektrischen Doppelschichtkondensator, der parallel zu der Batterie geschaltet ist; eine Verbindungsschaltung zum schaltenden Verbinden und Unterbrechen jeweiliger homopolarer Anschlüsse der Batterie und des elektrischen Doppelschichtkondensators; und eine Potenzialdifferenzerfassungseinrichtung zum Erfassen einer Potenzialdifferenz zwischen Anschlüssen der Verbindungsschaltung, wobei die Verbindungsschaltung geschaltet ist, um den elektrischen Doppelschichtkondensator auf der Grundlage der Potenzialdifferenz, die von der Potenzialdifferenzerfassungseinrichtung erfasst wird, zu laden, und wobei die Lasten Lasten enthalten, die jeweils einen Einschaltstromstoß eines vorbestimmten Werts oder mehr erzeugen und die jeweils mit elektrischer Energie, die von dem elektrischen Doppelschichtkondensator ausgegeben wird, gespeist werden.
In dieser Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung wird die Batterie mit der elektrischen Energie, die von dem Generator erzeugt wird, der in Verbindung mit dem Verbrennungsmotor betrieben wird, geladen, und die elektrische Energie, die von der Batterie entladen wird, und die elektrische Energie, die von dem Generator erzeugt wird, werden den Lasten zugeführt. Der elektrische Doppelschichtkondensator ist parallel zu der Batterie geschaltet, und die Schaltung zum schaltenden Verbinden und Unterbrechen schaltet die Verbindung und Unterbrechung zwischen den jeweiligen homopolaren Anschlüssen der Batterie und dem elektrischen Doppelschichtkondensator. Die Erfassungseinrichtung erfasst eine Potenzialdifferenz zwischen den Anschlüssen der Schaltung zum schaltenden Verbinden und Unterbrechen. Die Schaltung zum schaltenden Verbinden und Unterbrechen ist geschaltet, um den elektrischen Doppelschichtkondensator auf der Grundlage der erfassten Potenzialdifferenz zu laden. Außerdem enthalten die Lasten Lasten, die jeweils einen Einschaltstromstoß eines vorbestimmten Werts oder mehr erzeugen und jeweils mit elektrischer Energie, die von dem elektrischen Doppelschichtkondensator ausgegeben wird, gespeist wenden.
Ein zweiter Aspekt gemäß der vorliegenden Erfindung stellt eine Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung bereit, wobei einigen der Lasten, die jeweils den Einschaltstromstoß erzeugen, die elektrische Energie ebenfalls direkt von der Batterie zugeführt wird.
Ein dritter Aspekt gemäß der vorliegenden Erfindung stellt eine Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung bereit, wobei die Lasten, die jeweils den Einschaltstromstoß erzeugen, einen Starter des Verbrennungsmotors enthalten.
Ein vierter Aspekt gemäß der vorliegenden Erfindung stellt eine Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung bereit, wobei die Vorrichtung außerdem einen Schalter zum schaltenden Verbinden und Unterbrechen zwischen dem Starter und der Batterie enthält und wobei nur schaltend verbunden wird, wenn der Starter aktiviert wird.
Ein fünfter Aspekt gemäß der vorliegenden Erfindung stellt eine Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung bereit, die eine Batterie enthält, die mit elektrischer Energie geladen wird, die von einem Generator erzeugt wird, der in Verbindung mit einem Verbrennungsmotor betrieben wird, und durch die elektrische Energie, die von der Batterie entladen wird, und elektrische Energie, die von dem Generator erzeugt wird, mehreren Lasten zugeführt werden, wobei die Vorrichtung enthält: einen elektrischen Doppelschichtkondensator, der mit der Batterie durch eine Rückflussverhinderungsschaltung verbunden ist, so dass er geladen wird; einen zweiten Schalter zum schaltenden Verbinden und Unterbrechen zwischen dem elektrischen Doppelschichtkondensator und einer oder mehreren der Lasten; eine Spannungserfassungseinrichtung zum Erfassen einer Ausgangsspannung von der Batterie; und eine Einrichtung zum Bestimmen, ob die Spannung, die von der Spannungserfassungseinrichtung erfasst wird, kleiner als eine vorbestimmte Spannung ist, und wobei bei der Bestimmung durch die Einrichtung, dass die erfasste Spannung kleiner als die vorbestimmte Spannung ist, der zweite Schalter verbunden bzw. leitend wird.
In dieser Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung wird die Batterie mit der elektrischen Energie geladen, die von dem Generator erzeugt wird, der in Verbindung mit dem Verbrennungsmotor betrieben wird, und die elektrische Energie, die von der Batterie entladen wird, und die elektrische Energie, die von dem Generator erzeugt wird, werden den Lasten zugeführt. Der elektrische Doppelschichtkondensator ist mit der Batterie durch die Rückflussverhinderungsschaltung verbunden, so dass er geladen wird, und der zweite Schalter schaltet eine Verbindung und Unterbrechung zwischen dem elektrischen Doppelschichtkondensator und einem oder mehreren der Lasten. Die Spannungserfassungseinrichtung erfasst die Ausgangsspannung von der Batterie, und die Bestimmungseinrichtung bestimmt, ob die erfasste Spannung kleiner als die vorbestimmte Spannung ist. Bei der Bestimmung durch die Bestimmungseinrichtung, dass die erfasste Spannung kleiner als die vorbestimmte Spannung ist, wird der zweite Schalter verbunden bzw. leitend gemacht.
Ein sechster Aspekt gemäß der vorliegenden Erfindung stellt eine Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung bereit, wobei die Vorrichtung außerdem enthält: eine Zeitmesseinrichtung zum Messen einer Zeit, die seit dem Start des Verbrennungsmotors verstrichen ist; eine zweite Spannungserfassungseinrichtung zum Erfassen einer Ausgangsspannung von dem elektrischen Doppelschichtkondensator, eine Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen, ob die Ausgangsspannung, die von der zweiten Spannungserfassungseinrichtung erfasst wird, innerhalb eines vorbestimmten Spannungsbereiches liegt; und eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen eines Bestimmungsergebnisses bei der Bestimmung durch die Bestimmungseinrichtung, dass die erfasste Ausgangsspannung innerhalb des vorbestimmten Spannungsbereiches liegt, nach der Messung einer vorbestimmten Zeit durch die Zeitmesseinrichtung.
