DE112020002502T5

DE112020002502T5 - Verriegelungsanordnung mit hybridreserveenergiequelle

Info

Publication number: DE112020002502T5
Application number: DE112020002502.0T
Authority: DE
Inventors: Olivier Trescases; Miad Fard; Vishal Palaniappan
Original assignee: Magna Closures Inc
Current assignee: Magna Closures Inc
Priority date: 2019-05-23
Filing date: 2020-05-19
Publication date: 2022-05-19
Also published as: CN113853466A; WO2020232543A1; US20220195761A1; US11959315B2

Abstract

Es werden eine Verriegelungsanordnung für eine Verschlussklappe und ein entsprechendes Betriebsverfahren bereitgestellt. Die Anordnung umfasst eine Betätigungsgruppe zum Verriegeln und Entriegeln der Verschlussklappe unter Verwendung von Leistung von einer Hauptleistungsquelle bei Normalbetrieb. Eine erste Reserveenergiequelle wird selektiv mit der Betätigungsgruppe gekoppelt und speichert bei Normalbetrieb Energie und führt während eines Versagens die Energie zu. Eine zweite Reserveenergiequelle wird selektiv mit der ersten Reserveenergiequelle gekoppelt und führt während des Versagens Energie zu. Eine Verriegelungssteuerung ist mit den Reserveenergiequellen gekoppelt und detektiert einen Verriegelungsvorgang und ob ein Normalbetrieb vorliegt. Die Verriegelungssteuerung lädt die erste Reserveenergiequelle unter Verwendung von Energie von der zweiten Reserveenergiequelle basierend auf der Detektion eines Verriegelungsvorgangs und des Versagens auf und trennt die zweite Reserveenergiequelle bei Normalbetrieb, um in der zweiten Reserveenergiequelle gespeicherte Energie zu sparen.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese internationale PCT-Patentanmeldung beansprucht die Priorität der am 23. Mai 2019 eingereichten vorläufigen US-Anmeldung Nr. 62/851,993. Die gesamte Offenbarung der obigen Anmeldung wird als Teil der Offenbarung der vorliegenden Anmeldung betrachtet und ist hiermit durch Bezugnahme aufgenommen.
GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein eine elektrische Verriegelungsanordnung für eine Fahrzeugtür, insbesondere eine Verriegelungsanordnung mit einer Hybridreserveenergiequelle und ein Verfahren zum Betreiben der Verriegelungsanordnung.
HINTERGRUND
Dieser Abschnitt stellt Hintergrundinformationen über die vorliegende Offenbarung bereit, die nicht zwangsweise Stand der Technik sind.
Es ist wünschenswert, elektrisch aktivierte Verriegelungsanordnungen in Kraftfahrzeugen zu haben; bei solchen elektrisch aktivierten Seitentürverriegelungsanordnungen besteht jedoch insofern ein Problem, als sie in einem Versagensmodus nicht die Fähigkeit haben, dass die Verriegelung aktiviert (z. B. entriegelt) wird, um die Seitentür freizugeben und zu öffnen. Solche Versagensmodi können entstehen, wenn das Kraftfahrzeug einen Unfall hat und zum Beispiel ein eine Batterie oder eine andere Hauptleistungsquelle mit der elektrisch aktivierten Verriegelungsanordnung verbindendes Stromkabel durchtrennt oder beschädigt wird, wodurch ein ordnungsgemäßer Vorgang der Verriegelung verhindert wird. In anderen Situationen ist die Hauptfahrzeugbatterie möglicherweise leer, zum Beispiel infolgedessen, dass sie über einen längeren Zeitraum gelagert worden war. Somit ist die Hauptbatterieleistung für eine ordnungsgemäße Kraftbetätigung der Verriegelung möglicherweise unzureichend. Darüber hinaus kann der Verlust oder die Entleerung der Hauptleistungsquelle in einem Fahrzeug mit elektrisch aktivierten Verriegelungsanordnungen zu Schwierigkeiten beim Zugang zu dem Fahrzeug (z. B. Öffnen einer Seitentür, um Zugang zu einer Haubenentriegelung zu gewinnen), um einen Verlust oder Mangel an der Hauptleistungsquelle zu beheben, führen.
Um diese Situationen zu vermeiden, weist die Verriegelung in der Regel eine mechanische Freigabe auf, die als Ersatz für die elektrisch aktivierte Verriegelungsanordnung dient. Solch eine redundante mechanische Freigabe kann als ein Ersatz für die elektrisch aktivierte Verriegelungsanordnung dienen, erhöht aber das Gewicht und die Montagekosten und schränkt des weiteren das Design der Tür oder einer anderen Verschlussklappe ein. Dementsprechend besteht immer noch ein Bedarf an verbesserten Verriegelungsanordnungen, die in Türmodulen mit entsprechenden Verfahren für ihren Betrieb verwendet werden, die das Erfordernis der mechanischen Freigabe eliminieren.
ZUSAMMENFASSUNG
Dieser Abschnitt bietet eine allgemeine Zusammenfassung der vorliegenden Offenbarung und ist keine umfassende Offenbarung ihres gesamten Schutzumfangs oder aller ihrer Merkmale und Vorteile.
Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine Verriegelungsanordnung und ein Verfahren zum Betreiben der Verriegelungsanordnung bereitzustellen, die die oben angeführten Nachteile bewältigen und überwinden.
Dementsprechend besteht ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung darin, eine Verriegelungsanordnung für eine Verschlussklappe eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen. Die Verriegelungsanordnung umfasst mindestens eine Betätigungsgruppe, die dahingehend beweglich ist, die Verschlussklappe unter Verwendung von Leistung von einer Hauptleistungsquelle während eines Normalbetriebszustands zu verriegeln und zu entriegeln. Eine erste Reserveenergiequelle wird selektiv mit der mindestens einen Betätigungsgruppe gekoppelt und ist dazu konfiguriert, während des Normalbetriebszustands Energie zu speichern und während eines Versagensbetriebszustands, der von dem Normalbetriebszustand verschieden ist, der mindestens einen Betätigungsgruppe die Energie zuzuführen. Eine zweite Reserveenergiequelle wird selektiv mit der ersten Reserveenergiequelle gekoppelt und ist dazu konfiguriert, während des Versagensbetriebszustands der ersten Reserveenergiequelle Energie zuzuführen. Eine elektronische Steuerschaltung, die eine Verriegelungssteuerung aufweist, ist mit der mindestens einen Betätigungsgruppe und mit der ersten Reserveenergiequelle und der zweiten Reserveenergiequelle gekoppelt. Die Verriegelungssteuerung ist dazu konfiguriert, eine Verriegelungsanforderung oder einen beendeten Verriegelungsvorgang zu detektieren und zu detektieren, ob der Normalbetriebszustand oder der Versagensbetriebszustand vorliegt. Die Verriegelungssteuerung ist dazu konfiguriert, die erste Reserveenergiequelle unter Verwendung von Energie von der zweiten Reserveenergiequelle basierend auf der Detektion der Verriegelungsanforderung oder dem beendeten Verriegelungsvorgang oder dem Versagensbetriebszustand aufzuladen. Die Verriegelungssteuerung trennt darüber hinaus die zweite Reserveenergiequelle von der ersten Reserveenergiequelle während eines Normalbetriebszustands, um in der zweiten Reserveenergiequelle gespeicherte Energie zu sparen.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung wird eine andere Verriegelungsanordnung für eine Verschlussklappe eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Die Verriegelungsanordnung umfasst einen Motor, der zum Verriegeln und Entriegeln der Verschlussklappe unter Verwendung von Leistung von einer Hauptleistungsquelle während eines Normalbetriebszustands beweglich ist. Eine erste Reserveenergiequelle wird selektiv mit dem Motor gekoppelt und ist dazu konfiguriert, während des Normalbetriebszustands Energie zu speichern und während eines Versagensbetriebszustands, der von dem Normalbetriebszustand verschieden ist, dem Motor die Energie zuzuführen. Eine zweite Reserveenergiequelle ist dazu konfiguriert, der ersten Reserveenergiequelle während des Versagensbetriebszustands Energie zuzuführen. Ein erster Hochsetzsteller ist zwischen der zweiten Reserveenergiequelle und der ersten Reserveenergiequelle gekoppelt. Eine elektronische Steuerschaltung, die eine Verriegelungssteuerung aufweist, ist mit der ersten Reserveenergiequelle und der zweiten Reserveenergiequelle und dem ersten Hochsetzsteller gekoppelt. Die Verriegelungssteuerung ist dazu konfiguriert, eine Verriegelungsanforderung zu detektieren und zu detektieren, ob der Normalbetriebszustand oder der Versagensbetriebszustand vorliegt. Die Verriegelungssteuerung ist dazu konfiguriert, eine Spannung von der zweiten Reserveenergiequelle hochzusetzen, um die erste Reserveenergiequelle unter Verwendung des ersten Hochsetzstellers während des Versagensbetriebszustands aufzuladen. Die Verriegelungssteuerung koppelt die erste Reserveenergiequelle mit dem Motor, um eine Spannung der ersten Reserveenergiequelle hochzusetzen und so den Motor als Reaktion auf das Detektieren des Versagensbetriebszustands anzutreiben.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Offenbarung wird des weiteren ein Verfahren zum Betreiben Verfahren zum Betreiben einer Verriegelungsanordnung einer Verschlussklappe bereitgestellt. Das Verfahren umfasst den Schritt des Detektierens, ob ein normaler Betriebszustand, in dem eine Hauptleistungsquelle zur Verfügung steht, oder ein Versagensbetriebszustand, in dem die Hauptleistungsquelle nicht zur Verfügung steht, vorliegt. Als Nächstes umfasst das Verfahren Trennen einer ersten Reserveenergiequelle von mindestens einer Betätigungsgruppe, die dazu beweglich ist, die Verschlussklappe zu verriegeln und zu entriegeln, als Reaktion auf das Detektieren des Versagensbetriebszustands. Des weiteren umfasst das Verfahren die Schritte des Verbindens einer zweiten Reserveenergiequelle mit einem Hochsetzsteller und Verbindens des ersten Hochsetzstellers mit der ersten Reserveenergiequelle, um die erste Reserveenergiequelle unter Verwendung von Energie von der zweiten Reserveenergiequelle auf einen Zwischenspannungspegel, der niedriger als eine volle Ladung ist, aufzuladen. Das Verfahren fährt fort mit Detektieren einer Verriegelungsanforderung und Verbinden des ersten Hochsetzstellers mit der zweiten Reserveenergiequelle zum Aufladen der ersten Reserveenergiequelle als Reaktion auf das Detektieren der Verriegelungsanforderung. Der nächste Schritt des Verfahrens ist Verbinden der ersten Reserveenergiequelle mit einem zweiten Hochsetzsteller und Trennen der ersten Reserveenergiequelle von dem ersten Hochsetzsteller. Das Verfahren fährt fort mit dem Schritt des Rückkehrens zu dem Schritt des Verbindens des ersten Hochsetzstellers mit der zweiten Reserveenergiequelle zum Aufladen der ersten Reserveenergiequelle. Das Verfahren läuft weiter mit Verbinden des zweiten Hochsetzstellers mit der mindestens einen Betätigungsgruppe und Steuern der mindestens einen Betätigungsgruppe zum Durchführen der Verriegelungsanforderung. Des weiteren umfasst das Verfahren den Schritt des Trennens der ersten Reserveenergiequelle von dem zweiten Hochsetzsteller. Darüber hinaus umfasst das Verfahren die Schritte des Detektierens eines beendeten Verriegelungsvorgangs und Verbindens des ersten Hochsetzstellers mit der ersten Reserveenergiequelle zum Aufladen der ersten Reserveenergiequelle auf den Zwischenspannungspegel unter Verwendung von Energie von der zweiten Reserveenergiequelle als Reaktion auf das Detektieren des beendeten Verriegelungsvorgangs.
Gemäß einem zusätzlichen Aspekt der Offenbarung wird ein anderes Verfahren zum Betreiben einer Verriegelungsanordnung einer Verschlussklappe bereitgestellt. Das Verfahren umfasst den Schritt des Detektierens, ob ein normaler Betriebszustand, in dem eine Hauptleistungsquelle zur Verfügung steht, oder ein Versagensbetriebszustand, in dem die Hauptleistungsquelle nicht zur Verfügung steht, vorliegt. Dann läuft das Verfahren mit den Schritten des Detektierens einer Verriegelungsanforderung als Reaktion auf das Detektieren des Versagensbetriebszustands und Bestimmens, ob eine vorbestimmte Zeitdauer vergangen ist, als Reaktion auf das Nichtdetektieren einer Verriegelungsanforderung weiter. Dann umfasst das Verfahren den Schritt des Trennens einer zweiten Reserveenergiequelle von einem ersten Hochsetzsteller zum Implementieren eines Tiefschlafmodus als Reaktion auf das Vergehen der vorbestimmten Zeitdauer. Des weiteren umfasst das Verfahren die Schritte des Detektierens eines beendeten Verriegelungsvorgangs und Verbindens eines ersten Hochsetzstellers mit einer ersten Reserveenergiequelle zum Aufladen der ersten Reserveenergiequelle auf einen Zwischenspannungspegel unter Verwendung von Energie von der zweiten Reserveenergiequelle als Reaktion auf das Detektieren des beendeten Verriegelungsvorgangs. Die nächsten Schritte des Verfahrens sind Bestimmen, ob die vorbestimmte Zeitdauer vergangen ist, und Rückkehren zu dem Schritt des Verbindens des ersten Hochsetzstellers mit der ersten Reserveenergiequelle zum Aufladen der ersten Reserveenergiequelle auf den Zwischenspannungspegel unter Verwendung von Energie von der zweiten Reserveenergiequelle als Reaktion darauf, dass die vorbestimmte Zeitdauer nicht vergangen ist. Dann umfasst das Verfahren den Schritt des Trennens der zweiten Reserveenergiequelle von dem ersten Hochsetzsteller zum Implementieren des Tiefschlafmodus als Reaktion auf das Vergehen der vorbestimmten Zeitdauer.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung wird eine Verriegelungsanordnung für eine Verschlussklappe eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Die Verriegelungsanordnung umfasst mindestens eine Betätigungsgruppe, die unter Verwendung von Leistung von einer Hauptleistungsquelle während eines Normalbetriebszustands dahingehend beweglich ist, die Verschlussklappe zu verriegeln und zu entriegeln. Eine erste Reserveenergiequelle wird selektiv mit der mindestens einen Betätigungsgruppe gekoppelt und ist dazu konfiguriert, während des Normalbetriebszustands Energie zu speichern und während eines Versagensbetriebszustands, der von dem Normalbetriebszustand verschieden ist, der mindestens einen Betätigungsgruppe die Energie zuzuführen. Eine zweite Reserveenergiequelle wird selektiv mit der ersten Reserveenergiequelle gekoppelt und ist dazu konfiguriert, während des Versagensbetriebszustands der ersten Reserveenergiequelle Energie zuzuführen. Die Verriegelungsanordnung umfasst des weiteren eine elektronische Steuerschaltung, die eine Verriegelungssteuerung aufweist, welche mit der mindestens einen Betätigungsgruppe und mit der ersten Reserveenergiequelle und der zweiten Reserveenergiequelle gekoppelt ist. Die elektronische Steuerschaltung ist dazu konfiguriert, zu detektieren, ob der Normalbetriebszustand oder der Versagensbetriebszustand vorliegt. Des weiteren ist die elektronische Steuerschaltung dazu konfiguriert, die erste Reserveenergiequelle unter Verwendung von Energie von der zweiten Reserveenergiequelle basierend auf der Detektion des Versagensbetriebszustands aufzuladen, wobei die erste Reserveenergiequelle aufgeladen wird, um die Spannung der ersten Reserveenergiequelle in einem vorbestimmten Spannungsbereich zu halten.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung wird eine Verriegelungsanordnung für eine Verschlussklappe eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Die Verriegelungsanordnung umfasst einen Verriegelungselektromotor, der zum Verriegeln und Entriegeln der Verschlussklappe unter Verwendung von Leistung von einer Hauptleistungsquelle während eines Normalbetriebszustands beweglich ist. Des Weiteren umfasst die Verriegelungsanordnung eine erste Reserveenergiequelle, die selektiv mit dem Verriegelungselektromotor gekoppelt wird und dazu konfiguriert ist, während des Normalbetriebszustands Energie zu speichern und während eines Versagensbetriebszustands, der von dem Normalbetriebszustand verschieden ist, dem Verriegelungselektromotor die Energie zuzuführen. Eine zweite Reserveenergiequelle ist dazu konfiguriert, der ersten Reserveenergiequelle während des Versagensbetriebszustands Energie zuzuführen. Eine elektronische Steuerschaltung, die eine Verriegelungssteuerung aufweist, ist mit der ersten Reserveenergiequelle und der zweiten Reserveenergiequelle gekoppelt und dazu konfiguriert, zu detektieren, ob der Normalbetriebszustand oder der Versagensbetriebszustand vorliegt. Des weiteren trennt die elektronische Steuerschaltung die zweite Reserveenergiequelle von der ersten Reserveenergiequelle während eines Normalbetriebszustands, um in der zweiten Reserveenergiequelle gespeicherte Energie zu sparen, und verbindet die zweite Reserveenergiequelle mit der ersten Reserveenergiequelle als Reaktion auf das Detektieren des Versagensbetriebszustands.
