DE112018001038T5 - Energiezufuhrsystem - Google Patents

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DE112018001038T5
DE112018001038T5 DE112018001038.4T DE112018001038T DE112018001038T5 DE 112018001038 T5 DE112018001038 T5 DE 112018001038T5 DE 112018001038 T DE112018001038 T DE 112018001038T DE 112018001038 T5 DE112018001038 T5 DE 112018001038T5
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Yuki Nagai
Yamato Utsunomiya
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Denso Corp
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Abstract

Umfasst ist ein erstes A-Schaltgerät (SW1A), das näher zu einer ersten Batterie (11) als zu einem ersten Verbindungspunkt (N1), der mit einer ersten elektrischen Vorrichtung (16) verbunden ist, in dem ersten elektrischen Pfad (L1) vorgesehen ist, ein erstes B-Schaltgerät (SW1B), das näher zu einer zweiten Batterie (12) als zu dem ersten Verbindungspunkt in dem ersten elektrischen Pfad vorgesehen ist, ein zweites A-Schaltgerät (SW2A), das näher zu der ersten Batterie als zu einem zweiten Verbindungspunkt (N2), der mit einer zweiten elektrischen Vorrichtung (15) verbunden ist, in einem zweiten elektrischen Pfad (L2) vorgesehen ist, ein zweites B-Schaltgerät (SW2B), das näher zu der zweiten Batterie als zu dem zweiten Verbindungspunkt in dem zweiten elektrischen Pfad vorgesehen ist, ein Umgehungsschaltgerät (31, 62), das parallel zu dem zweiten A-Schaltgerät vorgesehen ist, und eine Schaltsteuereinheit (51), die das erste A-Schaltgerät, das erste B-Schaltgerät, das zweite A-Schaltgerät, und das zweite B-Schaltgerät steuert, geschlossen zu sein, und das Umgehungsschaltgerät steuert, geöffnet zu sein, gemäß einer Anforderung für eine Zufuhr von elektrischer Energie zu der ersten elektrischen Vorrichtung und der zweiten elektrischen Vorrichtung, wenn das Energiezufuhrsystem in Betrieb ist.

Description

  • Querbezug zu verwandten Anmeldungen
  • Diese Anmeldung basiert auf der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-037526 , die am 28. Februar 2017 eingereicht wurde und deren Beschreibung hierin aufgenommen ist.
  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Energiezufuhrsystem, das eine Vielzahl von Batterien verwendet.
  • Hintergrundtechnik
  • Konventionell wurden als ein bei einem Fahrzeug montiertes Energiezufuhrsystem bzw. Energieversorgungssystem Systeme vorgeschlagen, bei denen eine Bleibatterie und eine Lithiumionenbatterie parallel zu einem Generator (beispielsweise einem ISG) verbunden sind und die Bleibatterie und die Lithiumbatterie parallel zu einer elektrischen Last verbunden sind (beispielsweise PTL 1). Bei einem solchen fahrzeugmontierten Energiezufuhrsystem wird elektrische Energie zu verschiedenen elektrischen Lasten zugeführt, während die zwei Batterien geeignet genutzt werden, und die Batterien werden selektiv mittels elektrischer Energie von dem ISG geladen.
  • Bei einem solchen Energiezufuhrsystem werden eine Vielzahl von Halbleiterschaltergeräten bzw. Halbleiterschaltgeräten eingesetzt, um diese zwei Batterien geeignet zu nutzen, und wenn das Energiezufuhrsystem in Betrieb ist, steuert eine Steuereinheit einen Öffnen- und Schließbetrieb jedes Schaltgeräts geeignet. Bei dem Energiezufuhrsystem ist ein Umgehungsrelais bzw. Bypass-Relais in einem Umgehungspfad vorgesehen, der jedes Schaltgerät umgeht, um einen Dunkelstrom zu elektrischen Lasten zuzuführen, und als eine Ausfallsicherheitsprozedur für den Fall, dass das Energiezufuhrsystem nicht in Betrieb ist. Eine Sicherung ist geeignet in dem Umgehungspfad als eine Maßnahme gegen jeglichen Überstrom vorgesehen, der durch den Umgehungspfad fließt.
  • Zitierliste
  • Patentliteratur
  • PTL 1: Japanische Patentanmeldung Nr. 2015-93554
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Bei einem Energiezufuhrsystem kann, wenn eine Anomalie bei der Steuereinheit auftritt, eine Steuerung jedes Schaltgeräts unmöglich werden, und jedes Schaltgerät bzw. Schaltergerät kann unbeabsichtigt offen werden, so dass ein Energiezufuhrfehler bei einer elektrischen Last verursacht wird. Wenn jedes Schaltgerät geöffnet ist, ist es vorstellbar, elektrische Energie durch den Umgehungspfad zuzuführen, jedoch kann unter einer Bedingung, in der ein großer Strom in die Rotationselektromaschine fließt, die Sicherung durchbrennen, so dass ein Energiezufuhrfehler der elektrischen Last aufgrund des Durchbrennens der Sicherung auftreten kann.
  • Die vorliegende Offenbarung wurde in Hinblick auf vorstehende Probleme erstellt, und eine Hauptaufgabe der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf ein Vorsehen eines Energiezufuhrsystems, das dazu in der Lage ist, einen unbeabsichtigten Energiezufuhrfehler einer elektrischen Vorrichtung bei Auftreten einer Anomalie in einer Steuereinheit geeignet zu unterdrücken.
  • Das Folgende wird Einrichtungen zur Lösung der vorstehend beschriebenen Aufgabe und deren Betriebe und Effekte beschreiben.
  • Eine erste Einrichtung ist ein Energiezufuhrsystem mit einer ersten Batterie und einer zweiten Batterie, die beide parallel zu einem ersten elektrischen Pfad verbunden sind, wobei eine erste elektrische Vorrichtung mit dem ersten elektrischen Pfad verbunden ist, und eine zweite elektrische Vorrichtung mit einem zweiten elektrischen Pfad verbunden ist, der parallel zu dem ersten elektrischen Pfad zwischen den beiden Batterien vorgesehen ist, wobei das Energiezufuhrsystem umfasst:
    • ein erstes A-Schaltgerät, das in einem Abschnitt des ersten elektrischen Pfads parallel zu dem zweiten elektrischen Pfad näher zu der ersten Batterie als zu einem ersten Verbindungspunkt, der mit der ersten elektrischen Vorrichtung verbunden ist, vorgesehen ist,
    • ein erstes B-Schaltgerät, das in einem Abschnitt des ersten elektrischen Pfads parallel zu dem zweiten elektrischen Pfad näher zu der zweiten Batterie als zu dem ersten Verbindungspunkt vorgesehen ist,
    • ein zweites A-Schaltgerät, das in dem zweiten elektrischen Pfad näher zu der ersten Batterie als zu einem zweiten Verbindungspunkt, der mit der zweiten elektrischen Vorrichtung verbunden ist, vorgesehen ist,
    • ein zweites B-Schaltgerät, das in dem zweiten elektrischen Pfad näher zu der zweiten Batterie als zu dem zweiten Verbindungspunkt vorgesehen ist,
    • ein Normalgeschlossentypumgehungsschaltgerät, das parallel zu dem zweiten A-Schaltgerät vorgesehen ist, und
    • eine Schaltsteuereinheit, die, wenn das Energiezufuhrsystem in Betrieb ist, das erste A-Schaltgerät, das erste B-Schaltgerät, das zweite A-Schaltgerät, und das zweite B-Schaltgerät steuert, geschlossen zu sein, und das Umgehungsschaltgerät steuert, geöffnet zu sein, gemäß einer Anforderung für eine Zufuhr von elektrischer Energie zu der ersten elektrischen Vorrichtung und der zweiten elektrischen Vorrichtung.
  • Wenn das Energiezufuhrsystem in Betrieb ist, werden das erste A-Schaltgerät bzw. das erste A-Schaltergerät und das erste B-Schaltgerät bzw. das erste B-Schaltergerät selektiv gesteuert, um geschlossen zu sein, so dass Strom zwischen zumindest einer aus der ersten Batterie und der zweiten Batterie und der ersten elektrischen Vorrichtung mittels des ersten elektrischen Pfads fließt. Das zweite A-Schaltgerät bzw. das zweite A-Schaltergerät und das zweite B-Schaltgerät bzw. das zweite B-Schaltergerät werden selektiv gesteuert, um geschlossen zu sein, so dass Strom zwischen zumindest einer aus der ersten Batterie und der zweiten Batterie und der zweiten elektrischen Vorrichtung mittels des zweiten elektrischen Pfads fließt.
  • In einem solchen Fall wird, wenn eine Anomalie in der Schaltsteuereinheit auftritt, eine Steuerung von jedem aus dem ersten A-Schaltgerät, dem ersten B-Schaltgerät, dem zweiten A-Schaltgerät, und dem zweiten B-Schaltgerät unmöglich, so dass die vorstehenden Schaltgeräte geöffnet bzw. offen werden. Jedoch kann, da der Normalgeschlossentypumgehungsschalter geschlossen ist, fortsetzen, von der ersten Batterie zu der zweiten elektrischen Vorrichtung zu fließen. Daher kann durch unbeabsichtigte Unterbrechung des Stromflusses zu der zweiten elektrischen Vorrichtung verursachte Unannehmlichkeit vermieden werden. Das heißt, wenn eine Anomalie bei der Steuereinheit auftritt, kann ein unbeabsichtigter Energiezufuhrfehler bzw. -fehlschlag der elektrischen Vorrichtung geeignet unterdrückt werden.
  • Bei einer zweiten Einrichtung ist ein erstes Umgehungsschaltgerät, das vom Normalgeschlossentyp ist, das in einem Umgehungspfad vorgesehen ist, der ein Ende und das andere Ende des ersten A-Schaltgeräts in dem ersten elektrischen Pfad verbindet, und eine Sicherung vorgesehen, die in dem Umgehungspfad vorgesehen ist. Das parallel zu dem zweiten A-Schaltgerät vorgesehene Umgehungsschaltgerät ist ein zweites Umgehungsschaltgerät und ist in einem Umgehungspfad vorgesehen, der einen Verzweigungspunkt, der zu dem zweiten elektrischen Pfad in dem ersten elektrischen Pfad verzweigt, mit dem zweiten Verbindungspunkt verbindet. Die Schaltsteuereinheit steuert das erste Umgehungsschaltgerät und das zweite Umgehungsschaltgerät, geöffnet zu sein, wenn das Energieschaltsystem in Betrieb ist.
  • Bei der vorstehenden Konfiguration sind das erste Umgehungsschaltgerät bzw. Umgehungsschaltergerät, das vom normal geschlossenen Typ bzw. Normalgeschlossentyp ist, und die Sicherung aufseiten des ersten A-Schaltgeräts in dem Umgehungspfad vorgesehen. In einem Zustand, in dem das erste A-Schaltgerät geöffnet ist und das erste Umgehungsschaltgerät geschlossen ist als Reaktion auf ein Auftreten einer Anomalie bei der Schaltsteuereinheit, wird, wenn ein Überstrom aufseiten der ersten A-Schaltgeräte in dem Umgehungspfad fließen würde, die Sicherung entsprechend durchgebrannt sein. In einem solchen Pfad wird selbst dann, wenn jedes aus der ersten A-Schaltgerät, dem ersten B-Schaltgerät, dem zweiten A-Schaltgerät, und dem zweiten B-Schaltgerät offen bzw. geöffnet wird und die Sicherung aufseiten des ersten A-Schaltgeräts in dem Umgehungspfad durchgebrannt ist, das zweite Umgehungsschaltgerät aufseiten des zweiten A-Schaltgeräts geschlossen, so dass Strom fortsetzen kann, von der ersten Batterie zu der zweiten elektrischen Vorrichtung zu fließen.
  • Bei einer dritten Einrichtung ist die erste elektrische Vorrichtung ein Generator mit einer Funktion eines Erzeugens elektrischer Energie. Das Energiezufuhrsystem umfasst eine Überwachungssteuereinheit, die einen Zustand der Schaltsteuereinheit überwacht. Wenn die Überwachungssteuereinheit bestimmt, dass die Schaltsteuereinheit anormal funktioniert, beschränkt die Überwachungssteuereinheit eine Elektroenergieerzeugung durch den Generator derart, dass die Sicherung nicht durchbrennt, und steuert die Elektroenergieerzeugung durch den Generator.
  • Bei der vorstehenden Konfiguration beschränkt, wenn eine Anomalie bei der Schaltsteuereinheit auftritt, die Überwachungssteuereinheit eine Elektroenergieerzeugung mittels des Generators derart, dass die Sicherung nicht durchbrennt, und steuert die Elektroenergieerzeugung mittels des Generators. Als ein Ergebnis wird ein Durchbrennen der Sicherung aufseiten des ersten A-Schaltgeräts in dem Umgehungspfad vermieden. Daher kann Elektroenergie bzw. elektrische Energie von dem Generator zu der ersten Batterie mittels des Umgehungspfads aufseiten des ersten A-Schaltgeräts zugeführt werden, und eine kontinuierliche Verwendung der ersten Batterie kann realisiert werden.
  • Bei einer vierten Einrichtung steuert, wenn die Überwachungssteuereinheit bestimmt, dass die Schaltsteuereinheit anormal funktioniert, die Überwachungssteuereinheit das erste A-Schaltgerät, geschlossen zu sein, und in einem solchen Zustand beschränkt die Überwachungssteuereinheit die Elektroenergieerzeugung durch den Generator derart, dass die Sicherung nicht durchbrennt, und steuert die Elektroenergieerzeugung durch den Generator.
  • In diesem Fall sind, nachdem eine Anomalie bei der Schaltsteuereinheit bzw. Schaltersteuereinheit auftritt, die erste Batterie und der Generator (die erste elektrische Vorrichtung) mittels des ersten Umgehungsschaltgeräts elektrisch verbunden und mittels des ersten A-Schaltgeräts elektrisch verbunden. In diesem Zustand wird Elektroenergieerzeugung durch den Generator derart begrenzt, dass die Sicherung aufseiten des ersten A-Schaltgeräts in dem Umgehungspfad nicht durchbrennt bzw. durchgebrannt wird, und eine Steuerung der Elektroenergieerzeugung durch den Generator wird durchgeführt. In diesem Fall kann ein erlaubbarer Pegel der von dem Generator zu der ersten Batterie zugeführten elektrischen Energie erhöht werden, und eine geeignetere Konfiguration kann bei einem Laden der ersten Batterie realisiert werden.