In dieser Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung misst die Zeitmesseinrichtung die Zeit, die seit dem Start des Verbrennungsmotors verstrichen ist, und die zweite Spannungserfassungseinrichtung erfasst die Ausgangsspannung von dem elektrischen Doppelschichtkondensator. Die Bestimmungseinrichtung bestimmt, ob die Ausgangsspannung, die von der zweiten Spannungserfassungseinrichtung erfasst wird, innerhalb des vorbestimmten Spannungsbereiches liegt. Die Anzeigeeinrichtung zeigt das Bestimmungsergebnis bei der Bestimmung durch die Bestimmungseinrichtung, dass die erfasste Ausgangsspannung innerhalb des vorbestimmten Spannungsbereiches liegt, nach dem Messen der vorbestimmten Zeit durch die Zeitmesseinrichtung an.
Ein siebter Aspekt gemäß der vorliegenden Erfindung stellt eine Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung bereit, wobei der zweite Schalter in Verbindung mit der Anzeigeeinrichtung betätigt wird.
Ein achter Aspekt gemäß der vorliegenden Erfindung stellt eine Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung bereit, wobei der elektrische Doppelschichtkondensator in einer elektrischen Verbindungsbox enthalten ist, in der eine Verzweigungsschaltung von der Batterie zu der Last und eine Sicherung enthalten sind.
WIRKUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist in der Lage, eine Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung zu implementieren, die einen elektrischen Doppelschichtkondensator enthält und bei der es schwierig ist, dass sich der elektrische Doppelschichtkondensator und eine Batterie gegenseitig beeinflussen, so dass sogar dann, wenn ein Einschaltstromstoß erzeugt wird, die Wahrscheinlichkeit eines fehlerhaften Funktionierens einer Last aufgrund eines Abfalls der Energieversorgungsspannung verhindert wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, das eine schematische Konfiguration einer Ausführungsform einer Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
2A ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Querschnitt eines Zustands von einer linken Seitenfläche aus gesehen darstellt, bei dem ein elektrischer Doppelschichtkondensator in einer Verbindungsbox der Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten ist.
2B ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Querschnitt des Zustands von einer Vorderfläche aus gesehen darstellt, bei dem der elektrische Doppelschichtkondensator in der Verbindungsbox der Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten ist.
2C ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Querschnitt des Zustands von einer unteren Fläche aus gesehen darstellt, bei dem der elektrische Doppelschichtkondensator in der Verbindungsbox der Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten ist.
2D ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Querschnitt des Zustands von einer rechten Seitenfläche aus gesehen darstellt, bei dem der elektrische Doppelschichtkondensator in der Verbindungsbox der Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten ist.
3 ist ein Blockdiagramm, das eine schematische Konfiguration einer Ausführungsform einer Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
4 ist ein Blockdiagramm, das eine schematische Konfiguration einer Ausführungsform einer Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt
5 ist ein Blockdiagramm, das eine schematische Konfiguration einer Ausführungsform einer Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
6 ist ein Blockdiagramm, das eine schematische Konfiguration einer Ausführungsform einer Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
7 ist ein Blockdiagramm, das eine schematische Konfiguration einer Ausführungsform einer Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
8 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Kondensatoreinheit darstellt.
9 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Spannungserfassungsrelaissteuerung darstellt.
10 ist ein Blockdiagramm, das ein anderes Konfigurationsbeispiel einer Spannungserfassungsrelaissteuerung darstellt.
11 ist ein Blockdiagramm, das ein weiteres Konfigurationsbeispiel einer Spannungserfassungsrelaissteuerung darstellt.
Bezugszeichenliste

1: Wechselstrommaschine (fahrzeugmontierter Generator, Wechselstromgenerator)
2: Starter (Last)
3: Steuerung
4: elektrische Servolenkvorrichtung (Last)
5: elektrische Bremse (Last)
6: Motor-ECU (Last)
7: Scheinwerfer (Last)
14: zweiseitiger DC-DC-Wandler
15: Starterschalter
16: Gehäuse
17, 19: Vorrichtungen (Lasten), die an einem Armaturenbrett angeordnet sind
18: Tür-ECU (Last)
20: Messgeräte (Lasten)
20a: Anzeigelampe (Anzeigeeinrichtung)
21: Karosserie-ECU (Last)
22, 22a, 22b: Kondensatoreinheit
23: Spannungsdetektor (Spannungserfassungseinrichtung)
24: Karosserie-Steuereinheit
25: Mikrocomputer (Spannungserfassungseinrichtung)
26, 26a, 26b: Spannungserfassungsrelaissteuerung
28: Zeitnehmer (Zeitmesseinrichtung)
B: Batterie
C: elektrischer Doppelschichtkondensator
CP1: Komparator (Spannungserfassungseinrichtung, zweite Spannungserfassungseinrichtung)
CP2: Komparator
D1, D2, D3: Diode
F1 bis F21: Sicherung
JB: Verbindungsbox (elektrische Verbindungsbox)
R1: Widerstand
RB: Relaisbox
Ry1 bis Ry7: Halbleiterrelais
S, S1: Schalter
S2: Schalter (zweiter Schalter)

BESTER MODUS ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung auf der Grundlage der Zeichnungen, die Ausführungsformen darstellen, beschrieben.
(Ausführungsform 1)
1 ist ein Blockdiagramm, das eine schematische Konfiguration einer Ausführungsform 1 einer Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
In dieser Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung erzeugt eine Wechselstrommaschine (fahrzeugmontierter Generator oder Wechselstromgenerator) 1 elektrische Energie durch Betrieb in Verbindung mit einem nicht dargestellten Verbrennungsmotor.
Die elektrische Energie, die von der Wechselstrommaschine 1 erzeugt wird, wird in der Wechselstrommaschine 1 gleichgerichtet, und dann wird eine Batterie B mit der elektrischen Energie durch eine Sicherung F1 geladen.