Gemäß einem anderen Aspekt wird ein Verfahren zum Betreiben einer Verriegelungsanordnung einer Verschlussklappe bereitgestellt. Das Verfahren umfasst den Schritt des Detektierens, ob ein normaler Betriebszustand, in dem eine Hauptleistungsquelle zur Verfügung steht, oder ein Versagensbetriebszustand, in dem die Hauptleistungsquelle nicht zur Verfügung steht, vorliegt. Das Verfahren fährt fort mit Trennen einer ersten Reserveenergiequelle von mindestens einer Betätigungsgruppe, die zum Verriegeln und Entriegeln der Verschlussklappe beweglich ist, als Reaktion auf das Detektieren des Versagensbetriebsmodus. Als Nächstes Verbinden einer zweiten Reserveenergiequelle mit der ersten Reserveenergiequelle als Reaktion auf das Detektieren des Versagensbetriebszustands, um die Spannung der ersten Reserveenergiequelle innerhalb eines vorbestimmten Spannungsbereichs zu halten.
Gemäß einem anderen Aspekt wird ein Verfahren zum Betreiben einer Verriegelungsanordnung einer Verschlussklappe bereitgestellt. Das Verfahren umfasst den Schritt des Detektierens, ob ein normaler Betriebszustand, in dem eine Hauptleistungsquelle zur Verfügung steht, oder ein Versagensbetriebszustand, in dem die Hauptleistungsquelle nicht zur Verfügung steht, vorliegt. Als Nächstes Verbinden einer zweiten Reserveenergiequelle mit einer ersten Reserveenergiequelle als Reaktion auf das Detektieren des Versagensbetriebszustands, um die Spannung der ersten Reserveenergiequelle innerhalb eines vorbestimmten Spannungsbereichs zu halten. Das Verfahren fährt fort mit den Schritten des Detektierens einer Verriegelungsanforderung und Bestimmens, ob eine vorbestimmte Zeitdauer vergangen ist, als Reaktion auf das Nichtdetektieren der Verriegelungsanforderung oder Detektieren des Versagensbetriebszustands. Der nächste Schritt des Verfahrens ist Trennen der zweiten Reserveenergiequelle von der ersten Reserveenergiequelle zum Implementieren eines Tiefschlafmodus als Reaktion auf das Vergehen der vorbestimmten Zeitdauer.
Gemäß einem anderen Aspekt wird eine Verriegelungsanordnung für eine Verschlussklappe eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Die Verriegelungsanordnung umfasst mindestens eine Betätigungsgruppe, die dahingehend beweglich ist, die Verschlussklappe unter Verwendung von Leistung von einer Hauptleistungsquelle während eines Normalbetriebszustands zu verriegeln und zu entriegeln. Eine erste Reserveenergiequelle wird selektiv mit der mindestens einen Betätigungsgruppe gekoppelt und ist dazu konfiguriert, während des Normalbetriebszustands Energie zu speichern und während eines Versagensbetriebszustands, der von dem Normalbetriebszustand verschieden ist, der mindestens einen Betätigungsgruppe die Energie zuzuführen. Eine zweite Reserveenergiequelle wird selektiv mit der ersten Reserveenergiequelle gekoppelt und ist dazu konfiguriert, während des Versagensbetriebszustands der ersten Reserveenergiequelle Energie zuzuführen. Des weiteren umfasst die Verriegelungsanordnung eine elektronische Steuerschaltung, die eine Verriegelungssteuerung aufweist, die mit der mindestens einen Betätigungsgruppe und mit der ersten Reserveenergiequelle und der zweiten Reserveenergiequelle gekoppelt ist. Die elektronische Steuerschaltung ist dazu konfiguriert, zu detektieren, ob der Normalbetriebszustand oder der Versagensbetriebszustand vorliegt. Die elektronische Steuerschaltung ist auch dazu konfiguriert, zu bestimmen, ob nach der Detektion des Versagensbetriebszustands eine vorbestimmte Zeitdauer vergangen ist, und als Reaktion auf das Vergehen der vorbestimmten Zeitdauer die zweite Reserveenergiequelle von der ersten Reserveenergiequelle zu trennen, um einen Tiefschlafmodus zu implementieren.
Gemäß einem anderen Aspekt wird eine Verriegelungsanordnung für eine Verschlussklappe eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Die Verriegelungsanordnung umfasst mindestens eine Betätigungsgruppe, die dahingehend beweglich ist, die Verschlussklappe unter Verwendung von Leistung von einer Hauptleistungsquelle während eines Normalbetriebszustands zu verriegeln und zu entriegeln. Eine erste Reserveenergiequelle wird selektiv mit der mindestens einen Betätigungsgruppe gekoppelt und ist dazu konfiguriert, während des Normalbetriebszustands Energie zu speichern und während eines Versagensbetriebszustands, der von dem Normalbetriebszustand verschieden ist, der mindestens einen Betätigungsgruppe die Energie zuzuführen. Eine zweite Reserveenergiequelle wird selektiv mit der ersten Reserveenergiequelle gekoppelt und ist dazu konfiguriert, während des Versagensbetriebszustands der ersten Reserveenergiequelle Energie zuzuführen. Darüber hinaus umfasst die Verriegelungsanordnung eine elektronische Steuerschaltung, die eine Verriegelungssteuerung aufweist, die mit der mindestens einen Betätigungsgruppe und mit der ersten Reserveenergiequelle und der zweiten Reserveenergiequelle gekoppelt ist. Die elektronische Steuerschaltung ist dazu konfiguriert, zu detektieren, ob der Normalbetriebszustand oder der Versagensbetriebszustand vorliegt, und eine Spannung der ersten Reserveenergiequelle, die unter einem unteren Spannungsschwellenpegel liegt, zu detektieren. Die elektronische Steuerschaltung ist des weiteren dazu konfiguriert, die erste Reserveenergiequelle unter Verwendung von Energie von der Hauptleistungsquelle basierend auf der Detektion des Normalbetriebszustands als Reaktion auf das Detektieren der Spannung der ersten Reserveenergiequelle, die unter einem unteren Spannungsschwellenpegel liegt, auf einen oberen Spannungsschwellenpegel aufzuladen. Darüber hinaus ist die elektronische Steuerschaltung dazu konfiguriert, eine Spannung der zweiten Reserveenergiequelle, die unter dem unteren Spannungsschwellenpegel liegt, zu detektieren und die zweite Reserveenergiequelle unter Verwendung von Energie von der zweiten Reserveenergiequelle basierend auf der Detektion des Versagensbetriebszustands als Reaktion auf das Detektieren der Spannung der ersten Reserveenergiequelle, die unter einem unteren Schwellenwert liegt, auf einen Pegel auf einen oberen Spannungsschwellenpegel aufzuladen.
Gemäß einem verwandten Aspekt der Verriegelungsanordnung umfasst die Verriegelungsanordnung des weiteren einen zweiten Reserveschalter, der zwischen der zweiten Reserveenergiequelle und der ersten Reserveenergiequelle gekoppelt ist und durch die Verriegelungssteuerung zum Koppeln und Entkoppeln der zweiten Reserveenergiequelle mit bzw. von der ersten Reserveenergiequelle gesteuert wird. Die Verriegelungsanordnung umfasst des weiteren einen ersten Reserveschalter, der zwischen der ersten Reserveenergiequelle und einer Hauptleistungsquelle gekoppelt ist und durch die Verriegelungssteuerung zum Koppeln und Entkoppeln der ersten Reserveenergiequelle mit bzw. von der Hauptleistungsquelle gesteuert wird.
Gemäß einem verwandten Aspekt der Verriegelungsanordnung umfasst die Verriegelungsanordnung des weiteren eine Steuerung, die des weiteren dazu konfiguriert ist, das Aufladen der zweiten Reserveenergiequelle als Reaktion auf das Detektieren der Spannung der zweiten Reserveenergiequelle auf den oder über dem oberen Spannungsschwellenpegel anzuhalten und die zweite Reserveenergiequelle auf den oberen Spannungsschwellenpegel unter Verwendung von Energie von der zweiten Reserveenergiequelle als Reaktion auf das Detektieren der Spannung der ersten Energiequelle auf oder unter dem zweiten Spannungsschwellenwert aufzuladen.
Gemäß einem verwandten Aspekt der Verriegelungsanordnung umfasst die Verriegelungsanordnung des weiteren einen ersten Hochsetzsteller, der mit der ersten Reserveenergiequelle und der zweiten Reserveenergiequelle gekoppelt ist. Der erste Hochsetzsteller wird durch die Verriegelungssteuerung in einem Burstmodus gesteuert, um eine Spannung von der zweiten Reserveenergiequelle zum Aufladen der ersten Reserveenergiequelle zu erhöhen.
Gemäß einem verwandten Aspekt der Verriegelungsanordnung umfasst die Verriegelungsanordnung des weiteren einen zweiten Hochsetzsteller, der mit einem positiven Hauptanschluss der Hauptenergiequelle und mit der ersten Reserveenergiequelle gekoppelt ist. Der zweite Hochsetzsteller wird durch die Verriegelungssteuerung in einem Tiefsetzmodus gesteuert, um eine Batteriespannung von der Hauptleistungsquelle zum Aufladen der ersten Reserveenergiequelle zu reduzieren.
Gemäß einem verwandten Aspekt der Verriegelungsanordnung ist der obere Spannungsschwellenpegel der zweiten Reserveenergiequelle ein Teilladungspegel oder ein Vollladungspegel.
Weitere Anwendungsbereiche werden aus der hier bereitgestellten Beschreibung ersichtlich. Die Beschreibung und die bestimmten Beispiele in dieser Zusammenfassung dienen nur der Veranschaulichung und sollen den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.
Figurenliste
Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen nur der Veranschaulichung von ausgewählten Ausführungsformen und nicht allen möglichen Implementierungen und sollen den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.

1 ist eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer Verschlussklappe und einer Verriegelungsanordnung gemäß Aspekten der Erfindung;
2 ist ein allgemeines Blockdiagramm einer elektronischen Steuerschaltung der Verriegelungsanordnung der 1 gemäß Aspekten der Offenbarung;
3 ist eine auseinandergezogene perspektivische Seitenansicht der Verriegelungsanordnung der 1 und 2 gemäß Aspekten der Offenbarung;
4A und 4B stellen eine Leiterplatte der Verriegelungsanordnung der 1 und 2 dar und zeigen Superkondensatoren und eine an einer Leiterplatte der Verriegelungsanordnung befestigte Lithium-Ionen-Batterie gemäß Aspekten der Offenbarung;
5 ist ein Blockdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels einer Verriegelungsanordnung für die Verschlussklappe des Kraftfahrzeugs der 1 gemäß Aspekten der Offenbarung;
6 stellt einen Betriebsablauf des ersten Ausführungsbeispiels der Verriegelungsanordnung, während eine Hauptleistungsquelle zur Verfügung steht, gemäß Aspekten der Offenbarung dar;
7 stellt einen Betriebsablauf für das erste Ausführungsbeispiel der Verriegelungsanordnung, während die Hauptleistungsquelle nicht zur Verfügung steht, gemäß Aspekten der Offenbarung dar;
7A stellt einen Betriebsablauf für das erste Ausführungsbeispiel der Verriegelungsanordnung, während die Hauptleistungsquelle nicht zur Verfügung steht, gemäß anderen Aspekten der vorliegenden Offenbarung dar;
8 und 9 sind Blockdiagramme eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Verriegelungsanordnung für die Verschlussklappe des Kraftfahrzeugs der 1 gemäß Aspekten der Offenbarung;
10 ist ein Schaltschema des zweiten Ausführungsbeispiels der Verriegelungsanordnung gemäß Aspekten der Offenbarung;
11 stellt einen ersten Zustand und einen zweiten Zustand eines Multiport-Wandlers des zweiten Ausführungsbeispiels der Verriegelungsanordnung gemäß Aspekten der Offenbarung dar;
12 stellt einen Betriebsablauf für das zweite Ausführungsbeispiel der Verriegelungsanordnung mit dem Multiport-Wandler in dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand, während die Hauptleistungsquelle zur Verfügung steht, gemäß Aspekten der Offenbarung dar;
13 stellt einen dritten Zustand und einen vierten Zustand und einen fünften Zustand und einen sechsten Zustand des Multiport-Wandlers des zweiten Ausführungsbeispiels der Verriegelungsanordnung gemäß Aspekten der Offenbarung dar.
14 stellt einen Betriebsablauf für das zweite Ausführungsbeispiel der Verriegelungsanordnung mit dem Multiport-Wandler in dem dritten Zustand und dem vierten Zustand, während die Hauptleistungsquelle nicht zur Verfügung steht, gemäß Aspekten der Offenbarung dar;
15 stellt einen Betriebsablauf für das zweite Ausführungsbeispiel der Verriegelungsanordnung mit dem Multiport-Wandler in dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand, während die Hauptleistungsquelle zur Verfügung steht, während eines Verriegelungsvorgangs gemäß Aspekten der Offenbarung dar;
16 stellt einen Betriebsablauf für das zweite Ausführungsbeispiel der Verriegelungsanordnung mit dem Multiport-Wandler in dem fünften Zustand und dem sechsten Zustand, während die Hauptleistungsquelle nicht zur Verfügung steht, gemäß Aspekten der Offenbarung dar;
17 stellt einen Betriebsablauf für das zweite Ausführungsbeispiel der Verriegelungsanordnung mit dem Multiport-Wandler in dem dritten Zustand bis dem sechsten Zustand, während die Hauptleistungsquelle nicht zur Verfügung steht, gemäß Aspekten der Offenbarung dar;
18 stellt einen Betriebsablauf für das zweite Ausführungsbeispiel der Verriegelungsanordnung mit dem Multiport-Wandler in dem dritten Zustand und dem vierten Zustand, während die Hauptleistungsquelle nicht zur Verfügung steht, während des Verriegelungsvorgangs gemäß Aspekten der Offenbarung dar;
19 und 20 stellen einen Betriebsablauf für das zweite Ausführungsbeispiel der Verriegelungsanordnung, der einen Betrieb im geschlossenen Regelkreis zeigt, gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung dar;
21 stellt Schritte eines Verfahrens zum Betreiben der Verriegelungsanordnung der Verschlussklappe des Kraftfahrzeugs gemäß Aspekten der Offenbarung dar;
22 stellt ein Zustandsdiagramm dar, das das Verhalten einer Hochsetzsteuerung der Verriegelungsanordnung gemäß Aspekten der Offenbarung zeigt.
