DE112018001229T5

DE112018001229T5 - Steuervorrichtung für eine Bord-Stromversorgungseinheit und Bord-Stromversorgungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112018001229T5
Application number: DE112018001229.8T
Authority: DE
Inventors: Kosei Maekawa
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2017-03-08
Filing date: 2018-02-15
Publication date: 2019-12-05
Also published as: WO2018163751A1; US20200023794A1; US11173857B2; CN110301083A; JP6801528B2; JP2018148733A

Abstract

Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Zufuhr von Strom basierend auf einer Stromspeichereinheit, die sich weiter in Richtung einer Niedrigvoltseite befindet als eine vorbestimmte Position in einer fahrzeuggebundenen Stromversorgungseinheit,an einen niederpotenzialseitigen Pfad, selbst wenn eine Abnormität weiter auf der Hochpotenzialseite auftritt als die vorbestimmte Position. Eine Steuervorrichtung (2) für eine fahrzeuggebundene Stromversorgungseinheit weist einen Bypass-Leitungspfad (72) auf, der als ein Pfad zum Zuführen von Strom von einer ersten Position (P1) zwischen Stromspeichereinheiten in einer fahrzeuggebundenen Stromversorgungseinheit (91) an einen zweiten Leitungspfad (82) dient, ein Bypass-Relais (74), welches innerhalb des Bypass-Leitungspfads (72) zwischengeschaltet ist, und ein Schutzrelais (54), welches zwischen Stromspeichereinheiten an einer Position, die sich weiter auf der Hochpotenzialseite befindet als die erste Position (P1), angeordnet ist. Eine Steuereinheit (20) schaltet zwischen einer ersten Schalt-Steuerung zum Anschalten des Schutzrelais' (54) und Abschalten des Bypass-Relais' (74) und einer zweiten Schalt-Steuerung zum Abschalten des Schutzrelais' (54) und Anschalten des Bypass-Relais' (74) um.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für eine fahrzeuggebundene Stromversorgungseinheit und eine fahrzeuggebundene Stromversorgungsvorrichtung.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Als Systeme zur Anwendung an Bord von Fahrzeugen sind Systeme bekannt, die zwei Systeme, d. h. ein Niedrigvoltsystem und ein Hochvoltsystem, mit Strom versorgen, und als Technik in Bezug auf solch ein System wird eine in Patentdokument 1 offenbarte Technik vorgeschlagen.
Die in Patentdokument 1 offenbarte Fahrzeug-Stromversorgungsvorrichtung weist eine sekundäre Hochvoltbatterie, welche mit einer ersten Last eines Hochvolt-Systems verbunden ist, und eine sekundäre Niedrigvolt-Batterie, welche mit einer zweiten Last eines Niedrigvolt-Systems verbunden ist, auf. Zusätzlich ist eine dritte Last über einen Schalter parallel zur zweiten Last geschaltet. Diese Fahrzeug-Stromversorgungsvorrichtung führt eine Steuerung derart aus, dass, wenn ein von einer Spannungs-Messvorrichtung gemessener Spannungswert kleiner oder gleich einem ersten vorbestimmten Wert ist, die Fahrzeug-Stromversorgungsvorrichtung einen Spannungswandler in Betrieb nimmt und eine hohe Spannung in eine niedrige Spannung wandelt, um die sekundäre Niedrigvolt-Batterie zu laden, und die Fahrzeug-Stromversorgungsvorrichtung schließt den mit der dritten Last verbundenen Schalter bis die sekundäre Niedrigvolt-Batterie auf einen vorbestimmten Wert geladen ist, wenn ein von einer Laststrom-Meßvorrichtung gemessener Laststrom kleiner oder gleich einem zweiten vorbestimmten Wert ist, und sie öffnet den Schalter, wenn der Laststrom größer als der zweite vorbestimmte Wert ist.
ZITATLISTE
Patentdokument
Patentdokument 1: JP 3039119B
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Technisches Problem
In einem System, das zwei Systeme, d. h. ein Niedrigvoltsystem und ein Hochvoltsystem, mit Strom versorgt, kann eine Stromversorgungseinheit für das Niedrigvolt-System in reduzierter Ausführung oder gar nicht notwendig sein, und die Stromversorgungseinheit für das Niedrigvolt-System kann reduziert werden oder kleiner gestaltet werden durch Bereitstellen einer Stromversorgungseinheit für das Hochvolt-System und Absenken (engl. stepping down) der Ausgabespannung der Stromversorgungseinheit für das Hochvolt-System, sodass die Ausgabespannung auch für Lasten des Niedrigvolt-Systems zur Verfügung gestellt werden kann, wie in Patentdokument 1 offenbart. Wenn allerdings in der Stromversorgungseinheit für das Hochvolt-System ein Fehler auftritt, wird es mit dieser Konfiguration unmöglich, Strom von der Stromversorgungseinheit für das Hochvolt-System geeignet abzuführen und Strom an das Niedrigvolt-System geeignet zuzuführen.
Die vorliegende Erfindung wurde basierend auf den vorstehend beschriebenen Umständen realisiert, und sie hat das Ziel, eine Steuervorrichtung für eine fahrzeuggebundene Stromversorgungseinheit und eine fahrzeuggebundene Stromversorgungsvorrichtung zu erschaffen, welche in der Lage sind, einem Niedrigvoltseite-Pfad Strom basierend auf einer Stromspeichereinheit zuzuführen, die sich im Vergleich zu einer vorbestimmten Position in einer fahrzeuggebundenen Stromversorgungseinheit weiter in Richtung einer Niedrigvoltseite befindet, und zwar selbst dann wenn an einer im Vergleich zu der vorbestimmten Position weiter in Richtung der Hochvoltseite befindlichen Position eine Abnormität auftritt.
Lösung des Problems
Eine Steuervorrichtung für eine fahrzeuggebundene Stromversorgungseinheit eines ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung weist auf:

eine Spannungswandler-Einheit, welche mit einem ersten Leitungspfad und einem zweiten Leitungspfad verbunden ist und einen Absenkvorgang eines Absenkens einer dem ersten Leitungspfad zugeführten Spannung und Zuführens der abgesenkten Spannung an den zweiten Leitungspfad ausführt, wobei der erste Leitungspfad ein Pfad ist, an den Strom von einer fahrzeuggebundenen Stromversorgungseinheit, die mehrere in Serie geschaltete Stromspeichereinheiten aufweist, zugeführt wird, und der zweite Leitungspfad als ein Pfad zum Versorgen einer Last mit Strom dient;
einen Bypass-Leitungspfad, welcher als ein Pfad zum Zuführen von Strom von einer ersten Position zwischen Stromspeichereinheiten in der fahrzeuggebundenen Stromversorgungseinheit an den zweiten Leitungspfad dient;
ein Bypass-Relais, welches innerhalb des Bypass-Leitungspfads zwischengeschaltet ist, wobei das Bypass-Relais eine Stromzufuhr von Seiten der ersten Position zu der Seite des zweiten Leitungspfads ermöglicht, wenn das Bypass-Relais angeschaltet ist, und die Stromzufuhr von Seiten der ersten Position zu der Seite des zweiten Leitungspfads unterbricht, wenn das Bypass-Relais ausgeschaltet ist;
ein Schutzrelais, welches mit den mehreren Stromspeichereinheiten in der fahrzeuggebundenen Stromversorgungseinheit in Serie geschaltet ist und zwischen Stromspeichereinheiten an einer Position, die sich weiter auf der Hochpotenzialseite als die erste Position befindet, angeordnet ist, wobei das Schutzrelais einen Zwischen-Stromspeichereinheit-Pfad zwischen einer niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit, welche weiter auf der Niederpotenzialseite angeordnet ist als das Schutzrelais, und einer hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheit, welche weiter auf der Hochpotenzialseite angeordnet ist als das Schutzrelais in der fahrzeuggebundenen Stromversorgungseinheit, in einen elektrisch verbundenen Zustand schaltet, wenn das Schutzrelais angeschaltet wird, und den Zwischen-Stromspeichereinheit-Pfad in einen elektrisch unterbrochenen Zustand schaltet, wenn das Schutzrelais ausgeschaltet ist; und
eine Steuereinheit, welche mindestens zwischen einer ersten Schalt-Steuerung zum Anschalten des Schutzrelais' und Abschalten des Bypass-Relais' und einer zweiten Schalt-Steuerung zum Abschalten des Schutzrelais' und Anschalten des Bypass-Relais' umschaltet.

Eine Steuervorrichtung für eine fahrzeuggebundene Stromversorgungseinheit eines zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung weist auf:

eine Spannungswandler-Einheit, welche mit einem ersten Leitungspfad und einem zweiten Leitungspfad verbunden ist und einen Absenkvorgang eines Absenkens einer dem ersten Leitungspfad zugeführten Spannung und Zuführens der abgesenkten Spannung an den zweiten Leitungspfad ausführt, wobei der erste Leitungspfad ein Pfad ist, an den Strom von einer fahrzeuggebundenen Stromversorgungseinheit, die mehrere in Serie geschaltete Stromspeichereinheiten aufweist, zugeführt wird, und der zweite Leitungspfad als ein Pfad zum Zuführen von Strom an eine Last dient;
einen Bypass-Leitungspfad, welcher als ein Pfad zum Zuführen von Strom von einer ersten Position zwischen Stromspeichereinheiten in der fahrzeuggebundenen Stromversorgungseinheit an den zweiten Leitungspfad dient;
eine Diode, welche innerhalb des Bypass-Leitungspfads zwischengeschaltet ist, wobei die Diode eine Anode aufweist, die mit Seiten der ersten Position elektrisch verbunden ist, und eine Kathode, die mit Seiten des zweiten Leitungspfads elektrisch verbunden ist;
ein Schutzrelais, welches mit den mehreren Stromspeichereinheiten in der fahrzeuggebundenen Stromversorgungseinheit in Serie geschaltet ist und zwischen Stromspeichereinheiten an einer Position, die sich weiter auf der Hochpotenzialseite als die erste Position befindet, angeordnet ist, wobei das Schutzrelais einen Zwischen-Stromspeichereinheit-Pfad zwischen einer niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit, die weiter auf der Niederpotenzialseite angeordnet ist als das Schutzrelais, und einer hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheit, die weiter auf der Hochpotenzialseite angeordnet ist als das Schutzrelais in der fahrzeuggebundenen Stromversorgungseinheit, in einen elektrisch verbundenen Zustand schaltet, wenn das Schutzrelais angeschaltet wird, und den Zwischen-Stromspeichereinheit-Pfad in einen elektrisch unterbrochenen Zustand schaltet, wenn das Schutzrelais ausgeschaltet wird; und
eine Steuereinheit, welche mindestens zwischen einer ersten Schalt-Steuerung zum Anschalten des Schutzrelais' und einer zweiten Schalt-Steuerung zum Abschalten des Schutzrelais' umschaltet.

Eine fahrzeuggebundene Stromversorgungsvorrichtung eines dritten Aspekts der vorliegenden Erfindung weist eine der vorstehend beschriebenen Steuervorrichtungen jeweils für eine fahrzeuggebundene Stromversorgungseinheit auf; und sie weist eine fahrzeuggebundene Stromversorgungseinheit.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Bei der Steuervorrichtung des ersten Aspekts wird das Schutzrelais angeschaltet und das Bypass-Relais abgeschaltet, wenn die Steuereinheit in die erste Schalt-Steuerung schaltet. Während dieses Zustandes kann basierend auf einem von der fahrzeuggebundenen Stromversorgungseinheit zugeführten Strom eine relativ hohe Spannung an den ersten Leitungspfad, der als der Leitungspfad eines Hochvolt-Systems dient, angelegt werden, und es kann aufgrund des Betriebs der Spannungswandler-Einheit eine abgesenkte Spannung an den zweiten Leitungspfad, der als der Leitungspfad eines Niedrigvolt-System dient, angelegt werden. Dementsprechend kann sowohl dem Leitungspfad des Hochvolt-Systems als auch dem Leitungspfad des Niedrigvolt-Systems Strom basierend auf Strom von der fahrzeuggebundenen Stromversorgungseinheit zugeführt werden. Außerdem kann die Steuereinheit auch in die zweite Schalt-Steuerung geschaltet werden, und in diesem Fall wird das Schutzrelais ausgeschaltet und das Bypass-Relais wird angeschaltet. Wenn die Steuereinheit die zweite Schalt-Steuerung ausführt, sind die hochpotenzialseitige Stromspeichereinheit und die niederpotenzialseitige Stromspeichereinheit elektrisch voneinander getrennt, weil das Schutzrelais ausgeschaltet ist, und von der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit zugeführter Strom wird über den Bypass-Leitungspfad zur Seite des zweiten Leitungspfads zugeführt, weil das Bypass-Relais angeschaltet ist. Aufgrund einer solchen Konfiguration kann, selbst wenn eine Abnormität weiter auf der Hochpotenzialseite auftritt als sich das Schutzrelais befindet, Strom basierend auf der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit an das Niedrigvolt-System zugeführt werden, wobei die Verbindung zwischen der Seite, an welcher die Abnormität auftrat, und der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit zuverlässig unterbrochen ist, wenn ein Schalten in die zweite Schalt-Steuerung ausgeführt wird, und eine Situation, in welcher eine Stromversorgung des Niedrigvolt-Systems basierend auf der fahrzeuggebundenen Stromversorgungseinheit gestoppt wird, kann besser vermieden werden.