Die Ausgangsspannung von der Batterie B wird beispielsweise einer Verbrennungsmotor-ECU (Last) 6 durch eine Sicherung F5 und einem Scheinwerfer (Last) 7 durch eine Sicherung F6 und einen Schalter S zugeführt. Außerdem wird die Ausgangsspannung einer elektrischen Bremse 5 durch jeweilige Sicherungen F3 und F4 (für ein Vorderrad und ein Hinterrad) zugeführt. Die Ausgangsspannung von der Batterie B wird außerdem einem Starter (Last) 2 des Verbrennungsmotors zugeführt.
Die Ausgangsspannung von der Wechselstrommaschine 1 und die Ausgangsspannung von der Batterie B durch die Sicherung F1 werden einem elektrischen Doppelschichtkondensator C durch ein Halbleiterrelais Ry1 und einen Widerstand R zugeführt, wodurch der elektrische Doppelschichtkondensator C geladen wird. Zwischen den Anschlüssen des Halbleiterrelais Ry1 ist eine Steuerung 3 geschaltet, und die Steuerung 3 erfasst eine Potenzialdifferenz zwischen den Anschlüssen, um das Halbleiterrelais Ry1 auf der Grundlage der erfassten Potenzialdifferenz ein-/auszuschalten. Der Widerstand R verhindert einen Überstrom, der erzeugt wird, wenn der elektrische Doppelschichtkondensator C geladen wird.
Wie es später beschrieben wird (2), enthält der elektrische Doppelschichtkondensator C sechs Zellen, die in Serie geschaltet sind.
Die Ausgangsspannung von dem elektrischen Doppelschichtkondensator C wird einer elektrischen Servolenkvorrichtung (Last) 4 durch eine Sicherung F2 und ein Halbleiterrelais Ry2 zugeführt. Außerdem wird die Ausgangsspannung der elektrischen Bremse 5 durch eine Sicherung F7 und ein Halbleiterrelais Ry3 (beispielsweise für das Vorderrad) und durch eine Sicherung F8 und ein Halbleiterrelais Ry4 (beispielsweise für das Hinterrad) zugeführt.
Die Ausgangsspannung von der Batterie B wird ebenfalls weiteren Lasten durch jeweilige zugeordnete Sicherungen zugeführt. Die Halbleiterrelais Ry1 bis Ry4 sind zu einer jeweiligen Freilaufdiode antiparallel geschaltet Die Halbleiterrelais Ry1 bis Ry4 werden in Verbindung mit einem nicht dargestellten Zündschalter (Zünd- und Startschalter) ein-/ausgeschaltet.
2A ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Querschnitt eines Zustands, bei dem der elektrische Doppelschichtkondensator C in einer Verbindungsbox (elektrische Verbindungsbox) JB eines Fahrzeugs enthalten ist, aus der Sicht einer linken Seitenfläche darstellt, 2B ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Querschnitt dieses Zustands aus der Sicht von einer vorderen Fläche darstellt, 2C ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Querschnitt dieses Zustands aus der Sicht von einer unteren Fische darstellt, und 2D ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Querschnitt dieses Zustands aus der Sicht von einer rechten Seitenfläche darstellt.
In dieser Verbindungsbox JB ist ein Gehäuse 16 in einer rechteckigen Parallelepiped-Gestalt ausgebildet und an dem Fahrzeug mittels Schrauben durch zwei Löcher 13, die an jeweiligen zwei Kragenabschnitten 12, die sich von einer Bodenfläche des Gehäuses 16 erstrecken, vorgesehen sind, befestigt. Eine Isolierplatte und eine Verdrahtung (elektrisches Energiesystem) 8 sind innerhalb des Gehäuses 16 derart enthalten, dass sie die Bodenfläche bedecken, und eine Leiterplatte 10 ist an einer Position angebracht, die etwas tiefer als eine Zwischenposition innerhalb des Gehäuses 16 angeordnet ist, und wird somit darin getragen und fixiert.
Eine elektronische Schaltung 9, die die Halbleiterrelais Ry1 bis Ry4, die Sicherungen F1 bis F6 und die Steuerung 3 enthält, ist an einer Rückseite der Leiterplatte 10 vorgesehen, und der elektrische Doppelschichtkondensator C, in dem die sechs Zellen in Serie geschaltet sind, ist an einer Vorderseite der Leiterplatte 10 vorgesehen. Ein Verbinder 11, der durch die rechte Seitenfläche verläuft, ist in der Vorderansicht mit einem unteren rechten Bereich der Rückseite der Leiterplatte 10 verbunden.
In der Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, erfasst die Steuerung 3 eine Potenzialdifferenz zwischen den Anschlüssen des Halbleiterrelais Ry1 und schaltet das Halbleiterrelais Ry1 ein, wenn die Potenzialdifferenz beispielsweise 1,0 V erreicht. Wenn das Laden des elektrischen Doppelschichtkondensators C fortschreitet und die Potenzialdifferenz beispielsweise 0 V erreicht, wird das Halbleiterrelais Ry1 ausgeschaltet. Die Steuerung 3 schaltet das Halbleiterrelais Ry1 aus, außer wenn der elektrische Doppelschichtkondensator C geladen wird.
Bei der Aktivierung der elektrischen Servolenkvorrichtung 4 oder der elektrischen Bremse 5 und der Erzeugung eines Einschaltstromstoßes in deren Elektromotor, wenn sich der nicht dargestellte Verbrennungsmotor dreht, dient der elektrische Doppelschichtkondensator C als eine Energiequelle, und der resultierende Spannungsabfall ist gering, da ein Innenwiderstand des elektrischen Doppelschichtkondensators C sehr niedrig ist.
Sogar wenn das Halbleiterrelais Ry1 zu diesem Zeitpunkt zufälligerweise eingeschaltet ist, verläuft der Fluss des elektrischen Stroms von dem elektrischen Doppelschichtkondensator C glatter als derjenige eines elektrischen Stroms von der Batterie B, und daher ist ein Spannungsabfall, der durch einen Innenwiderstand der Batterie B verursacht wird, gering.
Die elektrische Bremse 5, die eine wichtige Last ist, wird mit Energie von zwei Energiequellen, d. h. dem elektrischen Doppelschichtkondensator C und der Batterie B, gespeist. Somit wird sogar dann, wenn ein Fehler in einer der Energiequellen aufgetreten ist, die elektrische Bremse 5 von der anderen Energiequelle gespeist, womit eine zuverlässige Zufuhr von Energie realisiert wird.