23 stellt einen Betriebsablauf für das erste Ausführungsbeispiel der Verriegelungsanordnung mit einer Doppel-Hochsetzstellerkonfiguration in dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand, während die Hauptleistungsquelle zur Verfügung steht, gemäß Aspekten der Offenbarung dar;
24 stellt einen dritten Zustand und einen vierten Zustand und einen fünften Zustand und einen sechsten Zustand der Doppel-Hochsetzstellerkonfiguration des ersten Ausführungsbeispiels der Verriegelungsanordnung gemäß Aspekten der Offenbarung dar.
25 stellt einen Betriebsablauf für das erste Ausführungsbeispiel der Verriegelungsanordnung mit der Doppel-Hochsetzstellerkonfiguration in dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand, während die Hauptleistungsquelle nicht zur Verfügung steht, gemäß Aspekten der Offenbarung dar; und
26 stellt einen Betriebsablauf für das erste Ausführungsbeispiel der Verriegelungsanordnung mit der Doppel-Hochsetzstellerkonfiguration in dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand, während die Hauptleistungsquelle nicht zur Verfügung steht, gemäß Aspekten der Offenbarung dar.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In der folgenden Beschreibung werden Details angeführt, um ein Verständnis der vorliegenden Offenbarung zu gewährleisten. In einigen Fällen sind bestimmte Schaltungen, Strukturen und Techniken nicht ausführlich beschrieben oder gezeigt worden, damit die Offenbarung nicht unklar wird.
Allgemein betrifft die vorliegende Offenbarung eine Verriegelungsanordnung jener Art, die zur Verwendung in vielen Anwendungen gut geeignet ist. Die Verriegelungsanordnung und zugehörige Betriebsverfahren dieser Offenbarung werden in Verbindung mit einem oder mehreren Ausführungsbeispielen beschrieben. Jedoch dienen die offenbarten bestimmten Ausführungsbeispiele lediglich der Beschreibung der erfinderischen Konzepte, Merkmale, Vorteile und Ziele mit ausreichender Deutlichkeit, um dem Fachmann das Verständnis und die Ausübung der Offenbarung zu ermöglichen. Insbesondere sind die Ausführungsbeispiele so bereitgestellt, dass die vorliegende Offenbarung gründlich ist und dem Fachmann den Schutzumfang vollständig vermittelt. Es sind zahlreiche spezielle Details angeführt, wie beispielsweise bestimmte Komponenten, Vorrichtungen und Verfahren, um ein gründliches Verständnis von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu liefern. Für den Fachmann ist ersichtlich, dass bestimmte Details nicht verwendet werden müssen, dass Ausführungsbeispiele in vielen verschiedenen Formen ausgestaltet werden können und dass keines von beiden als den Schutzumfang der Offenbarung einschränkend ausgelegt werden sollte. In einigen Ausführungsbeispielen werden wohlbekannte Prozesse, wohlbekannte Vorrichtungsstrukturen und wohlbekannte Technologien nicht ausführlich beschrieben.
Wie in 1 am besten gezeigt ist, ist eine Verriegelungsanordnung 1,1', die als eine „intelligente Verriegelung“ oder e-Verriegelung bezeichnet wird, mit einer Verschlussklappe (z. B. Seitentür 2) eines Kraftfahrzeugs 3 gekoppelt. Es sollte jedoch auf der Hand liegen, dass die Verriegelungsanordnung 1,1' gleichermaßen mit irgendeiner Art von Schließvorrichtung oder - platte des Kraftfahrzeugs 3 gekoppelt sein kann. Die Verriegelungsanordnung 1,1' ist durch ein elektrisches Verbindungselement 5, zum Beispiel ein Stromkabel, mit einer Hauptleistungsquelle 4 des Kraftfahrzeugs 3, zum Beispiel einer Hauptbatterie, die beispielsweise eine Batteriespannung Vbatt von 12 V bereitstellt, elektrisch verbunden (die Hauptleistungsquelle 4 kann gleichermaßen eine andere Quelle für elektrische Energie in dem Kraftfahrzeug 3, zum Beispiel einen Drehstromgenerator, beinhalten) .
Die Verriegelungsanordnung 1,1' umfasst mindestens eine Betätigungsgruppe 6', die in dem Verriegelungsgehäuse 11 angeordnet ist und einen Verriegelungselektromotor 9 beinhaltet, der dahingehend betreibbar ist, eine Betätigung der Tür 2 (oder allgemein der Verschlussklappe zum Verriegeln und Entriegeln der Verschlussklappe) zu steuern. Der Verriegelungselektromotor 9 ist ein veranschaulichendes Beispiel für einen Motor zum Antrieb der Betätigung einer Komponente eines Schließglieds wie beispielsweise einer Verriegelungsanordnung 1,1'. Zu anderen Arten von Komponenten mit einem Motor gehören unter anderem ein Fensterhebermotor, ein Türpräsentierermotor, ein Stellantriebsmotor, ein Zuziehmotor, ein Motor für einen ausbringbaren Griff, ein Spiegelmotor, ein Gesten- oder Zugangssystem, ein Authentifizierungssystem zur Identifizierung (z. B. ein passives schlüsselloses Zugangssystem (PKE-System)), eine Benutzerschnittstelle wie beispielsweise eine Tastatur oder eine Schnittstelle und dergleichen, ohne darauf beschränkt zu sein. Wie gezeigt ist, umfasst die mindestens eine Betätigungsgruppe 6' ein Klinkenrad 6, das zur Ineingriffnahme eines (an der Karosserie des Kraftfahrzeugs 3, zum Beispiel an der so genannten „A-Säule“ oder „B-Säule“ auf nicht ausführlich gezeigte Weise fixierten) Schließers 7 drehbar ist. Wenn das Klinkenrad 6 bezüglich des Schließers 7 in eine Verriegelungsposition (d. h. eine Primärposition des Klinkenrads 6) gedreht wird, befindet sich die Seitentür 2 in einem geschlossenen Betriebszustand. Eine Sperrklinke 8 nimmt das Klinkenrad 6 selektiv in Eingriff, um es daran zu hindern, sich zu drehen, und wird von dem Verriegelungselektromotor 9 angetrieben, um sich zwischen einer Eingriffsposition und einer Nichteingriffsposition zu bewegen, wodurch eine elektrische Freigabefunktion bereitgestellt wird. Ein zusätzlicher Elektromotor oder der gleiche Elektromotor kann dazu bereitgestellt sein, andere Verriegelungsfunktionen als eine elektrische Freigabefunktion freizustellen, zum Beispiel kann das Klinkenrad 6 auch durch einen Elektromotor angetrieben werden, um die Tür 2 bezüglich des Kraftfahrzeugs 3 zuzuziehen, und zum Beispiel kann das Klinkenrad 6 auch durch einen Elektromotor angetrieben werden, um die Tür 2 bezüglich des Kraftfahrzeugs 3 zu präsentieren.
Die Verriegelungsanordnung 1,1' umfasst des weiteren eine elektronische Steuerschaltung 10, die zweckmäßigerweise in einem Verriegelungsgehäuse 11 (schematisch gezeigt) eingebettet und angeordnet sein kann, wobei die mindestens eine Betätigungsgruppe 6' der Verriegelungsanordnung 1,1' somit eine integrierte kompakte und leichte zu montierende Einheit bereitstellt.
Die elektronische Steuerschaltung 10 ist mit dem Verriegelungselektromotor 9 der mindestens einen Betätigungsgruppe 6' gekoppelt und führt ihm Ansteuersignale Sd zu. Die elektronische Steuerschaltung 10 kann auch mit einer Hauptfahrzeugmanagementeinheit 12 (auch bekannt als Haupt-ECU oder „Fahrzeugkarosseriecomputer“ oder Karosseriesteuermodul oder BCM), die dazu konfiguriert ist, den allgemeinen Betrieb des Kraftfahrzeugs 3 über einen Datenbus 14 zum Austausch von Signalen, Daten, Befehlen und/oder Informationen zu steuern, elektrisch gekoppelt sein.
Wie am besten in 2 gezeigt ist, ist die elektronische Steuerschaltung 10 (direkt und/oder indirekt über die Fahrzeugmanagementeinheit 12) mit mehreren Sensoren 15 des Kraftfahrzeugs 3 gekoppelt wie beispielsweise: ein Schlüsselanhängersignal, Grifflesesensoren (die eine Betätigung von externen und/oder internen Griffen 16 auslesen), Aufprallsensoren, Schlossschaltersensoren und dergleichen; zweckmäßigerweise empfängt die elektronische Steuerschaltung 10 auch Rückkopplungsinformationen über die Verriegelungsbetätigung von Positionssensoren (nicht gezeigt) wie beispielsweise Hall-Sensoren, die dazu konfiguriert sind, die Betriebsposition beispielsweise des Klinkenrads 6 und/oder der Sperrklinke 8 zu detektieren.
Die elektronische Steuerschaltung 10 ist auch mit der Hauptleistungsquelle 4 (z. B. der Fahrzeugbatterie) des Kraftfahrzeugs 3 gekoppelt, um die Batteriespannung Vbatt zu empfangen; die elektronische Steuerschaltung 10 kann somit überprüfen, ob der Wert der Batteriespannung Vbatt unter einen vorbestimmten Schwellenwert abnimmt, um unmittelbar zu bestimmen, ob ein Notfall- oder Crashzustand oder ein Batteriehauptversagen oder Stromleitungsversagen (wenn möglicherweise eine Reserveenergiequellenunterbaugruppe 20 erforderlich ist) vorliegt. Die elektronische Steuerschaltung 10 umfasst die Reserveenergiequellenunterbaugruppe 20 (z. B. in der Verriegelungsanordnung 1,1'), die dazu konfiguriert ist, bei einem Versagen oder bei einer Unterbrechung der Hauptleistungsversorgung von der Hauptleistungsquelle 4 des Kraftfahrzeugs 3 der Betätigungsgruppe 6' und dem Verriegelungselektromotor 9 und der elektronischen Steuerschaltung 10 elektrische Energie (Vload) zuzuführen. Die Reserveenergiequellenunterbaugruppe 20 kann auch von der Verriegelungsanordnung 1,1' entfernt und an anderen Orten vorgesehen sein. Zum Beispiel kann die Reserveenergiequellenunterbaugruppe 20 im Hohlraum der Fahrzeugtür vorgesehen sein, zum Beispiel an einem Türmodul montiert sein.
Im Einzelnen umfasst die elektronische Steuerschaltung 10 eine Verriegelungssteuerung 21, die zum Beispiel mit einer Mikrosteuerung, einem Mikroprozessor oder einem analogen Rechenmodul 21a versehen ist, die bzw. der oder das mit der Reserveenergiequellenunterbaugruppe 20 und der Betätigungsgruppe 6' der Verriegelungsanordnung 1,1' gekoppelt ist, um ihren Betrieb zu steuern. Die elektronische Steuerschaltung 10 umfasst auch ein Ausgangsmodul oder eine Treiberschaltung wie beispielsweise ein H-Brückenmodul 27. Es sollte auf der Hand liegen, dass das Ausgangsmodul eine integrierte Schaltung sein kann, aus diskreten Bauteilen hergestellt sein kann oder sogar in anderen Elementen der elektronischen Steuerschaltung 10 integriert sein kann. Eine Hauptleistungsdiode 104, 144 ist zwischen der Hauptleistungsquelle 4 und der Reserveenergiequellenunterbaugruppe 20 verbunden, um zu gewährleisten, dass Strom nur von der Hauptleistungsquelle 4 weg fließt (zum Beispiel ist ihr Kathodenanschluss mit der Reserveenergiequellenunterbaugruppe 20 verbunden, und ihr Anodenanschluss ist mit der Hauptleistungsquelle 4 zum Empfang von Vbatt verbunden).
Die Verriegelungssteuerung 21 weist einen eingebetteten Speicher 21b, zum Beispiel einen nichtflüchtigen Direktzugriffsspeicher 21b, auf, der mit dem Rechenmodul 21a gekoppelt ist und geeignete Programme und Computeranweisungen (zum Beispiel in Form einer Firmware) speichert, die Algorithmen zur Ausführung durch das Rechenmodul 21a der Motorüberwachungs- und -steuerverfahren und -techniken, wie hier beschrieben, umfassen. Zum Beispiel können in dem eingebetteten Speicher 21b gespeicherte Anweisungen und Code auch verschiedene Systemmodule, zum Beispiel Anwendungsprogrammierschnittstellenmodule (API-Module), Ansteuerungs-API, Digitale Eingangs-Ausgangs-API, Diagnose-API, Kommunikations-API und Kommunikationstreiber für LIN-Kommunikationen und CAN-Bus-Kommunikationen mit einem Karosseriesteuermodul (BCM) oder andere Fahrzeugsysteme betreffen. Obgleich Module oder Einheiten als in den eingebetteten Speicher 21b geladen beschrieben werden können, versteht sich, dass die Module oder Einheiten in Hardware und/oder Software implementiert sein könnten. Es ist anerkannt, dass die Verriegelungssteuerung 21 alternativ eine Logikschaltung diskreter Komponenten zum Durchführen der Funktionen des Rechenmoduls 21a und Speichers 21b umfassen kann.
Wie nachfolgend ausführlicher besprochen wird, umfasst die Reserveenergiequelle 20 des weiteren eine erste Reserveenergiequelle 24, die selektiv mit der mindestens einen Betätigungsgruppe 6' gekoppelt wird und dazu konfiguriert ist, während des Normalbetriebszustands Energie zu speichern und während eines Versagensbetriebszustands, der von dem Normalbetriebszustand verschieden ist, mindestens einer Betätigungsgruppe 6' die Energie zuzuführen. Der Begriff „selektiv gekoppelt“ wird hier zum Beispiel dazu verwendet, eine Kopplung zu beschreiben, die wie gewünscht gesteuert werden kann und zum Beispiel wie durch die Verriegelungssteuerung 21 als Reaktion auf die Ausführung solcher Programme und Computeranweisungen, die hier beschriebene Algorithmen zur Ausführung umfassen, gesteuert.
Gemäß einem Aspekt umfasst die erste Reserveenergiequelle 24 eine Gruppe von Ultrakondensatoren oder Superkondensatoren 24 (nachfolgend Superkondensatoren oder Supercap-Gruppe) als eine Energieversorgungseinheit (oder einen Energiespeicher) zum Bereitstellen von Leistungsreserve für die Verriegelungsanordnung 1,1', selbst im Falle eines Netzausfalls. Zum Beispiel können die Superkondensatoren 24 als ein Superkondensatorstapel mit 3 bis 5 Farad Superkondensatoren, jedoch als nicht einschränkendes Beispiel, bereitgestellt sein. Superkondensatoren können elektrolytische Doppelschichtkondensatoren, Pseudokondensatoren oder eine Kombination daraus beinhalten. Obgleich die erste Reserveenergiequelle 24 die Supercap-Gruppe beinhalten kann, sollte auf der Hand liegen, dass die erste Reserveenergiequelle 24 eine Batterie oder andere Energiespeichervorrichtung beinhalten kann. Die erste Reserveenergiequelle 24 kann eine schnelle Entladung von gespeicherter Energie mit hoher Leistungsabgabe bereitstellen.
Superkondensatoren stellen vorzugsweise eine hohe Energiedichte, ein hohes Ausgangsstromvermögen bereit und haben keine Speichereffekte; des Weiteren weisen Superkondensatoren eine kleine Größe auf und sind leicht zu integrieren, haben einen erweiterten Temperaturbereich, eine lange Lebensdauer und können eine sehr hohe Anzahl von Ladezyklen widerstehen. Superkondensatoren sind nicht toxisch und bringen keine Explosions- oder Brandgefahren mit sich, wodurch sie gut für gefährliche Bedingungen wie beispielsweise für Automobilanwendungen geeignet sind.