Bei der Steuervorrichtung des zweiten Aspekts wird das Schutzrelais angeschaltet, wenn die Steuereinheit in die erste Schalt-Steuerung schaltet. Während dieses Zustandes kann basierend auf dem von der fahrzeuggebundenen Stromversorgungseinheit zugeführten Strom eine relativ hohe Spannung an den ersten Leitungspfad, der als der Leitungspfad eines Hochvolt-Systems dient, angelegt werden, und es kann aufgrund des Betriebs der Spannungswandler-Einheit eine abgesenkte Spannung an den zweiten Leitungspfad, der als der Leitungspfad eines Niedrigvolt-Systems dient, angelegt werden. Dementsprechend kann sowohl dem Leitungspfad des Hochvolt-Systems als auch dem Leitungspfad des Niedrigvolt-Systems Strom basierend auf Strom von der fahrzeuggebundenen Stromversorgungseinheit zugeführt werden. Außerdem kann die Steuereinheit auch in die zweite Schalt-Steuerung geschaltet werden, und in diesem Fall wird das Schutzrelais ausgeschaltet. Wenn die Steuereinheit die zweite Schalt-Steuerung ausführt, wird das Schutzrelais ausgeschaltet, und daher sind die hochpotenzialseitige Stromspeichereinheit und die niederpotenzialseitige Stromspeichereinheit elektrisch voneinander getrennt. In diesem Fall fließt, selbst wenn die Ausgabe der gewünschten Spannung von der Spannungswandler-Einheit an den zweiten Leitungspfad gestoppt wird, ein Entladestrom von der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit über den Bypass-Leitungspfad zur Seite des zweiten Leitungspfads sobald wie das kathodenseitige Potenzial der in dem Bypass-Leitungspfad angeordneten Diode niedriger wird als das anodenseitige Potenzial. Aufgrund einer solchen Konfiguration kann, selbst wenn eine Abnormität weiter auf der Hochpotenzialseite auftritt als sich das Schutzrelais befindet, Strom basierend auf der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit an das Niedrigvolt-System zugeführt werden, wobei die Verbindung zwischen der Seite, an welcher die Abnormität auftrat, und der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit zuverlässig unterbrochen ist, wenn ein Schalten in die zweite Schalt-Steuerung ausgeführt wird, und eine Situation, in welcher eine Stromversorgung an das Niedrigvolt-System basierend auf der fahrzeuggebundenen Stromversorgungseinheit gestoppt wird, kann besser vermieden worden.
Die fahrzeuggebundene Stromversorgungsvorrichtung des dritten Aspekts erreicht ähnliche Effekte wie die Steuervorrichtung für eine fahrzeuggebundene Stromversorgungseinheit des ersten Aspekts oder des zweiten Aspekts.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, welches ein Beispiel eines fahrzeuggebundenen Stromversorgungssystems, das eine fahrzeuggebundene Stromversorgungsvorrichtung und eine Steuervorrichtung für eine fahrzeuggebundene Stromversorgungseinheit aufweist, einer Ausführungsform 1 schematisch darstellt.
2 ist ein beispielhaftes Diagramm, welches von einer Batterie-Überwachungseinheit und einer Steuereinheit ausgeführte Funktionen darstellt.
3 ist ein Flussablaufdiagramm, welches einen beispielhaften Ablauf einer von der Steuervorrichtung in Ausführungsform 1 ausgeführten Schalt-Steuerung darstellt.
4 ist ein beispielhaftes Diagramm, welches einen Betrieb in einem Fall darstellt, in welchem eine Abnormität an einer hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheit in dem fahrzeuggebundenen Stromversorgungssystem aus 1 auftrat.
5 ist ein beispielhaftes Diagramm, welches einen Betrieb in einem Fall darstellt, in welchem eine Abnormität an einer niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit in dem fahrzeuggebundenen Stromversorgungssystem aus 1 auftrat.
6 ist ein Blockdiagramm, welches ein Beispiel eines fahrzeuggebundenen Stromversorgungssystems, das eine fahrzeuggebundene Stromversorgungsvorrichtung und eine Steuervorrichtung für eine fahrzeuggebundene Stromversorgungseinheit aufweist, einer Ausführungsform 2 schematisch darstellt.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend werden vorteilhafte Beispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf die folgenden Beispiele beschränkt.
Es kann auch eine interne Abnormität-Erfassungseinheit vorgesehen sein, welche eine Abnormität an einer vorbestimmten vorrichtungsinternen Position erfasst, die sich weiter auf der Hochpotenzialseite befindet als das Schutzrelais. Die Steuereinheit kann auch dazu eingerichtet sein, in die erste Schalt-Steuerung zu schalten, wenn die interne Abnormität-Erfassungseinheit keine Abnormität an der vorbestimmten vorrichtungsinternen Position erfasst, und in die zweite Schalt-Steuerung zu schalten, wenn die interne Abnormität-Erfassungseinheit eine Abnormität an der vorrichtungsinternen Position erfasst.
Bei dieser Steuervorrichtung schaltet die Steuereinheit in die erste Schalt-Steuerung, wenn keine Abnormität an der vorbestimmten vorrichtungsinternen Position erfasst wird, welche sich weiter auf der Hochpotenzialseite befindet als das Schutzrelais. In diesem Fall kann Strom basierend auf der fahrzeuggebundenen Stromversorgungseinheit sowohl dem Leitungspfad des Hochvolt-Systems als auch dem Leitungspfad des Niedrigvolt-Systems zugeführt werden. Wenn andrerseits eine Abnormität an der vorbestimmten vorrichtungsinternen Position, welche sich weiter auf der Hochpotenzialseite befindet als das Schutzrelais, erfasst wird, schaltet die Steuereinheit in die zweite Schalt-Steuerung, und daher kann die Verbindung zwischen der Seite, an welcher die Abnormität auftrat, und der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit zuverlässig unterbrochen werden, und es kann verhindert werden, dass sich die Abnormität zu der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit hin ausbreitet. Außerdem kann in dem vorstehend beschriebenen Zustand, in welchem die Auswirkung der Abnormität unterdrückt wird, Strom basierend auf der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit an das Niedrigvolt-System zugeführt werden. Dementsprechend kann eine stabile Stromversorgung des Niedrigvolt-Systems leichter realisiert werden, selbst dann, wenn eine Abnormität weiter auf der Hochpotenzialseite, als sich das Schutzrelais befindet, auftritt.
Die „Abnormität an einer vorbestimmten vorrichtungsinternen Position, die sich weiter auf der Hochpotenzialseite als das Schutzrelais befindet“ kann auch eine Abnormität an einer Position sein, die sich weiter auf der Hochpotenzialseite als das Schutzrelais in der fahrzeuggebundenen Stromversorgungseinheit befindet, oder sie kann eine Abnormität (Störung) der Spannungswandler-Einheit, eine Abnormität eines mit der Spannungswandler-Einheit verbundenen Pfades (eines Eingangsseite-Leitungspfades oder dergleichen) oder dergleichen sein.
Die interne Abnormität-Erfassungseinheit kann eine hochpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit aufweisen, welche eine Abnormität an einem hochpotenzialseitigen Abschnitt erfasst, der sich weiter auf der Hochpotenzialseite befindet als das Schutzrelais in der fahrzeuggebundenen Stromversorgungseinheit. Die Steuereinheit kann so funktionieren, dass sie in die erste Schalt-Steuerung schaltet, wenn die hochpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit keine Abnormität an dem hochpotenzialseitigen Abschnitt erfasst, und dass sie in die zweite Schalt-Steuerung schaltet, wenn die hochpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit eine Abnormität an dem hochpotenzialseitigen Abschnitt erfasst.
Aufgrund dessen, dass die Steuereinheit in die erste Schalt-Steuerung schaltet, wenn keine Abnormität an einem Abschnitt erfasst wird, der sich weiter auf der Hochpotenzialseite befindet als das Schutzrelais in der fahrzeuggebundenen Stromversorgungseinheit, kann diese Steuervorrichtung in diesem Fall Strom basierend auf der fahrzeuggebundenen Stromversorgungseinheit sowohl an den Leitungspfad des Hochvolt-Systems als auch an den Leitungspfad des Niedrigvolt-Systems zuführen. Wenn andrerseits eine Abnormität an einem Abschnitt, der sich weiter auf der Hochpotenzialseite befindet als das Schutzrelais in der fahrzeuggebundenen Stromversorgungseinheit, erfasst wird, schaltet die Steuereinheit in die zweite Schalt-Steuerung, und daher kann die Verbindung zwischen der hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheit, die sich an der Seite befindet, an welcher die Abnormität auftrat, und der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit zuverlässig unterbrochen werden, und es kann verhindert werden, dass sich die Abnormität zu der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit hin ausbreitet. Außerdem kann in einem vorstehend beschriebenen Zustand, in welchem der Einfluss der Abnormität unterdrückt wird, Strom basierend auf der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit an das Niedrigvolt-System zugeführt werden. Dementsprechend kann eine stabile Stromversorgung des Niedrigvolt-Systems besser realisiert werden, selbst dann, wenn eine Abnormität in der Nähe der hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheit auftritt.
Die Steuervorrichtung kann auch ein Parallelrelais aufweisen, das zu dem Schutzrelais und der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit parallel geschaltet ist, wobei das Parallelrelais die hochpotenzialseitige Stromspeichereinheit und einen dritten Leitungspfad elektrisch miteinander verbindet, wenn das Parallelrelais angeschaltet ist, und die hochpotenzialseitige Stromspeichereinheit und den dritten Leitungspfad elektrisch voneinander trennt, wenn das Parallelrelais ausgeschaltet ist, wobei der dritte Leitungspfad ein Pfad ist, mit dem ein Anschluss, der das niedrigste Potenzial in der fahrzeuggebundenen Stromversorgungseinheit aufweist, elektrisch verbunden ist. Die Steuereinheit kann dazu eingerichtet sein, fähig zu sein, in eine dritte Schalt-Steuerung zu schalten, um das Schutzrelais auszuschalten und das Parallelrelais einzuschalten, und kann derart funktionieren, dass sie das Parallelrelais ausschaltet, wenn sie die erste Schalt-Steuerung und die zweite Schalt-Steuerung ausführt.
Bei der vorstehend beschriebenen Steuervorrichtung wird das Schutzrelais ausgeschaltet und das Parallelrelais angeschaltet, wenn die Steuereinheit in die dritte Schalt-Steuerung schaltet. Das heißt, die Verbindung zwischen der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit und der hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheit wird elektrisch unterbrochen, und die hochpotenzialseitige Stromspeichereinheit und der dritte Leitungspfad werden elektrisch miteinander verbunden. Dementsprechend kann, selbst wenn eine Abnormität in der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit auftritt, Strom basierend auf der hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheit an den ersten Leitungspfad zugeführt werden, wobei der Einfluss der an der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit auftretenden Abnormität unterdrückt wird, wenn ein Schalten in die dritte Schalt-Steuerung ausgeführt wird, und aufgrund des Betriebs der Spannungswandler-Einheit kann dem zweiten Leitungspfad, der als der Leitungspfad des Niedrigvolt-Systems dient, auch eine abgesenkte Spannung zugeführt werden.