(Ausführungsform 2)
3 ist ein Blockdiagramm, das eine schematische Konfiguration einer Ausführungsform 2 einer Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
In dieser Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung wird die Energie dem Starter 2 nicht von der Batterie B, sondern von dem elektrischen Doppelschichtkondensator C zugeführt. Außerdem erfasst die Steuerung 3 eine Potenzialdifferenz zwischen Anschlüssen eines DC-DC-Wandlers 14 und führt eine EIN-/AUS-Steuerung des DC-DC-Wandlers 14 auf der Grundlage der erfassten Potenzialdifferenz durch, anstelle eine EIN-/AUS-Steuerung des Halbleiterrelais Ry1 auf der Grundlage einer Potenzialdifferenz zwischen den Anschlüssen des Halbleiterrelais Ry1 durchzuführen. Der DC-DC-Wandler 14 erhöht eine Spannung von der Batterie B beispielsweise um +1,5 V (so dass die resultierende Spannung etwa 14 V erreicht) und führt die resultierende Spannung dem elektrischen Doppelschichtkondensator C durch den Widerstand R zu. Die anderen Merkmale der Konfiguration dieser Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung gleichen denjenigen der Fahrzeugenergieversogungsvorrichtung (1 und 2), die in der oben beschriebenen Ausführungsform 1 beschrieben wurde, und daher wird deren Beschreibung weggelassen.
In der Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, erfasst die Steuerung 3 eine Potenzialdifferenz zwischen den Anschlüssen des DC-DC-Wandlers 14 und schaltet den DC-DC-Wandler 14 ein, wenn die Potenzialdifferenz beispielsweise 1,0 V (Eingangsseite > Ausgangsseite) erreicht. Wenn das Laden des elektrischen Doppelschichtkondensators C aufgrund der Spannung, die durch den DC-DC-Wandler 14 erhöht wird, fortschreitet und die Potenzialdifferenz beispielsweise 1,5 V (Eingangsseite < Ausgangsseite) erreicht, wird der DC-DC-Wandler 14 ausgeschaltet. Die Steuerung 3 schaltet den DC-DC-Wandler 14 aus, außer wenn der elektrische Doppelschichtkondensator C geladen wird.
Bei der Aktivierung des Starters 2 und der Erzeugung eines Einschaltstromstoßes in dessen Elektromotor, wenn der Verbrennungsmotor gestartet wird, dient der elektrische Doppelschichtkondensator C als eine Energiequelle, und der resultierende Spannungsabfall ist niedrig, da der Innenwiderstand des elektrischen Doppelschichtkondensators C sehr niedrig ist.
Sogar wenn der DC-DC-Wandler 14 zufälligerweise zu diesem Zeitpunkt eingeschaltet sein sollte, ist der Fluss eines elektrischen Stroms von dem elektrischen Doppelschichtkondensator C glatter als derjenige eines elektrischen Stroms von der Batterie B, und daher ist ein Spannungsabfall, der durch den Innenwiderstand der Batterie B verursacht wird, gering.
Als Ergebnis wird die Häufigkeit des Auftretens einer großen Stromentladung der Batterie B verringert, und somit kann erwartet werden, dass sich die Lebensdauer der Batterie B erhöht Die anderen Betriebe gleichen denjenigen der Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung, die in der oben beschriebenen Ausführungsform 1 beschrieben wurde, und daher wird deren Beschreibung weggelassen.
(Ausführungsform 3)
4 ist ein Blockdiagramm, das eine schematische Konfiguration einer Ausführungsform 3 einer Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
In dieser Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung wird dem Starter 2 Energie von dem elektrischen Doppelschichtkondensator C zugeführt. Außerdem wird dem Starter 2 zusätzlich Energie von der Batterie B durch ein Halbleiterrelais Ry5 zugeführt. Das Halbleiterrelais Ry5 wird eingeschaltet, wenn ein Starterschalter 15 eingeschaltet ist Wenn der Starterschalter 15 ausgeschaltet ist, wird außerdem das Halbleiterrelais Ry5 ausgeschaltet, um den Energiefluss zwischen dem Starter 2 und der Batterie B zu unterbrechen. Andere Merkmale der Konfiguration dieser Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung gleichen denjenigen der Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung (3), die in der oben beschriebenen Ausführungsform 2 beschrieben wurde, und daher wird deren Beschreibung weggelassen.
In der Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, wird, wenn der Starterschalter 15 eingeschaltet wird, der Starter 2 aktiviert und es wird ein Einschaltstromstoß in dessen Elektromotor erzeugt, und das Halbleiterrelais Ry5 wird ebenfalls eingeschaltet. Somit wird dem Starter 2 Energie von dem elektrischen Doppelschichtkondensator C und von der Batterie B zugeführt. Da jedoch der Fluss des elektrischen Stroms von dem elektrischen Doppelschichtkondensator C glatter als derjenige des elektrischen Stroms von der Batterie B ist, ist ein Spannungsabfall, der durch den Innenwiderstand der Batterie B verursacht wird, gering. Außerdem ist der Innenwiderstand des elektrischen Doppelschichtkondensators C sehr klein, und daher ist ebenfalls ein Spannungsabfall in dem elektrischen Doppelschichtkondensator C gering.
Da der Energiefluss zwischen dem Starter 2 und der Batterie B unterbrochen wird, außer wenn der Verbrennungsmotor gestartet wird, wird kein Einfluss auf die Ausgangsspannung des elektrischen Doppelschichtkondensators C ausgeübt, und zwar auch dann nicht, wenn beispielsweise die Ausgangsspannung von der Batterie B aufgrund eines Fehlers abfällt.
Als Ergebnis wird die Menge des elektrischen Stroms zu dem Zeitpunkt eines großen Entladestroms der Batterie B verringert, und somit kann erwartet werden, dass sich die Lebensdauer der Batterie B erhöht. Andere Betriebe gleichen denjenigen der Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung, die in der oben beschriebenen Ausführungsform 2 beschrieben wurde, und daher wird deren Beschreibung weggelassen.