  • Bei einer fünften Einrichtung ist ein erstes Umgehungsschaltgerät, normal geöffnet oder mit einer Latch-Funktion, das in einem Umgehungspfad vorgesehen ist, der ein Ende und das andere Ende des ersten A-Schaltgeräts in dem ersten elektrischen Pfad verbindet, und eine Sicherung vorgesehen, die näher zu der ersten Batterie als zu dem ersten Umgehungsschaltgerät in dem Umgehungspfad vorgesehen ist. Das parallel zu dem zweiten A-Schaltgerät vorgesehene Umgehungsschaltgerät ist ein zweites Umgehungsschaltgerät und ist in einem Umgehungsabzweigungspfad vorgesehen, der einen Zwischenpunkt zwischen dem ersten Umgehungsschaltgerät und der Sicherung in dem Umgehungspfad mit dem zweiten Verbindungspunkt verbindet. Die Schaltsteuereinheit steuert das erste Umgehungsschaltgerät und das zweite Umgehungsschaltgerät, geöffnet zu sein, wenn das Energiezufuhrsystem in Betrieb ist.
  • Bei der vorstehenden Konfiguration sind das erste Umgehungsschaltgerät, normalgeöffnet, oder mit einer Sperr- bzw. Verriegelungsfunktion (Latch-Funktion), und die Sicherung aufseiten des ersten A-Schaltgeräts in dem Umgebungspfad vorgesehen. Wenn eine Anomalie bei der Schaltsteuereinheit auftritt, wird das erste Umgehungsschaltgerät offen bzw. geöffnet. Als ein Ergebnis wird ein Durchbrennen der Sicherung in dem Umgehungspfad vermieden. Das zweite Umgehungsschaltgerät wird geschlossen, so dass Strom fortsetzen kann, von der ersten Batterie zu der zweiten elektrischen Vorrichtung zu fließen.
  • Bei der vorliegenden Einrichtung weist insbesondere der Umgehungspfad, der ein Ende und das andere Ende des ersten A-Schaltgeräts verbinden, zwei Zweige auf. Das heißt, bei dem ersten elektrischen Pfad ist ein Ende des ersten A-Schaltgeräts, das aufseiten der Erste-Batterie-Seite ist, mit dem ersten Verbindungspunkt (dem Verbindungspunkt mit der ersten elektrischen Vorrichtung in dem ersten elektrischen Pfad) und dem zweiten Verbindungspunkt (dem Verbindungspunkt mit der zweiten elektrischen Vorrichtung in dem zweiten elektrischen Pfad) verbunden. In dem Umgehungspfad ist die Sicherung in einem Pfadabschnitt vor einer Verzweigung, die sich von einem Ende des ersten A-Schaltgeräts erstreckt, vorgesehen. Wenn eine Anomalie bei der Schaltsteuereinheit auftritt und die Sicherung durchgebrannt ist bzw. wird, kann ein Stromfluss durch die zweite elektrische Vorrichtung unmöglich werden. Jedoch wird, wie vorstehend beschrieben, das Durchbrennen der Sicherung vermieden, so dass fortgesetzt werden kann, dass Strom zu der zweiten elektrischen Vorrichtung zugeführt wird.
  • Bei einer sechsten Einrichtung ist die erste elektrische Vorrichtung ein Generator mit einer Funktion eines Erzeugens von elektrischer Energie. Das Energiezufuhrsystem umfasst eine Überwachungssteuereinheit, die einen Zustand der Schaltsteuereinheit überwacht. Wenn die Überwachungssteuereinheit bestimmt, dass die Schaltsteuereinheit anormal funktioniert, steuert die Überwachungssteuereinheit das erste A-Schaltgerät, geschlossen zu sein.
  • Bei der vorstehenden Konfiguration wird, nachdem eine Anomalie bei der Schaltsteuereinheit auftritt, das erste A-Schaltgerät durch die Überwachungssteuereinheit geschlossen, so dass Strom zwischen dem Generator (der ersten elektrischen Vorrichtung) und der ersten Batterie fließt. In diesem Fall kann eine kontinuierliche Verwendung der ersten Batterie durch geeignetes Laden der ersten Batterie durch den Generator realisiert werden.
  • Bei der Konfiguration der zweiten Einrichtung kann die Sicherung aufseiten des ersten A-Schaltgeräts in dem Umgehungspfad durchbrennen, und der Umgehungspfad kann geschlossen werden bzw. sein, nachdem eine Anomalie bei der Schaltsteuereinheit auftritt. Jedoch schließt die Überwachungssteuereinheit das erste A-Schaltgerät, so dass Strom zwischen dem Generator (der ersten elektrischen Vorrichtung) und der ersten Batterie fließt, und ein Laden der ersten Batterie geeignet durchgeführt werden kann.
  • Bei einer siebten Einrichtung ist ein erstes Umgehungsschaltgerät, das vom Normalgeschlossentyp ist, das in einem Umgehungspfad vorgesehen ist, der ein Ende und das andere Ende des ersten A-Schaltgeräts in dem ersten elektrischen Pfad verbindet, eine Scherung, die in dem Umgehungspfad näher zu der ersten Batterie als zu dem ersten Umgehungsschaltgerät vorgesehen ist, und eine Überwachungssteuereinheit vorgesehen, die einen Zustand der Schaltsteuereinheit überwacht. Das parallel zu dem zweiten A-Schaltgerät vorgesehene Umgehungsschaltgerät ist ein zweites Umgehungsschaltgerät und ist in einem Umgehungspfad vorgesehen, der einen Zwischenpunkt zwischen dem ersten Umgehungsschaltgerät und der Sicherung in dem Umgehungspfad mit dem zweiten Verbindungspunkt verbindet. Die Schaltsteuereinheit steuert das erste Umgehungsschaltgerät und das zweite Umgehungsschaltgerät, geöffnet zu sein, wenn das Energiezufuhrsystem in Betrieb ist. Wenn die Überwachungssteuereinheit bestimmt, dass die Schaltsteuereinheit anormal funktioniert, steuert die Überwachungssteuereinheit das erste Umgehungsschaltgerät, geöffnet zu sein.
  • Bei der vorstehenden Konfiguration sind des erste Umgehungsschaltgerät, das vom Normalgeschlossentyp ist, und die Sicherung aufseiten des ersten A-Schaltgeräts in dem Umgehungspfad vorgesehen. Wenn eine Anomalie bei der Schaltsteuereinheit auftritt, wird das erste A-Schaltgerät offen bzw. geöffnet, und das Überwachungssteuergerät öffnet das erste Umgehungsschaltgerät, so dass das Durchbrennen der Sicherung in dem Umgehungspfad vermieden wird. Das zweite Umgehungsschaltgerät wird geschlossen, so dass fortgesetzt werden kann, dass Strom von der ersten Batterie zu der zweiten elektrischen Vorrichtung fließt.
  • Bei der vorliegenden Einrichtung weist insbesondere der Umgehungspfad, der ein Ende und das andere Ende des ersten A-Schaltgeräts verbindet, zwei Zweige auf. Das heißt, in dem ersten elektrischen Pfad ist ein Ende des ersten A-Schaltgeräts, das aufseiten der ersten Batterie ist, mit dem ersten Verbindungspunkt (dem Verbindungspunkt mit der ersten elektrischen Vorrichtung in dem ersten elektrischen Pfad) und dem zweiten Verbindungspunkt (dem Verbindungspunkt mit der zweiten elektrischen Vorrichtung in dem zweiten elektrischen Pfad) verbunden. In dem Umgehungspfad ist die Sicherung in einem Pfadabschnitt vor einer Verzweigung, die sich von einem Ende des ersten A-Schaltgeräts erstreckt, vorgesehen. Wenn die Sicherung durchgebrannt ist, wenn eine Anomalie bei der Schaltsteuereinheit auftritt, kann ein Stromfluss durch die zweite elektrische Vorrichtung unmöglich werden. Jedoch wird, wie vorstehend beschrieben, ein Durchbrennen der Sicherung vermieden, so dass Strom fortsetzen kann, durch die zweite elektrische Vorrichtung zu fließen.
  • Bei einer achten Einrichtung ist eine Verzögerungseinheit vorgesehen, die einen Zustandsübergang des ersten Umgehungsschaltgeräts verzögert, wenn die Schaltsteuereinheit ein Signal zur Durchführung eines Übergangs von einem geöffneten Zustand zu einem geschlossenen Zustand des ersten Umgehungsschaltgeräts ausgibt. Die Verzögerungseinheit verzögert den Zustandsübergang des ersten Umgehungsschaltgeräts bis nach einem Öffnen des zweiten A-Schaltgeräts durch die Überwachungssteuereinheit.
  • Wenn eine Anomalie bei der Schaltsteuereinheit auftritt, wird das erste Umgehungsschaltgerät aufgrund eines Befehls zur Beendigung eines geöffneten Zustands bzw. Offenzustands von der Schaltsteuereinheit geschlossen, bevor das erste Umgehungsschaltgerät durch die Überwachungssteuereinheit zu dem Offenzustand bzw. geöffneten Zustand gesteuert wird. Als ein Ergebnis kann die Sicherung durch einen Überstrom durchbrennen. Wenn eine Anomalie bei der Schaltsteuereinheit auftritt, kann die Überwachungssteuereinheit Zeit benötigen, um zu bestimmen, ob eine Anomalie aufgetreten ist. Diesbezüglich ist bei der vorstehenden Konfiguration die Verzögerungseinheit vorgesehen, um den Zustandsübergang des ersten Umgehungsschaltgeräts zu verzögern. Die Verzögerungseinheit verzögert den Zustandsübergang des ersten Umgehungsschaltgeräts bis nach einem Öffnen des ersten Umgehungsschaltgeräts durch die Überwachungssteuereinheit. Als ein Ergebnis wird das Durchbrennen der Sicherung vermieden, und der Strom kann fortsetzen, durch die zweite elektrische Vorrichtung zu fließen.
  • Bei einer neunten Einrichtung steuert die Überwachungssteuereinheit das erste Umgehungsschaltgerät, konstant geöffnet zu sein, wenn das Energiezufuhrsystem in Betrieb ist.
  • Bei der vorstehenden Konfiguration wird, wenn das Energiezufuhrsystem in Betrieb ist, das erste Umgehungsschaltgerät in dem geöffneten Zustand bevor und nachdem eine Anomalie bei der Schaltsteuereinheit auftritt beibehalten. Da das erste Umgehungsschaltgerät in dem Offenzustand beibehalten bzw. aufrechterhalten wird, wird ein Durchbrennen der Sicherung aufgrund eines Überstroms vermieden.
  • Bei einer zehnten Einrichtung ist die erste elektrische Vorrichtung ein Generator mit einer Funktion eines Erzeugens elektrischer Energie. Wenn die Überwachungssteuereinheit bestimmt, dass die Schaltsteuereinheit anormal funktioniert, steuert die Überwachungssteuereinheit das erste A-Schaltgerät, geschlossen zu sein.
  • Bei der vorstehenden Konfiguration wird, nachdem eine Anomalie bei der Schaltsteuereinheit auftritt, das erste A-Schaltgerät durch die Überwachungssteuereinheit geschlossen, so dass Strom zwischen dem Generator (die erste elektrische Vorrichtung) und der ersten Batterie fließt. In diesem Fall kann eine kontinuierliche Verwendung der ersten Batterie durch geeignetes Laden der ersten Batterie durch den Generator realisiert werden.
  • Bei einer elften Einrichtung umfasst das erste A-Schaltgerät eine Vielzahl von Schalteinheiten, die parallel zueinander vorgesehen sind. Jede der Vielzahl von Schalteinheiten ist mit einer Energiezufuhransteuereinheit versehen. Jede der Vielzahl von Schalteinheiten ist durch ein durch die Energiezufuhransteuereinheit eingegebenes Befehlssignal gesteuert, geschlossen zu sein.
  • Bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration werden bei dem in dem ersten elektrischen Pfad vorgesehenen ersten A-Schaltgerät die Vielzahl von Schalteinheiten parallel miteinander durch die jeweiligen Energiezufuhransteuereinheiten derart angesteuert, um gesteuert zu werden, geschlossen zu sein. In diesem Fall kann selbst dann, wenn ein Energiefehler bei irgendeiner der Schalteinheiten bzw. Schaltereinheiten in dem ersten A-Schaltgerät auftritt, die Schalteinheit, bei der kein Energiefehler auftritt, gesteuert werden, um geöffnet oder geschlossen zu sein. Daher kann elektrische Energie sicher zu der ersten Batterie durch die Erzeugung durch die Elektroenergie durch den Generator nach Auftreten einer Anomalie bei der Schaltsteuereinheit zugeführt werden.
  • Eine zwölfte Einrichtung ist ein Energiezufuhrsystem einschließlich einer ersten Batterie und einer zweiten Batterie, die beide parallel zu einem ersten elektrischen Pfad verbunden sind, wobei eine erste elektrische Vorrichtung mit dem ersten elektrischen Pfad verbunden ist, und eine zweite elektrische Vorrichtung mit einem zweiten elektrischen Pfad verbunden ist, der parallel zu dem ersten elektrischen Pfad zwischen den beiden Batterien vorgesehen ist, wobei das Energiezufuhrsystem umfasst:
    • ein erstes A-Schaltgerät, das in einem Abschnitt des ersten elektrischen Pfads parallel zu dem zweiten elektrischen Pfad näher zu der ersten Batterie als zu einem ersten Verbindungspunkt, der mit der ersten elektrischen Vorrichtung verbunden ist, vorgesehen ist,
    • ein erstes B-Schaltgerät, das in einem Abschnitt des ersten elektrischen Pfads parallel zu dem zweiten elektrischen Pfad näher zu der zweiten Batterie relativ zu dem ersten Verbindungspunkt vorgesehen ist,
    • ein zweites A-Schaltgerät, das in dem zweiten elektrischen Pfad näher zu der ersten Batterie als zu einem zweiten Verbindungspunkt, der mit der zweiten elektrischen Vorrichtung verbunden ist, vorgesehen ist,
    • ein zweites B-Schaltgerät, das in dem zweiten elektrischen Pfad näher zu der zweiten Batterie als zu dem zweiten Verbindungspunkt vorgesehen ist,
    • ein erstes Umgehungsschaltgerät, das vom Normalgeschlossentyp ist, das in einem ersten Umgehungspfad vorgesehen ist, der ein Ende und das andere Ende des ersten A-Schaltgeräts in dem ersten elektrischen Pfad verbindet,
    • ein zweites Umgehungsschaltgerät, das vom Normalgeschlossentyp ist, das in einem zweiten Umgehungspfad vorgesehen ist, der den ersten Verbindungspunkt mit dem zweiten Verbindungspunkt verbindet,
    • eine Sicherung, die in dem ersten Umgehungspfad vorgesehen ist,
    • eine Schaltsteuereinheit, die das erste A-Schaltgerät, das erste B-Schaltgerät, das zweite A-Schaltgerät, und das zweite B-Schaltgerät steuert, geschlossen zu sein, und das erste Umgehungsschaltgerät und das zweite Umgehungsschaltgerät steuert, geöffnet zu sein, gemäß einer Anforderung für eine Zufuhr von elektrischer Energie zu der ersten elektrischen Vorrichtung und der zweiten elektrischen Vorrichtung, wenn das Energiezufuhrsystem in Betrieb ist, und
    • eine Überwachungssteuereinheit, die einen Zustand der Schaltsteuereinheit überwacht,
    • wobei, wenn die Überwachungssteuereinheit bestimmt, dass die Schaltsteuereinheit anormal funktioniert, die Überwachungssteuereinheit das zweite A-Schaltgerät steuert, geschlossen zu sein.