Die Steuervorrichtung kann auch eine niederpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit aufweisen, welche eine Abnormität an einem niederpotenzialseitigen Abschnitt, der sich weiter auf der Niederpotenzialseite als das Schutzrelais in der fahrzeuggebundenen Stromversorgungseinheit befindet, erfasst. Die Steuereinheit kann so funktionieren, dass in die erste Schalt-Steuerung geschaltet wird, wenn die niederpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit keine Abnormität an dem niederpotenzialseitigen Abschnitt erfasst, und dass in die dritte Schalt-Steuerung geschaltet wird, wenn die niederpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit eine Abnormität an dem niederpotenzialseitigen Abschnitt erfasst.
Aufgrund dessen, dass die Steuereinheit in die erste Schalt-Steuerung bei der Bedingung schaltet, bei welcher keine Abnormität an einem Abschnitt erfasst wird, der sich weiter auf der Niederpotenzialseite befindet als das Schutzrelais in der fahrzeuggebundenen Stromversorgungseinheit, kann diese Steuervorrichtung in diesem Fall Strom basierend auf der fahrzeuggebundenen Stromversorgungseinheit sowohl an den Leitungspfad des Hochvolt-Systems als auch an den Leitungspfad des Niedrigvolt-Systems zuführen. Wenn andrerseits eine Abnormität an einem Abschnitt, der sich weiter auf der Niederpotenzialseite befindet als das Schutzrelais, erfasst wird, schaltet die Steuereinheit in die dritte Schalt-Steuerung, und die Verbindung zwischen der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit, die sich an der Seite befindet, an welcher die Abnormität auftrat, und der hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheit kann zuverlässig unterbrochen werden, und es kann verhindert werden, dass sich die Abnormität zu der hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheit hin ausbreitet. Außerdem kann Strom basierend auf der hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheit an das Niedrigvolt-System in einem vorstehend beschriebenen Zustand, in welchen der Einfluss der Abnormität unterdrückt wird, zugeführt werden. Dementsprechend kann eine stabile Stromversorgung des Niedrigvolt-Systems besser realisiert werden, selbst wenn eine Abnormität in der Nähe der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit auftritt.
Ausführungsform 1
Nachstehend wird eine Ausführungsform 1 zum Realisieren der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Ein in 1 gezeigtes fahrzeuggebundenes Stromversorgungssystem bzw. fahrzeuggebundenes Stromversorgungssystem 100 (nachstehend auch als „Stromversorgungssystem 100“ bezeichnet) ist als ein System eingerichtet, das fähig ist, zwei Systeme, d. h. einen ersten Leitungspfad 81, der ein Stromversorgungspfad eines Hochvolt-Systems ist, und einen zweiten Leitungspfad 82, der ein Stromversorgungspfad eines Niedrigvolt-Systems ist, mit Strom zu versorgen. Das Stromversorgungssystem 100 ist ein Stromversorgungssystem, bei dem eine relativ hohe Spannung (z. B. etwa 48 V) an den ersten Leitungspfad 81 des Hochvolt-Systems angelegt wird, und bei dem eine relativ niedrige Spannung (z. B. etwa 12 V) an den zweiten Leitungspfad 82 des Niedrigvolt-Systems angelegt wird, und es ist als ein System ausgestaltet, das mit dem ersten Leitungspfad 81 und dem zweiten Leitungspfad 82 verbundenen elektrischen Vorrichtungen Strom zuführen kann.
Eine Last 96 des Hochvolt-Systems ist eine bekannte elektrische fahrzeuggebundene Vorrichtung, die an Bord eines Fahrzeuges installiert ist, und sie ist elektrisch mit dem ersten Leitungspfad 81 des Hochvolt-Systems verbunden und fähig, mit über den ersten Leitungspfad 81 zugeführten Strom betrieben zu werden. Der Typ und die Anzahl der Last 96 des Hochvolt-Systems sind nicht beschränkt. Zum Beispiel kann eine Heizung oder dergleichen als die Last 96 verwendet werden, oder eine andere Vorrichtung als diese kann als die Last 96 verwendet werden. Es wird angemerkt, dass die Last 96 des Hochvolt-Systems auch als eine „48 V-System-Last 96“ bezeichnet wird.
Eine Last 98 des Niedrigvolt-Systems ist eine bekannte elektrische fahrzeuggebundene Vorrichtung, die an Bord eines Fahrzeugs installiert ist, und sie ist elektrisch mit dem zweiten Leitungspfad 82 des Niedrigvolt-Systems verbunden, und sie ist fähig, mit über den zweiten Leitungspfad 82 zugeführten Strom betrieben zu werden. Der Typ und die Anzahl der Last 98 des Niedrigvolt-Systems sind nicht beschränkt. Zum Beispiel können ein Scheinwerferlicht, ein Audiogerät, ein Navigationssystem, eine elektrische Handbremse, ein Schalten-per-Elektroimpuls-System (engl. shift-by-wire system) oder dergleichen als die Last 98 verwendet werden, oder eine andere Vorrichtung als diese kann als die Last 98 verwendet werden. Es wird angemerkt, dass die Last 98 des Niedrigvolt-Systems auch als eine „12 V-System-Last 98“ bezeichnet wird.
Das Stromversorgungssystem 100 weist hauptsächlich einen Stromerzeuger 94, eine fahrzeuggebundene Stromversorgungsvorrichtung 1 (nachstehend auch als eine „Stromversorgungsvorrichtung 1“ bezeichnet), den ersten Leitungspfad 81, den zweiten Leitungspfad 82 und dergleichen auf. Der Stromerzeuger 94, eine fahrzeuggebundene Stromversorgungseinheit 91 (nachstehend auch als eine „Stromversorgungseinheit 91“ bezeichnet), die Last 96 des Hochvolt-Systems und dergleichen sind mit dem ersten Leitungspfad 81 des Hochvolt-Systems elektrisch verbunden. Die Last 98 des Niedrigvolt-Systems ist elektrisch mit dem zweiten Leitungspfad 82 des Niedrigvolt-Systems verbunden. Der erste Leitungspfad 81 ist elektrisch mit der Stromversorgungseinheit 91 verbunden, und er ist ein Pfad, durch den Strom von der Stromversorgungseinheit 91 zugeführt wird, und der erste Leitungspfad 81 ist ein Pfad, an den eine relativ hohe Spannung (z. B. etwa 48 V) angelegt ist. Innerhalb des ersten Leitungspfads 81 sind Sicherungen 97B und 97C zwischengeschaltet. Der zweite Leitungspfad 82 ist ein Pfad, der einer Last (insbesondere der Last 98 des Niedrigvolt-Systems) Strom basierend auf dem Ausgang einer Spannungswandler-Einheit 10 oder basierend auf einer Stromübertragung über einen Bypass-Leitungspfad 72 zuführt, und der zweite Leitungspfad 82 ist ein Pfad, an den eine im Vergleich zu der an den ersten Leitungspfad 81 angelegten Spannung relativ niedrige Spannung (z. B. etwa 12 V) angelegt ist. Innerhalb des zweiten Leitungspfads 82 sind Sicherungen 99A und 99C zwischengeschaltet.
Der Stromerzeuger 94 ist als ein bekannter fahrzeuggebundener Stromerzeuger ausgestaltet, und er hat die Funktion, Strom zu erzeugen, wenn sich eine rotierende Welle eines Verbrennungsmotors (in den Figuren nicht gezeigt) dreht. Wenn der Stromerzeuger 94 in Betrieb ist, wird der von dem Stromerzeuger 94 erzeugte Strom gleichgerichtet und dem ersten Leitungspfad 81 als Gleichstrom zugeführt. Während der Stromerzeugung beaufschlagt der Stromerzeuger 94 den ersten Leitungspfad 81 mit einer Ausgabespannung mit beispielsweise einem vorbestimmten Wert Va (z. B. etwa 48 V). Es wird angemerkt, dass auch ein Starter (nicht gezeigt) mit dem ersten Leitungspfad 81 verbunden ist, und wenn sich der Verbrennungsmotor im Stillstand befindet, wird der Starter durch Empfangen von von der Stromversorgungseinheit 91 zugeführtem Strom betrieben und stellt dem Verbrennungsmotor ein Anlaufdrehmoment zur Verfügung.
Die Stromversorgungsvorrichtung 1 weist hauptsächlich eine Hochvoltsystem-Einheit 4, die Spannungswandler-Einheit 10, eine Steuereinheit 20 und dergleichen auf. Eine Steuervorrichtung 2 für die fahrzeuggebundene Stromversorgungseinheit (nachstehend einfach als eine „Steuervorrichtung 2“ bezeichnet) kann auch so ausgestaltet sein, dass sie von der Stromversorgungsvorrichtung 1 nicht unterscheidbar ist, oder sie kann auch ein Abschnitt der Stromversorgungsvorrichtung 1 sein, der mehrere Stromspeichereinheiten 92 ausschließt. In der nachstehenden Beschreibung wird der Abschnitt der Stromversorgungsvorrichtung 1, der die mehreren Stromspeichereinheiten 92 ausschließt, als die Steuervorrichtung 2 angesehen. Außerdem können auch eine Batterie-Überwachungseinheit 6 und die Stromspeichereinheiten 92 als eine integrale Einheit ausgestaltet sein, oder sie können als getrennte Elemente ausgestaltet sein. In der nachstehenden Beschreibung wird ein Beispiel, in welchem die Batterie-Überwachungseinheit 6 und die Stromspeichereinheiten 92 miteinander integriert sind, als ein typisches Beispiel beschrieben.
Die Steuereinheit 20 ist eine elektronische fahrzeuggebundene Steuervorrichtung, welche eine Information von der Batterie-Überwachungseinheit 6 empfangen kann, das Schalten von Relais' (ein Schutzrelais 54, ein Parallelrelais 64, ein Bypass-Relais 74) steuern kann etc., und sie weist mehrere Vorrichtungen auf, wie beispielsweise eine Speichervorrichtung, einen AD-Wandler und eine Informationsverarbeitungsvorrichtung, wie beispielsweise eine CPU. Die Spannungen des ersten Leitungspfads 81 und des zweiten Leitungspfads 82 werden über Leitungspfade 84 und 85 in die Steuereinheit 20 eingegeben, und die Steuereinheit 20 ist derart eingerichtet, dass sie die Spannungen des ersten Leitungspfads 81 und des zweiten Leitungspfads 82 erfassen kann. Es wird angemerkt, dass die Steuereinheit 20 auch aus einer einzelnen elektronischen Steuervorrichtung ausgebildet sein kann oder auch aus mehreren elektronischen Steuervorrichtungen ausgebildet sein kann. Die spezifischen Funktionen, welche die Steuereinheit 20 ausführen kann, werden nachstehend beschrieben.
Die Spannungswandler-Einheit 10 ist zwischen dem zweiten Leitungspfad 82 und dem elektrisch mit der Stromversorgungseinheit 91 verbundenen ersten Leitungspfad 81 angeordnet, wobei die Spannungswandler-Einheit 10 mit diesen Leitungspfaden verbunden ist. Die Spannungswandler-Einheit 10 ist ein Schaltkreis, der einen Absenk-Vorgang eines Absenkens der an den ersten Leitungspfad 81 angelegten Spannung und Anlegens der abgesenkten Spannung an den zweiten Leitungspfad 82 ausführen kann. Die Spannungswandler-Einheit 10 kann zum Beispiel als ein bekannter DC/DC-Abwärtswandler, der ein Halbleiter-Schaltelement, einen Induktor etc. aufweist, ausgestaltet sein, und insbesondere kann ein nicht-isolierter DC/DC-Wandler vom Typ des synchronen Gleichrichters, ein nicht-isolierter DC/DC-Wandler des Dioden-Typs oder dergleichen geeigneter Weise als die Spannungswandler-Einheit 10 verwendet werden.
Wenn die Spannungswandler-Einheit 10 zum Beispiel als ein nicht-isolierter DC/DC-Wandler vom Typ des synchronen Gleichrichters ausgestaltet ist, kann die Spannungswandler-Einheit 10 mittels einer Steuerschaltung von (nicht gezeigten) Steuermitteln oder der Steuereinheit 20 gesteuert werden. Die Steuerschaltung sendet ein Steuersignal (PWM-Signal) für den Absenk-Vorgang an die Spannungswandler-Einheit 10, und eine Rückkopplungsregelung des Steuersignals (PWM-Signals) wird ausgeführt, sodass die an dem ersten Leitungspfad 81 anliegende Spannung (z. B. eine Spannung von etwa 48 V) abgesenkt wird und eine gewünschte Zielspannung Vb (z. B. 12 V) an den zweiten Leitungspfad 82 zugeführt wird. Das Tastverhältnis des Steuersignals (PWM-Signals) wird mittels einer Rückkopplungsberechnung angepasst.