Die Reserveenergiequellenunterbaugruppe 20 der Verriegelungsanordnung 1,1' umfasst darüber hinaus eine zweite Reserveenergiequelle 26, die gezielt mit der ersten Reserveenergiequelle 24 gekoppelt wird und dazu konfiguriert ist, während des Versagensbetriebszustands der ersten Reserveenergiequelle 24 Energie zuzuführen. Gemäß einem Aspekt ist die zweite Reserveenergiequelle 26 eine Lithium-Ionen-Batterie; es sollte jedoch auf der Hand liegen, dass alternativ andere Energiequellen für die zweite Reserveenergiequelle 26 ausgewählt werden können. Bei einem anderen Aspekt ist die zweite Reserveenergiequelle 26 eine nicht wiederaufladbare Lithium-Ionen-Batterie. Bei einem anderen Aspekt ist die zweite Reserveenergiequelle 26 eine wiederaufladbare Lithium-Ionen-Batterie. Die zweite Reserveenergiequelle 26 kann zum Beispiel eine Art von Vorrichtung zur Langzeitspeicherung von hochdichter Energie sein. Somit können die erste Reserveenergiequelle 24 und die zweite Reserveenergiequelle 26 zusammen eine Hybridreserveenergiequelle 28 umfassen. Insbesondere können die Superkondensatoren 24 von relativ hoher Leistung mit niedrigem äquivalenten Reihenwiderstand (ESR) sein, und die Lithiumbatterie 26 kann eine relativ hohe Energiedichte haben. Die Superkondensatoren 24 können eine schnelle Leistungsentladung bereitstellen, und die Lithiumbatterie 26 kann ein Ladungshaltevermögen über lange Zeit haben.
Somit umfasst die Verriegelungsanordnung 1,1' die Verriegelungssteuerung 21, die mit der mindestens einen Betätigungsgruppe 6' und mit der ersten Reserveenergiequelle 24 und der zweiten Reserveenergiequelle 26 gekoppelt ist. Ein erster Hochsetzsteller 30 ist zwischen der zweiten Reserveenergiequelle 26 und der ersten Reserveenergiequelle 24 gekoppelt und ist auch mit der Verriegelungssteuerung 21 gekoppelt. Ein zweiter Hochsetzsteller 32 ist mit der Verriegelungssteuerung 21 gekoppelt. Der erste Hochsetzsteller 30 und der zweite Hochsetzsteller 32 können synchron und bidirektional sein, um ein Aufladen sowohl der ersten Reserveenergiequelle 24 als auch der zweiten Reserveenergiequelle 26 von der Hauptleistungsquelle 4 beispielsweise während eines Normalbetriebszustands durch Leiten von negativem Strom durch den ersten Hochsetzsteller 30 und den zweiten Hochsetzsteller 32 zu gestatten. Zum Beispiel kann negativer Strom von der Hauptleistungsquelle 4 durch den zweiten Hochsetzsteller 32 zu der ersten Reserveenergiequelle 24 geleitet werden, um die erste Reserveenergiequelle 24 wieder aufzuladen, und negativer Strom kann von der ersten Reserveenergiequelle 24 durch den ersten Hochsetzsteller 30 zu der zweiten Reserveenergiequelle 26 geleitet werden, um die zweite Reserveenergiequelle 26 wieder aufzuladen.
Der zweite Hochsetzsteller 32 stellt somit an seinem Ausgang (der auch der Ausgang der Reserveenergiequelle 20 ist) eine hochgesetzte Spannung Vload als eine Funktion der Supercap-Spannung bereit. Die hochgesetzte Spannung Vload wird dann von einem Ausgangsmodul der elektronischen Steuerschaltung 10, zum Beispiel dem integrierten H-Brückenmodul 34, dessen Ausgang den Verriegelungselektromotor 9 der mindestens einen Betätigungsgruppe 6' ansteuert, empfangen.
3 stellt eine auseinandergezogene perspektivische Seitenansicht eines Teils der Verriegelungsanordnung 1,1' der 1 und 2 dar. In dem Verriegelungsgehäuse 11 der Verriegelungsanordnung 1,1' sind der Verriegelungselektromotor 9, die Schnecke 51 und das Zahnrad 53 fluiddicht untergebracht; die anderen Komponenten der Verriegelungsanordnung, z. B. ein Zahnbogen 55 und ein Betätigungshebel 56, werden alle außerhalb von dem Verriegelungsgehäuse 11 getragen. Das Zahnrad 53 ist auf einer gemeinsamen Welle mit der Achse C, die fluiddicht von dem Verriegelungsgehäuse 11 nach außen vorragt, aufgebracht. In der Praxis definieren die Schnecke 51 und das Zahnrad 53 ein erstes Getriebe 48, das fluiddicht in dem Verriegelungsgehäuse 11 untergebracht ist und von dem Verriegelungselektromotor 9 direkt angetrieben wird.
Das Verriegelungsgehäuse 11 weist eine Sandwichstruktur auf und definiert zwei getrennte Kammern 59, 60, von denen eine (Kammer 59) die Verriegelungssteuerung 21 fluiddicht aufnimmt und die andere (Kammer 60) den Verriegelungselektromotor 9 und das Getriebe 48, z. B. die Schnecke 51 und das Zahnrad 53, fluiddicht aufnimmt. Insbesondere umfasst das Verriegelungsgehäuse 11 eine mittlere Platte 61 und zwei Abdeckungselemente 62, 63, die auf einander gegenüberliegenden Seiten der Platte 61 angeordnet und um den Umfang fluiddicht damit gekoppelt sind, um die gegenüberliegenden Kammern 59, 60 zu bilden.
Die Kammer 59 nimmt eine Leiterplatte 65 und mehrere Kondensatoren 64 auf, die mit der Leiterplatte 65 verbunden sind, und umfasst eine Verriegelungssteuerung 21 und andere Elemente der elektronischen Steuerschaltung 10. Das Abdeckungselement 63 begrenzt mit der Platte 61 die Kammer 60 und trägt außen das Zahnrad 54, den Zahnbogen 55 und den Betätigungshebel 56.
Die Platte 61 definiert mehrere Sitze für die Kondensatoren 64; die Verbindung der Kondensatoren 64 mit der Leiterplatte 65 erfolgt zum Beispiel durch Presspassungsverbinder, die an sich bekannt sind und nicht gezeigt werden. Das Abdeckungselement 62 definiert mehrere Sitze für den Verriegelungselektromotor 9, die Schnecke 51 und das Zahnrad 53, die auf der gegenüberliegenden Seite durch die Platte 61 geschlossen sind. Das Abdeckungselement 62 nimmt auch einen elektrischen Verbinder 66 zum Verbinden der elektronischen Steuerschaltung 10 mit einem elektrischen System des Kraftfahrzeugs 3 (z. B. dem BCM 12) auf.
Der Verriegelungselektromotor 9 ist in dem Teil des Abdeckungselements 62 untergebracht, der den oberen Teil des Verriegelungsgehäuses 11 definiert; das Zahnrad 53, der Zahnbogen 55 und der Betätigungshebel 56 sind alle bezüglich des Verriegelungselektromotors 9 niedriger angeordnet. Der Verriegelungselektromotor 9 und die Schnecke 51 weisen eine orthogonal zu der Achse C verlaufende Achse D auf. Der Verriegelungselektromotor 9 und die Schnecke 51 werden in entgegengesetzte Richtungen gedreht, um eine Freigabefunktion bzw. eine Rückstellfunktion zum Bewegen der Sperrklinke 8 zwischen einer freigegebenen Klinkenradposition bzw. einer Klinkenradhalteposition durchzuführen. Das Zahnrad 53 ist zur Drehung um die Achse C montiert und nimmt Betätigungskräfte von der Schnecke 51 auf; genauer wird das Zahnrad 53 von der Schnecke 51 angetrieben.
Der Zahnbogen 55 ist zur Drehung um einen festen Stift mit einer parallel zur Achse C und davon beabstandeten Achse E montiert. Der Zahnbogen 55 umfasst des weiteren drei Nockenflächen 69, 70, 71 zum Zusammenwirken mit dem Betätigungshebel 56. Die Nockenfläche 70 wirkt in die gleiche Richtung wie die Nockenfläche 69 und ist zum Zusammenwirken mit dem Betätigungshebel 56 ausgeführt, um letzteren entlang einem Freigabehub zu bewegen. Insbesondere wird der Zahnbogen 55 durch den Verriegelungselektromotor 9, die Schnecke 51 und das Zahnrad 53 um die Achse E in einer Primärrichtung gedreht, um eine Freigabe einer Verriegelung zu erzeugen, und in einer Sekundärrichtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, um eine Rückstellung eines Zusatzklinkenrads in eine Aktivierungsposition, in der das Zusatzklinkenrad ein Schließen der Verriegelung durch Zuschlagen der Tür 2 gestattet, zu erhalten.
Der Betätigungshebel 56 wird von dem Verriegelungsgehäuse 11 verschiebbar entlang einer jeweiligen Längsrichtung F getragen. Freigabe- und Rückstellhübe des Betätigungshebels 56 sind durch entgegengesetzte Bewegungen eines solchen Hebels 56 entlang der jeweiligen Längsrichtung F definiert.
Wie in 4A und 4B dargestellt ist, können die Superkondensatoren 24 und die Lithium-Ionen-Batterie 26 an der Leiterplatte 65 befestigt sein, die in dem Verriegelungsgehäuse 11 angeordnet ist. Es sei trotzdem darauf hingewiesen, dass alternativ andere Anordnungen und Positionen verwendet werden können. Zum Beispiel kann die Lithium-Ionen-Batterie 26 außerhalb des Verriegelungsgehäuses 11 vorgesehen sein, zum Beispiel in einem getrennten Leistungsquellengehäuse in der Verschlussklappe 2 oder an einer anderen Stelle in dem Fahrzeug 3 angeordnet sein. Zum Beispiel können die Lithium-Ionen-Batterie und der Superkondensator außerhalb des Verriegelungsgehäuses 11 vorgesehen sein.
Wie am besten in 5 gezeigt ist, wird ein erstes Ausführungsbeispiel einer Verriegelungsanordnung 1 für die Verschlussklappe 2 des Kraftfahrzeugs 3 bereitgestellt. Die Verriegelungsanordnung 1 umfasst wieder die mindestens eine Betätigungsgruppe 6', die zum Verriegeln und Entriegeln der Verschlussklappe 2 unter Verwendung von Leistung von der Hauptleistungsquelle 4 während eines Normalbetriebszustands beweglich ist. Die Verriegelungsanordnung 1 umfasst auch die erste Reserveenergiequelle 24 (z. B. die Superkondensatoren), die selektiv mit der mindestens einen Betätigungsgruppe 6' gekoppelt werden. Die erste Reserveenergiequelle 24 ist dazu konfiguriert, während des Normalbetriebszustands Energie zu speichern und während eines Versagensbetriebszustands, der von dem Normalbetriebszustand verschieden ist (zum Beispiel der oben besprochene Notfall- oder Crashzustand), der mindestens einen Betätigungsgruppe 6' die Energie zuzuführen. Die erste Reserveenergiequelle 24 kann auch dazu konfiguriert sein, auf eine nachfolgend hier beschriebenen Weise während des Versagensbetriebszustands Energie zu speichern. Die Verriegelungsanordnung 1 umfasst darüber hinaus die zweite Reserveenergiequelle 26 (z. B. die Lithium-Ionen-Batterie), die selektiv mit der ersten Reserveenergiequelle 24 gekoppelt wird und dazu konfiguriert ist, während des Versagensbetriebszustands der ersten Reserveenergiequelle 24 Energie zuzuführen. Die Verriegelungsanordnung 1 umfasst darüber hinaus die elektronische Steuerschaltung 10, die die Verriegelungssteuerung 21 aufweist, welche mit der mindestens einen Betätigungsgruppe 6' und mit der ersten Reserveenergiequelle 24 und der zweiten Reserveenergiequelle 26 gekoppelt ist.
Wie gezeigt ist, ist der erste Hochsetzsteller 30 zwischen der zweiten Reserveenergiequelle 26 und der ersten Reserveenergiequelle 24 gekoppelt. Insbesondere umfasst der erste Hochsetzsteller 30 eine erste Drosselspule 72, die zwischen einem zweiten positiven Reserveanschluss 74 und der zweiten Reserveenergiequelle 26 gekoppelt ist, und einen ersten Hochsetzknoten 76. Ein erster Hochsetzschalter 78 ist zwischen dem ersten Hochsetzknoten 76 und einer elektrischen Masse 80 gekoppelt. Wie gezeigt ist, kann die Verriegelungssteuerung 21 unter Verwendung der ersten Stromsonde 83 den Low-Side-Strom des ersten Hochsetzschalters 78 abtasten.
Der zweite Hochsetzsteller 32 ist mit der Verriegelungssteuerung 21 gekoppelt und umfasst eine zweite Drosselspule 84, die zwischen dem ersten positiven Reserveanschluss 86 der ersten Reserveenergiequelle 24 und einem zweiten Hochsetzknoten 88 gekoppelt ist. Ein zweiter Hochsetzschalter 90 ist zwischen dem zweiten Hochsetzknoten 88 und der elektrischen Masse 80 gekoppelt, und der zweite Hochsetzknoten 88 ist mit dem Verriegelungselektromotor 9 gekoppelt. Wie gezeigt ist, kann die Verriegelungssteuerung 21 den Low-Side-Strom des zweiten Hochsetzschalters 90 unter Verwendung der zweiten Stromsonde 91 abtasten.
Ein zweiter Reserveschalter 92 ist zwischen der zweiten Reserveenergiequelle 26 und der ersten Drosselspule 72 gekoppelt und wird durch die Verriegelungssteuerung 21 zum Koppeln und Entkoppeln der zweiten Reserveenergiequelle 26 mit bzw. von der ersten Reserveenergiequelle 24 gesteuert. Ein erster Reserveschalter 94 ist zwischen der ersten Reserveenergiequelle 24 und der zweiten Drosselspule 84 gekoppelt und wird durch die Verriegelungssteuerung 21 zum Koppeln und Entkoppeln der ersten Reserveenergiequelle 24 mit bzw. von der zweiten Drosselspule 84 gesteuert.
Ein Buskondensator 98 ist mit dem Verriegelungselektromotor 9 parallel verbunden, und ein paralleler Kondensator 100 ist parallel zu der Hauptleistungsquelle 4. Des weiteren ist eine Klemme 102 parallel zu der Hauptleistungsquelle 4. Die Verriegelungsanordnung 1 umfasst des weiteren eine Schottky-Diode 104, die eine mit einem positiven Hauptanschluss der Hauptleistungsquelle 4 verbundene Anode und eine mit dem Verriegelungselektromotor 9 verbundene Kathode aufweist.
Ein Tiefsetzschalter 106 ist mit einem positiven Hauptanschluss 108 der Hauptleistungsquelle 4 und mit der zweiten Drosselspule 84 gekoppelt und wird durch die Verriegelungssteuerung 21 gesteuert und zum Beispiel durch die Hochsetzsteuerung 23 (z. B. als Teil der Verriegelungssteuerung 21) gesteuert, um eine Batteriespannung von der Hauptleistungsquelle 4 zum Aufladen der ersten Reserveenergiequelle 24 zu reduzieren (wenn die Hauptleistungsquelle 4 zur Verfügung steht).