  • Wenn das Energiezufuhrsystem in Betrieb ist, werden das erste A-Schaltgerät und das erste B-Schaltgerät selektiv gesteuert, um geschlossen zu sein, so dass Strom zwischen zumindest einer aus der ersten Batterie und der zweiten Batterie und der ersten elektrischen Vorrichtung mittels des ersten elektrischen Pfads fließt. Das zweite A-Schaltgerät und das zweite B-Schaltgerät werden selektiv gesteuert, um geschlossen zu sein, so dass Strom zwischen zumindest einer aus der ersten Batterie und der zweiten Batterie und der zweiten elektrischen Vorrichtung mittels des zweiten elektrischen Pfads fließt.
  • In einem solchen Fall wird, wenn eine Anomalie bei der Schaltsteuereinheit auftritt, eine Steuerung jedes aus dem ersten A-Schaltgerät, dem ersten B-Schaltgerät, dem zweiten A-Schaltgerät und dem zweiten B-Schaltgerät unmöglich. Als ein Ergebnis wird jeder Schalter offen bzw. geöffnet, und die erste Batterie und die zweite elektrische Vorrichtung werden mittels des zweiten Umgehungspfads verbunden. Zu dieser Zeit kann, wenn ein Überstrom durch den ersten Umgehungspfad fließen kann, die Sicherung durchbrennen. Jedoch kann, da das zweite A-Schaltgerät durch die Überwachungssteuereinheit geschlossen ist, Strom fortsetzen, von der ersten Batterie zu der zweiten elektrischen Vorrichtung zu fließen. Daher kann eine durch eine unbeabsichtigte Unterbrechung von Stromfluss der zweiten elektrischen Vorrichtung verursachte Unannehmlichkeit vermieden werden. Das heißt, wenn eine Anomalie bei der Steuereinheit auftritt, kann ein unbeabsichtigter Fehler bzw. Fehlschlag von Energiezufuhr zu der elektrischen Vorrichtung vermieden werden.
  • Bei einer dreizehnten Einrichtung ist eine Verzögerungseinheit vorgesehen, die einen Zustandsübergang des zweiten A-Schaltgeräts verzögert, wenn die Schaltsteuereinheit ein Signal zur Durchführung eines Übergangs von einem geschlossenen Zustand zu einem geöffneten Zustand des zweiten A-Schaltgeräts ausgibt. Die Verzögerungseinheit verzögert den Zustandsübergang des zweiten A-Schaltgeräts bis nachdem die Überwachungssteuereinheit das zweite A-Schaltgerät steuert, geschlossen zu sein.
  • Wenn eine Anomalie bei der Schaltsteuereinheit auftritt, und das zweite A-Schaltgerät durch den Befehl zur Beendigung eines Geschlossenzustands von der Schaltsteuereinheit offen bzw. geöffnet wird, bevor das zweite A-Schaltgerät durch die Überwachungssteuereinheit zu dem Geschlossenzustand gesteuert wird, kann ein Energiefehler bei der zweiten elektrischen Vorrichtung auftreten. Wenn eine Anomalie bei der Schaltsteuereinheit auftritt, kann die Überwachungssteuereinheit Zeit benötigen, um zu bestimmen, ob eine Anomalie aufgetreten ist. Diesbezüglich wird bei vorstehender Konfiguration die Verzögerungseinheit zur Verzögerung des Zustandsübergangs des zweiten A-Schaltgeräts vorgesehen. Die Verzögerungseinheit verzögert den Zustandsübergang des zweiten A-Schaltgeräts bis nach einem Schließen des ersten A-Schaltgeräts durch die Überwachungssteuereinheit. Als ein Ergebnis kann ein Energiefehler bei der zweiten elektrischen Vorrichtung vermieden werden, und ein Stromfluss durch die zweite elektrische Vorrichtung kann geeignet durchgeführt werden.
  • Bei einer vierzehnten Einrichtung ist die erste elektrische Vorrichtung ein Generator mit einer Funktion eines Erzeugens elektrischer Energie. Wenn die Überwachungssteuereinheit bestimmt, dass die Schaltsteuereinheit anormal funktioniert, steuert die Überwachungssteuereinheit das erste A-Schaltgerät, zusätzlich zu dem zweiten A-Schaltgerät geschlossen zu sein.
  • Bei vorstehender Konfiguration schließt, nachdem die Anomalie bei der Schaltsteuereinheit auftritt, die Überwachungssteuereinheit das erste A-Schaltgerät und das zweite A-Schaltgerät, so dass Strom zwischen dem Generator (der ersten elektrischen Vorrichtung) und der ersten Batterie fließt. In diesem Fall kann eine kontinuierliche Verwendung der ersten Batterie durch geeignetes Laden der ersten Batterie durch den Generator realisiert werden.
  • Figurenliste
  • Die vorstehend beschriebene Aufgabe, andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile in der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen deutlicher. In den anhängenden Zeichnungen ist:
    • 1 ein Elektroschaltkreisdiagramm, das ein Energiezufuhrsystem nach einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt,
    • 2 ein Elektroschaltkreisdiagramm, das eine Konfiguration einer Ansteuereinheit eines ersten A-Schaltgeräts zeigt,
    • 3 ein Flussdiagramm, das einen Überwachungsprozess einer Hauptsteuereinheit durch eine Untersteuereinheit bzw. Unter-Steuereinheit zeigt,
    • 4 ein Zeitdiagramm, das eine Prozedur bei Auftreten einer Anomalie bei der Hauptsteuereinheit zeigt,
    • 5 ein Elektroschaltkreisdiagramm, das ein Energiezufuhrsystem nach einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt,
    • 6 ein Zeitdiagramm, das eine Prozedur bei Auftreten einer Anomalie bei der Hauptsteuereinheit zeigt,
    • 7 ein Elektroschaltkreisdiagramm, das ein Energiezufuhrsystem nach einem dritten Ausführungsbeispiel zeigt,
    • 8 ein Zeitdiagramm, das eine Prozedur bei Auftreten einer Anomalie bei der Hauptsteuereinheit zeigt,
    • 9 ein Diagramm, das eine Konfiguration bezüglich einer Relaisansteuerung bei einem Energiezufuhrsystem nach einem vierten Ausführungsbeispiel zeigt,
    • 10 ein Flussdiagramm, das einen Überwachungsprozess der Hauptsteuereinheit durch die Untersteuereinheit zeigt,
    • 11 ein Zeitdiagramm, das eine Prozedur bei Auftreten einer Anomalie bei der Hauptsteuereinheit zeigt,
    • 12 ein Elektroschaltkreisdiagramm, das ein Energiezufuhrsystem nach einem fünften Ausführungsbeispiel zeigt,
    • 13 ein Diagramm, das eine Konfiguration bezüglich einer Schaltansteuerung bzw. Schalteransteuerung zeigt, und
    • 14 ein Zeitdiagramm, das eine Prozedur bei Auftreten einer Anomalie bei der Hauptsteuereinheit zeigt.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Das Folgende wird die Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschreiben. Bei den vorliegenden Ausführungsbeispielen ist bei einem Fahrzeug, das sich mittels einer Maschine (einer Brennkraftmaschine) als eine Antriebsquelle fortbewegt, ein fahrzeugseitiges Energiezufuhrsystem zur Zufuhr elektrischer Energie bzw. elektrischer Leistung zu verschiedenen Vorrichtungen des Fahrzeugs ausgeführt bzw. umgesetzt. Bei jedem nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel werden im Wesentlichen die gleichen oder äquivalente Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen in den Zeichnungen bezeichnet, und deren Beschreibungen werden für Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen referenziert.
  • Erstes Ausführungsbeispiel
  • Wie in 1 gezeigt, ist ein Energiezufuhrsystem ein duales Energiezufuhrsystem mit einer Bleibatterie 11 als eine erste Energiespeichereinheit und einer zweiten Lithiumionenbatterie 12 als eine zweite Energiespeichereinheit. Die Batterien 11 und 12 können elektrische Energie zu einem Starter 13, verschiedenen elektrischen Lasten 14 und 15, und einer Rotationselektromaschine 16 zuführen. Die Batterien 11 und 12 können mittels der Rotationselektromaschine 16 geladen werden. Bei dem vorliegenden System sind die Bleibatterie 11 und die Lithiumionenbatterie 12 parallel mit der Rotationselektromaschine 16 verbunden. Die Bleibatterie 11 und die Lithiumionenbatterie 12 sind parallel mit den elektrischen Lasten 14 und 15 verbunden. Die Rotationselektromaschine 16 entspricht einer ersten elektrischen Vorrichtung, und die elektrische Last 15 entspricht einer zweiten elektrischen Vorrichtung. Der benötigte Strom der elektrischen Last 15 ist geringer als jener der Rotationselektromaschine 16.
  • Obwohl die spezifische Beschreibung durch Veranschaulichung weggelassen ist, ist die Lithiumionenbatterie 12 in einem Gehäuse aufgenommen und als eine Batterieeinheit U integriert mit einem Substrat ausgeführt. Die Batterieeinheit U umfasst Ausgangsanschlüsse P1, P2 und P3. Aus den Anschlüssen sind die Bleibatterie 11, der Starter 13, und die elektrische Last 14 mit dem Ausgangsanschluss P1 verbunden. Die Rotationselektromaschine 16 ist mit dem Ausgangsanschluss P2 verbunden. Die elektrische Last ist mit dem Ausgangsanschluss P3 verbunden.
  • Die elektrischen Lasten 14 und 15 weisen jeweils verschiedene Anforderungen bezüglich Spannungen von von den Batterien 11 und 12 zugeführter elektrischer Energie auf. Aus den Lasten umfasst die elektrische Last 15 eine Konstantspannungsbenötigungslast, von der benötigt ist, dass diese stabil ist, so dass die Spannung der zugeführten elektrischen Energie konstant ist oder innerhalb zumindest einer vorbestimmten Spanne schwankt. Andererseits ist die elektrische Last 14 eine gewöhnliche elektrische Last verschieden von der Konstantspannungsbenötigungslast. Die elektrische Last 15 ist auch eine geschützte Last. Die elektrische Last 15 ist eine Last, bei der kein Energiefehler toleriert. Die elektrische Last 14 ist eine Last, bei der ein Energiefehler im Gegensatz zu der elektrischen Last 15 toleriert wird.
  • Spezifische Beispiele der elektrischen Last 15, die eine Konstantspannungsbenötigungslast ist, umfassen Navigationsvorrichtungen, Audiovorrichtungen, Messvorrichtungen, und verschiedene ECUs wie eine Maschinen-ECU. In diesem Fall wird die Spannungsschwankung der zugeführten elektrischen Energie unterdrückt, so dass ein Auftreten eines nicht notwendigen Rücksetzens bei jeder der vorstehenden Vorrichtungen unterdrückt wird, und ein stabiler Betrieb realisiert werden kann. Die elektrische Last 15 kann einen Aktuator zur Fortbewegung wie ein Elektrolenkgerät und ein Bremsgerät umfassen. Spezifische Beispiele der elektrischen Last umfassen eine Sitzheizung, eine Heizung für einen Heckscheibenenteiser, ein Frontlicht, ein Frontfensterscheibenwischer, und ein Gebläselüfter für eine Klimaanlage.
  • Die Rotationselektromaschine 16 ist ein Generator mit einer Motorfunktion einschließlich einem Dreiphasenwechselstrommotor und einer Motorsteuereinheit, die einen Antrieb des Motors steuert, und ist als ein mechatronisch integrierter Startergenerator (ISG, Integrated Starter Generator) eingerichtet. Die Rotationselektromaschine 16 umfasst eine Energieerzeugungsfunktion bzw. Leistungserzeugungsfunktion einer Erzeugung von elektrischer Energie bzw. elektrischer Leistung (Regenerativenergieerzeugung) durch Rotation einer Maschinenausgangswelle oder Achse, und eine Antriebsfunktion eines Anlegens von Rotationskraft an die Maschinenausgangswelle. Die Antriebsfunktion der Rotationselektromaschine 16 legt Rotationskraft an die Maschine bei Neustart der automatisch gestoppten Maschine während eines Leerlaufhalts an. Die Rotationselektromaschine 16 führt erzeugte elektrische Energie zu jeder der Batterien 11 und 12 und der elektrischen Lasten 14 und 15 zu.
  • Das Folgende wird eine elektrische Konfiguration der Batterieeinheit U beschreiben.
  • Die Batterieeinheit U Umfasst einen ersten elektrischen Pfad L1, der den Ausgangsanschluss P1 und die Lithiumionenbatterie 12 verbindet, als einen einheitseigenen bzw. einheitsinneren elektrischen Pfad. Der Ausgangsanschluss P2 ist mit einem Verbindungspunkt N1, der ein Zwischenpunkt des ersten elektrischen Pfads ist, verbunden. In diesem Fall ist der erste elektrische Pfad L1 ein Pfad, der die Bleibatterie 11 und die Lithiumionenbatterie 12 elektrisch verbindet. Die Rotationselektromaschine 16 ist mit dem Verbindungspunkt N1 in dem ersten elektrischen Pfad L1 verbunden. In dem ersten elektrischen Pfad L1 ist das erste A-Schaltgerät SW1A näher zu der Bleibatterie 11 als zu dem Verbindungspunkt N1 vorgesehen, und das erste B-Schaltgerät SW1B ist näher zu der Lithiumionenbatterie 12 als zu dem Verbindungspunkt N1 vorgesehen. Der erste elektrische Pfad L1 und ein elektrischer Pfad zwischen dem Verbindungspunkt N1 und dem Ausgangsanschluss P2 sind ein Großstrompfad bzw. Pfad großen Stroms unter der Annahme, dass Eingangs- und Ausgangsstrom bzw. eingegebener und ausgegebener Strom durch die Rotationselektromaschine 16 fließt. Strom fließt durch jede Batterie 11 und 12 und die Rotationselektromaschine 16 miteinander über diese Pfade.
  • In der Batterieeinheit U ist ein zweiter elektrischer Pfad L2 parallel zu dem ersten elektrischen Pfad L1 vorgesehen. Der Ausgangsanschluss P3 ist mit einem Verbindungspunkt N2, der ein Zwischenpunkt des zweiten elektrischen Pfads ist, verbunden. Ein Ende des zweiten elektrischen Pfads L2 ist mit einem Verzweigungspunkt N3 zwischen dem Ausgangsanschluss P1 und dem ersten A-Schaltgerät SW1A in dem ersten elektrischen Pfad L1 verbunden. Das andere Ende des zweiten elektrischen Pfads L2 ist mit einem Verzweigungspunkt N4 zwischen dem ersten B-Schaltgerät SW1B und der Lithiumionenbatterie 12 in dem ersten elektrischen Pfad L1 verbunden. In dem zweiten elektrischen Pfad L2 ist ein zweites A-Schaltgerät SW2A näher zu der Bleibatterie 11 als zu dem Verbindungspunkt N2 vorgesehen, und ein zweites B-Schaltgerät SW2B ist näher zu der Lithiumionenbatterie 12 als zu dem Verbindungspunkt N2 vorgesehen. Der zweite elektrische Pfad L2 und ein elektrischer Pfad zwischen dem Verbindungspunkt N2 und dem Ausgangsanschluss P3 sind ein Kleinstrompfad bzw. Pfad kleinen Stroms unter der Annahme, dass ein kleiner Strom verglichen mit der Seite des elektrischen Pfads L1 fließt (das heißt, der erlaubbare Strom ist geringer als ein erlaubbarer Strom des ersten elektrischen Pfads L1). Strom fließt von den Batterien 11 und 12 zu der elektrischen Last 15 über diese Pfade. Der Verbindungspunkt N1 entspricht einem ersten Verbindungspunkt. Der Verbindungspunkt N2 entspricht einem zweiten Verbindungspunkt.