Die Hochvoltsystem-Einheit 4 weist die Stromversorgungseinheit 91, das Schutzrelais 54, die Batterie-Überwachungseinheit 6, einen Bypass-Schaltkreis-Abschnitt 70, einen parallel-Schaltkreis-Abschnitt 60 und dergleichen auf.
Die Stromversorgungseinheit 91 hat eine Konfiguration, bei welcher die mehreren Stromspeichereinheiten 92 in Serie geschaltet sind. Jede Stromspeichereinheit 92 weist zum Beispiel bekannte fahrzeuggebundene Stromspeichermittel auf, wie beispielsweise einen Blei-Akkumulator, einen elektrischen Doppelschichtkondensator oder eine Lithiumionen-Batterie, und sie ist mit dem ersten Leitungspfad 81 über die Sicherung 97D elektrisch verbunden. Die Stromversorgungseinheit 91 hat eine Ausgabespannung von zum Beispiel 48 V, wenn die Stromversorgungseinheit 91 vollständig geladen ist, und ein Anschluss 91A mit dem höchsten Potenzial wird bei etwa 48V gehalten, wenn die Stromversorgungseinheit 91 vollständig geladen ist. Ein niederpotenzialseitiger Anschluss 91B der Stromversorgungseinheit 91 wird zum Beispiel bei dem Massepotenzial (0 V) gehalten. Ein dritter Leitungspfad 83, mit dem der Anschluss 91B verbunden ist, ist ein Referenz-Leitungspfad, der als Masse ausgestaltet ist. In dem in 1 veranschaulichten Beispiel ist die Stromversorgungseinheit 91 derart ausgestaltet, dass vier Stromspeichereinheiten 92 in Reihe geschaltet sind, und die Spannung zwischen den Anschlüssen jeder Stromspeichereinheit 92 wird zum Beispiel bei etwa 12 V gehalten, wenn jede Stromspeichereinheit 92 vollständig geladen ist. Es wird angemerkt, dass unter den mehreren Stromspeichereinheiten 92 hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheiten 92A, 92B und 92C Stromspeichereinheiten sind, die sich weiter auf der Hochpotenzialseite befinden als das Schutzrelais 54, und eine niederpotenzialseitige Stromspeichereinheit 92D eine Stromspeichereinheit ist, die sich weiter auf der Niederpotenzialseite befindet als das Schutzrelais 54.
Die Batterie-Überwachungseinheit 6 ist ein Überwachungs-Schaltkreis, der die mehreren Stromspeichereinheiten 92 überwacht, und insbesondere hat die Batterie-Überwachungseinheit 6 die Funktion, die Spannung zwischen den Anschlüssen (den Potenzialunterschied zwischen dem niederpotenzialseitigen Anschluss und dem hochpotenzialseitigen Anschluss) jeder Stromspeichereinheit 92 zu überwachen. Es wird angemerkt, dass V1, V2 und V3 in der nachstehenden Beschreibung entsprechend zugeordnet die von der Batterie-Überwachungseinheit 6 erfassten Spannung zwischen den Anschlüssenen der hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheiten 92A, 92B und 92C bezeichnen, und V4 die von der Batterie-Überwachungseinheit 6 erfasste Spannung zwischen den Anschlüssen der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92D bezeichnet. Die Batterie-Überwachungseinheit 6 hat die Funktion, die Spannungen V1, V2, V3 und V4 zwischen den Anschlüssen der hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheiten 92A, 92B und 92C und der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92D an die Steuereinheit 20 zu übermitteln.
Das Schutzrelais 54 ist ein durch Verwendung von einem oder mehreren mechanischen Relais' oder Halbleiter-Schaltern, wie beispielsweise MOSFETs und bipolaren Transistoren, ausgebildetes Relais, und ein geeignetes Schutzrelais 54 hat eine Konfiguration derart, dass das Schutzrelais 54 eine elektrische Verbindung aufweist und eine bi-direktionale Leitung erlaubt, wenn das Schutzrelais 54 angeschaltet ist, und dass das Schutzrelais 54 eine elektrische Unterbrechung aufweist und eine bi-direktionale Leitung verhindert, wenn das Schutzrelais 54 ausgeschaltet ist. Das Schutzrelais 54 ist in der Stromversorgungseinheit 91 mit den mehreren Stromspeichereinheiten 92 in Reihe geschaltet, und es ist zwischen Stromspeichereinheiten an einer Position angeordnet, die sich weiter auf der Hochpotenzialseite befindet als eine nachstehend-beschriebene erste Position P1. Das Schutzrelais 54 ist eingerichtet, einen Zwischen-Stromspeichereinheit-Pfad in einen elektrisch verbundenen Zustand zu schalten, wenn das Schutzrelais 54 angeschaltet wird, und den Zwischen-Stromspeichereinheit-Pfad in einen elektrisch unterbrochenen Zustand zu schalten, wenn das Schutzrelais 54 ausgeschaltet ist. Der Zwischen-Stromspeichereinheit-Pfad ist der Pfad zwischen der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92D, welche weiter auf der Niederpotenzialseite angeordnet ist als das Schutzrelais 54, und den hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheiten 92A, 92B und 92C, welche weiter auf der Hochpotenzialseite angeordnet sind als das Schutzrelais 54. Insbesondere ist das Schutzrelais 54 zwischen der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92D, welche unter den mehreren die Stromversorgungseinheit 91 bildenden Stromspeichereinheiten 92 am weitesten auf der Niederpotenzialseite angeordnet ist, und der hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92C, welche unter den mehreren hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheiten 92A, 92B und 92C am weitesten auf der Niederpotenzialseite angeordnet ist, angeordnet. Wenn das Schutzrelais 54 angeschaltet wird, werden die niederpotenzialseitige Stromspeichereinheit 92D und die hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92C elektrisch miteinander verbunden, und zwischen der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92D und der hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92C kann ein Strom fließen. Wenn das Schutzrelais 54 ausgeschaltet wird, wird die Verbindung zwischen der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92D und der hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92C elektrisch unterbrochen, und zwischen der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92D und der hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92C fließt kein Strom.
Der Bypass-Schaltkreis-Abschnitt 70 weist hauptsächlich den Bypass-Leitungspfad 72 und das Bypass-Relais 74 auf. Der Bypass-Leitungspfad 72 ist ein Pfad, der Strom von der ersten Position P1 zwischen Stromspeichereinheiten in der Stromversorgungseinheit 91 an den zweiten Leitungspfad 82 zuführt. Die erste Position P1 ist eine Position zwischen dem Schutzrelais 54 und der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92D, entlang des Pfads, der den niederpotenzialseitigen Anschluss der hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92C und den hochpotenzialseitigen Anschluss der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92D verbindet. Das Bypass-Relais 74 ist ein durch Verwendung von einem oder mehreren mechanischen Relais' oder Halbleiter-Schaltern, wie beispielsweise MOSFETs und bipolare Transistoren, ausgebildetes Relais, und es ist innerhalb des Bypass-Leitungspfads 72 zwischengeschaltet. Das Bypass-Relais 74 ist ein Relais, das derart funktioniert, dass das Bypass-Relais 74 eine Stromzuführung von Seiten der ersten Position P1 zur Seite des zweiten Leitungspfads 82 zulässt, wenn das Bypass-Relais 74 angeschaltet ist, und die Stromzufuhr von Seiten der ersten Position P1 zur Seite des zweiten Leitungspfads 82 unterbricht, wenn das Bypass-Relais 74 ausgeschaltet ist. Es wird angemerkt, dass innerhalb des Bypass-Leitungspfads 72 eine Sicherung 99B zwischen das Bypass-Relais 74 und den zweiten Leitungspfad 82 zwischengeschaltet ist.
Der parallel-Schaltkreis-Abschnitt 60 ist ein Schaltkreis-Abschnitt, der mit einem Reihenschaltungsstruktur-Abschnitt, in welchem das Schutzrelais 54 und die niederpotenzialseitige Stromspeichereinheit 92D in Reihe geschaltet sind, parallelgeschaltet ist, und er weist hauptsächlich einen parallelen Leitungspfad 62 und das Parallelrelais 64 auf. Der parallele Leitungspfad 62 ist ein Leitungspfad, der den niederpotenzialseitigen Anschluss der hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92C und den dritten Leitungspfad 83 elektrisch miteinander verbindet, wenn das Parallelrelais 64 angeschaltet ist. Das Parallelrelais 64 ist ein durch Verwendung von einem oder mehreren mechanischen Relais' oder Halbleiter-Schaltern, wie beispielsweise MOSFETs und bipolare Transistoren, ausgebildetes Relais, und es verbindet die hochpotenzialseitige Stromspeichereinheit 92C und den dritten Leitungspfad 83 (der Leitungspfad, mit dem der Anschluss mit dem niedrigsten Potenzial in der Stromversorgungseinheit 91 (insbesondere der niederpotenzialseitige Anschluss der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92D) elektrisch verbunden ist) elektrisch miteinander, wenn das Parallelrelais 64 angeschaltet ist, und es trennt die hochpotenzialseitige Stromspeichereinheit 92C und den dritten Leitungspfad 83 elektrisch voneinander, wenn das Parallelrelais 64 ausgeschaltet ist.
Als nächstes wird die von der Steuereinheit 20 ausgeführte Steuerung beschrieben.
Wie in 2 gezeigt, weist die Steuervorrichtung 2 eine hochpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit 22 und eine niederpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit 24 auf. Die hochpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit 22 und die niederpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit 24 können in der Batterie-Überwachungseinheit 6 oder in der Steuereinheit 20 angeordnet sein. Nachstehend wird ein in 2 gezeigtes Beispiel als typisches Beispiel beschrieben, bei welchem die hochpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit 22 und die niederpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit 24 in der Batterie-Überwachungseinheit 6 angeordnet sind.
Wie in 1 gezeigt, werden die Spannungen von beiden Enden (die Spannung des hochpotenzialseitigen Anschlusses und die Spannung des niederpotenzialseitigen Anschlusses) von jeder der mehreren Stromspeichereinheiten 92 in die Batterie-Überwachungseinheit 6 eingegeben, und die Batterie-Überwachungseinheit 6 ist fähig, die Spannungen zwischen den Anschlüssen jeder Stromspeichereinheit 92 zu erfassen, wie vorstehend beschrieben. In 2 sind die Funktion in der Batterie-Überwachungseinheit 6 des Erfassens der Spannungen zwischen den Anschlüssen jeder Stromspeichereinheit 92 als eine Anschluss-Spannung-Erfassungseinheit 21 veranschaulicht, und die Die Spannungen zwischen den Anschlüssen der hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheiten 92A, 92B und 92C, welche von der Anschluss-Spannung-Erfassungseinheit 21 erfasst werden, sind schematisch entsprechend als V1, V2 und V3 veranschaulicht, und die Spannung zwischen den Anschlüssen der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92D, welche von der Anschluss-Spannung-Erfassungseinheit 21 erfasst wird, ist schematisch als V4 veranschaulicht.
Wie in 2 gezeigt, fungiert die in der Batterie-Überwachungseinheit 6 angeordnete hochpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit 22 als eine interne Abnormität-Erfassungseinheit 23. Diese hochpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit 22 erfasst eine Abnormität an einem Abschnitt 31, der sich weiter auf der Hochpotenzialseite befindet als das Schutzrelais 54 in der Stromversorgungseinheit 91, wie in 1 gezeigt. In diesem Beispiel entspricht die Position des hochpotenzialseitigen Abschnitts 31 einem Beispiel einer „vorbestimmten vorrichtungsinternen Position“. In dem in 1 veranschaulichten Beispiel ist der Abschnitt, in welchem die hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheiten 92A, 92B und 92C in Reihe geschaltet sind, innerhalb des Bereiches, der sich weiter auf der Hochpotenzialseite als das Schutzrelais 54 in der Stromversorgungseinheit 91 befindet, der hochpotenzialseitige Abschnitt 31. Die hochpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit 22 vergleicht jede der Spannungen V1, V2 und V3 zwischen den Anschlüssen der hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheiten 92A, 92B und 92C mit einer Referenzspannung Vth, und gibt ein erstes Abnormitätssignal (ein hochpotenzialseitiges Abnormitätssignal) an die Steuereinheit 20 aus, wenn mindestens eine der Spannungen V1, V2 und V3 zwischen den Anschlüssen niedriger ist als die Referenzspannung Vth. Andererseits gibt die hochpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit 22 das erste Abnormitätssignal (das hochpotenzialseitige Abnormitätssignal) nicht an die Steuereinheit 20 aus, wenn keine der Spannungen V1, V2 und V3 zwischen den Anschlüssen niedriger ist als die Referenzspannung Vth.