(Ausführungsform 4)
5 ist ein Blockdiagramm, das eine schematische Konfiguration einer Ausführungsform 4 einer Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
In dieser Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung wird die elektrische Energie, die von der Wechselstrommaschine 1 erzeugt wird, in der Wechselstrommaschine 1 gleichgerichtet, und dann wird die Batterie B mit der elektrischen Energie durch die Sicherung F1 innerhalb einer Relaisbox RB geladen.
Die Ausgangsspannung von der Batterie B wird einer Kondensatoreinheit 22 innerhalb der Verbindungsbox (elektrische Verbindungsbox) JB durch einen Schalter S1 und eine Sicherung F9 innerhalb der Relaisbox RB, die in Verbindung mit einem nicht dargestellten Zündschalter (der ebenfalls einen Hilfsschalter enthält) betrieben wird, zugeführt.
Die Ausgangsspannung von der Batterie B wird der elektrischen Bremse (Last) 5 durch den Schalter S1, die Sicherung F9 und eine Sicherung F10 innerhalb der Verbindungsbox JB zugeführt.
Die Ausgangsspannung von der Batterie B wird ebenfalls Vorrichtungen (Lasten) 17, die in einem Armaturenbrett angeordnet sind und eine Audiovorrichtung, Messgeräte, und eine Navigationsvorrichtung enthalten, durch den Schalter S1, die Sicherung F9 und eine Sicherung F12 innerhalb der Verbindungsbox JB zugeführt.
Die Ausgangsspannung von der Batterie B wird außerdem einer Tür-ECU (Last) 18 durch den Schalter S1, die Sicherung F9 und eine Sicherung F14 innerhalb der Verbindungsbox JB zugeführt.
Das Innere der Kondensatoreinheit 22 ist derart aufgebaut, dass der elektrische Doppelschichtkondensator C mit der Ausgangsspannung, die von der Batterie B durch einen Widerstand R1 und eine Rückflussverhinderungsdiode (Rückflussverhinderungsschaltung) D1 zugeführt wird, geladen wird. Ein Zustand, bei dem der elektrische Doppelschichtkondensator C in der Verbindungsbox JB enthalten ist, ist in 2 dargestellt.
Die Ausgangsspannung von dem elektrischen Doppelschichtkondensator C wird der elektrischen Bremse (Last) 5 durch einen Schalter S2 (zweiter Schalter) innerhalb der Kondensatoreinheit 22 und eine Sicherung F11 innerhalb der Verbindungsbox JB zugeführt.
Die Ausgangsspannung von dem elektrischen Doppelschichtkondensator C wird ebenfalls den Vorrichtungen (Lasten) 17, die in dem Armaturenbrett angeordnet sind und die Audiovorrichtung, Messgeräte und eine Navigationsvorrichtung enthalten, durch den Schalter S2 innerhalb der Kondensatoreinheit 22 und eine Sicherung F13 innerhalb der Verbindungsbox JB zugeführt.
Die Ausgangsspannung von dem elektrischen Doppelschichtkondensator C wird weiterhin der Tür-ECU (Last) 18 durch den Schalter S2 innerhalb der Kondensatoreinheit 22 und eine Sicherung F15 innerhalb der Verbindungsbox JB zugeführt.
Die Kondensatoreinheit 22 enthält einen Spannungsdetektor (Spannungserfassungseinrichtung) 23. Der Spannungsdetektor 22 erfasst die Ausgangsspannung, die von der Batterie B zugeführt wird, und verbindet/unterbricht den Schalter S2 auf der Grundlage des erfassten Spannungswerts.
Die Ausgangsspannung von der Batterie B wird ebenfalls anderen Lasten durch Relais und Sicherungen innerhalb der Relaisbox RB oder innerhalb der Verbindungsbox JB zugeführt.
In der Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, ist der Schalter S1 in Verbindung mit dem Zündschalter verbunden, und bei der Bestimmung durch den Spannungsdetektor 23, dass die erfasste Ausgangsspannung, die von der Batterie B zugeführt wird, gleich oder größer als eine vorbestimmte Spannung ist, wird der Schalter S2 unterbrochen. In diesem Zustand wird die Ausgangsspannung von der Batterie B der elektrischen Bremse 5, den Vorrichtungen 17, die in dem Armaturenbrett angeordnet sind, und der Tür-ECU (Last) 18 zugeführt. Außerdem wird der elektrische Doppelschichtkondensator C mit der Ausgangsspannung von der Batterie B geladen.
Bei einem Abfall der Ausgangsspannung von der Batterie B und der Bestimmung durch den Spannungsdetektor 23, dass die erfasste Ausgangsspannung, die von der Batterie B zugeführt wird, kleiner als die vorbestimmte Spannung ist, wird der Schalter S2 verbunden bzw. leitend gemacht. In diesem Zustand wird die Ausgangsspannung von dem elektrischen Doppelschichtkondensator C der elektrischen Bremse 5, den Vorrichtungen 17, die in dem Armaturenbrett angeordnet sind, und der Tür-ECU (Last) 18 zugeführt.
Bei der Unterbrechung des Schalters 1 in Verbindung mit dem Zündschalter wird der elektrische Doppelschichtkondensator C durch den Schalter S2, der ausgeschaltet wird, und die Diode D1 von der Außenseite unterbrochen.
(Ausführungsform 5)
6 ist ein Blockdiagramm, das eine schematische Konfiguration einer Ausführungsform 5 einer Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
In dieser Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung wird die Ausgangsspannung von der Batterie B ebenfalls einer Karosseriesteuereinheit 24 innerhalb der Verbindungsbox JB durch den Schalter S1 und die Sicherung F9 zugeführt. Die Karosseriesteuereinheit 24 beinhaltet einen Mikrocomputer (Spannungserfassungseinrichtung) 25, und der Mikrocomputer 25 erfasst die Ausgangsspannung, die von der Batterie B zugeführt wird, um den Schalter S2 auf der Grundlage des erfassten Spannungswerts zu verbinden/unterbrechen. Dementsprechend ist kein Spannungsdetektor 23, der in 5 dargestellt ist, in der Kondensatoreinheit 22a innerhalb der Verbindungsbox JB enthalten. Andere Merkmale der Konfiguration dieser Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung gleichen denjenigen der Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung (5), die in der oben beschriebenen Ausführungsform 4 beschrieben wurde, und daher wird deren Beschreibung weggelassen.