  • Wenn das Energiezufuhrsystem in Betrieb ist, werden das erste A-Schaltgerät SW1A und das erste B-Schaltgerät selektiv gesteuert, um geschlossen zu sein, so dass Strom zwischen zumindest einer aus der Bleibatterie 11 und der Lithiumionenbatterie 12 und der Rotationselektromaschine 16 über den ersten elektrischen Pfad L1 fließt. Das zweite A-Schaltgerät SW2A und das zweite B-Schaltgerät SW2B werden selektiv gesteuert, um geschlossen zu sein, so dass Strom zwischen zumindest einer aus der Bleibatterie 11 und der Lithiumionenbatterie 12 und der elektrischen Las 15 über den zweiten elektrischen Pfad L2 fließt.
  • Jedes aus den Schaltgeräten SW1A, SW1B, SW2A, und SW2B ist durch ein Halbleiterschaltelement wie einem MOSFET konfiguriert bzw. eingerichtet und ist, mit anderen Worten, ein Normalgeöffnetschaltgerät. Insbesondere umfasst beispielsweise das erste A-Schaltgerät SW1A eine Schalteinheit bzw. Schaltereinheit 21, die aus in Reihe verbundenen Halbleiterschaltelementen mit den parasitären Dioden in entgegengesetzte Richtungen angeordnet ausgebildet ist, und eine Schalteinheit bzw. Schaltereinheit 22, die vergleichbar aus in Reihe verbundenen Halbleiterschaltelementen mit den parasitären Dioden in entgegengesetzte Richtungen angeordnet ausgebildet ist. Das erste A-Schaltgerät SW1A ist durch Parallelverbinden der Schalteinheiten 21 und 22 eingerichtet. Andere Schaltgeräte weisen vergleichbare Konfigurationen auf. Das heißt, das erste B-Schaltgerät SW1B ist durch Parallelverbinden von Schalteinheiten 23 und 24 eingerichtet, das zweite A-Schaltgerät SW2A ist durch Parallelverbinden von Schalteinheiten 25 und 26 eingerichtet, und das zweite B-Schaltgerät SW2B ist durch Parallelverbinden von Schalteinheiten 27 und 28 eingerichtet.
  • Jede der vorstehend beschriebenen Schalteinheiten 21 bis 28 umfasst ein Paar von Halbleiterschaltelementen, bei denen die Richtungen der jeweiligen parasitären Dioden entgegengesetzt zueinander angeordnet sind. Beispielsweise wird, wenn das erste A-Schaltgerät SW1A ausgeschaltet (geöffnet) wird, das heißt, jedes Halbleiterschaltelement ausgeschaltet wird, Stromfluss durch die parasitären Dioden vollständig abgeschaltet. Das heißt, es kann vermieden werden, dass Strom unbeabsichtigt in jedem der elektrischen Pfade L1 und L2 fließt.
  • Obwohl in 1 die parasitären Dioden miteinander an den Anoden verbunden sind, können die Kathoden der parasitären Dioden miteinander verbunden sein. Als ein Halbleiterschaltelement kann anstelle eines MOSFETs ein Element wie ein IGBT und ein Bipolartransistor verwendet werden. Wenn ein IGBT oder ein Bipolartransistor verwendet wird, kann eine Diode anstelle einer parasitären Diode parallel zu jedem Halbleiterschaltelement verbunden sein.
  • Das Folgende beschreibt die Konfiguration der Ansteuereinheit jedes der Schaltgeräte SW1A, SW1B, SW2A, und SW2B. 2 ist ein Schaltkreisdiagramm, das die Konfiguration der Ansteuereinheit des ersten A-Schaltgeräts SW1A zeigt, Das erste A-Schaltgerät SW1A umfasst Schaltelemente 21a und 21b, die die Schalteinheit 21 ausbilden, und Schaltelemente 22a und 22b, die die Schalteinheit 22 ausbilden. Ansteuerschaltkreise 41a und 41b sind als eine Energiezufuhransteuereinheit 41 zur Ansteuerung der Schalteinheit 21 für die Schaltelemente 21a und 21b jeweils vorgesehen. Ansteuerschaltkreise 42a und 42b sind als eine Energiezufuhransteuereinheit 42 zu Ansteuerung der Schalteinheit 22 für die Schaltelemente 22a und 22b jeweils vorgesehen. Jedem der Ansteuerschaltkreise 41a, 41b, 42a, und 42b wird ein Befehlssignal für einen Öffnungs- und Schließbetrieb von einer Steuereinheit (eine Hauptsteuereinheit 51 oder eine Untersteuereinheit bzw. Unter-Steuereinheit 52 wie nachstehend beschrieben) eingegeben. Die Ansteuerschaltkreise 41a, 41b, 42a, und 42b öffnen oder schließen jeweils die Schaltelemente 21a, 21b, 22a, und 22b basierend auf einem Befehlssignal. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfassen insbesondere die Ansteuerschaltkreise 41a, 41b, 42a, und 42b jeweils eine Verzögerungsfunktion eines Öffnens der Schaltelemente 21a, 21b, 22a, und 22b nach einer vorbestimmten Verzögerungszeit, wenn die Ansteuerschaltkreise 41, 41b, 42a, und 42b ein Befehlssignal zum Ausschalten (beispielsweise ein Niedrigpegelsigna) von der Steuereinheit in dem geschlossenen Zustand der Schaltgeräte eingeben. Beispielsweise ist die Verzögerungszeit etwa 50 ms.
  • Die Energiezufuhransteuereinheiten 41 und 42 werden individuell mit einer Energiezufuhrspannung Vcc versorgt. Gemäß vorstehender Konfiguration werden die Schalteinheiten 21 und 22, die parallel zueinander verbunden sind, durch die Energiezufuhransteuereinheiten 41 und 42 jeweils angesteuert. Daher kann selbst dann, wenn ein Energiezufuhrfehler bei einer Schalteinheit auftritt, die andere Schalteinheit geöffnet und geschlossen werden. Obwohl die Beschreibung durch Veranschaulichung weggelassen ist, weisen die anderen Schaltgeräte SW1B, SW2A, SW2B vergleichbare Konfigurationen auf.
  • Die Batterieeinheit U ist mit einem Umgebungspfad L3 versehen, der den Ausgangsanschluss P1 und den Ausgangsanschluss P3 verbindet. Ein Umgehungsrelais 31 und eine Sicherung 32 sind in dem Umgehungspfad L3 vorgesehen. Das heißt, das Umgehungsrelais 31 ist parallel zu dem zweiten A-Schaltgerät SW2A vorgesehen. Das Umgehungsrelais 31 entspricht einem Umgehungsschalter und ist ein mechanischen Relaisschaltgerät vom Normalgeschlossentyp. Wenn das Umgehungsrelais 31 geschlossen ist, sind die Bleibatterie 11 und die elektrische Last 15 selbst dann elektrisch verbunden, wenn das zweite A-Schaltgerät SW2A Aus ist. Beispielsweise sind, wenn ein Energieschalter (ein Zündschalter) des Fahrzeugs ausgeschaltet ist, die Schaltgeräte SW1A, SW1B, SW2A, und SW2B ausgeschaltet (geschlossen). In diesem Zustand wird ein Dunkelstrom zu der elektrischen Last 15 mittels des Umgehungsrelais 31 zugeführt.
  • Vergleichbar zu dem zweiten elektrischen Pfad L2 ist der Umgehungspfad L3 ein Kleinstrompfad, dessen erlaubbarer Strom kleiner als der erlaubbare Strom des ersten elektrischen Pfads L1 ist. Wenn ein Obergrenzstrom gemäß dem erlaubbaren Strom fließt, brennt die Sicherung 32 durch. Der Umgehungspfad L3 und das Umgehungsrelais 31 können außerhalb der Batterieeinheit U vorgesehen sein.
  • Die Batterieeinheit U umfasst die Hauptsteuereinheit 52, die einen Ein-Aus-Betrieb (Öffnen und Schließen) der Schaltgeräte SW1A, SW1B, SW2A, und SW2B und des Umgehungsrelais 31 steuert, und die Untersteuereinheit 52, die einen Zustand der Hauptsteuereinheit 51 überwacht. Jede der Steuereinheiten 51 und 52 ist durch einen Mikrocomputer einschließlich einer CPU, eines ROM, eines RAM, und einer Eingabe- und Ausgabeschnittstelleneinheit eingerichtet und ist beispielsweise auf dem gleichen Substrat montiert. Wenn sich ein Energieschalter in einem Ein-Zustand befindet, das heißt, wenn das Energiesteuersystem in Betrieb ist, steuert die Hauptsteuereinheit 51 die Schaltgeräte SW1A, SW1B, SW2A, und SW2B, um geschlossen zu sein, und steuert das Umgehungsrelais, um geöffnet zu sein, gemäß einer Anforderung bezüglich Zufuhr von Strom zu der elektrischen Last 15 und der Rotationselektromaschine 16. In diesem Fall gibt die Hauptsteuereinheit 51 ein Einschaltsignal (ein Hochpegelsignal) als ein Schaltbefehlssignal zum Schließen irgendwelcher der Schaltgeräte SW1A, SW1B, SW2A, und SW2B aus und gibt ein Ausschaltsignal (ein Niedrigpegelsignal) als ein Schaltbefehlssignal zum Öffnen irgendwelcher der Schaltgeräte aus. Die Hauptsteuereinheit 51 gibt ein Einschaltsignal (ein Hochpegelsignal) als ein Relaisbefehlssignal zum Öffnen des Umgehungsrelais 31 aus und gibt ein Ausschaltsignal (ein Niedrigpegelsignal) als ein Relaisbefehlssignal zum Schließen des Umgehungsrelais 31 aus.
  • Die Untersteuereinheit 52 kann gegenseitig mit der Hauptsteuereinheit 51 kommunizieren, und überwacht den Zustand der Hauptsteuereinheit 51 basierend auf dem Kommunikationsstatus. Das heißt, die Untersteuereinheit 52 bestimmt, ob die Hauptsteuereinheit 51 anomal funktioniert. Die Untersteuereinheit 52 umfasst eine Funktion eines Einschaltens des ersten A-Schaltgeräts SW1A, wenn bestimmt ist, dass die Hauptsteuereinheit 51 anomal funktioniert. Die Hauptsteuereinheit 51 entspricht einer Schaltsteuereinheit. Die Untersteuereinheit 52 entspricht einer Überwachungssteuereinheit.
  • Eine ECU 100 außerhalb der Batterieeinheit U ist mit den Steuereinheiten 51 und 52 in der Batterieeinheit U verbunden. Die Steuereinheiten 51 und 52 und die ECU 100 sind mittels eines Kommunikationsnetzwerks wie CAN verbunden und können miteinander kommunizieren. Verschiedene Daten, die in den Steuereinheiten 51 und 52 und der ECU 100 gespeichert sind, können miteinander geteilt werden. Die ECU 100 ist ein Aufsichts- bzw. Überwachungssteuergerät für jede der Steuereinheiten 51, 52 und gibt zu jeder der Steuereinheiten 51 und 52 einen Befehl bezüglich der Öffnungs- und Schließsteuerung des Schaltgeräte SW1A, SW1B, SW2A, und SW2B und des Umgehungsrelais 31 basierend auf dem Speicherzustand von elektrischer Energie jeder der Batterien 11 und 12 und dem Fahrzustand des Fahrzeugs aus. Daher werden in dem vorliegenden Energiezufuhrsystem die Bleibatterie 11 und die Lithiumionenbatterie 12 selektiv verwendet, um Laden und Entladen durchzuführen.
  • In einem Fall, dass eine Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 auftritt, während sich das Energiezufuhrsystem in einem Betriebszustand befindet, wird die Hauptsteuereinheit 51 zurückgesetzt, so dass die Schaltgeräte SW1A, SW1B, SW2A, und SW2B ausgeschaltet (geöffnet) werden. In diesem Fall wird das Schaltgerät offen bzw. geöffnet, und ein Energiezufuhrfehler bezüglich der elektrischen Last 15, die eine geschützte Last ist, kann auftreten. Diesbezüglich wird das Normalgeschlossentypumgehungsrelais 31, das parallel zu dem zweiten A-Schaltgerät SW2A vorgesehen ist, geschlossen, so dass Strom fortsetzt, von der Bleibatterie 11 zu der elektrischen Last 15 zu fließen, und ein Energiefehler der elektrischen Last 15 wird vermieden.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel steuert, wenn die Untersteuereinheit 52 bestimmt, dass die Hauptsteuereinheit 51 anomal funktioniert, die Untersteuereinheit 52 das erste A-Schaltgerät SW1A unter den Schaltgeräten SW1A, SW1B, SW2A, und SW2B, um geschlossen zu sein. Als ein Ergebnis fließt, nachdem die Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 auftritt, Strom zwischen der Bleibatterie 11 und der Rotationselektromaschine 16, und die Bleibatterie 11 kann geladen werden.
  • 3 ist ein Flussdiagramm, das einen Überwachungsprozess der Hauptsteuereinheit 51 durch die Untersteuereinheit 52 zeigt. Der Prozess wird wiederholt beispielsweise mit einem vorbestimmten Zyklus durchgeführt.
  • In einem Schritt S11 wird bestimmt, ob eine Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 aufgetreten ist. Zu dieser Zeit kann beispielsweise durch Erfassen einer Kommunikationsanomalie zwischen der Hauptsteuereinheit 51 und der Untersteuereinheit 52 ein Auftreten einer Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 erfasst werden. Wenn keine Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 aufgetreten ist, endet der vorliegende Prozess.
  • Wenn eine Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 auftritt, schreitet der Prozess zu einem Schritt S12 fort, und ein Befehl zum Einschalten (geschlossen) des ersten A-Schaltgeräts SW1A wird ausgegeben. Zu dieser Zeit kann anstelle einem unmittelbaren Einschaltens des ersten A-Schaltgeräts SW1A unter der Bedingung, dass der Schritt S11 JA ergibt, das erste A-Schaltgerät SW1A angeschaltet werden basierend auf einer Anforderung einer Elektroenergieerzeugung durch die Rotationselektromaschine 16 von der ECU 100.