Die niederpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit 24, welche in der Batterie-Überwachungseinheit 6 angeordnet ist, erfasst eine Abnormität an einem Abschnitt 32, der sich weiter auf der Niederpotenzialseite befindet als das Schutzrelais 54 in der Stromversorgungseinheit 91. Bei dem in 1 veranschaulichten Beispiel ist der Abschnitt der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92D, innerhalb des Bereiches, der sich weiter auf der Niederpotenzialseite befindet als das Schutzrelais 54 in der Stromversorgungseinheit 91, der niederpotenzialseitige Abschnitt 32. Die niederpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit 24 vergleicht die Spannung V4 zwischen den Anschlüssen der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92D mit der Referenzspannung Vth, und gibt ein zweites Abnormitätssignal (ein niederpotenzialseitiges Abnormitätssignal) an die Steuereinheit 20 aus, wenn die Spannung V4 zwischen den Anschlüssen niedriger als die Referenzspannung Vth ist. Andererseits gibt die niederpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit 24 das zweite Abnormitätssignal (das niederpotenzialseitige Abnormitätssignal) nicht an die Steuereinheit 20 aus, wenn die Spannung V4 zwischen den Anschlüssen nicht niedriger als die Referenzspannung Vth ist.
Die Steuereinheit 20 führt basierend auf einem Überwachungsergebnis der Batterie-Überwachungseinheit 6 gezielt eine von einer ersten Schalt-Steuerung, einer zweiten Schalt-Steuerung und einer dritten Schalt-Steuerung aus. Es wird angemerkt, dass ein Signal, welches die Steuereinheit 20 an das Schutzrelais 54 sendet, in den 1 und 2 als ein Signal Sa veranschaulicht ist, ein Signal, das die Steuereinheit 20 an das Bypass-Relais 74 sendet als ein Signal Sb veranschaulicht ist, und ein Signal, das die Steuereinheit 20 an das Parallelrelais 64 sendet, als ein Signal Sc veranschaulicht ist. Die erste Schalt-Steuerung ist eine Steuerung zum Anschalten des Schutzrelais' 54, Ausschalten des Bypass-Relais' 74 und Ausschalten des Parallelrelais' 64. Wenn die Steuereinheit 20 die erste Schalt-Steuerung ausführt, sendet die Steuereinheit 20 als das Signal Sa ein Signal, das eine Anweisung zum Anschalten ist, und sendet als die Signale Sb und Sc Signale, die Anweisungen zum Abschalten sind. Die zweite Schalt-Steuerung ist eine Steuerung zum Ausschalten des Schutzrelais' 54, Anschalten des Bypass-Relais' 74 und Abschalten des Parallelrelais' 64. Wenn die Steuereinheit 20 die zweite Schalt-Steuerung ausführt, sendet die Steuereinheit 20 als das Signal Sb ein Signal, das eine Anweisung zum Anschalten ist, und sendet als die Signale Sa und Sc Signale, die Anweisungen zum Abschalten sind. Die dritte Schalt-Steuerung ist eine Steuerung zum Abschalten des Schutzrelais' 54, Abschalten des Bypass-Relais' 74 und Anschalten des Parallelrelais' 64. Wenn die Steuereinheit 20 die dritte Schalt-Steuerung ausführt, sendet die Steuereinheit 20 als das Signal Sc ein Signal, das eine Anweisung zum Anschalten ist, und sendet als die Signale Sa und Sb Signale, die Anweisungen zum Abschalten sind.
Die Steuereinheit 20 führt die erste Schalt-Steuerung aus, wenn von der Batterie-Überwachungseinheit 6 weder das erste Abnormitätssignal (das hochpotenzialseitige Abnormitätssignal) noch das zweite Abnormitätssignal (das niederpotenzialseitige Abnormitätssignal) ausgegeben werden, d. h., wenn von der Batterie-Überwachungseinheit 6 ein Normalitätssignal ausgegeben wird, welches weder das erste Abnormitätssignal noch das zweite Abnormitätssignal ist. Folglich führt die Steuereinheit 20 die erste Schalt-Steuerung bei der Bedingung aus, dass die hochpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit 22 keine Abnormität an dem hochpotenzialseitigen Abschnitt 31 erfasst und die niederpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit 24 keine Abnormität an dem niederpotenzialseitigen Abschnitt 32 erfasst.
Die Steuereinheit 20 führt die zweite Schalt-Steuerung aus, wenn das erste Abnormitätssignal (das hochpotenzialseitige Abnormitätssignal) von der Batterie-Überwachungseinheit 6 ausgegeben wird und das zweite Abnormitätssignal (das niederpotenzialseitige Abnormitätssignal) nicht von der Batterie-Überwachungseinheit 6 ausgegeben wird. Wenn zum Beispiel ein Kurzschluss in der hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92A auftritt, wie in 4 veranschaulicht, und die hochpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit 22 erfasst, dass die Spannung V1 zwischen den Anschlüssen der hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92A niedriger wurde als die Referenzspannung Vth, wird das erste Abnormitätssignal (das hochpotenzialseitige Abnormitätssignal) von der Batterie-Überwachungseinheit 6 an die Steuereinheit 20 gesendet. Als Reaktion darauf schaltet die Steuereinheit 20 das Schutzrelais 54 aus, schaltet das Bypass-Relais 74 an und schaltet das Parallelrelais 64 aus, wie in 4 gezeigt. Dadurch, dass die Steuereinheit 20 die zweite Schalt-Steuerung wie vorstehend beschrieben ausführt, wenn die hochpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit 22 eine Abnormität an dem hochpotenzialseitigen Abschnitt 31 erfasst, wird das Entladen von den hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheiten 92A, 92B und 92C an den ersten Leitungspfad 81 gestoppt, und Strom wird von der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92D über den Bypass-Leitungspfad 72 entladen. Es wird angemerkt, dass, wenn die zweite Schalt-Steuerung wie vorstehend beschrieben ausgeführt wird, sie geeignet ist, den Absenk-Vorgang der Spannungswandler-Einheit 10 zu stoppen.
Die Steuereinheit 20 führt die dritte Schalt-Steuerung aus, wenn das erste Abnormitätssignal (das hochpotenzialseitige Abnormitätssignal) nicht von der Batterie-Überwachungseinheit 6 ausgegeben wird und das zweite Abnormitätssignal (das niederpotenzialseitige Abnormitätssignal) von der Batterie-Überwachungseinheit 6 ausgegeben wird. Wenn zum Beispiel ein Kurzschluss in der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92D auftritt, wie in 5 veranschaulicht, und die niederpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit 24 erfasst, dass die Spannung V4 zwischen den Anschlüssen der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92D niedriger wurde als die Referenzspannung Vth, wird von der Batterie-Überwachungseinheit 6 das zweite Abnormitätssignal (das niederpotenzialseitige Abnormitätssignal) an die Steuereinheit 20 gesendet. Als Reaktion darauf schaltet die Steuereinheit 20 das Schutzrelais 54 aus, schaltet das Bypass-Relais 74 aus und schaltet das Parallelrelais 64 an, wie in 5 veranschaulicht. Dadurch, dass die Steuereinheit 20 die dritte Schalt-Steuerung ausführt, wenn die niederpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit 24 wie vorstehend beschrieben eine Abnormität an dem niederpotenzialseitigen Abschnitt 32 erfasst, wird dem ersten Leitungspfad 81 Strom von den übrigen Stromspeichereinheiten 92, d. h. den hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheiten 92A, 92B und 92C, zugeführt, wobei der Einfluss der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92D unterdrückt wird. Es wird angemerkt, dass, wenn die dritte Schalt-Steuerung wie vorstehend beschrieben ausgeführt wird, sie geeignet ist, zu bewirken, dass die Spannungswandler-Einheit 10 den Absenk-Vorgang ausführt.
Diese Funktionen der Steuereinheit 20 können mittels eines Hardware-Schaltkreises realisiert werden, oder sie können mittels einer Softwareverarbeitung durch einen Mikrocomputer etc. realisiert werden. Nachstehend wird mit Bezug zu 3 ein Beispiel beschrieben, bei welchem die Funktionen der Steuereinheit 20 mittels Softwareverarbeitung realisiert werden.
Die Steuereinheit 20 führt die in 3 veranschaulichte Steuerung durch, wenn eine vorbestimmte Startbedingung erfüllt ist. Insbesondere führt die Steuereinheit 20 die in 3 veranschaulichte Steuerung zum Beispiel durch, wenn das Fahrzeug, in welchem die Stromversorgungsvorrichtung 1 installiert ist, aktiviert wird (z. B. wenn ein Aktivierungsschalter, wie beispielsweise ein Zündschalter, von einem ausgeschalteten Zustand in einen angeschalteten Zustand geschaltet wird). Es wird angemerkt, dass die Steuereinheit 20 die erste Schalt-Steuerung als eine Standardsteuerung durchführt, wenn die Steuereinheit 20 mit einem Ausführen der in 3 veranschaulichte Steuerung beginnt, und die Steuereinheit 20 bewirkt, dass die Spannungswandler-Einheit 10 den Absenk-Vorgang ausführt, wenn die Steuereinheit 20 die erste Schalt-Steuerung ausführt.
Wenn die Steuereinheit 20 mit der in 3 veranschaulichten Steuerung beginnt, führt die Steuereinheit 20 zuerst die Verarbeitung in Schritt S1 aus und ermittelt, ob eine der Spannungen V1, V2, V3 und V4 zwischen den Anschlüssen der mehreren die Stromversorgungseinheit 91 bildenden Stromspeichereinheiten 92 niedriger ist als die Referenzspannung Vth oder nicht. Insbesondere ist, wenn weder das erste Abnormitätssignal (das hochpotenzialseitige Abnormitätssignal) noch das zweite Abnormitätssignal (das niederpotenzialseitige Abnormitätssignal) von der Batterie-Überwachungseinheit 6 ausgegeben wird, das Ergebnisse in Schritt S1 „Nein“ und das Erfassen in Schritt S1 wird wiederholt. Das heißt, nachdem die Steuereinheit 20 die in 3 veranschaulichte Steuerung beginnt, führt die Steuereinheit 20 die erste Schalt-Steuerung fortwährend aus so lange weder das erste Abnormitätssignal (das hochpotenzialseitige Abnormitätssignal) noch das zweite Abnormitätssignal (das niederpotenzialseitige Abnormitätssignal) ausgegeben wird. Dementsprechend bleibt während dieser Phase das Schutzrelais 54 angeschaltet, bleibt das Bypass-Relais 74 ausgeschaltet und bleibt das Parallelrelais 64 ausgeschaltet. Außerdem wird die Spannungswandler-Einheit 10 durch die Steuereinheit 20 oder eine nicht veranschaulichte Steuerschaltung gesteuert, während die Steuereinheit 20 die erste Schalt-Steuerung ausführt, und die Spannungswandler-Einheit 10 führt den Absenk-Vorgang fortdauernd aus, sodass der zweiten Leitungspfad 82 mit der gewünschten Zielspannung Vb (z. B. 12 V) beaufschlagt wird.
Wenn die Steuereinheit 20 in Schritt S1 ermittelt, dass eine der Spannungen V1, V2, V3 und V4 zwischen den Anschlüssen der mehreren Stromspeichereinheiten 92 niedriger ist als die Referenzspannung Vth, ist das Ergebnis in Schritt S1 „Ja“, und die Steuereinheit 20 führt das Ermitteln in Schritt S2 aus. Insbesondere ist das Ergebnis in Schritt S1 „Ja“ und das Ermitteln in Schritt S2 wird ausgeführt, wenn von der Batterie-Überwachungseinheit 6 entweder das erste Abnormitätssignal (das hochpotenzialseitige Abnormitätssignal) oder das zweite Abnormitätssignal (das niederpotenzialseitige Abnormitätssignal) ausgegeben wird.