In der Fahrzeugenergievensorgungsvorrichtung, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, ist der Schalter S1 in Verbindung mit dem Zündschalter verbunden, und bei der Bestimmung durch den Mikrocomputer 25, dass die erfasste Ausgangsspannung, die von der Batterie B zugeführt wird, gleich oder größer als eine vorbestimmte Spannung ist, wird der Schalter S2 unterbrochen. In diesem Zustand wird die Ausgangsspannung von der Batterie B der elektrischen Bremse 5, den Vorrichtungen 17, die in dem Armaturenbrett angeordnet sind, und der Tür-ECU 18 zugeführt. Außerdem wird der elektrische Doppelschichtkondensator C mit der Ausgangsspannung von der Batterie B geladen.
Bei einem Abfall der Ausgangsspannung von der Batterie B und der Bestimmung durch den Mikrocomputer 25, dass die erfasste Ausgangsspannung von der Batterie B niedriger als die vorbestimmte Spannung ist, wird der Schalter S2 verbunden bzw. leitend gemacht. In diesem Zustand wird die Ausgangsspannung von dem elektrischen Doppelschichtkondensator C der elektrischen Bremse 5, den Vorrichtungen 17, die in dem Armaturenbrett angeordnet sind, und der Tür-ECU 18 zugeführt.
Bei der Unterbrechung des Schalters S1 in Verbindung mit dem Zündschalter wird die Verbindung des elektrischen Doppelschichtkondensators C durch den Schalter S2, der ausgeschaltet wird, und die Diode D1 von der Außenseite unterbrochen.
(Ausführungsform 6)
7 ist ein Blockdiagramm, das eine schematische Konfiguration einer Ausführungsform 6 einer Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
In dieser Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung wird die elektrische Energie, die von der Wechselstrommaschine 1 erzeugt wird, in der Wechselstrommaschine 1 gleichgerichtet, und dann wird die Batterie B mit der elektrischen Energie durch die Sicherung F1 innerhalb der Relaisbox RB geladen.
Die Ausgangsspannung von der Batterie B wird einer Kondensatoreinheit 22b innerhalb der Verbindungsbox (elektrische Verbindungsbox) JB durch den Schalter S1 und die Sicherung F9 innerhalb der Relaisbox RB zugeführt, die in Verbindung mit dem nicht dargestellten Zündschalter (der ebenfalls einen Hilfsschalter enthält) betrieben wird.
Die Ausgangsspannung von der Batterie B wird den Vorrichtungen (Lasten) 19, die in dem Armaturenbrett angeordnet sind und eine Audiovorrichtung und eine Navigationsvorrichtung enthalten, durch den Schalter S1, die Sicherung F9 und eine Sicherung F16 innerhalb der Verbindungsbox JB zugeführt.
Die Ausgangsspannung von der Batterie B wird ebenfalls Messgeräten (Lasten) 20, die in dem Armaturenbrett angeordnet sind, durch den Schalter S1, die Sicherung F9 und eine Sicherung F18 innerhalb der Verbindungsbox JB zugeführt.
Die Ausgangsspannung von der Batterie B wird außerdem einer Karosserie-ECU (Last) 21 durch den Schalter S1, die Sicherung F9 und eine Sicherung F20 innerhalb der Verbindungsbox JB zugeführt.
Die Ausgangsspannung von dem elektrischen Doppelschichtkondensator C wird den Vorrichtungen 19, die in dem Armaturenbrett angeordnet sind, durch den Schalter (zweiter Schalter) S2 innerhalb der Kondensatoreinheit 22b, eine Rückflussverhinderungsdiode D3, die in einer Durchlassrichtung geschaltet ist, und eine Sicherung F19 innerhalb der Verbindungsbox JB zugeführt.
Die Ausgangsspannung von dem elektrischen Doppelschichtkondensator C wird ebenfalls den Messgeräten 20, die in dem Armaturenbrett angeordnet sind, durch den Schalter S2, die Diode D3 und eine Sicherung F9 innerhalb der Verbindungsbox JB zugeführt.
Die Ausgangsspannung von dem elektrischen Doppelschichtkondensator C wird außerdem der Karosserie-ECU 21 durch den Schalter S2, die Diode D3 und eine Sicherung F21 innerhalb der Verbindungsbox JB zugeführt.
8 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel der Kondensatoreinheit 22b darstellt.
Das Innere der Kondensatoreinheit 22b ist derart aufgebaut, dass der elektrische Doppelschichtkondensator C mit der Ausgangsspannung, die von der Batterie B zugeführt wird, durch ein Halbleiterrelais Ry6 und eine Rückflussverhinderungsdiode D2 geladen wird. In dem elektrischen Doppelschichtkondensator C sind sechs Zellen C1 bis C6 in Serie geschaltet.
Die Ausgangsspannung von dem elektrischen Doppelschichtkondensator C wird von einem Ausgangsanschluss P1 der Kondensatoreinheit 22b durch den Schalter S2 innerhalb der Kondensatoreinheit 22b und die Diode D3, die in der Durchlassrichtung geschaltet ist, ausgegeben. Außerdem wird eine Ausgangsspannung Vcap von dem elektrischen Doppelschichtkondensator C in die Spannungserfassungsrelaissteuerung 26 innerhalb der Kondensatoreinheit 22b eingegeben und von dieser erfasst.
Die Spannungserfassungrelaissteuerung 26 empfängt und erfasst eine Ausgangsspannung VIG, die von der Batterie B in einen Eingangsanschluss P3 der Kondensatoreinheit 22b eingegeben wird. Die Spannungserfassungsrelaissteuerung 26 steuert ein faden des elektrischen Doppelschichtkondensators C durch das Halbleiterrelais Ry6 auf der Grundlage der erfassten Ausgangsspannung VIG von der Batterie B.
Die Spannungserfassungsrelaissteuerung 26 steuert außerdem ein Entladen des elektrischen Doppelschichtkondensators C durch den Schalter S2 auf der Grundlage der erfassten Ausgangsspannung Vcap von dem elektrischen Doppelschichtkondensator C. Außerdem wird ein Entladesignal, das angibt, dass das Entladen des elektrischen Doppelschichtkondensators C innerhalb eines vorbestimmten Spannungsbereichs liegt, von einem Signalanschluss P2 der Kondensatoreinheit 22b ausgegeben. Das ausgegebene Entladesignal beleuchtet eine Anzeigelampe (Anzeigeeinrichtung) 20a, die in den Messgeräten 20, die in dem Armaturenbrett angeordnet sind, enthalten ist (7).