Eine Versorgungsdiode 109 und ein Versorgungswiderstand 110 sind zwischen dem ersten positiven Reserveanschluss 86 der ersten Reserveenergiequelle 24 und einem Versorgungsknoten 112 verbunden. Eine zweite Versorgungsdiode 111 und ein zweiter Versorgungswiderstand 113 sind zwischen dem Tiefsetzschalter 106 und dem Versorgungsknoten 112 verbunden. Ein Low-Dropout-Regler 114 ist mit dem Versorgungsknoten 112 und mit der Verriegelungssteuerung 21 gekoppelt, und ein Versorgungskondensator 116 ist zwischen dem Versorgungsknoten 112 und einer elektrischen Masse 80 gekoppelt. Der Hochsetzsteuerung 23 wird von dem Versorgungsknoten 112 vom Vdriver Leistung zugeführt, wenn die Hauptfahrzeugbatterie zur Verfügung steht, oder von der ersten Reserveenergiequelle 24, wenn der Vdriver nicht zur Verfügung steht. Der die Hochsetzsteuerung 23 enthaltenden Verriegelungssteuerung 21 kann auch in einem Versagungszustand auf ähnliche Weise Leistung zugeführt werden.
Das erste Ausführungsbeispiel der Verriegelungsanordnung 1 umfasst auch einen Brückentreiber 118, der einen Brückeneingang 120, der mit der Verriegelungssteuerung 21 oder der Hochsetzsteuerung 23 gekoppelt ist, und einen Versorgungseingang 122, der mit dem Versorgungsknoten 112 gekoppelt ist, und einen ersten Brückenausgang 124, der mit dem Tiefsetzschalter 106 gekoppelt ist, und einen zweiten Brückenausgang 126, der mit dem zweiten Hochsetzschalter 90 gekoppelt ist. Des weiteren umfasst die Verriegelungsanordnung 1 einen Brückentreiber 119, der einen Brückeneingang 121, der mit der Verriegelungssteuerung 21 oder der Hochsetzsteuerung 23 gekoppelt ist, und einen Versorgungseingang 123, der mit dem Versorgungsknoten 112 gekoppelt ist, und einen ersten Brückenausgang 125, der mit dem Tiefsetzschalter 73 gekoppelt ist, und einen zweiten Brückenausgang 127, der mit dem ersten Hochsetzschalter 78 gekoppelt ist. Die Verriegelungssteuerung 21 kann eine Motorsteuerung 128 zum Steuern des Verriegelns oder Entriegelns oder Sperrens oder Entsperrens der Verriegelungsanordnung 1 beispielsweise durch Steuern des Verriegelungselektromotors 9 beinhalten, und die Hochsetzsteuerung 23 umfassen. Insbesondere steuert die Hochsetzsteuerung 23 die Hochsetzvorgänge und Ladevorgänge, zum Beispiel durch Steuern des Tiefsetzschalters 106, des ersten Hochsetzschalters 78, des zweiten Hochsetzschalters 90 und des ersten Reserveschalters 94. Somit kann die Verriegelungssteuerung 21 die Hochsetzsteuerung 23 und die Motorsteuerung 128 in einer integrierten Konfiguration wie beispielsweise einem integrierten Mikrochip beinhalten. Wie oben erwähnt, kann die Verriegelungssteuerung 21 alternativ als eine verteilte Steuerung vorgesehen sein, indem zum Beispiel die Motorsteuerung 128 getrennt von der Hochsetzsteuerung 23 bereitgestellt wird, wobei sie zum Beispiel jeweils in verschiedenen Mikrochips vorgesehen sind, die auf der Leiterplatte 65 montiert sind. Die Motorsteuerung 128 kann auch entfernt von der Hochsetzsteuerung 23 getrennt vorgesehen sein, zum Beispiel jeweils auf getrennten Leiterplatten vorgesehen sein, die Teil von getrennten Komponenten bilden.
Somit ist die Reserveenergiequellenunterbaugruppe 20, die die Verriegelungssteuerung 21 beinhaltet, in mehreren Modi betreibbar, die den Normalbetriebsmodus (z. B., wenn die Hauptleistungsquelle 4 zur Verfügung steht) und den Versagensbetriebsmodus (z. B., wenn die Hauptleistungsquelle 4 nicht zur Verfügung steht) beinhalten. Die Verriegelungssteuerung 21 ist dazu konfiguriert, eine Verriegelungsanforderung oder einen beendeten Verriegelungsvorgang zu detektieren. Die Verriegelungssteuerung 21 ist auch dazu konfiguriert, zu detektieren, ob der Normalbetriebszustand oder der Versagensbetriebszustand vorliegt.
Ein Betriebsablauf während des Normalbetriebszustands wird am besten in 6 gezeigt. Zum Zeitpunkt T1 steht die Hauptleistungsquelle 4 zur Verfügung, und die für die mindestens eine Betätigungsgruppe 6' (Vdriver) zur Verfügung stehende Spannung wird direkt von der Hauptleistungsquelle 4 durch die Hauptleistungsdiode 104, 144 (Schottky-Diode 104 im ersten Ausführungsbeispiel) bereitgestellt. Die Spannung der Hauptleistungsquelle 4 ist als Autobatterie gezeigt. Der erste Reserveschalter 94 (als SC Connect angezeigt) bewirkt, dass die erste Reserveenergiequelle 24 verbunden bleibt. Zum Zeitpunkt T2 wird die Spannung der ersten Reserveenergiequelle 24 (Vsc) durch Vdriver in einem Burstmodus wieder auf eine Spannung auf einem oberen Spannungsschwellenpegel aufgeladen, zum Beispiel kann die erste Reserveenergiequelle 24 (Vsc) durch Vdriver in einem Burstmodus auf den oberen Ladungsspannungspegel (z. B. einen Volladungs- oder Vollspannungsschwellenpegel 27) zwischenaufgeladen werden, nachdem ihr Entladen auf einen unteren Spannungsschwellenpegel Vsc_low gestattet worden war. Der zweite Hochsetzsteller 32 (Boost 2) wird in einem Tiefsetzmodus betrieben, wie bei Bezugszahl 33 dargestellt ist, um die erste Reserveenergiequelle 24 unter Verwendung der Hauptleistungsquelle 4 von einem unteren Spannungsschwellenpegel (z. B. einem Teilspannungsschwellenspannungspegel 29) zyklisch auf den oberen Spannungsschwellenpegel oder Vollspannungsschwellenpegel 27 aufzuladen. Somit ist der obere Schwellenspannungspegel der Spannung beispielhaft für die Vollladungs- oder Vollspannungsschwellenpegel 27 der ersten Reserveenergiequelle 24, es können jedoch stattdessen andere Spannungspegel verwendet werden. Mit anderen Worten wird ein zweiter Hochsetzsteller 32 (Boost 2) in einem Tiefsetzmodus betrieben, der Impulse von negativem Strom bereitstellt, die als Impulse 35 gezeigt sind, wenn detektiert wird, dass Vsc auf oder unter dem Teilspannungsschwellenspannungspegel 29 liegt, um den Spannungspegel von Vsc auf den oberen Spannungsschwellenpegel (z. B. Vollspannungsschwellenpegel 27) zu bringen. Der zweite Hochsetzsteller 32 (Boost 2) wird dann nicht bei 37 über eine Zeitdauer betrieben, wodurch gestattet wird, dass Vsc auf den Teilspannungsschwellenpegel 29 abfällt, wie durch die Steigung 39 dargestellt ist. Die zweite Reserveenergiequelle 26 bleibt getrennt (der als LIB connect angezeigte zweite Reserveschalter 92 bleibt geöffnet), während die Hauptleistungsquelle 4 zur Verfügung steht. Mit anderen Worten ist die Verriegelungssteuerung 21 dazu konfiguriert, während eines Normalbetriebszustands die zweite Reserveenergiequelle 26 von der ersten Reserveenergiequelle 24 zu trennen, um in der zweiten Reserveenergiequelle 26 gespeicherte Energie zu sparen und zum Beispiel einen Leckstrom aus der zweiten Reserveenergiequelle 26 zu verhindern. Des Weiteren wird der in 6 als Boost 1 bezeichnete erste Hochsetzsteller 30 (der mit der zweiten Reserveenergiequelle 26 gekoppelt ist) während des Normalbetriebszustands nicht betrieben, folglich fließt durch die erste Drosselspule 72 kein Strom IL1. Bei einer Ausführungsform kann der in 6 als Boost 1 bezeichnete erste Hochsetzsteller 30 (der mit der zweiten Reserveenergiequelle 26 gekoppelt ist) während des Normalbetriebszustands in einem Tiefsetzmodus betrieben werden, wenn die erste Reserveenergiequelle 24 eine wiederaufladbare Reserveenergiequelle ist, um die erste Reserveenergiequelle 24 wieder aufzuladen. Wie gezeigt ist, wird jedoch der zweite Hochsetzsteller 32, Boost 2, in einem Burstmodus mit Rückstrom betrieben (Buck), um die erste Reserveenergiequelle 24 aufzuladen, und der Strom durch die zweite Drosselspule 84 IL2 ist als ein negativer Strom gezeigt. Nach einer Verriegelungsanforderung während eines Normalbetriebszustands (zum Zeitpunkt T3 gezeigt) wird die für die mindestens eine Betätigungsgruppe 6' Vdriver bereitgestellte Spannung von der Hauptleistungsquelle 4 bereitgestellt. Der zweite Hochsetzsteller 32 Boost 2 läuft mit einem Spannungsmodus, wodurch ein Propotional-Integral-Regelkreis (PI-Regelkreis) (z. B. der Verriegelungssteuerung 21) die gemessene Vdriver mit einer Referenz vergleicht und das Taktverhältnis des zweiten Hochsetzstellers 32 PWM-Signal ändert, um Vdriver auf 10V zu regeln, zum Beispiel während des Verriegelungsereignisses T4, und das Verriegelungsereignis endet zum Zeitpunkt T5.
Wie in 7 gezeigt ist, besteht zum Zeitpunkt T1' ein Verlust der Hauptleistungsquelle 4 (die Spannung der Hauptleistungsquelle ist wieder als Autobatterie gezeigt). Somit unterhält die Hauptleistungsquelle 4 während des Versagensbetriebsmodus nicht länger Vdriver und die Verriegelungssteuerung 21 trennt so vorübergehend die erste Reserveenergiequelle 24 (SC Connect ist niedrig gezeigt) bei Detektieren des Versagensbetriebsmodus und auch vor einer anschließenden Verriegelungsanforderung während eines späteren Normalbetriebszustands. Die Spannung der ersten Reserveenergiequelle 24 (Vsc) kann sich teilweise auf einen Bereitschafts- oder Zwischenspannungspegel 41', der niedriger als die Vollladungs- oder Vollspannungsschwellenpegel 27 ist, entladen und wird auf dem Bereitschafts- oder Zwischenspannungspegel 41' gehalten, der niedriger als der Vollspannungsschwellenpegel 27 ist, um das System eingeschaltet zu halten (zum Beispiel um Energie von (Vsc) zu VCCdrv oder dem Versorgungsknoten 112 zur Zuführung von Leistung zu der Hochsetzsteuerung 23 bereitzustellen) und jegliche Leckage der ersten Reserveenergiequelle 24 in einem „Hysteresefenster“ (als HW gezeigt) auszugleichen. Mit anderen Worten kann die Spannung der ersten Reserveenergiequelle 24 (Vsc) durch die zweite Reserveenergiequelle 26 in einem Burstmodus auf den Zwischenspannungspegel 41' zwischenaufgeladen werden, nachdem ihre Entladung auf einen unteren Spannungsschwellenpegel (z. B. Vollentladungspegel) gestattet worden war. Zum Beispiel wird der erste Hochsetzsteller 30 (Boost 1) in einem Burstmodus betrieben, wie in 7 dargestellt ist, um unter Verwendung der Reserveenergiequelle 26 die erste Reserveenergiequelle 24 zyklisch von einem unteren Spannungsschwellenpegel (z. B. Vollentladungspegel 29') auf einen Teilspannungsschwellenpegel (z. B. den Zwischenspannungspegel 41') aufzuladen. Mit anderen Worten wird der erste Hochsetzsteller 30 betrieben, wenn detektiert wird, dass sich Vsc auf oder unter einer Teilentladung oder einem unteren Spannungsschwellenpegel 29' (z. B. Vollentladungspegel) befindet, um den Pegel von Vsc auf den Zwischenspannungspegel 41' zu bringen. Der zweite Hochsetzsteller 32 (Boost 2) wird dann nicht betrieben, um zu gestatten, dass Vsc auf den unteren Spannungsschwellenpegel 29' (z. B. Vollentladungspegel) abfällt. Der erste Hochsetzsteller 30 lädt die erste Reserveenergiequelle 24 auf den Vollladungs- oder Vollspannungspegel 27 auf, und der zweite Hochsetzsteller 32 regelt Vdriver, beginnend zum Zeitpunkt T3', bei der Verriegelungsanforderung und während des Verriegelungsereignisses zum Zeitpunkt T4' bis zum Ende des Verriegelungsereignisses zum Zeitpunkt T5'.
Alternativ und wie in 7A dargestellt ist, wird der erste Hochsetzsteller 30 (Boost 1) in einem Hochsetzmodus betrieben, um unter Verwendung der zweiten Reserveenergiequelle 26 die erste Reserveenergiequelle 24 zyklisch von einem Teilentladungs- oder Teilspannungsschwellenpegel 29' auf einen oberen Spannungsschwellenpegel (z. B. einen Vollladungs- oder Vollspannungspegel 27') aufzuladen. Der erste Hochsetzsteller 30 wird in einem Hochsetzmodus betrieben, um Versorgungsstromimpulse 35' zyklisch zu steuern, gefolgt von Perioden 37', in denen keine Stromimpulse zugeführt werden. Die Energie zum Halten der ersten Reserveenergiequelle 24 auf diesem Pegel wird von der zweiten Reserveenergiequelle 26 bereitgestellt, so dass zu dem Zeitpunkt, zu dem die Hauptleistungsquelle verloren ist, der als LIB connect angezeigte zweite Reserveschalter 92 die zweite Reserveenergiequelle 26 mit der ersten Reserveenergiequelle 24 verbindet, und der erste Hochsetzsteller 30 (Boost 1) wird dazu betrieben, die Spannung der ersten Reserveenergiequelle 24 auf der Zwischenspannung (z. B. dem Teilspannungsschwellenpegel 29') zu halten. Zum Steuern und Regeln des von der zweiten Reserveenergiequelle 26 erforderlichen Konstantstroms, wird der erste Hochsetzsteller 30 in einer Strommodussteuerung betrieben. Es kann eine QFF-Strommodussteuerung (QFF - quasi-fixed frequency) bereitgestellt werden, wobei die Strommodussteuerung im Vergleich zu einer Spannungsmodussteuerung eine genaue Steuerung des Drosselspulenstroms und eine schnellere dynamische Antwort bereitstellt. Daher fließt Strom durch die erste Drosselspule 72 (IL1). Mit anderen Worten ist die Verriegelungssteuerung 21, zum Beispiel die Hochsetzsteuerung 23, des weiteren dazu konfiguriert, die zweite Reserveenergiequelle 26 (durch den zweiten Reserveschalter 92) mit der ersten Reserveenergiequelle 24 zu verbinden und die Spannung von der zweiten Reserveenergiequelle 26 (LIB) hochzusetzen, um die erste Reserveenergiequelle 24 unter Verwendung des ersten Hochsetzstellers 30 während des Versagensbetriebszustands als Reaktion auf das Detektieren, dass der Spannungspegel der ersten Reserveenergiequelle 24 unter das „Hysteresefenster“ fällt, auf einen Zwischenspannungspegel (z. B. Teilspannungsschwellenpegel 29') aufzuladen. Während der Zeit vor der Verriegelungsanforderung (zwischen T1' und T3') und während des Versagensbetriebsmodus wird der zweite Hochsetzsteller 32 (Boost 2) nicht betrieben, und somit fließt kein Strom durch die zweite Drosselspule 84 (IL2).