In Schritt S2 ermittelt die Steuereinheit 20, ob die Spannung V4 zwischen den Anschlüssen der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92D niedriger ist als die Referenzspannung Vth oder nicht. Wenn die Steuereinheit 20 ermittelt, dass die Spannung V4 zwischen den Anschlüssen der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92D niedriger ist als die Referenzspannung Vth, oder insbesondere, wenn das erste Abnormitätssignal (das hochpotenzialseitige Abnormitätssignal) nicht von der Batterie-Überwachungseinheit 6 ausgegeben wird und das zweite Abnormitätssignal (das niederpotenzialseitige Abnormitätssignal) von der Batterie-Überwachungseinheit 6 ausgegeben wird, ist das Ergebnis von Schritt S2 „Ja“ und die dritte Schalt-Steuerung wird in Schritt S4 ausgeführt. In diesem Fall wird das Schutzrelais 54 ausgeschaltet, wird das Bypass-Relais 74 ausgeschaltet und wird das Parallelrelais 64 angeschaltet. Diese Steuerung bewirkt, dass dem ersten Leitungspfad 81 der Strom von den übrigen Stromspeichereinheiten 92, d.h. der hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheiten 92A, 92B und 92C, zugeführt wird, und die Spannungswandler-Einheit 10 führt den Absenk-Vorgang des Absenkens der dem ersten Leitungspfad 81 zugeführten Spannung und Ausgebens der abgesenkten Spannung an den zweiten Leitungspfad 82 aus. Dementsprechend wird der zweite Leitungspfad 82 des Niedrigvolt-Systems weiterhin mit der gewünschten Spannung beaufschlagt.
Es wird angemerkt, dass, wenn das Schalten zu der dritten Schalt-Steuerung wie vorstehend beschrieben ausgeführt wird, die Ausgabespannung der Stromversorgungseinheit 91 abnimmt, und daher ist es wünschenswert, die Stromerzeugungsspannung des Stromerzeugers 94 zu verringern, um eine Überspannung zu vermeiden. Dementsprechend übermittelt, wenn die Steuereinheit 20 die dritte Schalt-Steuerung in Schritt S4 ausführt, die Steuereinheit 20 ein Signal an eine den Stromerzeuger 94 steuernde Stromerzeuger-Steuereinheit 95, welches die dritte Schalt-Steuerung anzeigt (ein Dämpfungsanweisungssignal, welches eine Anweisung ist, die Spannung zu dämpfen). Die Steuereinheit 20 gibt zum Beispiel kontinuierlich das Dämpfungsanweisungssignal aus, während die Steuereinheit 20 die dritte Schalt-Steuerung ausführt, und die Stromerzeuger-Steuereinheit 95 steuert den Stromerzeuger 94 derart, dass, während die Steuereinheit 20 die dritte Schalt-Steuerung ausführt, die Ausgabespannung (die Stromerzeugungsspannung) des Stromerzeugers 94 niedriger ist als die Stromerzeugungsspannung zu normalen Zeiten (die Ausgabespannung, wenn die Steuereinheit 20 die erste Schalt-Steuerung ausführt). Es wird angemerkt, dass es ausreicht, wenn die Steuereinheit 20 ein vorbestimmtes Normalitätssignal an die Stromerzeuger-Steuereinheit 95 ausgibt, während die Steuereinheit 20 die erste Schalt-Steuerung ausführt, und in diesem Fall steuert die Stromerzeuger-Steuereinheit 95 den Stromerzeuger 94 derart, dass die Ausgabespannung (die Stromerzeugungsspannung) des Stromerzeugers 94 als die Stromerzeugungsspannung zu normalen Zeiten eingestellt wird, während die Steuereinheit 20 die erste Schalt-Steuerung ausführt.
Wenn die Steuereinheit 20 in Schritt S2 ermittelt, dass die Spannung V4 zwischen den Anschlüssen der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92D nicht niedriger als die Referenzspannung Vth ist, oder insbesondere wenn das erste Abnormitätssignal (das hochpotenzialseitige Abnormitätssignal) von der Batterie-Überwachungseinheit 6 ausgegeben wird und das zweite Abnormitätssignal (das niederpotenzialseitige Abnormitätssignal) nicht von der Batterie-Überwachungseinheit 6 ausgegeben wird, ist das Ergebnis von Schritt S2 „Nein“ und die zweite Schalt-Steuerung wird in Schritt S3 ausgeführt. In diesem Fall wird das Schutzrelais 54 ausgeschaltet, wird das Bypass-Relais 74 angeschaltet und wird das Parallelrelais 64 ausgeschaltet. Aufgrund einer solchen Steuerung wird Strom von der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92D über den Bypass-Leitungspfad 72 übertragen, und der zweite Leitungspfad 82 wird fortwährend mit einer mit der Ausgabespannung der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92D vergleichbaren Spannung beaufschlagt. Wenn die niederpotenzialseitige Stromspeichereinheit 92D vollständig geladen ist, ist die Spannung zwischen den Anschlüssen der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92D etwa 12 V (d.h. vergleichbar mit der an den zweiten Leitungspfad 82 durch die Spannungswandler-Einheit 10 angelegte Spannung, wenn die erste Schalt-Steuerung ausgeführt wird). Dementsprechend kann der zweite Leitungspfad 82 einfacher mit einer Spannung, die vergleichbar mit der zu normalen Zeiten (wenn die erste Schalt-Steuerung ausgeführt wird) ist, beaufschlagt werden, wenn die zweite Schalt-Steuerung ausgeführt wird.
Als nächstes werden beispielhafte Effekte der vorliegenden Konfiguration beschrieben.
Bei der Stromversorgungsvorrichtung 1 und der Steuervorrichtung 2, veranschaulicht in 1 etc., wird das Schutzrelais 54 angeschaltet und wird das Bypass-Relais 74 ausgeschaltet, wenn die Steuereinheit 20 die erste Schalt-Steuerung ausführt. Während dieses Zustands kann der erste Leitungspfad 81, der als der Leitungspfad des Hochvolt-Systems dient, basierend auf von dem Stromerzeuger 94 und der Stromversorgungseinheit 91 zugeführten Strom mit einer relativ hohen Spannung beaufschlagt werden, und der zweite Leitungspfad 82, der als der Leitungspfad des Niedrigvolt-Systems dient, kann mit einer abgesenkten Spannung beaufschlagt werden aufgrund des Betriebs der Spannungswandler-Einheit 10. Dementsprechend kann sowohl dem Leitungspfad des Hochvolt-Systems als auch dem Leitungspfad des Niedrigvolt-Systems Strom basierend auf Strom von der Stromversorgungseinheit 91 zugeführt werden. Außerdem kann die Steuereinheit 20 auch die zweite Schalt-Steuerung ausführen, und in diesem Fall wird das Schutzrelais 54 ausgeschaltet und wird das Bypass-Relais 74 angeschaltet. Wenn die zweite Schalt-Steuerung durch die Steuereinheit 20 ausgeführt wird, werden die hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheiten 92A, 92B und 92C und die niederpotenzialseitige Stromspeichereinheit 92D (insbesondere die hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92C und die niederpotenzialseitige Stromspeichereinheit 92D) elektrisch voneinander getrennt, weil das Schutzrelais 54 ausgeschaltet wird, und von der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92D zugeführter Strom wird an die Seite des zweiten Leitungspfads 82 über den Bypass-Leitungspfad 72 zugeführt, weil das Bypass-Relais 74 angeschaltet ist. Aufgrund einer solchen Konfiguration kann, selbst wenn eine Abnormität in den hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheiten 92A, 92B und 92C, welche Teile der Stromversorgungseinheit 91 (eine hochpotenzialseitig angeordnete Stromversorgungseinheit) sind, auftritt, dem Niedrigvolt-System Strom basierend auf der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92D zugeführt werden, während die Verbindung zwischen den hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheiten 92A, 92B und 92C und der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92D zuverlässig unterbrochen ist, wenn die zweite Schalt-Steuerung ausgeführt wird, und eine Situation, in welcher Strom basierend auf der Stromversorgungseinheit 91 dem Niedrigvolt-System nicht mehr zugeführt wird, kann einfacher vermieden werden.
Die Steuervorrichtung 2 weist die hochpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit 22 auf, welche Abnormitäten an dem hochpotenzialseitigen Abschnitt 31 erfasst, der sich weiter auf der Hochpotenzialseite befindet als das Schutzrelais 54 in der Stromversorgungseinheit 91. Die Steuereinheit 20 funktioniert derart, dass die Steuereinheit 20 die erste Schalt-Steuerung bei der Bedingung ausführt, bei der die hochpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit 22 keine Abnormität an dem hochpotenzialseitigen Abschnitt 31 erfasst, und dass die Steuereinheit 20 die zweite Schalt-Steuerung ausführt, wenn die hochpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit 22 eine Abnormität an dem hochpotenzialseitigen Abschnitt 31 erfasst.
Dadurch, dass die Steuereinheit 20 die erste Schalt-Steuerung bei der Bedingung ausführt, bei der keine Abnormität an dem hochpotenzialseitigen Abschnitt 31, der sich weiter auf der Hochpotenzialseite befindet als das Schutzrelais 54, detektiert wird, kann diese Steuervorrichtung 2 in diesem Fall sowohl dem Leitungspfad des Hochvolt-Systems als auch dem Leitungspfad des Niedrigvolt-Systems Strom basierend auf der Stromversorgungseinheit 91 zuführen. Wenn andererseits an dem hochpotenzialseitigen Abschnitt 31, der sich weiter auf der Hochpotenzialseite befindet als das Schutzrelais 54, eine Abnormität erfasst wird, führt die Steuereinheit 20 die zweite Schalt-Steuerung aus, und daher kann die Verbindung zwischen den hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheiten (die hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheiten 92A, 92B und 92C), die sich auf der Seite befinden, auf welcher die Abnormität auftrat, und der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92D zuverlässig unterbrochen werden, und es kann verhindert werden, dass sich der Einfluss der Abnormität zu der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92D hin ausbreitet. Außerdem kann dem Niedrigvolt-System Strom basierend auf der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92D in einem wie vorstehend beschriebenen Zustand, in welchem der Einfluss der Abnormität unterdrückt wird, zugeführt werden. Dementsprechend kann das Niedrigvolt-System stabiler und einfacher mit Strom versorgt werden, selbst wenn eine Abnormität in der Nähe der hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheiten 92A, 92B und 92C auftritt.
Die Steuervorrichtung 2 weist das Parallelrelais 64 auf, das mit dem Schutzrelais 54 und der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92D parallelgeschaltet ist. Das Parallelrelais 64 verbindet die hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheiten 92A, 92B und 92C (insbesondere die hochpotenzialseitige Stromspeichereinheit 92C) und den dritten Leitungspfad 83 (der Leitungspfad, mit dem der Anschluss 91B, der das niedrigste Potenzial in der Stromversorgungseinheit 91 hat, elektrisch verbunden ist) elektrisch miteinander, wenn das Parallelrelais 64 angeschaltet ist, und es trennt die hochpotenzialseitige Stromspeichereinheit 92C und den dritten Leitungspfad 83 elektrisch voneinander, wenn das Parallelrelais 64 ausgeschaltet ist. Die Steuereinheit 20 ist dazu eingerichtet, mindestens die dritte Schalt-Steuerung zum Ausschalten des Schutzrelais' 54 und Anschalten des Parallelrelais' 64 auszuführen, und sie funktioniert derart, dass das Parallelrelais 64 ausgeschaltet wird, wenn die erste Schalt-Steuerung und die zweite Schalt-Steuerung ausgeführt werden.
Bei dieser Steuervorrichtung 2 wird das Schutzrelais 54 ausgeschaltet und wird das Parallelrelais 64 angeschaltet, wenn die Steuereinheit 20 die dritte Schalt-Steuerung ausführt. Das heißt, die Verbindung zwischen der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92D und den hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheiten wird elektrisch unterbrochen, und die hochpotenzialseitige Stromspeichereinheit 92C und der dritte Leitungspfad 83 werden elektrisch miteinander verbunden. Wenn die dritte Schalt-Steuerung ausgeführt wird, kann dementsprechend dem ersten Leitungspfad 81, selbst wenn eine Abnormität in der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92D auftritt, Strom basierend auf den hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheiten 92A, 92B und 92C zugeführt werden, während der Einfluss der an der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92D aufgetretenen Abnormität unterdrückt wird, und außerdem kann der als der Leitungspfad des Niedrigvolt-Systems dienende zweite Leitungspfad 82 aufgrund des Betriebs der Spannungswandler-Einheit 10 mit einer abgesenkten Spannung beaufschlagt werden.