  • Nach diesem Prozess wird in Schritt S13 die ECU 100 benachrichtigt, dass eine Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 auftritt. Die ECU 100 führt einen Ausfallsicherheitsprozess (Fail-Safe-Prozess) wie ein Verbieten eines Antriebs der Rotationselektromaschine 16 basierend auf der Anomalieinformation der Hauptsteuereinheit 51 durch.
  • 4 ist en Zeitdiagramm, das eine Prozedur bei Auftreten einer Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 zeigt. Wenn das Energiezufuhrsystem in Betrieb ist, wird jedes der Schaltgeräte SW1A, SW1B, SW2A, und SW2B geeignet ein- oder ausgeschaltet durch die Hauptsteuereinheit 51 gemäß der Situation zu jeder Zeit. Der Einfachheit halber werden nur das erste A-Schaltgerät SW1A und das zweite A-Schaltgerät SW2A gezeigt.
  • In 4 operiert vor einer Zeit t11 die Hauptsteuereinheit 51 normal, und beispielsweise sind die Schaltgeräte SW1A und SW2A geschlossen und das Umgehungsrelais 31 wird offen gehalten durch das Befehlssignal der Hauptsteuereinheit 51.
  • Wenn eine Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 zu der Zeit t11 auftritt, werden die Befehlssignale zu den Schaltgeräten SW1A und SW2A und das Umgehungsrelais 31 jeweils von der Hauptsteuereinheit 51 abgeschaltet. In diesem Fall wird eine Zeit bzw. Zeitvorgabe, zu der jedes der Schaltgeräte SW1A und SW2A offen bzw. geöffnet wird, durch die Energiezufuhransteuereinheit verzögert (siehe 2), und in einer Periode von der Ausgabe des Ausschaltbefehlssignals zu einem Öffnungsbetrieb jedes der Schaltgeräte SW1A und SW2A (eine Periode von t11 bis t12) wird das Umgehungsrelais 31 offen bzw. geöffnet. In 4 ist eine Periode Ta eine Verzögerungsperiode durch die Energiezufuhransteuereinheit, und eine Periode Tb ist eine benötigte Periode (eine Mechanismusbetriebsperiode) zum Verschieben bzw. Verbringen des Umgehungsrelais 31 in den geschlossenen Zustand. Die Periode Ta ist größer als die Periode Tb. Zu dieser Zeit wird, da das Umgehungsrelais 31 gesteuert wird, um geschlossen zu sein, bevor das zweite A-Schaltgerät SW2A gesteuert wird, geöffnet zu sein, die Energiezufuhr von der Bleibatterie 11 zu der elektrischen Last 15 kontinuierlich ohne Unterbrechung durchgeführt. Als ein Ergebnis wird ein Betriebsfehler bzw. -fehlschlag aufgrund eines Energiezufuhrfehlers bei der elektrischen Last 15 unterdrückt.
  • Dann bestimmt zu einer Zeit t13 die Untersteuereinheit 52, dass die Hauptsteuereinheit 51 anomal funktioniert, und die Untersteuereinheit 52 schaltet das erste A-Schaltgerät SW1A ein (schließt). Da die Bleibatterie 11 und die Rotationselektromaschine 16 nach der Zeit t13 über den ersten elektrischen Pfad L1 elektrisch verbunden sind, wird die Bleibatterie 11 durch die Elektroenergieerzeugung durch die Rotationselektromaschine 16 geeignet geladen.
    gemäß dem vorstehend beschriebenen vorliegenden Ausführungsbeispiel können die folgenden herausragenden Effekte aufgezeigt werden.
  • Da das Normalgeschlossentypumgehungsrelais 31, das parallel zu dem zweiten A-Schaltgerät SW2A vorgesehen ist, eingerichtet ist, um geschlossen zu sein, wenn das Energiezufuhrsystem in Betrieb ist und eine Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 auftritt, kann Strom fortsetzen, von der Bleibatterie 11 zu der elektrischen Last 15 zu fließen. Als ein Ergebnis können durch unbeabsichtigte Unterbrechung eines Stromflusses der elektrischen Last verursachte Unannehmlichkeiten vermieden werden. Das heißt, wenn eine Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 auftritt, kann ein unbeabsichtigter Energiefehler der elektrischen Last 15 bevorzugt unterdrückt werden. Die elektrische Last 15 ist eine geschützte Last einschließlich verschiedener ECUs. Wenn ein Energiezufuhrfehler auftritt, kann ein Maschinenabwürgen durch ein Anhalten der Fahrzeugsteuerung verursacht werden, jedoch kann eine solche Unannehmlichkeit vermieden werden.
  • Da das erste A-Schaltgerät SW1A eingerichtet ist, um durch die Untersteuereinheit 52 geschlossen zu werden, wenn die Hauptsteuereinheit 51 als anomal bestimmt ist, kann Strom zwischen der Bleibatterie 11 und der Rotationselektromaschine 16 selbst nach Auftreten der Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 fließen. Als ein Ergebnis kann die Bleibatterie 11 geeignet durch die Rotationselektromaschine 16 geladen werden, und eine kontinuierliche Verwendung der Bleibatterie 11 kann realisiert werden.
  • Die Hauptsteuereinheit 51 und die Untersteuereinheit 52 sind in der Batterieeinheit U vorgesehen, und das gleiche Schaltgerät kann durch beide Steuereinheiten 51 und 52 unabhängig gesteuert werden, offen oder geschlossen zu sein. In einem solchen Fall kann bei der Batterieeinheit U eine redundante Konfiguration für den Schaltbetrieb bevorzugt realisiert werden. Beispielsweise können bei der Batterieeinheit U ein Ausgangsanschluss, eine Signalleitung, und ein elektrischer Pfad für eine Schaltsteuerung relativ einfach realisiert werden.
  • Bei dem ersten A-Schaltgerät SW1A, das in dem ersten elektrischen Pfad L1 vorgesehen ist, sind die Vielzahl von zueinander parallelen Schalteinheiten 21 und 22 eingerichtet, um durch die jeweiligen Energiezufuhransteuereinheiten 41 und 42 angesteuert zu werden und gesteuert zu werden, geschlossen zu sein. In diesem Fall kann selbst dann, wenn ein Energiefehler in irgendeiner aus den Schalteinheiten in dem ersten A-Schaltgerät auftritt, ein Öffnungs- und Schließbetrieb der Schalteinheit, bei der der Energiefehler nicht auftritt, durchgeführt werden. Daher kann, nachdem eine Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 auftritt, die Energiezufuhr zu der Bleibatterie 11 durch die Elektroenergieerzeugung durch die Rotationselektromaschine 16 sicher durchgeführt werden.
  • Anderes Beispiel des ersten Ausführungsbeispiels
  • Das Energiezufuhrsystem muss keine Konfiguration aufweisen, bei der die Untersteuereinheit 52 das erste A-Schaltgerät SW1A schließt, nachdem eine Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 auftritt. Die erste elektrische Vorrichtung kann verschieden von der Rotationselektromaschine 16 mit einer Funktion einer Erzeugung elektrischer Energie und einer Funktion eines Antreibens sein, und kann beispielsweise ein Generator mit nur einer Funktion eines Erzeugens elektrischer Energie oder ein Motor mit nur einer Funktion eines Antreibens sein.
  • Das Folgende beschreibt Ausführungsbeispiele verschieden von dem ersten Ausführungsbeispiel. Die folgenden Ausführungsbeispiele werden unter Fokussieren auf Unterschiede von dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
  • Zweites Ausführungsbeispiel
  • Ein Energiezufuhrsystem gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel wird in 5 gezeigt. 5 unterscheidet sich von 1 in der Konfiguration bezüglich des Umgehungsrelais. Das heißt, der Umgehungspfad L11 ist zwischen einem Ende und dem anderen Ende des ersten A-Schaltgeräts SW1A in dem ersten elektrischen Pfad L1 vorgesehen. Das erste Normalgeschlossentypumgehungsrelais 61 und die Sicherung 63 sind in dem Umgehungspfad L11 vorgesehen. Das zweite Umgehungsrelais 62 ist in dem Umgehungspfad L12 vorgesehen, der den Verbindungspunkt N2 und den Verzweigungspunkt N3 verbindet, der zu der Seite der Bleibatterie 11 des zweiten elektrischen Pfads in dem ersten elektrischen Pfad L1 verzweigt. In der Konfiguration der 5 ist das zweite Umgehungsrelais 62 zwischen der Bleibatterie 11 und der elektrischen Last 15 ohne Verwendung einer Sicherung vorgesehen. Das erste Umgehungsrelais 61 entspricht einem ersten Umgehungsschaltgerät, und das zweite Umgehungsrelais 62 entspricht einem zweiten Umgehungsschaltgerät. Die Sicherung 63 kann außerhalb der Batterieeinheit U vorgesehen sein, oder kann innerhalb der Batterieeinheit U vorgesehen sein.
  • Die Hauptsteuereinheit 51 steuert die Schaltgeräte SW1A, SW1B, SW2A, und SW2B und die Umgehungsrelais 61 und 61, um geöffnet zu sein, wenn das Energiezufuhrsystem in Betrieb ist. Wenn die Untersteuereinheit 52 bestimmt, dass die Hauptsteuereinheit 51 anomal funktioniert, steuert die Untersteuereinheit 52 das erste A-Schaltgerät SW1A, um geschlossen zu sein, und benachrichtigt die ECU 100, dass die Hauptsteuereinheit 51 anomal funktioniert. Die ECU führt eine Elektroenergieerzeugungssteuerung der Rotationselektromaschine 16 basierend auf der Anomalieinformation der Hauptsteuereinheit 51 durch. Zu dieser Zeit wird, obwohl die ECU 100 die Elektroenergieerzeugung durch die Rotationselektromaschine 16 zulässt, der erzeugte Strom auf einen vorbestimmten Obergrenzwert begrenzt. Der Obergrenzwert vermeidet, dass die Sicherung 63 durch den durch den ersten elektrischen Pfad L1 fließenden Strom durchbrennt und kann gemäß einem Durchbrennstromwert der Sicherung 63 bestimmt werden. Die Rotationselektromaschine 16 erzeugt elektrische Energie basierend auf einer Anweisung von der ECU 100. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entsprechen die Untersteuereinheit 52 und die ECU 100 einer Überwachungssteuereinheit.
  • 6 ist ein Zeitdiagramm, das eine Prozedur bei Auftreten einer Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 zeigt. 6 ist eine teilweise Modifikation der vorstehend beschriebenen 4. Das Folgende beschreibt Unterschiede von 4.
  • In 6 operiert vor einer Zeit t21 die Hauptsteuereinheit 51 normal, und beispielsweise sind die Schaltgeräte SW1A und SW2A geschlossen und werden die Umgehungsrelais 61 und 62 offen gehalten.
  • Wenn eine Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 zu der Zeit t21 auftritt, werden die Befehlssignale zu den Schaltgeräten SW1A und SW2A und den Umgehungsrelais 61 und 62 jeweils abgeschaltet. Als ein Ergebnis werden in einer Periode bis zu einer Zeit t22 die Umgehungsrelais 61 und 62 geschlossen, und nachfolgend werden die Schaltgeräte SW1A und SW2A gesteuert, um offen bzw. geöffnet zu sein. zu dieser Zeit wird eine Energiezufuhr von der Bleibatterie 11 zu der elektrischen Last 15 kontinuierlich ohne Unterbrechung durchgeführt.
  • Dann schaltet zu einer Zeit t23 die Untersteuereinheit 52 das erste A-Schaltgerät SW1A basierend auf der Anomaliebestimmung der Hauptsteuereinheit 51 ein (schließt). Als nächste erkennt zu einer Zeit t24 die ECU 100, dass die Hauptsteuereinheit 51 anomal funktioniert, und eine Beschränkung der Elektroenergieerzeugung wird durch die Rotationselektromaschine 16 gestartet. Die Antriebsansteuerung der Rotationselektromaschine 16 wird nach der Zeit t24 verboten bzw. unterbunden.
  • Eine Beschränkung der Elektroenergieerzeugung wird durch die Rotationselektromaschine 16 durchgeführt, und ein Durchbrennen der Sicherung 63 wird vermieden, so dass die Elektroenergiezufuhr von der Rotationselektromaschine 16 zu der Bleibatterie 11 über den Umgehungspfad L11 durchgeführt wird, und die Bleibatterie 11 kontinuierlich verwendet werden kann. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, da das erste A-Schaltgerät SW1A durch die Untersteuereinheit 52 geschlossen wird, nachdem eine Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 auftritt, der erste elektrische Pfad L1 zwischen der Bleibatterie 11 und der Rotationselektromaschine 16 zusätzlich zu dem Umgehungspfad L11 offen bzw. geöffnet. Daher kann der erlaubbare Pegel der erzeugten elektrischen Energie, die von der Rotationselektromaschine 16 zu der Bleibatterie zugeführt wird, erhöht werden. In diesem Fall kann selbst dann, wenn der Energieverbrauch durch die elektrische Last 15 und die anderen elektrischen Lasten 14 ansteigt, eine Kapazitätsverringerung der Bleibatterie 11 unterdrückt werden.
  • Wenn eine Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 auftritt, ist es ebenso vorstellbar, dass die Sicherung 63 durchbrennt, bevor die Beschränkung der Elektroenergieerzeugung durch die Rotationselektromaschine 16 durchgeführt wird. Jedoch wird in diesem Fall selbst dann, wenn die Sicherung 63 durchbrennt, das zweite Umgehungsrelais 62 geschlossen gehalten, so dass Strom fortsetzen kann, von der Bleibatterie 11 zu der elektrischen Last 15 zu fließen. Da das erste A-Schaltgerät SW1A durch die Untersteuereinheit 52 geschlossen wird, kann die Bleibatterie 11 durch die Elektroenergieerzeugung durch die Rotationselektromaschine 16 geladen werden.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel können die folgenden herausragenden Effekte erlangt werden.
  • Wenn ein Überstrom nach Auftreten einer Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 durch den Umgehungspfad L11 fließt, brennt die Sicherung durch. In diesem Fall kann selbst dann, wenn die Sicherung 63 durchgebrannt ist, da das zweite Umgehungspfadrelais 62 geschlossen gehalten wird, Strom fortsetzen, von der Bleibatterie 11 zu der elektrischen Last 15 zu fließen. Als ein Ergebnis kann durch unbeabsichtigte Unterbrechung des Stromflusses der elektrischen Last 15 verursachte Unannehmlichkeit vermieden werden.
  • Nach Auftreten einer Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 wird die Beschränkung der Elektroenergieerzeugung durch die Rotationselektromaschine 16 derart durchgeführt, dass die Sicherung 63 nicht durchbrennt, und die Elektroenergieerzeugungssteuerung wird durchgeführt. In diesem Fall kann, wenn das Durchbrennen der Sicherung 63 durch die Beschränkung der Elektroenergieerzeugung vermieden wird, eine Energiezufuhr von der Rotationselektromaschine 16 zu der Bleibatterie 11 über den Umgehungspfad L11 durchgeführt werden.