Besteht eine Verriegelungsanforderung zum Zeitpunkt T3' während des Versagensbetriebsmodus, verbindet die Verriegelungssteuerung 21 vorübergehend die erste Reserveenergiequelle 24 (SC Connect ist hoch gezeigt), und die Spannung der ersten Reserveenergiequelle 24 (Vsc) steigt vorübergehend auf die Vollladungsspannung 27' an, da die Verriegelungssteuerung 21 den ersten Hochsetzsteller 30 (Boost 1) dahingehend steuert, die erste Reserveenergiequelle 24 (wieder unter Verwendung von Energie von der zweiten Reserveenergiequelle 26) aufzuladen. Somit ist die Verriegelungssteuerung 21 des weiteren dazu konfiguriert, die erste Reserveenergiequelle 24 als Reaktion auf das Detektieren der Verriegelungsanforderung zum Zeitpunkt T3' mit der mindestens einen Betätigungsgruppe 6' zu verbinden und eine Spannung von der ersten Reserveenergiequelle 24 als Reaktion auf die Verriegelungsanforderung (unter Verwendung des zweiten Hochsetzstellers 32) auf einen aktiven Spannungspegel (z. B. ungefähr 9 V) hochzusetzen. Somit kann die Verriegelungssteuerung 21 eine Spannung von der zweiten Reserveenergiequelle 26 hochsetzen, um die erste Reserveenergiequelle 24 während des Versagensbetriebszustands unter Verwendung des ersten Hochsetzstellers 30 aufzuladen und die erste Reserveenergiequelle 24 mit dem Motor 9 (der mindestens einen Betätigungsgruppe 6') zu koppeln, um unter Verwendung des zweiten Hochsetzstellers 32 eine Spannung der zweiten Reserveenergiequelle 26 hochzusetzen und so den Motor 9 als Reaktion auf das Detektieren des Versagensbetriebszustands anzutreiben. Folglich steigt Vdriver im Anschluss an die Verriegelungsanforderung zum Zeitpunkt T3' aufgrund der Verbindung der ersten Reserveenergiequelle 24 und des Aufladens der ersten Reserveenergiequelle 24 durch den ersten Hochsetzsteller 30 unter Verwendung von Energie von der zweiten Reserveenergiequelle 26 durch das Verriegelungsereignis zum Zeitpunkt T4'.
Wenn der Verriegelungsvorgangs oder das Verriegelungsereignis zum Zeitpunkt T5' beendet ist (z. B. der beendete Verriegelungsvorgang durch die Verriegelungssteuerung 21 detektiert wird), wird die erste Reserveenergiequelle 24 wieder getrennt (SC Connect geht auf niedrig). Insbesondere trennt die Verriegelungssteuerung 21 die erste Reserveenergiequelle 24 von der mindestens einen Betätigungsgruppe 6' als Reaktion auf das Detektieren des beendeten Verriegelungsvorgangs unter Verwendung des ersten Reserveschalters 94. Energie von der zweiten Reserveenergiequelle 26 wird zum Wiederaufladen der ersten Reserveenergiequelle 24 verwendet. Wie gezeigt ist, zeigt LIB Connect (der zweite Reserveschalter 92) an, dass die zweite Reserveenergiequelle 26 mit der ersten Reserveenergiequelle 24 verbunden bleibt, und der zweite Hochsetzsteller 32 (Boost 1) wird dahingehend betrieben, die Spannung der ersten Reserveenergiequelle 24 wieder auf den Zwischenspannungspegel (z. B. Vollladungsspannung 27') aufzuladen oder zu bringen. Somit lädt die Verriegelungssteuerung 21 die erste Reserveenergiequelle 24 unter Verwendung von Energie von der zweiten Reserveenergiequelle 26 basierend auf der Detektion der Verriegelungsanforderung oder des beendeten Verriegelungsvorgangs oder des Versagensbetriebszustands auf.
Die Verriegelungssteuerung 21 ist darüber hinaus dazu konfiguriert, im Anschluss an die Detektion des Versagensbetriebszustands und die Detektion des beendeten Verriegelungsvorgangs zum Zeitpunkt T5' (z. B. unter Verwendung des zweiten Reserveschalters 92) die zweite Reserveenergiequelle 26 nach einer vorbestimmten Zeitdauer (in 7 und 7A als ein Time-out von 2 Tagen gezeigt) von der ersten Reserveenergiequelle 24 zu trennen.
Wie in 7A gezeigt ist, besteht die Differenz zu 7 darin, dass der erste Hochsetzsteller 30 während einer Verriegelungsanforderung oder/oder eines Verriegelungsereignisses nicht betrieben wird, sondern der erste Hochsetzsteller 30 stattdessen nach Beendigung des Verriegelungsereignisses betrieben wird, um die erste Reserveversorgung 30 in einem Burstmodus wieder aufzuladen, wie oben beschrieben wurde.
Wie am besten in 8-10 gezeigt ist, wird ein zweites Ausführungsbeispiel einer Verriegelungsanordnung 1' für die Verschlussklappe 2 des Kraftfahrzeugs 3 bereitgestellt. Das zweite Ausführungsbeispiel der Verriegelungsanordnung 1' unterscheidet sich insofern von dem ersten Ausführungsbeispiel der Verriegelungsanordnung 1, als der erste Hochsetzsteller 30 und der zweite Hochsetzsteller 32 einen Multiport-Wandler 130 umfassen. Die Einzel-Drosselspulen-Topologie des Multiport-Wandlers 130 gestattet zwei Modi. Erstens stellt der Multiport-Wandler 130, wenn die Hauptleistungsquelle 4 zur Verfügung steht oder vorhanden ist, Energie für die Last (z. B. den Elektromotor 9) und die erste Reserveenergiequelle 24 bereit. Zweitens lädt die zweite Reserveenergiequelle 26, wenn die Hauptleistungsquelle 4 nicht zur Verfügung steht oder getrennt ist, die erste Reserveenergiequelle 24 auf, die wiederum Energie für die Verriegelungsanordnung 1' (z. B. den Elektromotor 9) bereitstellt.
Insbesondere umfasst der Multiport-Wandler 130 eine einzige Drosselspule (Hochsetzdrosselspule 132) mit einem ersten Hochsetzdrosselspulenanschluss 134, der mit dem ersten positiven Reserveknoten 86 der ersten Reserveenergiequelle 24 gekoppelt ist, und einem zweiten Hochsetzdrosselspulenanschluss 136, der mit dem zweiten positiven Reserveknoten 74 der zweiten Reserveenergiequelle 26 (in 10 mit einem äquivalenten Reihenwiderstand (ESR) 133 gezeigt) gekoppelt ist. Des Weiteren umfasst der Multiport-Wandler 130 auch einen ersten Hochsetzschalter 78, der zwischen dem zweiten Hochsetzdrosselspulenanschluss 136 der Hochsetzdrosselspule 132 und einer elektrischen Masse 80 gekoppelt ist und durch die Verriegelungssteuerung 21 gesteuert wird. Ein zweiter Hochsetzschalter 90 ist zwischen dem ersten Hochsetzdrosselspulenanschluss 134 der Hochsetzdrosselspule 132 und der elektrischen Masse 80 gekoppelt und wird durch die Verriegelungssteuerung 21 gesteuert.
Der Multiport-Wandler 130 umfasst des weiteren einen ersten Reserveschalter 94, der zwischen dem ersten positiven Reserveknoten 86 und dem ersten Hochsetzdrosselspulenanschluss 134 gekoppelt ist und durch die Verriegelungssteuerung 21 zum Koppeln und Entkoppeln der ersten Reserveenergiequelle 24 gesteuert wird. Darüber hinaus umfasst der Multiport-Wandler 130 einen zweiten Reserveschalter 92, der zwischen dem zweiten positiven Reserveknoten 74 und dem zweiten Hochsetzdrosselspulenanschluss 136 gekoppelt ist und durch die Verriegelungssteuerung 21 zum Koppeln und Entkoppeln der zweiten Reserveenergiequelle 26 gesteuert wird. Ein Batteriefilter 137 (10) kann zwischen der zweiten Reserveenergiequelle 26 und dem zweiten Reserveschalter 92 angeordnet sein. Der Multiport-Wandler 130 umfasst des weiteren einen Motor- und Batterieverbindungsschalter 138, der zwischen dem zweiten Hochsetzdrosselspulenanschluss 136 und einem geteilten Knoten 140 gekoppelt ist, der mit einem positiven Batterieanschluss 108 der Hauptleistungsquelle 4 und mit dem Verriegelungselektromotor 9 gekoppelt ist und durch die Verriegelungssteuerung 21 zum Koppeln und Entkoppeln sowohl der Hauptleistungsquelle 4 als auch des Verriegelungselektromotors 9 mit bzw. von dem ersten Hochsetzsteller 30 und dem zweiten Hochsetzsteller 32 gesteuert wird. Das zweite Ausführungsbeispiel der Verriegelungsanordnung 1' umfasst des weiteren einen Lastverbindungskondensator 142, der parallel zu dem Verriegelungselektromotor 9 verbunden ist, und einer Hauptleistungsdiode 144, die zwischen der Hauptleistungsquelle 4 und dem geteilten Knoten 140 verbunden ist. Es ist der Einsatz von anderen Hybridenergietopologiekonfigurationen möglich wie beispielsweise jenen, die in Predictive Algorithm for Optimizing Power Flow in Hybrid Ultracapacitor/Battery Storage Systems for Light Electric Vehicles“ von Omar Laldin, Mazhar Moshirvaziri und Oliver Trescases, IEEE Transactions on Power Electronics 28(8), August 2013, Seiten 3882-3895, deren gesamter Inhalt hier durch Bezugnahme aufgenommen ist, beschrieben werden.
Wie am besten in 11 gezeigt ist, ist die Verriegelungssteuerung 21 des zweiten Ausführungsbeispiels der Verriegelungsanordnung 1' dazu konfiguriert, den Motor- und Batterieverbindungsschalter 138 und den zweiten Hochsetzschalter 90 zu schließen und den ersten Reserveverbindungsschalter 94 und den ersten Hochsetzschalter 78 und den zweiten Reserveschalter 92 zu öffnen, um in einem ersten Zustand Energie von der Hauptleistungsquelle 4 durch die Hauptleistungsdiode 144 in der Hochsetzdrosselspule 132 zu speichern, wobei Zustand 1 an einem Nulldurchgang des Stroms in der Hochsetzdrosselspule 32 beginnt und bis zu einer Hysteresesteuerreferenz geht. Die Verriegelungssteuerung 21 ist somit dazu konfiguriert, wenn die Hauptleistungsquelle 4 zum Beispiel zur Verfügung steht und die Verriegelungssteuerung 21 im Normalbetriebszustand im Betrieb ist, den ersten Hochsetzschalter 78 und den ersten Reserveschalter 94 zu schließen und den zweiten Hochsetzschalter 90 und den zweiten Reserveschalter 92 und den Motor- und Batterieverbindungsschalter 138 zu öffnen, um die erste Reserveenergiequelle 24 in einem zweiten Zustand unter Verwendung von in der Hochsetzdrosselspule 132 gespeicherter Energie aufzuladen, wobei Zustand 2 an einer Stromreferenz beginnt und die Hochsetzdrosselspule 132 bis zu einem Nulldurchgang des Stroms in der Hochsetzdrosselspule 132 entladen wird (wieder, wenn die Hauptleistungsquelle 4 zur Verfügung steht und die Verriegelungssteuerung 21 im Normalbetriebszustand betrieben wird). Wenn die erste Reserveenergiequelle 24 nicht vollständig aufgeladen ist, regelt der Multiport-Wandler 130 die erste Reserveenergiequelle 24 durch Speichern von Energie von Vload der Hochsetzdrosselspule 132 und dann in der ersten Reserveenergiequelle 24 (d. h. dem Tiefsetzsteller). Der Drosselspulenstrom (IL) der Hochsetzdrosselspule 132 (V_L), die Spannung an der mindestens einen Betätigungsgruppe 6' (Vload oder Vlatch), die Spannung der ersten Reserveenergiequelle 24 (Vuc) und die Spannung der Hochsetzdrosselspule 132 während des ersten und zweiten Zustands werden in 12 gezeigt. Wie gezeigt ist, gestattet die Hauptleistungsdiode 144 unter Verwendung von Energie von der Hauptleistungsquelle 4 Vload wieder aufzuladen (z. B. auf 12 V - Vf (Spannung über die Hauptleistungsdiode 144)), und die erste Reserveenergiequelle 24 wird während jedes Zyklus aufgeladen (wiederholter Übergang aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand). Somit wird Vload durch die Hauptleistungsdiode 144 geregelt, und der Multiport-Wandler 130 lädt die erste Reserveenergiequelle 24 von Vload auf. 23 stellt einen entsprechenden Zustand des ersten Ausführungsbeispiels der Verriegelungsanordnung 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform dar, zum Beispiel, wenn die Hauptleistungsquelle 4 zur Verfügung steht und die Verriegelungssteuerung 21 im Normalbetriebszustand betrieben wird; die Verriegelungssteuerung 21 ist dazu konfiguriert, den ersten Reserveschalter 94 zum Aufladen der ersten Reserveenergiequelle 24 unter Verwendung des zweiten Hochsetzstellers 32, der in einem Tiefsetzmodus betrieben wird, zu schließen und den zweiten Reserveschalter 92 zu öffnen, um Energie der zweiten Reserveenergiequelle 26 zu sparen. Wahlweise kann der erste Hochsetzsteller 30 in einem Tiefsetzmodus betrieben werden, um die zweite Reserveenergiequelle 26 aufzuladen, wenn sie als eine wiederaufladbare Reserveenergiequelle ausgestaltet ist, wodurch das Schließen des zweiten Reserveschalters 92 erforderlich ist. Somit weist zu dem gezeigten Zeitpunkt V_DRIVER eine Spannung von 11,47V auf, die erste Reserveenergiequelle 24 weist eine Spannung (V SC oder SC-Spannung) von 5,22 V für den Stapel Superkondensatoren SC1, SC2, SC3 (mit jeweiligen Spannungen von 1,76V, 1,61V und 1,84V) und ESR von 0,000 (für jeden der Superkondensatoren SC1, SC2, SC3), die durch V_DRIVER oder Vload aufgeladen werden, auf, und die zweite Reserveenergiequelle 26 ist getrennt und weist eine Spannung (LIB-Spannung) von 4,04 Volt auf. Die Spannungen V_SC, V DRIVER und LIB-Spannung sind über die Zeit gezeigt.