Die Steuervorrichtung 2 weist die niederpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit 24 auf, welche Abnormitäten an dem niederpotenzialseitigen Abschnitt 32 erfasst, der sich in der Stromversorgungseinheit 91 weiter auf der Niederpotenzialseite befindet als das Schutzrelais 54. Die Steuereinheit 20 funktioniert derart, dass die Steuereinheit 20 die erste Schalt-Steuerung bei der Bedingung ausführt, bei der die niederpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit 24 keine Abnormität an dem niederpotenzialseitigen Abschnitt 32 erfasst, und dass die Steuereinheit 20 die dritte Schalt-Steuerung ausführt, wenn die niederpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit 24 eine Abnormität an dem niederpotenzialseitigen Abschnitt 32 erfasst.
Dadurch, dass die Steuereinheit 20 die erste Schalt-Steuerung bei der Bedingung ausführt, bei der keine Abnormität an dem niederpotenzialseitigen Abschnitt 32, der sich weiter auf der Niederpotenzialseite befindet als das Schutzrelais 54, erfasst wird, kann diese Steuervorrichtung 2 in diesem Fall Strom basierend auf der Stromversorgungseinheit 91 sowohl an den Leitungspfad des Hochvolt-Systems als auch an den Leitungspfad des Niedrigvolt-Systems zuführen. Wenn andererseits eine Abnormität an dem niederpotenzialseitigen Abschnitt 32, der sich weiter auf der Niederpotenzialseite befindet als das Schutzrelais 54, erfasst wird, führt die Steuereinheit 20 die dritte Schalt-Steuerung aus, und daher kann die Verbindung zwischen der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92D, die sich an der Seite befindet, an welcher die Abnormität auftrat, und den hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheiten (die hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheiten 92A, 92B und 92C) zuverlässig unterbrochen werden, und es kann verhindert werden, dass sich der Einfluss der Abnormität zu den hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheiten 92A, 92B und 92C hin ausbreitet. Außerdem kann dem Niedrigvolt-System Strom basierend auf den hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheiten 92A, 92B und 92C in einem wie vorstehend beschriebenen Zustand, in welchem der Einfluss der Abnormität unterdrückt ist, zugeführt werden. Dementsprechend kann eine stabile Stromversorgung des Niedrigvolt-Systems einfacher realisiert werden, selbst wenn eine Abnormität in der Nähe der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92D auftritt.
Ausführungsform 2
Nachstehend wird eine Ausführungsform 2 beschrieben.
Eine fahrzeuggebundene Stromversorgungsvorrichtung 201 (nachstehend auch als eine „Stromversorgungsvorrichtung 201“ bezeichnet) in Ausführungsform 2 unterscheidet sich von der Stromversorgungsvorrichtung 1 in Ausführungsform 1 lediglich darin, dass anstatt des Bypass-Relais' 74 eine Diode 274 vorgesehen ist und in der ersten Schalt-Steuerung, der zweiten Schalt-Steuerung und der dritten Schalt-Steuerung keine mit dem Bypass-Relais 74 in Bezug stehende Steuerung stattfindet, und sie ist ansonsten die gleiche wie die Stromversorgungsvorrichtung 1 in Ausführungsform 1. Eine Steuervorrichtung 202 für eine fahrzeuggebundene Stromversorgungseinheit (nachstehend auch als eine „Steuervorrichtung 202“ bezeichnet) in Ausführungsform 2 unterscheidet sich von der Steuervorrichtung 2 in Ausführungsform 1 auch lediglich in Bezug auf diese Aspekte, und sie ist ansonsten die gleiche wie die Steuervorrichtung 2 in Ausführungsform 1. Außerdem unterscheidet sich ein fahrzeuggebundenes Stromversorgungssystem 200 von dem in Ausführungsform 1 beschriebenen fahrzeuggebundenen Stromversorgungssystem 100 auch lediglich in Bezug auf diese Aspekte, und es ist ansonsten das gleiche wie das in 1 etc. veranschaulichte fahrzeuggebundene Stromversorgungssystem 100. Dementsprechend wird in der nachstehenden Beschreibung der Ausführungsform 2 auf eine detaillierte Beschreibung von Aspekten, welche dieselben sind wie bei der in Ausführungsform 1 beschriebenen Konfiguration, verzichtet, und in 6 werden Elemente, die mit den Konfigurationen der Ausführungsform 1 (1 etc.) übereistimmen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In Ausführungsform 2 ist anstatt des Bypass-Schaltkreis-Abschnitts 70 (1) ein Bypass-Schaltkreis-Abschnitt 270 vorgesehen. Auch in dieser Konfiguration ist ein Bypass-Leitungspfad 72 ähnlich zu dem in Ausführungsform 1 vorgesehen, und der Bypass-Leitungspfad 72 dient als Pfad zum Zuführen von Strom von der erste Position P1 zwischen Stromspeichereinheiten in der Stromversorgungseinheit 91 an den zweiten Leitungspfad 82. Entlang dieses Bypass-Leitungspfads 72 ist anstatt des Bypass-Relais' 74 (1) die Diode 274 vorgesehen. Die Diode 274 ist innerhalb des Bypass-Leitungspfads 72 zwischengeschaltet, und die Anode der Diode 274 ist mit Seiten der ersten Position P1 elektrisch verbunden und die Kathode der Diode 274 ist mit Seiten des zweiten Leitungspfads 82 elektrisch verbunden.
In Ausführungsform 2 ist auch die Batterie-Überwachungseinheit 6 ähnlich wie in Ausführungsform 1 ausgestaltet, und sie funktioniert ähnlich wie in Ausführungsform 1. Die Steuereinheit 20 führt die erste Schalt-Steuerung aus, wenn weder das erste Abnormitätssignal (das hochpotenzialseitige Abnormitätssignal) noch das zweite Abnormitätssignal (das niederpotenzialseitige Abnormitätssignal) von der Batterie-Überwachungseinheit 6 ausgegeben wird. Folglich führt die Steuereinheit 20 die erste Schalt-Steuerung bei der Bedingung aus, bei der die hochpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit 22 keine Abnormität an dem hochpotenzialseitigen Abschnitt 31 erfasst und die niederpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit 24 keine Abnormität an dem niederpotenzialseitigen Abschnitt 32 erfasst. Bei der ersten Schalt-Steuerung ist das Schutzrelais 54 angeschaltet und das Parallelrelais 64 ist ausgeschaltet.
Die Steuereinheit 20 führt die zweite Schalt-Steuerung aus, wenn das erste Abnormitätssignal (das hochpotenzialseitige Abnormitätssignal) von der Batterie-Überwachungseinheit 6 ausgegeben wird und das zweite Abnormitätssignal (das niederpotenzialseitige Abnormitätssignal) nicht von der Batterie-Überwachungseinheit 6 ausgegeben wird. Bei der zweiten Schalt-Steuerung ist das Schutzrelais 54 ausgeschaltet und ist das Parallelrelais 64 auch ausgeschaltet. Wenn die zweite Schalt-Steuerung wie vorstehend beschrieben ausgeführt wird, wird geeigneter Weise der Absenk-Vorgang der Spannungswandler-Einheit 10 gestoppt. In diesem Fall wird, während die Stromzufuhr über die Spannungswandler-Einheit 10 gestoppt ist, Strom von der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92D direkt dem zweiten Leitungspfad 82 über die Diode 274 zugeführt, sobald die Spannung des zweiten Leitungspfads 82 in einem bestimmten Ausmaß abnimmt. Dementsprechend wird die Stromversorgung des Niedrigvolt-Systems schnell aufrechterhalten.
Die Steuereinheit 20 führt die dritte Schalt-Steuerung aus, wenn das erste Abnormitätssignal (das hochpotenzialseitige Abnormitätssignal) nicht von der Batterie-Überwachungseinheit 6 ausgegeben wird und das zweite Abnormitätssignal (das niederpotenzialseitige Abnormitätssignal) von der Batterie-Überwachungseinheit 6 ausgegeben wird. Bei der dritten Schalt-Steuerung ist das Schutzrelais 54 ausgeschaltet und das Parallelrelais 64 ist angeschaltet. Wenn die dritte Schalt-Steuerung wie vorstehend beschrieben ausgeführt wird, wird bewirkt, dass die Spannungswandler-Einheit 10 den Absenk-Vorgang ausführt.
Folglich ist auch bei der in 6 veranschaulichten Steuervorrichtung 202 das Schutzrelais 54 angeschaltet, wenn die Steuereinheit 20 die erste Schalt-Steuerung ausführt. In diesem Zustand kann der als der Leitungspfad des Hochvolt-Systems dienende erste Leitungspfad 81 basierend auf von der Stromversorgungseinheit 91 zugeführtem Strom mit einer relativ hohen Spannung beaufschlagt werden, und der als der Leitungspfad des Niedrigvolt-Systems dienende zweite Leitungspfad 82 kann aufgrund des Betriebs der Spannungswandler-Einheit 10 mit einer abgesenkten Spannung beaufschlagt werden. Dementsprechend kann Strom sowohl an den Leitungspfad des Hochvolt-Systems als auch an den Leitungspfad des Niedrigvolt-Systems basierend auf Strom von der Stromversorgungseinheit 91 zugeführt werden. Außerdem kann die Steuereinheit 20 auch die zweite Schalt-Steuerung ausführen, und in diesem Fall wird das Schutzrelais 54 ausgeschaltet. Wenn die zweite Schalt-Steuerung von der Steuereinheit 20 ausgeführt wird, ist das Schutzrelais 54 ausgeschaltet, und daher werden die hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheiten und die niederpotenzialseitige Stromspeichereinheit 92D elektrisch voneinander getrennt. Auch wenn die Ausgabe der gewünschten Spannung von der Spannungswandler-Einheit 10 an den zweiten Leitungspfad 82 gestoppt ist, fließt in diesem Fall ein Entladestrom von der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92D über den Bypass-Leitungspfad 72 zu Seiten des zweiten Leitungspfads 82, sobald das kathodenseitige Potenzial der in dem Bypass-Leitungspfad 72 angeordneten Diode 274 in einem bestimmten Ausmaß niedriger als das anodenseitige Potenzial wird. Aufgrund einer solchen Konfiguration kann, selbst wenn eine Abnormität in den hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheiten, die Teile der Stromversorgungseinheit 91 (eine Stromversorgungseinheit, die hochpotenzialseitig angeordnet ist) sind, auftritt, Strom basierend auf der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92D an das Niedrigvolt-System zugeführt werden, während die Verbindung zwischen den hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheiten und der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit 92D zuverlässig unterbrochen ist, wenn die zweite Schalt-Steuerung ausgeführt wird, und eine Situation, in welcher eine Stromversorgung des Niedrigvolt-Systems basierend auf der Stromversorgungseinheit 91 gestoppt wird, kann einfacher vermieden werden.
Andere Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung ist durch die vorstehende Beschreibung und die Zeichnungen nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und Ausführungsformen, wie zum Beispiel die Folgenden, sind von dem technischen Umfang der vorliegenden Erfindung auch umfasst.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wurden Beispiele beschrieben, bei denen die Stromversorgungseinheit 91 aus vier Stromspeichereinheiten 92 ausgebildet ist. Allerdings muss die Anzahl der die Stromversorgungseinheit 91 ausbildenden Stromspeichereinheiten 92 nicht vier sein, solange wie es mehrere Stromspeichereinheiten 92 gibt, welche die Stromversorgungseinheit 91 ausbildend.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wurden Beispiele beschrieben, bei welchen der parallel-Schaltkreis-Abschnitt 60 vorgesehen ist. Allerdings kann auch eine Konfiguration verwendet werden, bei welcher der parallel-Schaltkreis-Abschnitt 60 nicht vorgesehen ist.