9 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel der Spannungserfassungsrelaissteuerung 26 darstellt.
In der Spannungserfassungsrelaissteuerung 26 wird die Ausgangsspannung VIG, die von der Batterie B empfangen wird, einer 5 V-Energieversorgung 27, einem der Eingangsanschlüsse eines Komparators CP1 und dem anderen Eingangsanschluss eines Komparators CP2 zugeführt Eine Spannung von 5 V wird von der 5 V-Energieversorgung 27 ausgegeben und als eine Ansteuerenergie für die Komparatoren CP1 und CP2 und einen Zeitnehmer 28 verwendet.
Bei der Messung einer vorbestimmten Zeit (gleich oder länger als eine Zeit, die benötigt wird, um den Kondensator C zu laden) seit der Zufuhr der Ansteuerenergie von 5 V (d. h. seit dem Start des Verbrennungsmotors) startet der Zeitnehmer 28 mit dem Ausgeben eines positiven Signals an einen der Eingangsanschlüsse eines UND-Gatters 29.
Die Ausgangsspannung Vcap von dem elektrischen Doppelschichtkondensator C wird dem anderen Eingangsanschluss des Komparators CP1 und einem der Eingangsanschlüsse des Komparators CP2 zugeführt. Ein Ausgangsanschluss des Komparators (Spannungserfassungseinrichtung oder zweite Spannungserfassungseinrichtung) CP1 ist mit einem Gate eines Halbleiterrelais Ry7 verbunden. Außerdem ist der Ausgangsanschluss des Komparators CP1 mit dem anderen Eingangsanschluss des UND-Gatters 29 verbunden. Ein Ausgangsanschluss des UND-Gatters 29 ist mit dem Signalanschluss P3 der Kondensatoreinheit 22b verbunden und gibt das oben genannte Entladesignal aus.
Eine Source des Halbleiterrelais Ry7 ist geerdet, und dessen Drain ist mit einem der Anschlüsse einer Spule des Schalters S2 (Relais) verbunden. Die Ausgangsspannung Vcap von dem elektrischen Doppelschichtkondensator C wird dem anderen Anschluss der Spule zugeführt. Beim Einschalten des Halbleiterrelais Ry7 fließt ein elektrischer Strom durch die Spule, um den Schalter S2 einzuschalten, und die Ausgangsspannung Vcap von dem elektrischen Doppelschichtkondensator C wird von dem Ausgangsanschluss P1 der Kondensatoreinheit 22b durch die Diode D3 ausgegeben.
Ein Ausgangsanschluss des Komparators CP2 ist mit einem Gate des Halbleiterrelais Ry6 verbunden.
In der Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, wird bei einer Verbindung des Schalters S1 in Verbindung mit dem Zündschalter die 5 V-Energieversorgung aktiviert, und es werden die Komparatoren CP1 und CP2 und der Zeitnehmer 28 aktiviert.
Bei der Bestimmung durch den Komparator CP1, dass die erfasste Ausgangsspannung VIG von der Batterie B größer als die Ausgangsspannung Vcap von dem elektrischen Doppelschichtkondensator C ist, wird das Halbleiterrelais Ry7 ausgeschaltet, um den Schalter S2 zu unterbrechen.
Außerdem wird bei der Bestimmung durch Komparator CP2, dass die erfasste Ausgangsspannung VIG größer als die erfasste Ausgangsspannung Vcap ist, ein positives Signal ausgegeben, um das Halbleiterrelais Ry6 einzuschalten, und der elektrische Doppelschichtkondensator C wird durch die Batterie B geladen.
In diesem Zustand wird die Ausgangsspannung von der Batterie B den Vorrichtungen 19, die in dem Armaturenbrett angeordnet sind, den Messgeräten 20 und der Karosserie-ECU 21 zugeführt.
Bei der Messung der vorbestimmten Zeit, die gleich oder größer als die Zeit ist, die benötigt wird, um den Kondensator C zu laden, nach der Aktivierung startet der Zeitnehmer 28 die Ausgabe eines positiven Signals zu dem einen Eingangsanschluss des UND-Gatters 29.
Wenn die Ausgangsspannung von der Batterie B abfällt und ein positives Signal von dem Komparator CP1 bei der Bestimmung, dass die Ausgangsspannung VIG von der Batterie B niedriger ist, ausgegeben wird, wird das Halbleiterrelais Ry7 eingeschaltet, um den Schalter S2 zu verbinden. In diesem Zustand wird die Ausgangsspannung Vcap von dem elektrischen Doppelschichtkondensator C den Vorrichtungen 19, die in dem Armaturenbrett angeordnet sind, den Messgeräten 20 und der Karosserie-ECU 21 zugeführt.
Außerdem wird in diesem Fall das positive Signal dem anderen Eingangsanschluss des UND-Gatters 29 zugeführt, um ein positives Entladesignal auszugeben, wodurch die Anzeigelampe 20a (7) beleuchtet wird.
Bei der Bestimmung durch den Komparator CP2, dass die Ausgangsspannung VIG niedriger ist, wird das Halbleiterrelais Ry6 ausgeschaltet.
Bei einer Unterbrechung des Schalters S1 in Verbindung mit dem Zündschalter wird die 5 V-Energieversorgung ausgeschaltet, und es wenden die Komparatoren CP1 und CP2 und der Zeitnehmer 28 ausgeschaltet Als Ergebnis werden das Halbleiterrelais Ry7, der Schalter S2 und das Halbleiterrelais Ry6 ausgeschaltet, der elektrische Doppelschichtkondensator C wird von der Außenseite unterbrochen und die Anzeigelampe 20a wird gelöscht.