  • Wenn das erste A-Schaltgerät SW1A durch die Untersteuereinheit 52 in einem Zustand geschlossen wird, in dem die Sicherung nicht durchgebrannt ist, fließt Strom zwischen der Bleibatterie 11 und der Rotationselektromaschine 16 über zwei Routen des Umgehungspfads L11 und des ersten elektrischen Pfads L1. In diesem Fall kann der erlaubbare Pegel der erzeugten elektrischen Energie, die von der Rotationselektromaschine 16 zu der Bleibatterie 11 zugeführt wird, erhöht werden, und eine bevorzugtere Konfiguration kann realisiert werden, wenn die Bleibatterie 11 geladen wird.
  • Anderes Beispiel des zweiten Ausführungsbeispiels
  • Bei der Konfiguration der 5 kann, nachdem eine Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 auftritt, zumindest einer aus dem Prozess eines Schließens des ersten A-Schaltgeräts SW1A durch die Untersteuereinheit 52 und dem Prozess eines Benachrichtigens der ECU 100 bezüglich des Auftretens der Anomalie durch die Untersteuereinheit 52 weggelassen werden. In diesem Fall kann ein Strom zwischen der Bleibatterie 11 und der Rotationselektromaschine 16 über irgendeinen aus dem Umgehungspfad L11 und dem ersten elektrischen Pfad L1 fließen.
  • Bei der Konfiguration der 5 kann ein Normalgeöffnettypumgehungsschalter als das erste Umgehungsrelais 61 verwendet werden. In diesem Fall kann, da das erste Umgehungsrelais 61 offen bzw. geöffnet wird, wenn eine Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 auftritt, vermieden werden, dass die Sicherung 63 durchbrennt.
  • Drittes Ausführungsbeispiel
  • Ein Energiezufuhrsystem gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel ist in 7 gezeigt. 7 unterscheidet sich von 1 in der Konfiguration bezüglich des Umgehungsrelais. Das heißt, der Umgehungspfad L11 ist zwischen einem Ende und dem anderen Ende des ersten A-Schaltgeräts SW1A in dem ersten elektrischen Pfad L1 vorgesehen. Das erste Normalgeöffnettypumgehungsrelais 61 und die Sicherung 63 sind in dem Umgehungspfad L11 vorgesehen. Die Sicherung 63 ist näher bei der Bleibatterie 11 als bei dem ersten Umgehungsrelais 61 in dem Umgehungspfad L11 vorgesehen. Das zweite Umgehungsrelais 62 ist in einem Umgehungsabzweigungspfad L13, der einen Verbindungspunkt N2 und den Zwischenpunkt N5 zwischen dem ersten Umgehungsrelais 61 und der Sicherung 63 in dem Umgehungspfad L11 verbindet, vorgesehen. Die Sicherung 63 kann außerhalb der Batterieeinheit U vorgesehen sein oder kann innerhalb der Batterieeinheit U vorgesehen sein.
  • Die Hauptsteuereinheit 51 steuert die Schaltgeräte SW1A, SW1B, SW2A, und SW2B und die Umgehungsrelais 61 und 62, um geöffnet zu sein, wenn das Energiezufuhrsystem in Betrieb ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist, da das erste Umgehungsrelais 61 ein Normalgeöffnettyprelais ist, ein Befehlssignal zu dem ersten Umgehungsrelais 61 ein Ausschaltsignal, wenn das Energiezufuhrsystem in Betrieb ist. Wenn die Untersteuereinheit 52 bestimmt, dass die Hauptsteuereinheit 51 anomal funktioniert, steuert die Untersteuereinheit 52 das erste A-Schaltgerät SW1A, geschlossen zu sein, und benachrichtigt die ECU 100, dass die Hauptsteuereinheit 51 anomal funktioniert. Die ECU 100 führt einen Ausfallsicherheitsprozess (Fail-Safe-Prozess) wie ein Verbieten eines Ansteuerns eines Antriebs der Rotationselektromaschine 16 basierend auf der Anomalieinformation der Hauptsteuereinheit 51 durch.
  • 8 ist ein Zeitdiagramm, das eine Prozedur bei Auftreten einer Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 zeigt. 8 ist eine teilweise Modifikation der vorstehend beschriebenen 4. Das Folgende beschreibt Unterschiede zu 4.
  • In 8 operiert vor einer Zeit t31 die Hauptsteuereinheit 51 normal. Beispielsweise sind die Schaltgeräte SW1A und SW2A geschlossen, und die Umgehungsrelais 61 und 62 werden offen bzw. geöffnet gehalten.
  • Wenn eine Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 zu der Zeit t31 auftritt, werden die Befehlssignale zu den Schaltgeräten SW1A und SW2A und dem zweiten Umgehungsrelais 62 jeweils abgeschaltet. Daher wird in einer Periode bis zu einer Zeit t32 das zweite Umgehungsrelais 62 geschlossen, und nachfolgend werden die Schaltgeräte SW1A und SW2A offen bzw. geöffnet. Zu dieser Zeit wird die Energiezufuhr von der Bleibatterie 11 zu der elektrischen Last 15 kontinuierlich ohne Unterbrechung durchgeführt. Da das erste Umgehungsrelais 61 ein Normalgeöffnettyprelais ist, wird das erste Umgehungsrelais 61 in dem geöffneten Zustand gehalten bevor und nachdem eine Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 auftritt. Da das erste Umgehungsrelais 61 geöffnet bleibt, wird das Durchbrennen der Sicherung 63 aufgrund eines Überstromes vermieden.
  • Dann schaltet zu einer Zeit t33 die Untersteuereinheit 52 das erste A-Schaltgerät SW1A basierend auf der Anomaliebestimmung der Hauptsteuereinheit 51 ein (schließt). Da Strom zwischen der Bleibatterie 11 und der Rotationselektromaschine 16 über den ersten elektrischen Pfad L1 nach der Zeit t33 fließt, wird die Bleibatterie 11 durch die Elektroenergieerzeugung durch die Rotationselektromaschine 16 geeignet geladen.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel können die folgenden herausragenden Effekte erlangt werden.
  • Nach Auftreten einer Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 wird das erste Normalgeschlossentypumgehungsrelais 61 offen bzw. geöffnet, so dass vermieden werden kann, dass die Sicherung 63 durchbrennt. Das zweite Umgehungsrelais 62 wird geschlossen, so dass Strom fortsetzen kann, von der Bleibatterie 11 zu der elektrischen Last 15 zu fließen. Als ein Ergebnis kann eine durch eine unbeabsichtigte Unterbrechung von Stromfluss der elektrischen Last 15 verursachte Unannehmlichkeit vermieden werden.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst insbesondere der Umgehungspfad L11, der ein Ende und das andere Ende des ersten A-Schaltgeräts SW1A verbindet, zwei Zweige auf, das heißt, in dem ersten elektrischen Pfad L1 ist ein Ende, das eine Seite des ersten A-Schaltgeräts SW1A relativ zu der Bleibatterie ist, mit dem Verbindungspunkt N1 (dem Verbindungspunkt zu der Rotationselektromaschine 16 in dem ersten elektrischen Pfad L1) und dem Verbindungspunkt N2 (dem Verbindungspunkt zu der elektrischen Last 15 in dem zweiten elektrischen Pfad L2) verbunden. In dem Umgehungspfad L11 ist die Sicherung 63 in dem Pfadabschnitt vor einer Verzweigung (aufseiten der Bleibatterie 11 relativ zu dem Zwischenpunkt N5 in dem Umgehungspfad L11) vorgesehen, der sich von einem Ende des ersten A-Schaltgeräts SW1A erstreckt. In diesem Fall werden, wenn eine Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 auftritt, die Bleibatterie 11 und die elektrische Last 15 mittels der Route über die Sicherung derart elektrisch verbunden, dass ein Stromfluss durch die elektrische Last 15 unmöglich wird, wenn die Sicherung 63 durchbrennt. Jedoch kann, da das Durchbrennen der Sicherung 63 wie vorstehend beschrieben vermieden wird, Strom fortsetzen, durch die elektrische Last 15 zu fließen.
  • Da das erste A-Schaltgerät SW1A eingerichtet ist, um durch die Untersteuereinheit 52 geschlossen zu werden, wenn bestimmt ist, dass die Hauptsteuereinheit 51 anormal ist, kann Strom zwischen der Bleibatterie 11 und der Rotationselektromaschine 16 selbst nach Auftreten einer Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 fließen. Daher kann die Bleibatterie 11 durch die Rotationselektromaschine 16 geeignet geladen werden, und eine kontinuierliche Verwendung der Bleibatterie 11 kann realisiert werden.
  • Anderes Beispiel des dritten Ausführungsbeispiels
  • In 7 kann ein Umgehungsrelais vom Sperr- bzw. Verriegelungstyp (Latch-Typ) anstelle des Normalgeschlossentypumgehungsrelais 61 verwendet werden. In diesem Fall wird, wenn ein Befehlssignal zum Schließen des ersten Umgehungsrelais 61 nicht ausgegeben wird, nachdem eine Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 auftritt, das erste Umgehungsrelais 61 geöffnet gehalten.
  • Viertes Ausführungsbeispiel
  • Die Konfiguration des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist grundsätzlich gleich jener der in dem dritten Ausführungsbeispiel beschriebenen 7, ausgenommen, dass das in dem Umgehungspfad L11 vorgesehene erste Umgehungsrelais 61 ein Normalgeschlossentyprelais ist.
  • Die Hauptsteuereinheit 51 steuert die Schaltgeräte SW1A, SW1B, SW2A, und SW2B und die Umgehungsrelais 61 und 62, um geöffnet zu sein, wenn das Energiezufuhrsystem in Betrieb ist. Wenn die Untersteuereinheit 52 bestimmt, dass die Hauptsteuereinheit 51 anomal funktioniert, steuert die Untersteuereinheit 52 das erste Umgehungsrelais 61, um geöffnet zu sein, und steuert das erste A-Schaltgerät SW1A, um geschlossen zu sein, und benachrichtigt die ECU 100, dass die Hauptsteuereinheit 51 anomal funktioniert. Die ECU 100 führt einen Ausfallsicherheitsprozess (Fail-Safe-Prozess) wie ein Verbieten eines Ansteuerns eines Antriebs der Rotationselektromaschine 16 basierend auf der Anomalieinformation der Hauptsteuereinheit 51 durch.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, wenn das erste Umgehungsrelais 61 von dem geöffneten Zustand zu dem geschlossenen Zustand durch ein Relaisbefehlssignal übergeht, der Zustandsübergang des ersten Umgehungsrelais 61 verzögert, insbesondere ist, wie in 9 gezeigt, eine Relaisansteuereinheit 71 zwischen der Hauptsteuereinheit 51 und dem ersten Umgehungsrelais vorgesehen. Die Relaisansteuereinheit 71 entspricht einer Verzögerungseinheit. Beispielsweise wird eine Zeit, die für die Anomaliebestimmung durch die Untersteuereinheit 52 benötigt wird, geschätzt, und eine Zeit länger als die geschätzte Zeit wird als die Verzögerungszeit der Relaisansteuereinheit 71 verwendet. Die Verzögerungszeit ist beispielsweise 150 ms.
  • 10 ist ein Flussdiagramm, das einen Überwachungsprozess der Hauptsteuereinheit 51 durch die Untersteuereinheit 52 zeigt. Der vorliegende Prozess wird wiederholt beispielsweise mit einem vorbestimmten Zyklus durchgeführt. Der vorliegende Prozess ist eine teilweise Modifikation des vorstehend beschriebenen Prozesses der 3 und unterscheidet sich insbesondere nur darin, dass der Schritt S21 hinzugefügt ist.
  • In 10 wird, wenn bestimmt ist, dass eine Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 auftritt (JA in dem Schritt S11), in dem Schritt S21 ein Befehl zum Öffnen des ersten Umgehungsrelais 61 gesendet. Dann werden ein Befehl zum Schließen des ersten A-Schaltgeräts und eine Benachrichtigung an die ECU 100 durchgeführt (die Schritte S12 und S13).
  • 11 ist ein Zeitdiagramm, das eine Prozedur bei Auftreten einer Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 zeigt. 11 ist eine teilweise Modifikation der vorstehend beschriebenen 4. Das Folgende beschreibt Unterschiede von 4.
  • In 11 operiert vor einer Zeit t41 die Hauptsteuereinheit 51 normal. Beispielsweise sind die Schaltgeräte SW1A und SW2A geschlossen, und die Umgehungsrelais 61 und 62 werden offen bzw. geöffnet gehalten.
  • Wenn eine Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 zu der Zeit t41 auftritt, werden die Befehlssignale zu den Schaltgeräten SW1A und SW2A und den Umgehungsrelais 61 und 62 jeweils abgeschaltet. Daher wird in einer Periode bis zu der Zeit t42 das zweite Umgehungsrelais 62 geschlossen, und nachfolgend werden die Schaltgeräte SW1A und SW2A offen bzw. geöffnet. Zu dieser Zeit wird die Energiezufuhr von der Bleibatterie 11 zu der elektrischen Last 15 kontinuierlich ohne Unterbrechung durchgeführt.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, wenn das erste Umgehungsrelais 61 von dem geöffneten Zustand zu dem geschlossenen Zustand mittels eines Relaisbefehlssignals von der Hauptsteuereinheit 51 übergeht, der Zustandsübergang verzögert. Beispielsweise ist eine Periode Tc eine Verzögerungsperiode. In diesem Fall ist die Verzögerungsperiode Tc eine Periode von dem Auftreten einer Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 bis zu einer Zeit, bis zu der das erste Umgehungsrelais durch die Untersteuereinheit 52 offen bzw. geöffnet wird. Als ein Ergebnis wird das erste Umgehungsrelais 61 geöffnet gehalten vor und nach Auftreten einer Anomalie bei der Hauptsteuereinheit b51. Da das erste Umgehungsrelais 61 geöffnet gehalten wird, wird ein Durchbrennen der Sicherung 63 aufgrund eines Überstroms vermieden.
  • Nachfolgend schaltet zu einer Zeit t43 die Untersteuereinheit 52 das erste A-Schaltgerät SW1A basierend auf der Anomaliebestimmung der Hauptsteuereinheit 51 ein (schließt). Nach der Zeit t43 wird, da Strom zwischen der Bleibatterie 11 und der Rotationselektromaschine 16 über den ersten elektrischen Pfad L1 fließt, die Bleibatterie 11 durch die Elektroenergieerzeugung durch die Rotationselektromaschine 16 geeignet geladen.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel können die folgenden herausragenden Effekte erzielt werden.