In Ausführungsform 2 wird die Diode 274 verwendet, welche als ein Einzelkörper ausgestaltet ist. Allerdings kann an der gleichen Position der Diode 274 in 6 eine Body-Diode eines MOSFETs angeordnet sein. In diesem Fall kann die zweite Schalt-Steuerung, welche die gleiche ist wie in Ausführungsform 1, ausgeführt werden, um den MOSFET anzuschalten, wenn die hochpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit eine Abnormität an dem hochpotenzialseitigen Abschnitt detektiert.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist die hochpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit 22 als ein Beispiel der internen Abnormität-Erfassungseinheit 23 beschrieben. Allerdings kann anstatt oder in Kombination mit der hochpotenzialseitigen Abnormität-Erfassungseinheit 22 eine Spannungswandler-Einheit-Abnormität-Erfassungseinheit vorgesehen sein, welche Abnormitäten in der Spannungswandler-Einheit 10 erfasst. In diesem Beispiel entspricht mindestens die Position der Spannungswandler-Einheit 10 einem Beispiel einer „vorbestimmten vorrichtungsinternen Position“. In diesem Fall kann die Spannungswandler-Einheit-Abnormität-Erfassungseinheit zum Beispiel einen Überspannungs-Zustand, in welchem der von der Spannungswandler-Einheit 10 ausgegebene Ausgabestrom oder der in die Spannungswandler-Einheit 10 eingegebene Eingabestrom größer oder gleich einem vorbestimmten Stromschwellenwert wird, als eine „Abnormität an einer vorbestimmten vorrichtungsinternen Position“ erfassen, oder sie kann einen unnormalen Spannungszustand, in welchem die von der Spannungswandler-Einheit 10 ausgegebene Ausgabespannung oder die in die Spannungswandler-Einheit 10 eingegebene Eingangsspannung größer oder gleich einem vorbestimmten ersten Spannungsschwellenwert oder geringer oder gleich einem vorbestimmten zweiten Spannungsschwellenwert wird als eine „Abnormität an einer vorbestimmten vorrichtungsinternen Position“ erfassen. Alternativ kann auch ein Überhitzungszustand, bei welchem die Temperatur an einer vorbestimmten Position in der Spannungswandler-Einheit 10 (z. B. die Temperatur in der Nähe des Schaltelements) größer oder gleich einem vorbestimmten Temperaturschwellenwert wird, als eine „Abnormität an einer vorbestimmten vorrichtungsinternen Position“ erfasst werden. Zum Beispiel ist es ausreichend, in die erste Schalt-Steuerung zu schalten, wenn die Spannungswandler-Einheit-Abnormität-Erfassungseinheit keine „Abnormität an einer vorbestimmten vorrichtungsinternen Position“ erfasst und in die zweite Schalt-Steuerung zu schalten, wenn die Spannungswandler-Einheit-Abnormität-Erfassungseinheit die „Abnormität an einer vorbestimmten vorrichtungsinternen Position“ erfasst.
Bezugszeichenliste

1, 201: Fahrzeuggebundene Stromversorgungsvorrichtung
2, 202: Steuervorrichtung für fahrzeuggebundene Stromversorgungseinheit
10: Spannungswandler-Einheit
20: Steuereinheit
22: Hochpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit
23: Interne Abnormität-Erfassungseinheit
24: Niederpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit
31: Hochpotenzialseitiger Abschnitt
32: Niederpotenzialseitiger Abschnitt
54: Schutzrelais
64: Parallelrelais
72: Bypass-Leitungspfad
74: Bypass-Relais
81: Erster Leitungspfad
82: Zweiter Leitungspfad
83: Dritter Leitungspfad
91: Fahrzeuggebundene Stromversorgungseinheit
92: Stromspeichereinheit
92A, 92B, 92C: Hochpotenzialseitige Stromspeichereinheiten
92D: Niederpotenzialseitige Stromspeichereinheit
274: Diode

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 3039119 B [0004]

Claims

Steuervorrichtung für eine fahrzeuggebundene Stromversorgungseinheit, aufweisend: eine Spannungswandler-Einheit, welche mit einem ersten Leitungspfad und einem zweiten Leitungspfad verbunden ist und einen Absenk-Vorgang eines Absenkens einer dem ersten Leitungspfad zugeführten Spannung und Zuführens der abgesenkten Spannung an den zweiten Leitungspfad ausführt, wobei der erste Leitungspfad ein Pfad ist, an den Strom von einer fahrzeuggebundenen Stromversorgungseinheit, die mehrere in Serie geschaltete Stromspeichereinheiten aufweist, zugeführt wird, und der zweite Leitungspfad als ein Pfad zum Zuführen von Strom an eine Last dient; einen Bypass-Leitungspfad, welcher als ein Pfad zum Zuführen von Strom von einer ersten Position zwischen Stromspeichereinheiten in der fahrzeuggebundenen Stromversorgungseinheit an den zweiten Leitungspfad dient; ein Bypass-Relais, welches innerhalb des Bypass-Leitungspfads zwischengeschaltet ist, wobei das Bypass-Relais eine Stromzufuhr von Seiten der ersten Position zu der Seite des zweiten Leitungspfads ermöglicht, wenn das Bypass-Relais angeschaltet ist, und die Stromzufuhr von Seiten der ersten Position zu der Seite des zweiten Leitungspfads unterbricht, wenn das Bypass-Relais ausgeschaltet ist; ein Schutzrelais, welches mit den mehreren Stromspeichereinheiten in der fahrzeuggebundenen Stromversorgungseinheit in Serie geschaltet ist und zwischen Stromspeichereinheiten an einer Position, die sich weiter hochpotenzialseitig befindet als die erste Position, angeordnet ist, wobei das Schutzrelais einen Zwischen-Stromspeichereinheit-Pfad zwischen einer niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit, die weiter auf der Niederpotenzialseite angeordnet ist als das Schutzrelais, und einer hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheit, die weiter auf der Hochpotenzialseite angeordnet ist als das Schutzrelais in der fahrzeuggebundenen Stromversorgungseinheit, in einen elektrisch verbundenen Zustand schaltet, wenn das Schutzrelais angeschaltet ist und den Zwischen-Stromspeichereinheit-Pfad in einen elektrisch unterbrochenen Zustand schaltet, wenn das Schutzrelais ausgeschaltet ist; und eine Steuereinheit, welche mindestens zwischen einer ersten Schalt-Steuerung zum Anschalten des Schutzrelais' und Abschalten des Bypass-Relais' und einer zweiten Schalt-Steuerung zum Abschalten des Schutzrelais' und Anschalten des Bypass-Relais' umschaltet.
Steuervorrichtung für eine fahrzeuggebundene Stromversorgungseinheit, aufweisend: eine Spannungswandler-Einheit, welche mit einem ersten Leitungspfad und einem zweiten Leitungspfad verbunden ist und einen Absenk-Vorgang eines Absenkens einer dem ersten Leitungspfad zugeführten Spannung und Zuführens der abgesenkten Spannung an den zweiten Leitungspfad ausführt, wobei der erste Leitungspfad ein Pfad ist, an den Strom von einer fahrzeuggebundenen Stromversorgungseinheit, die mehrere in Serie geschaltete Stromspeichereinheiten aufweist, zugeführt wird, und der zweite Leitungspfad als ein Pfad zum Zuführen von Strom an eine Last dient; einen Bypass-Leitungspfad, welcher als ein Pfad zum Zuführen von Strom von einer ersten Position zwischen Stromspeichereinheiten in der fahrzeuggebundenen Stromversorgungseinheit an den zweiten Leitungspfad dient; eine Diode, welche innerhalb des Bypass-Leitungspfads zwischengeschaltet ist, wobei die Diode eine Anode aufweist, die mit Seiten der ersten Position elektrisch verbunden ist, und eine Kathode, die mit Seiten des zweiten Leitungspfads elektrisch verbunden ist; ein Schutzrelais, welches mit den mehreren Stromspeichereinheiten in der fahrzeuggebundenen Stromversorgungseinheit in Serie geschaltet ist und zwischen Stromspeichereinheiten an einer Position, die sich weiter auf der Hochpotenzialseite befindet als die erste Position, angeordnet ist, wobei das Schutzrelais einen Zwischen-Stromspeichereinheit-Pfad zwischen einer niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit, die weiter auf der Niederpotenzialseite angeordnet ist als das Schutzrelais, und einer hochpotenzialseitigen Stromspeichereinheit, die weiter auf der Hochpotenzialseite angeordnet ist als das Schutzrelais in der fahrzeuggebundenen Stromversorgungseinheit, in einen elektrisch verbundenen Zustand schaltet, wenn das Schutzrelais angeschaltet ist, und den Zwischen-Stromspeichereinheit-Pfad in einen elektrisch unterbrochenen Zustand schaltet, wenn das Schutzrelais ausgeschaltet ist; und eine Steuereinheit, welche mindestens zwischen einer ersten Schalt-Steuerung zum Anschalten des Schutzrelais' und einer zweiten Schalt-Steuerung zum Abschalten des Schutzrelais' umschaltet.
Steuervorrichtung für eine fahrzeuggebundene Stromversorgungseinheit gemäß Anspruch 1 oder 2, ferner aufweisend: eine interne Abnormität-Erfassungseinheit, welche eine Abnormität an einer vorbestimmten vorrichtungsinternen Position erfasst, die sich weiter auf der Hochpotenzialseite befindet als das Schutzrelais, wobei die Steuereinheit in die erste Schalt-Steuerung schaltet, wenn die interne Abnormität-Erfassungseinheit keine Abnormität an der vorbestimmten vorrichtungsinternen Position erfasst, und in die zweite Schalt-Steuerung schaltet, wenn die interne Abnormität-Erfassungseinheit eine Abnormität an der vorrichtungsinternen Position erfasst.
Steuervorrichtung für eine fahrzeuggebundene Stromversorgungseinheit gemäß Anspruch 3, wobei die interne Abnormität-Erfassungseinheit eine hochpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit aufweist, welche eine Abnormität an einem hochpotenzialseitigen Abschnitt erfasst, der sich weiter auf der Hochpotenzialseite befindet als das Schutzrelais in der fahrzeuggebundenen Stromversorgungseinheit, und die Steuereinheit in die erste Schalt-Steuerung schaltet, wenn die hochpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit keine Abnormität an dem hochpotenzialseitigen Abschnitt erfasst, und in die zweite Schalt-Steuerung schaltet, wenn die hochpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit eine Abnormität an dem hochpotenzialseitigen Abschnitt erfasst.
Steuervorrichtung für eine fahrzeuggebundene Stromversorgungseinheit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner aufweisend: ein Parallelrelais, welches mit dem Schutzrelais und der niederpotenzialseitigen Stromspeichereinheit parallelgeschaltet ist, wobei das Parallelrelais die hochpotenzialseitige Stromspeichereinheit und den dritten Leitungspfad elektrisch verbindet, wenn das Parallelrelais angeschaltet ist, und die hochpotenzialseitige Stromspeichereinheit und den dritten Leitungspfad elektrisch voneinander trennt, wenn das Parallelrelais ausgeschaltet ist, wobei der dritte Leitungspfad ein Pfad ist, mit dem ein Anschluss, der das niedrigste Potenzial in der fahrzeuggebundenen Stromversorgungseinheit aufweist, elektrisch verbunden ist, wobei die Steuereinheit fähig ist, in eine dritte Schalt-Steuerung zum Ausschalten des Schutzrelais' und Anschalten des Parallelrelais' zu schalten, und das Parallelrelais ausschaltet, wenn die erste Schalt-Steuerung und die zweite Schalt-Steuerung ausgeführt werden.
Steuervorrichtung für eine fahrzeuggebundene Stromversorgungseinheit gemäß Anspruch 5, ferner aufweisend: eine niederpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit, welche eine Abnormität an einem niederpotenzialseitigen Abschnitt erfasst, der sich weiter auf der Niederpotenzialseite befindet als das Schutzrelais in der fahrzeuggebundenen Stromversorgungseinheit, wobei die Steuereinheit in die erste Schalt-Steuerung schaltet, wenn die niederpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit keine Abnormität an dem niederpotenzialseitigen Abschnitt erfasst, und in die dritte Schalt-Steuerung schaltet, wenn die niederpotenzialseitige Abnormität-Erfassungseinheit eine Abnormität an dem niederpotenzialseitigen Abschnitt erfasst.
Fahrzeuggebundene Stromversorgungsvorrichtung, aufweisend: die Steuervorrichtung für eine fahrzeuggebundene Stromversorgungseinheit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6; und die fahrzeuggebundene Stromversorgungseinheit.