Wie am besten in 13 gezeigt ist, ist die Verriegelungssteuerung 21 darüber hinaus dazu konfiguriert, den ersten Reserveschalter 94 und den ersten Hochsetzschalter 78 zu schließen und den zweiten Reserveschalter 92 und den Motor- und Batterieverbindungsschalter 138 und den zweiten Hochsetzschalter 90 zu öffnen, um in einem dritten Zustand Energie von der ersten Reserveenergiequelle 24 zu speichern, Zustand 3 (Speichern von Energie in der Hochsetzdrosselspule 132 von der ersten Reserveenergiequelle 24, beginnend am Nulldurchgang des Stroms in der Hochsetzdrosselspule 32 und bis zu einer Hysteresesteuerreferenz). Und wenn zum Beispiel die Hauptleistungsquelle 4 nicht zur Verfügung steht und die Verriegelungssteuerung 21 im Versagensbetriebszustand betrieben wird, schließt die Verriegelungssteuerung 21 den ersten Reserveschalter 94 und den Motor- und Batterieverbindungsschalter 138 und öffnet den ersten Hochsetzschalter 78 und den zweiten Hochsetzschalter 90 und den zweiten Reserveschalter 92, um in einem vierten Zustand den Lastverbindungskondensator 142 unter Verwendung von gespeicherter Energie von der ersten Reserveenergiequelle 24 aufzuladen, wobei Zustand 4, in dem der Lastverbindungskondensator 142 von in der Hochsetzdrosselspule 132 gespeicherter Energie aufgeladen wird, an einer Stromreferenz beginnt, die Hochsetzdrosselspule 132 wird bis zu einem Nulldurchgang des Stroms in der Hochsetzdrosselspule 132 entladen (wieder, wenn die Hauptleistungsquelle 4 nicht zur Verfügung steht und die Verriegelungssteuerung 21 im Versagensbetriebszustand betrieben wird). Wie in 14 gezeigt ist, fällt der Strom der Hochsetzdrosselspule 132 (IL) während einer Aus-Zeit auf null, um eine maximale Schaltfrequenz zu begrenzen, und in einem stationären Zustand wird die Spannung der Verriegelung oder Last (Vload über den Lastverbindungskondensator 142) auf einen aktiven Pegel (ungefähr 10 V) mit einer geringen Welligkeit vom Ruhestrom geregelt. Die erste Reserveenergiequelle 24 wird folglich während jedes Zyklus entladen (geht wiederholt aus dem dritten Zustand in den vierten Zustand über), und es wird ein Ruhelaststrom Iload gezeigt (z. B. ungefähr 10 Milliampere). Somit wird die erste Reserveenergiequelle 24 vollständig aufgeladen, und der Multiport-Wandler 130 regelt Vload aus gespeicherter Energie in der ersten Reserveenergiequelle 24 auf ungefähr 10 Volt.
Der Multiport-Wandler 130 kann auch im ersten und zweiten Zustand betrieben werden, wenn die Hauptleistungsquelle 4 zur Verfügung steht und die Verriegelungssteuerung 21 im Normalbetriebszustand betrieben wird und eine Verriegelungsanforderung detektiert wird, wie am besten in 15 gezeigt ist. Im Anschluss an die Verriegelungsanforderung, und wenn das Verriegelungsereignis erfolgt, wird Vload durch die Hauptleistungsdiode 144 (mit einer gewissen Welligkeit, die durch die Last oder den Motor 9 und Aufladen der ersten Reserveenergiequelle 24 verursacht wird) geregelt, und, falls erforderlich (falls die Spannung der ersten Reserveenergiequelle 24 niedriger als ein vorbestimmter Schwellenwert ist) wird die erste Reserveenergiequelle 24 durch den Multiport-Wandler 130 aufgeladen. Die Spannung der ersten Reserveenergiequelle 24 (Vuc) zeigt, dass die erste Reserveenergiequelle 24 jeden Zyklus aufgeladen wird, und der Momentanlaststrom Iload der Last oder des Motors 9 wird während des Verriegelungsereignisses gezeigt.
Unter erneuter Bezugnahme auf 13 kann die Verriegelungssteuerung 21 dann den zweiten Reserveschalter 92 und den zweiten Hochsetzschalter 90 schließen und den ersten Reserveschalter 94 und den ersten Hochsetzschalter 78 und den Motor- und Batterieverbindungsschalter 138 öffnen, um in einem fünften Zustand Energie von der zweiten Reserveenergiequelle 26 in der Hochsetzdrosselspule 132 zu speichern, Zustand 5, in dem Energie von der zweiten Reserveenergiequelle 26 in der Hochsetzdrosselspule 132 gespeichert wird (wieder Speicherung von Energie von der ersten Reserveenergiequelle 24 in der Hochsetzdrosselspule 132, beginnend am Nulldurchgang des Stroms in der Hochsetzdrosselspule 32 bis zu einer Hysteresesteuerreferenz). Und die Verriegelungssteuerung 21 ist darüber hinaus dazu konfiguriert, wenn zum Beispiel die Hauptleistungsquelle 4 nicht zur Verfügung steht und die Verriegelungssteuerung 21 im Versagensbetriebszustand betrieben wird, den ersten Hochsetzschalter 78 und den ersten Reserveschalter 94 zu schließen und den zweiten Hochsetzschalter 90 und den zweiten Reserveschalter 92 und den Motor- und Batterieverbindungsschalter 138 zu öffnen, um in einem sechsten Zustand unter Verwendung von in der Hochsetzdrosselspule 132 gespeicherter Energie die erste Reserveenergiequelle 24 aufzuladen, Zustand 6, in dem die erste Reserveenergiequelle 24 unter Verwendung der in der Hochsetzdrosselspule 132 gespeicherten Energie aufgeladen wird (wieder beginnend an einer Nullreferenz wird die Hochsetzdrosselspule 132 bis zu einem Nulldurchgang des Stroms in der Hochsetzdrosselspule 132, und wenn die Hauptleistungsquelle 4 nicht zur Verfügung steht und die Verriegelungssteuerung 21 im Versagensbetriebszustand betrieben wird, entladen). Wie in 16 gezeigt ist, wird die Spannung der Verriegelung oder Last (Vload über den Lastverbindungskondensator 142) konstant von dem zu der Verriegelung oder dem Motor 9 fließenden Strom entladen (um den Verriegelungsbetrieb durchzuführen oder die Motorsteuerung 128 anzutreiben, um in der Lage zu sein, zum Beispiel eine Verriegelungsanforderung zu detektieren), und die erste Reserveenergiequelle 24 wird während jedes Zyklus von der zweiten Reserveenergiequelle 26 aufgeladen (wiederholter Übergang aus dem fünften Zustand in den sechsten Zustand), und es wird ein mittlerer Strom von 100 Milliampere von der zweiten Reserveenergiequelle 26 I_batt gezeigt. Somit ist Vload bereits voll, und der Multiport-Wandler 130 lädt unter Verwendung von Energie aus der zweiten Reserveenergiequelle 26 die erste Reserveenergiequelle 24 auf. Wie gezeigt ist, gibt es insbesondere eine Zunahme der Spannung der ersten Reserveenergiequelle 24 (Vuc) aufgrund des Stroms von der zweiten Reserveenergiequelle 26 (I_batt), der mit Betrieb des Multiport-Wandlers 130 im fünften und sechsten Zustand kontinuierlich zugeführt wird. 24 stellt einen Zustand des ersten Ausführungsbeispiels der Verriegelungsanordnung 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel dar, zum Beispiel wenn die Hauptleistungsquelle 4 nicht zur Verfügung steht und die Verriegelungssteuerung 21 im Versagensmodus betrieben wird und die Verriegelungssteuerung 21 dazu konfiguriert ist, das Schließen des zweiten Reserveschalters 92 zu steuern, um die erste Reserveenergiequelle 24 durch Verwenden des in einem Hochsetzmodus betriebenen zweiten Hochsetzstellers 32 und Öffnen des ersten Reserveschalters 94 von der zweiten Reserveenergiequelle 26 aufzuladen. Somit weist an dem gezeigten Punkt V_DRIVER eine Spannung von 7,18V auf, weist die erste Reserveenergiequelle 24 eine Spannung V SC oder SC-Spannung von 7,10 Volt für den Stapel von Superkondensatoren SC1, SC2, SC3 (mit jeweiligen Spannungen von 2,39V, 2,24V und 2,47V) und einen ESR von 0,055 (jeweils pro Superkondensator SC1, SC2, SC3) auf und wird durch die zweite Reserveenergiequelle 26, die eine Spannung LIB-Spannung von 3,90 Volt aufweist, aufgeladen. Als nächstes wartet die Steuerung 21, 23 im Ruhezustand darauf, dass die Spannung V_SC oder SC-Spannung der ersten Reserveenergiequelle 24 abfällt, und lädt dann die erste Reserveenergiequelle 24 von V_DRIVER auf, wonach Warten und Überwachen durch die Steuerung 21, 23 erfolgt. Dann wird die erste Reserveenergiequelle 24 von V_DRIVER aufgeladen. Die Spannungen V_SC, V_DRIVER und LIB-Spannung sind wieder über die Zeit gezeigt.
Wie am besten in 17 gezeigt ist, kann der Multiport-Wandler 130, wenn die Hauptleistungsquelle 4 nicht zur Verfügung steht und die Verriegelungssteuerung 21 im Versagensbetriebszustand betrieben wird, aber keine Verriegelungsanforderung detektiert wird, wiederholt aus dem dritten Zustand in den vierten Zustand und in den fünften Zustand und dann in den sechsten Zustand übergehen. Infolgedessen lädt die zweite Reserveenergiequelle 26 die erste Reserveenergiequelle 24 auf, die wiederum Vload über den Lastverbindungskondensator 142 auflädt, um eine Spannung an der Verriegelung oder Last (dem Verriegelungselektromotor 9) bereitzustellen, bis die erste Reserveenergiequelle 24 und Vload vollständig aufgeladen sind. Im stationären Zustand wird Vload auf ungefähr 10 Volt mit einer geringen Welligkeit von Ruhestrom und in jedem Zyklus geregelt, Energie von der ersten Reserveenergiequelle 24 wird dazu verwendet, Vload auf 10 Volt zu regeln, aber die zweite Reserveenergiequelle stellt eine Nettoladung in der ersten Reserveenergiequelle 24 bereit. Des weiteren zeigt 17 einen mittleren Gleichstrom von 100 Milliampere von der zweiten Reserveenergiequelle 26. Wie am besten in 18 gezeigt ist, kann der Multiport-Wandler 130, wenn die Hauptleistungsquelle 4 nicht zur Verfügung steht und die Verriegelungssteuerung 21 im Versagensbetriebszustand betrieben wird und eine Verriegelungsanforderung detektiert wird, zum Beispiel durch die Motorsteuerung 128 detektiert wird, wiederholt aus dem dritten Zustand in den vierten Zustand und in den fünften Zustand übergehen. Somit fokussiert sich der Multiport-Wandler 130 allein auf das Regeln von Vload auf den aktiven Pegel (ungefähr 10 Volt), indem er ausschließlich Energie aus der ersten Reserveenergiequelle 24 bezieht. Wie gezeigt ist, wird Vload während des Lastereignisses somit aus der ersten Reserveenergiequelle 24 auf 10 Volt geregelt, und die erste Reserveenergiequelle 24 wird während jedes Zyklus entladen (durch die Verringerung der Spannung der ersten Reserveenergiequelle 24 Vuc gezeigt), um Vload geregelt zu halten. Der Momentanlaststrom I load wird auch während des Verriegelungsereignisses gezeigt. 25 stellt einen Zustand des ersten Ausführungsbeispiels der Verriegelungsanordnung 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform dar, zum Beispiel, wenn die Hauptleistungsquelle 4 nicht zur Verfügung steht und die Verriegelungssteuerung 21 im Versagensmodus betrieben wird und die Verriegelungssteuerung 21 eine Verriegelungsanforderung detektiert hat und die Verriegelungssteuerung 21 dazu konfiguriert ist, den ersten Reserveverbindungsschalter 94 zu schließen, um dem Verriegelungselektromotor 9 Energie von der ersten Reserveenergiequelle 24 zuzuführen, und dazu konfiguriert ist, dann den ersten Reserveverbindungsschalter 94 als Reaktion auf das Detektieren, dass das Verriegelungsereignis beendet ist, zu öffnen und zu Aufladen der ersten Reserveenergiequelle 24 unter Verwendung des im Hochsetzmodus betriebenen zweiten Hochsetzstellers 30 unter Verwendung von Energie von der zweiten Reserveenergiequelle 26 zurückzukehren. Somit weist an dem gezeigten Punkt V_DRIVER eine Spannung von 1,71V auf, weist die erste Reserveenergiequelle 24 eine Spannung (V_SC oder SC-Spannung) von 7,25 Volt für den Stapel von Superkondensatoren SC1, SC2, SC3 (mit jeweiligen Spannungen von 2,43V, 2,31V und 2,51V) und einen ESR von 0,055 (jeweils pro Superkondensator SC1, SC2, SC3) auf und wird durch die zweite Reserveenergiequelle, die eine Spannung (LIB-Spannung) von 3,92 Volt aufweist, aufgeladen. Der Verriegelungsvorgang beginnt, und im Ruhezustand wartet die Steuerung 21, 23 darauf, dass die Spannung (V_SC oder SC-Spannung) der ersten Reserveenergiequelle 24 abfällt, und lädt dann die erste Reserveenergiequelle 24 von der zweiten Reserveenergiequelle 26 auf. Als Nächstes wartet die Steuerung 21, 23 im Ruhezustand, dass die Spannung (V_SC oder SC-Spannung) der ersten Reserveenergiequelle 24 abfällt, und lädt dann die erste Reserveenergiequelle 24 von V_DRIVER auf, wonach Warten und Überwachen durch die Steuerung 21, 23 erfolgt. Dann wird die erste Reserveenergiequelle 24 von V_DRIVER aufgeladen. Die Spannungen V_SC, V_DRIVER und LIB-Spannung sind wieder über die Zeit gezeigt. 26 stellt einen entsprechenden Zustand des ersten Ausführungsbeispiels der Verriegelungsanordnung 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform dar, zum Beispiel, wenn die Hauptleistungsquelle 4 nicht zur Verfügung steht und die Verriegelungssteuerung 21 im Versagensmodus betrieben wird. Somit weist an dem gezeigten Punkt die erste Reserveenergiequelle 24 eine Spannung (V SC oder SC-Spannung) von 7,45 Volt für den Stapel von Superkondensatoren SC1, SC2, SC3 (mit jeweiligen Spannungen von 2,49V, 2,35V und 2,63V) und einen ESR von 0,055 (jeweils pro Superkondensator SC1, SC2, SC3) auf, und die zweite Reserveenergiequelle 26 weist eine Spannung (LIB-Spannung) von 4,00 Volt auf, V_DRIVER weist eine Spannung von 1,18V auf, und die Steuerung 21, 23 wartet darauf, dass die Spannung (V_SC oder SC-Spannung) der ersten Reserveenergiequelle 24 abfällt. Dann lädt die Steuerung 21, 23 die erste Reserveenergiequelle 24 von der zweiten Reserveenergiequelle 26 auf. Der Verriegelungsvorgang beginnt, und im Ruhezustand wartet die Steuerung 21, 23 darauf, dass die Spannung (V_SC oder SC-Spannung) der ersten Reserveenergiequelle 24 abfällt, und lädt dann die erste Reserveenergiequelle 24 von der zweiten Reserveenergiequelle 26 auf. Als Nächstes wartet die Steuerung 21, 23 darauf, dass die Spannung (V_SC oder SC-Spannung) der ersten Reserveenergiequelle 24 abfällt, und lädt dann die erste Reserveenergiequelle 24 von V_DRIVER auf, wonach Warten und Überwachen durch die Steuerung 21, 23 erfolgt. Dann wird die erste Reserveenergiequelle 24 von V_DRIVER aufgeladen. Die Spannungen V_SC, V_DRIVER und LIB-Spannung sind wieder über die Zeit gezeigt.