Man beachte, dass in der Ausführungsform 6 eine der Anforderungen zum Beleuchten der Anzeigelampe 20a ist, dass die Ausgangsspannung VIG von der Batterie B niedriger als die Ausgangsspannung Vcap von dem elektrischen Doppelschichtkondensator C ist. Eine alternative Anforderung kann jedoch sein, dass die erfasste Ausgangsspannung Vcap beispielsweise gleich oder größer als ein fester Spannungswert wie 11,5 V oder mehr sein muss. Man beachte, dass die Anforderungen zum Entladen des elektrischen Doppelschichtkondensators C dabei nicht geändert werden.
Weiterhin kann das UND-Gatter 29 aus der Konfiguration der Spannungserfassungsrelaissteuerung 26 (9) entfernt werden, um eine Spannungserfassungsrelaissteuerung 26a, wie sie beispielsweise in 10 dargestellt ist, bereitzustellen, bei der bei der Messung der vorbestimmten Zeit, die gleich oder länger als die Zeit ist, die benötigt wird, um den Kondensator C zu laden, nach der Aktivierung der Zeitnehmer 28 die Anzeigelampe 20a beleuchten kann. In diesem Fall wird ein Entladesignal als ein Standby-Signal, das angibt, dass ein Entladen ermöglicht wird, dienen.
Nebenbei gesagt kann der Zeitnehmer 28 aus der Konfiguration der Spannungserfassungsrelaissteuerung 26a (10) entfernt werden, um eine Spannungserfassungsrelaissteuerung 26b, wie sie beispielsweise in 11 dargestellt ist, bereitzustellen, bei der die Anzeigelampe 20a beleuchtet wird, wenn das Halbleiterrelais Ry7 eingeschaltet wird, um den Schalter S2 zu verbinden, und das Entladen des elektrischen Doppelschichtkondensators C erfolgt.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung ist für eine Energieversorgungsvorrichtung verwendbar, die eine Batterie enthält, die mit elektrischer Energie geladen wird, die von einem Generator erzeugt wird, der in Verbindung mit einem Verbrennungsmotor betrieben wird, und durch die elektrische Energie, die von der Batterie entladen wird, und elektrische Energie, die von dem Generator erzeugt wird, mehreren Lasten zugeführt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2007-253879 [0004]

Claims

Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung, die eine Batterie aufweist, die mit elektrischer Energie geladen wird, die von einem Generator erzeugt wird, der in Verbindung mit einem Verbrennungsmotor betrieben wird, und durch die elektrische Energie, die von der Batterie entladen wird, und elektrische Energie, die von dem Generator erzeugt wird, mehreren Lasten zugeführt werden, wobei die Vorrichtung aufweist: einen elektrischen Doppelschichtkondensator, der parallel zu der Batterie geschaltet ist; eine Verbindungsschaltung zum schaltenden Verbinden und Unterbrechen jeweiliger homopolarer Anschlüsse der Batterie und des elektrischen Doppelschichtkondensators; und eine Potenzialdifferenzerfassungseinrichtung zum Erfassen einer Potenzialdifferenz zwischen Anschlüssen der Verbindungsschaltung, wobei die Verbindungsschaltung geschaltet ist, um den elektrischen Doppelschichtkondensator auf der Grundlage der Potenzialdifferenz, die von der Potenzialdifferenzerfassungseinrichtung erfasst wird, zu laden, und wobei die Lasten Lasten aufweisen, die jeweils einen Einschaltstromstoß eines vorbestimmten Werts oder mehr erzeugen und mit elektrischer Energie, die von dem elektrischen Doppelschichtkondensator ausgegeben wird, gespeist wenden.
Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die elektrische Energie ebenfalls direkt von der Batterie einigen der Lasten, die jeweils den Einschaltstromstoß erzeugen, zugeführt wird.
Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Lasten, die jeweils den Einschaltstromstoß erzeugen, einen Starter des Verbrennungsmotors aufweisen.
Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Vorrichtung außerdem einen Schalter zum Schalten einer Verbindung und einer Unterbrechung zwischen dem Starter und der Batterie aufweist, und wobei der Schalter nur leitend ist, wenn der Starter aktiviert ist.
Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung, die eine Batterie aufweist, die mit elektrischer Energie geladen wird, die von einem Generator erzeugt wird, der in Verbindung mit einem Verbrennungsmotor betrieben wird, und durch die elektrische Energie, die von der Batterie entladen wird, und elektrische Energie, die von dem Generator erzeugt wird, mehreren Lasten zugeführt werden, wobei die Vorrichtung aufweist: einen elektrischen Doppelschichtkondensator, der mit der Batterie durch eine Rückflussverhinderungsschaltung verbunden ist, so dass er geladen wird; einen zweiten Schalter zum Scharten einer Verbindung und einer Unterbrechung zwischen dem elektrischen Doppelschichtkondensator und einem oder mehreren der Lasten; eine Spannungserfassungseinrichtung zum Erfassen einer Ausgangsspannung von der Batterie; und eine Einrichtung zum Bestimmen, ob die Spannung, die von der Spannungserfassungseinrichtung erfasst wird, niedriger als eine vorbestimmte Spannung ist, und wobei bei der Bestimmung durch die Einrichtung, dass die erfasste Spannung niedriger als die vorbestimmte Spannung ist, der zweite Schalter leitend gemacht wird.
Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Vorrichtung außerdem aufweist: eine Zeitmesseinrichtung zum Messen einer Zeit, die seit dem Start des Verbrennungsmotors verstrichen ist; eine zweite Spannungserfassungseinrichtung zum Erfassen einer Ausgangsspannung von dem elektrischen Doppelschichtkondensator; eine Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen, ob die Ausgangsspannung, die von der zweiten Spannungserfassungseinrichtung erfasst wird, innerhalb eines vorbestimmten Spannungsbereiches liegt; und eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen eines Bestimmungsergebnisses bei der Bestimmung durch die Bestimmungseinrichtung, dass die erfasste Ausgangsspannung innerhalb des vorbestimmten Spannungsbereiches liegt, nach der Messung einer vorbestimmten Zeit durch die Zeitmesseinrichtung.
Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der zweite Schalter in Verbindung mit der Anzeigeeinrichtung betätigt wird.
Fahrzeugenergieversorgungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der elektrische Doppelschichtkondensator in einer elektrischen Verbindungsbox enthaften ist, in der eine Verzweigungsschaltung von der Batterie zu der Last und eine Sicherung enthalten sind.