  • Da das erste Umgehungsrelais durch die Untersteuereinheit 52 offen bzw. geöffnet wird, nachdem eine Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 auftritt, kann das Durchbrennen der Sicherung 63 vermieden werden. Da das zweite Umgehungsrelais 62 geschlossen ist, kann Strom fortsetzen, von der Bleibatterie 11 zu der elektrischen Last 15 zu fließen. Als ein Ergebnis kann eine durch eine unbeabsichtigte Unterbrechung von Stromfluss der elektrischen Last verursachte Unannehmlichkeit vermieden werden.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst insbesondere der Umgehungspfad L11, der ein Ende und das andere Ende des ersten A-Schaltgeräts SW1A verbindet, zwei Zweige, das heißt, ein Ende des ersten A-Schaltgeräts SW1A, das aufseiten der Bleibatterie 11 in dem ersten elektrischen Pfad liegt, ist mit dem Verbindungspunkt N1 (dem Verbindungspunkt zu der Rotationselektromaschine 16 in dem ersten elektrischen Pfad) und dem Verbindungspunkt N2 (dem Verbindungspunkt zu der elektrischen Last 15 in dem zweiten elektrischen Pfad L2) verbunden. In dem Umgehungspfad L11 ist die Sicherung 63 in dem Pfadabschnitt vor einer Verzweigung (aufseiten der Bleibatterie 11 relativ zu dem Zwischenpunkt N5 in dem Umgehungspfad L11), der sich von einem Ende des ersten A-Schaltgeräts SW1A erstreckt, vorgesehen. Wenn eine Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 auftritt, werden die Bleibatterie 11 und die elektrische Last 15 mittels einer Route über die Sicherung 63 verbunden, und ein Stromfluss durch die elektrische Last 15 wird unmöglich, wenn die Sicherung 63 durchbrennt. Jedoch kann, da ein Durchbrennen der Sicherung 63 wie vorstehend beschrieben vermieden wird, Strom fortsetzen, durch die elektrische Last 15 zu fließen.
  • Wenn eine Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 auftritt, bevor das erste Umgehungsrelais 61 durch die Untersteuereinheit 52 gesteuert wird, geöffnet zu sein, und das erste Umgehungsrelais 61 durch den Befehl zum Anhalten des geöffneten Zustands von der Hauptsteuereinheit 51 geschlossen wird, kann die Sicherung 63 aufgrund eines Überstroms an die Sicherung durchbrennen. In diesem Fall wird eine Konfiguration vorgesehen, um den Zustandsübergang des ersten Umgehungsrelais 61 zu verzögern. Der Zustandsübergang des ersten Umgehungsrelais 61 wird verzögert, bis nachdem die Untersteuereinheit 52 das erste Umgehungsrelais 61 öffnet. Als ein Ergebnis wird ein Durchbrennen der Sicherung 63 vermieden, und Strom kann fortsetzen, durch die elektrische Last 15 zu fließen.
  • Da das erste A-Schaltgerät SW1A eingerichtet ist, durch die Untersteuereinheit 52 geschlossen zu werden, wenn bestimmt ist, dass die Hauptsteuereinheit 51 anormal funktioniert, kann Strom zwischen der Bleibatterie 11 und der Rotationselektromaschine 16 selbst nach Auftreten einer Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 fließen. Daher kann die Bleibatterie 11 durch die Rotationselektromaschine 16 geeignet geladen werden, und eine kontinuierliche Verwendung der Bleibatterie 11 kann realisiert werden.
  • Anderes Beispiel des vierten Ausführungsbeispiels
  • Wenn das Energiezufuhrsystem in Betrieb ist, kann das erste Umgehungsrelais 61 eingerichtet sein, durch ein Relaisbefehlssignal von der Untersteuereinheit 52 konstant geöffnet zu sein. In diesem Fall wird das erste Umgehungsrelais 61 geöffnet gehalten vor und nach Auftritt einer Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51. Da das erste Umgehungsrelais 61 geöffnet gehalten wird, wird das Durchbrennen der Sicherung 63 aufgrund eines Überstroms vermieden.
  • Fünftes Ausführungsbeispiel
  • Ein Energiezufuhrsystem des fünften Ausführungsbeispiels ist in 12 gezeigt. 12 unterscheidet sich von 1 in der Konfiguration bezüglich des Umgehungsrelais. Das heißt, der Umgehungspfad L11 (der erste Umgehungspfad) ist zwischen einem Ende und dem anderen Ende des ersten A-Schaltgeräts SW1A in dem ersten elektrischen Pfad L1 vorgesehen. Zudem sind in dem Umgehungspfad L11 das erste Normalgeschlossentypumgehungsrelais 61 und die Sicherung 63 vorgesehen. Ein zweites Umgehungsrelais 65 ist in einem Umgehungspfad L14 (ein zweiter Umgehungspfad), der den Verbindungspunkt N1 und den Verbindungspunkt N2 verbindet, vorgesehen. Bei der vorliegenden Konfiguration sind das erste Umgehungsrelais 61 und das zweite Umgehungsrelais 62 in Reihe zwischen der Bleibatterie 11 und der elektrischen Last 15 vorgesehen. Das erste Umgehungsrelais 61 entspricht einem ersten Umgehungsschaltgerät bzw. ersten Umgehungsschaltergerät, und das zweite Umgehungsrelais 65 entspricht einem zweiten Umgehungsschaltgerät bzw. zweiten Umgehungsschaltergerät. Die Sicherung 63 kann außerhalb der Batterieeinheit U vorgesehen sein, oder kann innerhalb der Batterieeinheit U vorgesehen sein.
  • Die Hauptsteuereinheit 51 steuert jeweils die Schaltgeräte SW1A, SW1B, SW2A, und SW2B und die Umgehungsrelais 61 und 65, um offen bzw. geöffnet zu sein, wenn das Energiezufuhrsystem in Betrieb ist. Wenn die Untersteuereinheit 52 bestimmt, dass die Hauptsteuereinheit 51 anormal funktioniert, steuert die Untersteuereinheit 52 das erste A-Schaltgerät SW1A und das zweite A-Schaltgerät SW2A, um geschlossen zu sein, und steuert das zweite Umgehungsrelais 65, geöffnet zu sein. Ferner wird die ECU 100 benachrichtigt, dass die Hauptsteuereinheit 51 anormal funktioniert. Die ECU 100 führt einen Ausfallsicherheitsprozess (Fail-Safe-Prozess) wie ein Verbieten eines Antriebs der Rotationselektromaschine 16 basierend auf der Anomalieinformation der Hauptsteuereinheit 51 durch.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, wenn die Hauptsteuereinheit 51 ein Signal, die Schaltgeräte SW1A und SW2A von dem geschlossenen Zustand zu dem geöffneten Zustand zu verschieben bzw. zu verbringen, ausgibt, der Zustandsübergang der Schaltgeräte SW1A und SW2A verzögert. Insbesondere sind, wie in 13 gezeigt, Schaltansteuereinheiten 81 und 82 zwischen der Hauptsteuereinheit 51 und den Schaltgeräten SW1A und SW2A vorgesehen. Die Schaltansteuereinheiten 81 und 82 entsprechen einer Verzögerungseinheit. Beispielsweise wird eine geschätzte Zeit, die für die Anomaliebestimmung durch die Untersteuereinheit 52 benötigt wird, geschätzt, und eine Zeit länger als die geschätzte Zeit wird als die Verzögerungszeit der Schaltansteuereinheiten bzw. Schalteransteuereinheiten 81 und 82 verwendet. Die Verzögerungszeit ist beispielsweise 150 ms. Die Schaltansteuereinheiten 81 und 82 entsprechen jeweils den Energiezufuhransteuereinheiten 41 und 42, die in 2 gezeigt sind.
  • 14 ist ein Zeitdiagramm, das eine Prozedur bei Auftreten einer Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 zeigt. 14 ist eine teilweise Modifikation der vorstehend beschriebenen 4, und der Unterschied zu 4 wird beschrieben.
  • In 14 operiert vor einer Zeit t51 die Hauptsteuereinheit 51 normal. Beispielsweise sind die Schaltgeräte SW1A und SW2A geschlossen, und die Umgehungsrelais werden offen bzw. geöffnet gehalten.
  • Wenn eine Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 zu der Zeit t51 auftritt, werden die Befehlssignale zu den Schaltgeräten SW1A und SW2A und den Umgehungsrelais 61 und 65 jeweils abgeschaltet. Zu dieser Zeit wird der Zustandsübergang jedes der Schaltgeräte SW1A und SW2A verzögert. Beispielsweise ist eine Periode Td eine Verzögerungsperiode. Nachfolgend werden zu der Zeit t52 die Umgehungsrelais 61 und 65 geschlossen.
  • Dann gibt zu der Zeit t53 die Untersteuereinheit 52 die Befehlssignale zur Steuerung des ersten A-Schaltgeräts SW1A und des zweiten A-Schaltgeräts SW2A, um eingeschaltet zu werden, basierend auf der Anomaliebestimmung der Hauptsteuereinheit 51 aus. In diesem Fall ist die Verzögerungsperiode Td des Zustandsübergangs der Schaltgeräte SW1A und SW2A eine Periode von dem Auftreten einer Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 bis zu einer Zeit nachdem die Schaltgeräte SW1A und SW2A durch die Untersteuereinheit 52 geschlossen sind. Daher werden jedes der Schaltgeräte SW1A und SW2A geschlossen gehalten vor und nach Auftreten einer Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51. Da das zweite A-Schaltgerät geschlossen gehalten wird, wird die Energiezufuhr von der Bleibatterie 11 zu der elektrischen Last 15 kontinuierlich ohne Unterbrechung durchgeführt.
  • Nach der Zeit t53 wird das erste A-Schaltgerät SW1A geschlossen, und ein Strom fließt zwischen der Bleibatterie 11 und der Rotationselektromaschine 16 über den ersten elektrischen Pfad L1. Als ein Ergebnis wird die Bleibatterie 11 durch die Elektroenergieerzeugung durch die Rotationselektromaschine 16 geeignet geladen.
  • Es ist ebenso vorstellbar, dass die Sicherung 63 zu der Zeit t53 oder später nicht durchbrennt. Unter der Annahme einer solchen Situation kann die ECU 100 eingerichtet sein, um eine Steuerung einer Elektroenergieerzeugung durch die Rotationselektromaschine 16 zu befehlen, so dass die Sicherung 63 nicht durchbrennt.
  • gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel können die folgenden herausragenden Effekte erlangt werden.
  • Bei der Konfiguration, bei der die Bleibatterie 11 und die elektrische Last 15 über die Umgehungspfade L11 und L14 gemäß dem Öffnen von Schaltgeräten SW1A, SW1B, SW2A, und SW2B bei Auftreten einer Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 verbunden werden, steuert die Untersteuereinheit 52 das zweite A-Steuergerät SW2A, geschlossen zu sein, nachdem die Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 auftritt. In diesem Fall kann selbst dann, wenn die Sicherung 63 in dem Umgehungspfad L11 durchgebrannt ist, Strom fortsetzen, von der Bleibatterie 11 zu der elektrischen Last 15 zu fließen. Als ein Ergebnis kann eine durch eine unbeabsichtigte Unterbrechung eines Stromflusses der elektrischen Last verursachte Unannehmlichkeit vermieden werden.
  • Wenn eine Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 auftritt, wenn das zweite A-Steuergerät SW2A offen bzw. geöffnet wird durch Anhalten des Befehls zum Schließen des zweiten A-Schaltgeräts SW2A von der Hauptsteuereinheit 51, bevor das zweite A-Schaltgerät durch die Untersteuereinheit 52 gesteuert wird, geschlossen zu sein, kann ein Energiezufuhrfehler bei der elektrischen Last 15 auftreten. Diesbezüglich wird bei vorstehender Konfiguration, bei der der Zustandsübergang des zweiten A-Schaltgeräts SW2A eingerichtet ist, um verzögert zu werden, der Zustandsübergang des zweiten A-Schaltgeräts SW2A verzögert, bis nachdem das zweite A-Schaltgerät SW2A durch die Untersteuereinheit 52 geschlossen ist. Als ein Ergebnis kann ein Energiezufuhrfehler bei der elektrischen Last 15 vermieden werden, und Strom kann geeignet durch die elektrische Last 15 fließen.
  • Wenn die Steuerung zum Schließen des zweiten A-Schaltgeräts SW2A nicht durch die Untersteuereinheit 52 durchgeführt wird, wenn Strom in einem Zustand fließt, in dem die Umgehungsrelais 61 und 65 geschlossen sind, und dann die Sicherung 63 durchbrennt, kann ein Elektroenergiefehler bei der elektrischen Last auftreten. Jedoch kann bei dem Energiezufuhrsystem gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine solche Unannehmlichkeit vermieden werden.
  • Da die ersten A-Schaltgeräte SW1A eingerichtet sind, um durch die Untersteuereinheit 52 geschlossen zu werden, wenn die Hauptsteuereinheit 51 als anormal bestimmt ist, kann Strom zwischen der Bleibatterie 11 und der Rotationselektromaschine 16 selbst nach Auftreten einer Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 fließen. Daher kann die Bleibatterie 11 geeignet durch die Rotationselektromaschine 16 geladen werden, und eine kontinuierliche Verwendung der Bleibatterie 11 kann realisiert werden.
  • Anderes Beispiel des fünften Ausführungsbeispiels
  • Wenn das Energiezufuhrsystem in Betrieb ist, kann das zweite Umgehungsrelais 65 eingerichtet sein, durch ein Relaisbefehlssignal von der Untersteuereinheit 52 konstant offen bzw. geöffnet gehalten zu werden.
  • Andere Ausführungsbeispiele
  • Die vorstehenden Ausführungsbeispiele können beispielsweise wie folgt modifiziert werden.
  • Bei jedem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele kann der Zustand der Hauptsteuereinheit 51 eingerichtet sein, durch die ECU 100 überwacht zu werden. In diesem Fall bestimmt die ECU 100, ob die Hauptsteuereinheit 51 anormal funktioniert basierend auf dem Kommunikationsstatus mit der Hauptsteuereinheit 51. Das erste A-Schaltgerät SW1A ist eingerichtet um gesteuert zu werden, geschlossen zu werden, durch das Befehlssignal der ECU 100. Wenn eine Anomalie bei der Hauptsteuereinheit 51 auftritt, ist die ECU 100 dazu eingerichtet, ein Befehlssignal zur Steuerung des ersten A-Schaltgeräts SW1A, geschlossen zu sein, auszugeben. Bei der vorliegenden Konfiguration entspricht die ECU 100 einer Überwachungssteuereinheit.
  • Bei der Konfiguration, bei der der Zustand der Hauptsteuereinheit 51 durch die ECU 100 überwacht wird, kann anders als bei der vorstehenden Beschreibung in dem vierten Ausführungsbeispiel (7) das erste Umgehungsrelais gesteuert werden, um geöffnet zu sein, wenn bestimmt ist, dass die Hauptsteuereinheit 51 anormal funktioniert. Bei dem fünften Ausführungsbeispiel (12) können, wenn bestimmt ist, dass die Hauptsteuereinheit 51 anormal funktioniert, die ersten A-Schaltgeräte SW1A und SW2A gesteuert werden, geöffnet zu sein, und das zweite Umgehungsrelais 65 kann gesteuert werden, geöffnet zu sein.
  • Bei der Batterieeinheit U können die Hauptsteuereinheit 51 und die Untersteuereinheit 52 außerhalb der Batterieeinheit U eingerichtet sein. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf das durch Einschließen der Batterieeinheit U realisierte Energiezufuhrsystem beschränkt. Das heißt, das Energiezufuhrsystem kann als eine Konfiguration verschieden von der Konfiguration realisiert werden, bei der die Lithiumionenbatterie 12 und die Schaltgeräte integral gepackt sind.
  • Das Energiezufuhrsystem ist nicht auf ein System einschließlich der Bleibatterie 11 als die erste Batterie und der Lithiumionenbatterie 12 als die zweite Batterie beschränkt. Beispielsweise kann anstelle der Bleibatterie 11 oder der Lithiumionenbatterie 12 eine andere Sekundärbatterie wie eine Nickelhydrogenbatterie verwendet werden. Zudem können sowohl die erste Batterie als auch die zweite Batterie Bleibatterien oder Lithiumionenbatterien sein. Bei dem Energiezufuhrsystem können drei oder mehr Batterien verwendet werden.
  • Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf eine fahrzeugseitige Energiezufuhrvorrichtung beschränkt und kann auf eine Energiezufuhrvorrichtung verschieden von der fahrzeugseitigen Energiezufuhrvorrichtung angewendet werden.
  • Obwohl die vorliegende Offenbarung basierend auf den Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, wird verstanden, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die Ausführungsbeispiele und Strukturen beschränkt ist. Die vorliegende Offenbarung umfasst auf verschiedene Modifizierungen und Abwandlungen innerhalb des äquivalenten Bereichs. Zudem sind verschiedene Kombinationen und Formen und fern andere Kombinationen und Formen einschließlich nur einem Element oder mehr oder weniger als diese Elemente auch innerhalb des Bereichs und des Geistes der vorliegenden Offenbarung.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2017 [0001]
    • JP 2015093554 [0005]

Claims (14)

  1. Energiezufuhrsystem einschließlich einer ersten Batterie (11) und einer zweiten Batterie (12), die beide parallel zu einem ersten elektrischen Pfad (L1) verbunden sind, wobei eine erste elektrische Vorrichtung (16) mit dem ersten elektrischen Pfad verbunden ist, und eine zweite elektrische Vorrichtung (15) mit einem zweiten elektrischen Pfad (L2) verbunden ist, der parallel zu dem ersten elektrischen Pfad zwischen den beiden Batterien vorgesehen ist, wobei das Energiezufuhrsystem umfasst ein erstes A-Schaltgerät (SW1A), das in einem Abschnitt des ersten elektrischen Pfads parallel zu dem zweiten elektrischen Pfad näher zu der ersten Batterie als zu einem ersten Verbindungspunkt (N1), der mit der ersten elektrischen Vorrichtung verbunden ist, vorgesehen ist, ein erstes B-Schaltgerät (SW1B), das in einem Abschnitt des ersten elektrischen Pfads parallel zu dem zweiten elektrischen Pfad näher zu der zweiten Batterie als zu dem ersten Verbindungspunkt vorgesehen ist, ein zweites A-Schaltgerät (SW2A), das in dem zweiten elektrischen Pfad näher zu der ersten Batterie als zu einem zweiten Verbindungspunkt (N2), der mit der zweiten elektrischen Vorrichtung verbunden ist, vorgesehen ist, ein zweites B-Schaltgerät (SW2B), das in dem zweiten elektrischen Pfad näher zu der zweiten Batterie als zu dem zweiten Verbindungspunkt vorgesehen ist, ein Normalgeschlossentypumgehungsschaltgerät (31, 62), das parallel zu dem zweiten A-Schaltgerät vorgesehen ist, und eine Schaltsteuereinheit (51), die, wenn das Energiezufuhrsystem in Betrieb ist, das erste A-Schaltgerät, das erste B-Schaltgerät, das zweite A-Schaltgerät, und das zweite B-Schaltgerät steuert, geschlossen zu sein, und das Umgehungsschaltgerät steuert, geöffnet zu sein, gemäß einer Anforderung für eine Zufuhr von elektrischer Energie zu der ersten elektrischen Vorrichtung und der zweiten elektrischen Vorrichtung.
  2. Energiezufuhrsystem nach Anspruch 1, mit einem ersten Umgehungsschaltgerät (61), das vom Normalgeschlossentyp ist, das in einem Umgehungspfad (L11) vorgesehen ist, der ein Ende und das andere Ende des ersten A-Schaltgeräts in dem ersten elektrischen Pfad verbindet, und einer Sicherung (63), die in dem Umgehungspfad vorgesehen ist, wobei das parallel zu dem zweiten A-Schaltgerät vorgesehene Umgehungsschaltgerät ein zweites Umgehungsschaltgerät (62) ist und in einem Umgehungspfad (L12) vorgesehen ist, der einen Verzweigungspunkt (N3), der zu dem zweiten elektrischen Pfad in dem ersten elektrischen Pfad verzweigt, mit dem zweiten Verbindungspunkt verbindet, und die Schaltsteuereinheit das erste Umgehungsschaltgerät und das zweite Umgehungsschaltgerät steuert, geöffnet zu sein, wenn das Energieschaltsystem in Betrieb ist.
  3. Energiezufuhrsystem nach Anspruch 2, wobei die erste elektrische Vorrichtung ein Generator mit einer Funktion eines Erzeugens elektrischer Energie ist, das Energiezufuhrsystem eine Überwachungssteuereinheit (52, 100) umfasst, die einen Zustand der Schaltsteuereinheit überwacht, und wobei wenn die Überwachungssteuereinheit bestimmt, dass die Schaltsteuereinheit anormal funktioniert, die Überwachungssteuereinheit eine Elektroenergieerzeugung durch den Generator derart beschränkt, dass die Sicherung nicht durchbrennt, und die Elektroenergieerzeugung durch den Generator steuert.
  4. Energiezufuhrsystem nach Anspruch 3, wobei wenn die Überwachungssteuereinheit bestimmt, dass die Schaltsteuereinheit anormal funktioniert, die Überwachungssteuereinheit das erste A-Schaltgerät steuert, geschlossen zu sein, und in einem solchen Zustand die Überwachungssteuereinheit die Elektroenergieerzeugung durch den Generator derart beschränkt, dass die Sicherung nicht durchbrennt, und die Elektroenergieerzeugung durch den Generator steuert.
  5. Energiezufuhrsystem nach Anspruch 1, mit einem ersten Umgehungsschaltgerät (61), normal geöffnet oder mit einer Latch-Funktion, das in einem Umgehungspfad (L11) vorgesehen ist, der ein Ende und das andere Ende des ersten A-Schaltgeräts in dem ersten elektrischen Pfad verbindet, und einer Sicherung, die näher zu der ersten Batterie als zu dem ersten Umgehungsschaltgerät in dem Umgehungspfad vorgesehen ist, wobei das parallel zu dem zweiten A-Schaltgerät vorgesehene Umgehungsschaltgerät ein zweites Umgehungsschaltgerät (62) ist und in einem Umgehungsabzweigungspfad (L13) vorgesehen ist, der einen Zwischenpunkt (N5) zwischen dem ersten Umgehungsschaltgerät und der Sicherung in dem Umgehungspfad mit dem zweiten Verbindungspunkt verbindet, und die Schaltsteuereinheit das erste Umgehungsschaltgerät und das zweite Umgehungsschaltgerät steuert, geöffnet zu sein, wenn das Energiezufuhrsystem in Betrieb ist.
  6. Energiezufuhrsystem nach einem der Ansprüche 1, 2, und 5, wobei die erste elektrische Vorrichtung ein Generator mit einer Funktion eines Erzeugens von elektrischer Energie ist, wobei das Energiezufuhrsystem eine Überwachungssteuereinheit (52, 100) umfasst, die einen Zustand der Schaltsteuereinheit überwacht, und wobei wenn die Überwachungssteuereinheit bestimmt, dass die Schaltsteuereinheit anormal funktioniert, die Überwachungssteuereinheit das erste A-Schaltgerät steuert, geschlossen zu sein.
  7. Energiezufuhrsystem nach Anspruch 1, mit einem ersten Umgehungsschaltgerät (61), das vom Normalgeschlossentyp ist, das in einem Umgehungspfad (L11) vorgesehen ist, der ein Ende und das andere Ende des ersten A-Schaltgeräts in dem ersten elektrischen Pfad verbindet, einer Scherung (63), die in dem Umgehungspfad näher zu der ersten Batterie als zu dem ersten Umgehungsschaltgerät vorgesehen ist, und einer Überwachungssteuereinheit (52, 100), die einen Zustand der Schaltsteuereinheit überwacht, wobei das parallel zu dem zweiten A-Schaltgerät vorgesehene Umgehungsschaltgerät ein zweites Umgehungsschaltgerät (62) ist und in einem Umgehungspfad (L13) vorgesehen ist, der einen Zwischenpunkt (N5) zwischen dem ersten Umgehungsschaltgerät und der Sicherung in dem Umgehungspfad mit dem zweiten Verbindungspunkt verbindet, die Schaltsteuereinheit das erste Umgehungsschaltgerät und das zweite Umgehungsschaltgerät mittels eines Befehlssignals steuert, geöffnet zu sein, wenn das Energiezufuhrsystem in Betrieb ist, und wobei wenn die Überwachungssteuereinheit bestimmt, dass die Schaltsteuereinheit anormal funktioniert, die Überwachungssteuereinheit das erste Umgehungsschaltgerät mittels eines Befehlssignals steuert, geöffnet zu sein.
  8. Energiezufuhrsystem nach Anspruch 7, mit einer Verzögerungseinheit (71), die einen Zustandsübergang des ersten Umgehungsschaltgeräts verzögert, wenn die Schaltsteuereinheit ein Signal zur Durchführung eines Übergangs von einem geöffneten Zustand zu einem geschlossenen Zustand des ersten Umgehungsschaltgeräts ausgibt, wobei die Verzögerungseinheit den Zustandsübergang des ersten Umgehungsschaltgeräts bis nach einem Öffnen des zweiten A-Schaltgeräts durch die Überwachungssteuereinheit verzögert.
  9. Energiezufuhrsystem nach Anspruch 7, wobei die Überwachungssteuereinheit das erste Umgehungsschaltgerät steuert, konstant geöffnet zu sein, wenn das Energiezufuhrsystem in Betrieb ist.
  10. Energiezufuhrsystem nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die erste elektrische Vorrichtung ein Generator mit einer Funktion eines Erzeugens elektrischer Energie ist, und wobei wenn die Überwachungssteuereinheit bestimmt, dass die Schaltsteuereinheit anormal funktioniert, die Überwachungssteuereinheit das erste A-Schaltgerät steuert, geschlossen zu sein.
  11. Energiezufuhrsystem nach einem der Ansprüche 4, 6, und 10, wobei das erste A-Schaltgerät eine Vielzahl von Schalteinheiten (21, 22) umfasst, die parallel zueinander vorgesehen sind, jede der Vielzahl von Schalteinheiten mit einer Energiezufuhransteuereinheit (41, 42) versehen ist, und jede der Vielzahl von Schalteinheiten durch ein durch die Energiezufuhransteuereinheit eingegebenes Befehlssignal gesteuert ist, geschlossen zu sein.
  12. Energiezufuhrsystem einschließlich einer ersten Batterie (11) und einer zweiten Batterie (12), die beide parallel zu einem ersten elektrischen Pfad (L1) verbunden sind, wobei eine erste elektrische Vorrichtung (16) mit dem ersten elektrischen Pfad verbunden ist, und eine zweite elektrische Vorrichtung (15) mit einem zweiten elektrischen Pfad verbunden ist, der parallel zu dem ersten elektrischen Pfad zwischen den beiden Batterien vorgesehen ist, wobei das Energiezufuhrsystem umfasst ein erstes A-Schaltgerät (SW1A), das in einem Abschnitt des ersten elektrischen Pfads parallel zu dem zweiten elektrischen Pfad näher zu der ersten Batterie als zu einem ersten Verbindungspunkt (N1), der mit der ersten elektrischen Vorrichtung verbunden ist, vorgesehen ist, ein erstes B-Schaltgerät (SW1B), das in einem Abschnitt des ersten elektrischen Pfads parallel zu dem zweiten elektrischen Pfad näher zu der zweiten Batterie relativ zu dem ersten Verbindungspunkt vorgesehen ist, ein zweites A-Schaltgerät (SW2A), das in dem zweiten elektrischen Pfad näher zu der ersten Batterie als zu einem zweiten Verbindungspunkt (N2), der mit der zweiten elektrischen Vorrichtung verbunden ist, vorgesehen ist, ein zweites B-Schaltgerät (SW2B), das in dem zweiten elektrischen Pfad näher zu der zweiten Batterie als zu dem zweiten Verbindungspunkt vorgesehen ist, ein erstes Umgehungsschaltgerät (61), das vom Normalgeschlossentyp ist, das in einem ersten Umgehungspfad (L11) vorgesehen ist, der ein Ende und das andere Ende des ersten A-Schaltgeräts in dem ersten elektrischen Pfad verbindet, ein zweites Umgehungsschaltgerät (65), das vom Normalgeschlossentyp ist, das in einem zweiten Umgehungspfad (L14) vorgesehen ist, der den ersten Verbindungspunkt mit dem zweiten Verbindungspunkt verbindet, eine Sicherung (63), die in dem ersten Umgehungspfad vorgesehen ist, eine Schaltsteuereinheit (51), die das erste A-Schaltgerät, das erste B-Schaltgerät, das zweite A-Schaltgerät, und das zweite B-Schaltgerät steuert, geschlossen zu sein, und das erste Umgehungsschaltgerät und das zweite Umgehungsschaltgerät steuert, geöffnet zu sein, gemäß einer Anforderung für eine Zufuhr von elektrischer Energie zu der ersten elektrischen Vorrichtung und der zweiten elektrischen Vorrichtung, wenn das Energiezufuhrsystem in Betrieb ist, und eine Überwachungssteuereinheit (52, 100), die einen Zustand der Schaltsteuereinheit überwacht, wobei, wenn die Überwachungssteuereinheit bestimmt, dass die Schaltsteuereinheit anormal funktioniert, die Überwachungssteuereinheit das zweite A-Schaltgerät steuert, geschlossen zu sein.
  13. Energiezufuhrsystem nach Anspruch 12, mit einer Verzögerungseinheit (82), die einen Zustandsübergang des zweiten A-Schaltgeräts verzögert, wenn die Schaltsteuereinheit ein Signal zur Durchführung eines Übergangs von einem geschlossenen Zustand zu einem geöffneten Zustand des zweiten A-Schaltgeräts ausgibt, wobei die Verzögerungseinheit den Zustandsübergang des zweiten A-Schaltgeräts bis nach einem Schließen des zweiten A-Schaltgeräts durch die Überwachungssteuereinheit verzögert.
  14. Energiezufuhrsystem nach Anspruch 12 oder 13, wobei die erste elektrische Vorrichtung ein Generator mit einer Funktion eines Erzeugens elektrischer Energie ist, und wobei wenn die Überwachungssteuereinheit bestimmt, dass die Schaltsteuereinheit anormal funktioniert, die Überwachungssteuereinheit das erste A-Schaltgerät steuert, zusätzlich zu dem zweiten A-Schaltgerät geschlossen zu sein.
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