Der Betrieb der Verriegelungssteuerung 21 und des Multiport-Wandlers 130 im geschlossenen Regelkreis ist in 19 und 20 zu sehen. Insbesondere überwacht die Verriegelungssteuerung 21, zum Beispiel die Hochsetzsteuerung 23, den Status der Hauptleistungsquelle 4 (z. B. ist bei 0 Sekunden, bei 1100 angezeigt, die Hauptleistungsquelle 4 vorhanden und ist bei 0,26 Sekunden entfernt oder steht nicht zur Verfügung) und ob der Verriegelungselektromotor 9 aktiviert ist (z. B., ob es eine Verriegelungsanforderung oder einen beendeten Verriegelungsvorgang gegeben hat), die Spannung über den Lastverbindungskondensator 142 (V load), die Spannung der ersten Reserveenergiequelle 24 (V uc) und den mittleren Strom und den Ladezustand der zweiten Reserveenergiequelle 26 und reagiert dementsprechend, und zu einem bei 1102 angezeigten Zeitpunkt von 0,15 Sekunden beginnt das Verriegelungsereignis. Wie gezeigt ist, ist der Strom der Hochsetzdrosselspule 132 (I_L) für eine Zeitdauer negativ (z. B. bei -10 Ampere abgegriffen), während die erste Reserveenergiequelle 24 von der von dem Lastverbindungskondensator 142 (V_load) zur Verfügung stehenden Spannung aufgeladen wird, während die Hauptleistungsquelle 4 zur Verfügung steht (z. B. bis 0,26 Sekunden, wie bei 1104 gezeigt ist). Während dieser Zeitdauer wird die Spannung über den Lastverbindungskondensator 142 (V_load) auf eine Spannung der Hauptleistungsquelle 4 minus einem Spannungsabfall über die Hauptleistungsdiode 144 geregelt. Sobald die Hauptleistungsquelle 4 nicht mehr zur Verfügung steht, ist der Strom der Hochsetzdrosselspule (I_L) positiv, während die erste Reserveenergiequelle 24 den Lastverbindungskondensator 142 (V_load) auflädt, wie in 19 und 20 gezeigt ist. Darüber hinaus ist in 20, wenn die Hauptleistungsquelle 4 nicht für die gesamte Dauer des Verriegelungsereignisses zur Verfügung steht, der Strom in der Hochsetzdrosselspule 132 (I_L) gezeigt, wie er V_load während des Verriegelungsereignisses regelt. Die erste Reserveenergiequelle 24 wird während des Verriegelungsereignisses entladen, und der Multiport-Wandler 130 ist eigens dafür bestimmt, V_load während des Verriegelungsereignisses zu regeln. Insbesondere wenn die Hauptleistungsquelle 4 nicht zur Verfügung steht (z. B. bei 0,26 Sekunden) wird die erste Reserveenergiequelle 24 entladen, um die Spannung des Lastverbindungskondensators (V_load) auf ungefähr 10 Volt zu entladen. Vor dem Verriegelungsereignis (zwischen den bei 1106 und 1108 angezeigten Zeiten), und wenn (zu der bei 1110 angezeigten Zeit) die Verriegelung beendet ist, wird die zweite Reserveenergiequelle 26 dazu verwendet, die erste Reserveenergiequelle 24 aufzuladen, wie durch den Strom I batt von 100 Milliampere gezeigt ist. Somit geht der Strom der Hochsetzdrosselspule 132 (I_L) auf einen geringen negativen Strom zurück, während die zweite Reserveenergiequelle 26 die erste Reserveenergiequelle 24 auflädt.
Wie am besten in 21 gezeigt ist, wird ein Verfahren zum Betreiben einer Verriegelungsanordnung 1,1' einer Verschlussklappe bereitgestellt. Das Verfahren umfasst den Schritt 1200 des Detektierens, ob ein normaler Betriebszustand, in dem eine Hauptleistungsquelle 4 zur Verfügung steht, oder ein Versagensbetriebszustand, in dem die Hauptleistungsquelle 4 nicht zur Verfügung steht, vorliegt. Wenn bei Schritt 1200 ein Versagensbetriebszustand detektiert wird, in dem die Hauptleistungsquelle 4 nicht zur Verfügung steht, besteht der nächste Schritt des Verfahrens 1202 in dem Trennen einer ersten Reserveenergiequelle 24 von einem zweiten Hochsetzsteller 32 als Reaktion auf das Detektieren des Versagensbetriebszustands. Als Nächstes 1204 Verbinden einer zweiten Reserveenergiequelle 26 mit einem ersten Hochsetzsteller 30. Das Verfahren fährt mit 1206 mit Halten der ersten Reserveenergiequelle 24 auf einer Teilladung unter Verwendung des ersten Hochsetzstellers 30, das heißt Aufladen der ersten Reserveenergiequelle 24 auf einen Zwischenspannungspegel, der niedriger als eine volle Ladung ist, unter Verwendung von Energie von der zweiten Reserveenergiequelle 26 fort. Der nächste Schritt des Verfahrens ist 1208 Detektieren einer Verriegelungsanforderung. Des weiteren umfasst das Verfahren den Schritt 1210 Bestimmen, ob eine vorbestimmte Zeitdauer vergangen ist, als Reaktion auf das Nichtdetektieren einer Verriegelungsanforderung. Dann fährt das Verfahren mit 1212 Trennen der zweiten Reserveenergiequelle 26 von dem ersten Hochsetzsteller 30 zum Implementieren eines Tiefschlafmodus als Reaktion darauf, dass die vorbestimmte Zeitdauer vergangen ist, fort und kann Abschalten der Verriegelungssteuerung 21 und der Hochsetzsteuerung 23 oder Wechseln der Verriegelungssteuerung 21 und der Hochsetzsteuerung 23 in einen Tiefschlafzustand, bis die Hauptfahrzeugbatterie oder eine andere Reserveenergiequelle verbunden ist und die Verriegelungssteuerung 21, Hochsetzsteuerung 23 von der Verriegelungssteuerung 21, Hochsetzsteuerung 23 aus dem abgeschalteten Zustand oder Tiefschlafzustand aufgeweckt sind, beinhalten.
Das Verfahren läuft als Reaktion auf das Detektieren einer Verriegelungsanforderung mit Schritt 1214 mit Trennen des ersten Hochsetzstellers 30 von der zweiten Reserveenergiequelle 26 und Verbinden der ersten Reserveenergiequelle 24 mit dem zweiten Hochsetzsteller 32 weiter. Des weiteren umfasst das Verfahren den Schritt 1216 des Regelns des Spannungspegels von Vdriver oder Vload, zum Beispiel Regelns von Vdriver auf eine Vollladungsspannung, zum Beispiel 10 Volt, für ein Verriegelungsereignis. Das Verfahren fährt mit den Schritten von 1222 des Steuerns der mindestens einen Betätigungsgruppe 6' zum Durchführen der Verriegelungsanforderung fort. Das Verfahren umfasst des weiteren den Schritt 1226 des Detektierens eines beendeten Verriegelungsvorgangs und Zurückkehrens zu dem Schritt 1216 des Regelns des Spannungspegels von Vdriver als Reaktion darauf, dass der Verriegelungsvorgang nicht beendet ist.
Wenn bei Schritt 1200 kein Versagensbetriebszustand detektiert wird, in dem die Hauptleistungsquelle 4 nicht zur Verfügung steht, ist der nächste Schritt des Verfahrens 1230 Trennen des ersten Hochsetzstellers 30 von der zweiten Reserveenergiequelle 26, um die Energie der zweiten Reserveenergiequelle 26 zu sparen und so zum Beispiel einen Leckstrom zu verhindern. Dann umfasst das Verfahren den Schritt 1232 des Verbindens der ersten Reserveenergiequelle 24 mit dem zweiten Hochsetzsteller 32 und bei Schritt 1234 des Haltens der ersten Reserveenergiequelle 24 auf einer Teilentladung unter Verwendung des zweiten Hochsetzstellers 32 beispielsweise unter Verwendung des zweiten Hochsetzstellers 32 in einem Tiefsetzmodus mit negativen Strom. Dann umfasst das Verfahren den Schritt 1236 des Messens des äquivalenten Reihenwiderstands (ESR) der ersten Reserveenergiequelle 24 wie beispielsweise eines Superkondensators während des Aufladens der ersten Reserveenergiequelle 24, wie beispielsweise eines Superkondensators. Bei Schritt 1236 der ESR-Messung wartet die Steuerung, zum Beispiel Steuerung 21, 23, bis die erste Reserveenergiequelle 24 auf einen vordefinierten eingestellten oberen Schwellenwert voll aufgeladen ist, dann bestimmt die Steuerung 21, 23 die ESR-Messung durch Steuern und Detektieren eines kleinen Entladungsimpulses (entgegengesetzt zur Stromrichtung) von der ersten Reserveenergiequelle 24, um den Spannungsabfall der ersten Reserveenergiequelle 24 als Reaktion auf den kleinen Entladungsimpuls zu überwachen. Solch ein überwachter Spannungsabfall kann dann von der Steuerung 21, 23 verwendet werden, um den ESR zu berechnen.
22 stellt ein Zustandsdiagramm dar, das das Verhalten der Hochsetzsteuerung 21 (oder Hochsetzsteuerung 23) der Verriegelungsanordnung 1,1' zeigt. In einem Anfangszustand oder -status 1300 (in 22 als „Zustand 0“ angezeigt) wird die Verriegelungssteuerung 21 initialisiert und bestimmt, ob die Hauptleistungsquelle 4 zur Verfügung steht oder ob ein Versagen oder eine Unterbrechung der Leistung von der Hauptleistungsquelle 4 vorliegt.
Als Reaktion auf das Bestimmen, dass die Hauptleistungsquelle 4 nicht zur Verfügung steht (z. B. Autobatterie nicht vorhanden), kann die Verriegelungssteuerung 21 aus dem Anfangsstatus 1300 in einen ersten Status 1302 (in 22 als „Zustand 1“ angezeigt) übergehen, in dem die Verriegelungssteuerung 21 (oder die Hochsetzsteuerung 23) den ersten Hochsetzsteller 30 dahingehend steuert, die erste Reserveenergiequelle 24 unter Verwendung von Energie von der zweiten Reserveenergiequelle 26 auf den oberen Spannungsschwellenpegel wie beispielsweise einen Zwischenspannungspegel aufzuladen. Der zweite Hochsetzsteller 32 wird im ersten Status 1302 nicht betrieben.
Nach dem Bestimmen, dass die erste Reserveenergiequelle 24 auf den oberen Spannungsschwellenpegel wie beispielsweise den Zwischenspannungspegel aufgeladen ist, und Detektieren einer Verriegelungsanforderung kann die Verriegelungssteuerung 21 aus dem ersten Status 1302 in einen zweiten Status 1304 (in 22 als „Zustand 2“ angezeigt) übergehen. Im zweiten Status 1304 regelt die Verriegelungssteuerung 21 den Spannungspegel von Vdriver oder Vload, steuert den Betrieb des zweiten Hochsetzstellers 32 (z. B. unter Verwendung eines Proportional-Integral-Reglers (PI-Reglers)) und hält den ersten Hochsetzsteller 30 ausgeschaltet. Wenn die Verriegelungssteuerung 21 einen beendeten Verriegelungsvorgang detektiert hat und der Spannungspegel der ersten Reserveenergiequelle 24 unter dem „Hysteresefenster“ liegt (z. B. ein unterer Spannungsschwellenpegel, der kleiner als der obere Spannungsschwellenpegel wie beispielsweise der Zwischenspannungspegel ist), geht die Verriegelungssteuerung in den ersten Status 1302 zurück.
Aus dem ersten Status 1302 kann die Verriegelungssteuerung 21 als Reaktion darauf, dass die Verriegelungssteuerung 21 bestimmt, dass die erste Reserveenergiequelle 24 auf den oberen Spannungsschwellenpegel wie beispielsweise den Zwischenspannungspegel aufgeladen ist, und keine Verriegelungsanforderung detektiert auch in einen dritten Status 1306 (in 22 als „Zustand 3“ angezeigt) übergehen. Im dritten Status 1306 ist die Ladung in der ersten Reserveenergiequelle 24 (z. B. mehrere Ultrakondensatoren oder Superkondensatoren) ausgeglichen.
Nach dem Bestimmen, dass die Ladung in der ersten Reserveenergiequelle 24 ausgeglichen ist, geht die Verriegelungssteuerung 21 aus dem dritten Status 1306 in einen vierten Status 1308 (in 22 als „Zustand 4“ angezeigt) über. Im vierten Status 1308 wird die Verriegelungssteuerung 21 (und/oder die Hochsetzsteuerung 23) in einen Tiefschlafmodus gewechselt, wie auch in 7 und 7A gezeigt ist, die einen Zustand des ersten Ausführungsbeispiels der Verriegelungsanordnung 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform darstellen, wenn zum Beispiel die Hauptleistungsquelle 4 nicht zur Verfügung steht und die Verriegelungssteuerung 21 im Versagensmodus betrieben wird und die Verriegelungssteuerung 21 (z. B. mit einem in 26 gezeigten Zeitglied 1316) ein Ablaufen einer vorbestimmten Time-out-Dauer detektiert, wie beispielsweise durch ein Zählermodul oder durch eine Funktion, das bzw. die durch die Steuerung 21 betrieben wird, bestimmt, und dann öffnet sich als Reaktion darauf der zweite Reserveschalter 92, wie zum Zeitpunkt 47 ( 7) des LIB-Connect-Schaltzustandsdiagrams dargestellt ist, um die Reserveenergiequelle 26 der zweiten Reservequelle von der Schaltungsanordnung des ersten Hochsetzstellers 31 zu trennen und so Energie von der Reserveenergiequelle 26 der zweiten Reservequelle zu sparen. Als Reaktion auf das Bestimmen, dass die Ladung in der ersten Reserveenergiequelle 24 unter dem „Hysteresefenster“ (HW) liegt, geht die Verriegelungssteuerung aus dem vierten Status 1308 in den Anfangsstatus 1300 zurück.
Wenn die Verriegelungssteuerung 21, während sie sich im Anfangsstatus 1300 befindet, bestimmt, dass die Hauptleistungsquelle 4 zur Verfügung steht (z. B. die Autobatterie vorhanden ist), kann die Verriegelungssteuerung 21 aus dem Anfangsstatus 1300 in einen fünften Status 1310 (in 22 als „Zustand 5“ angezeigt) übergehen. Im fünften Status 1310 steuert die Verriegelungssteuerung 21 (oder Hochsetzsteuerung 23) den zweiten Hochsetzsteller 32 in einem Tiefsetzmodus, um die erste Reserveenergiequelle 24 unter Verwendung von Energie von Vdriver oder Vload auf den Zwischenspannungspegel aufzuladen. Der erste Hochsetzsteller 30 wird im fünften Status 1310 nicht betrieben. Darüber hinaus misst die Verriegelungssteuerung 21 auch den äquivalenten Reihenwiderstand (ESR) der ersten Reserveenergiequelle 24.
Als Reaktion darauf, dass die erste Reserveenergiequelle 24 auf den Zwischenspannungspegel aufgeladen wird, kann die Verriegelungssteuerung 21 dann in den dritten Status 1306 übergehen, in dem die Ladung in der ersten Reserveenergiequelle 24 ausgeglichen ist. Bei Betrieb im ersten Status 1302, dritten Status 1306, vierten Status 1308 oder fünften Status 1310 bewirkt jegliche Änderung der Verfügbarkeit der Hauptleistungsquelle 4, als 1312 gezeigt, und/oder Detektieren einer Verriegelungsanforderung, als 1314 gezeigt, dass die Verriegelungssteuerung 21 mit dem Zeitglied 1316 in den Anfangsstatus 1300 zurück wechselt.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann das Reserveenergiesystem 1, 1' ein verteiltes System für eine Verschlussklappe 2 eines Kraftfahrzeugs 3 sein. Das System 1, 1' umfasst einen Motor 9, der dahingehend beweglich ist, während eines Normalbetriebszustands eine Komponente der Verschlussklappe 2 unter Verwendung von Leistung von einer Hauptleistungsquelle 4 zu betätigen. Des weiteren umfasst das System 1, 1' eine erste Reserveenergiequelle 24, die selektiv mit dem Elektromotor 9 gekoppelt wird und dazu konfiguriert ist, während des Normalbetriebszustands Energie zu speichern und während eines Versagensbetriebszustands, der von dem Normalbetriebszustand verschieden ist, dem Verriegelungselektromotor 9 die Energie zuzuführen. Darüber hinaus umfasst das System 1, 1' eine zweite Reserveenergiequelle 26, die dazu konfiguriert ist, der ersten Reserveenergiequelle 24 während des Versagensbetriebszustands Energie zuzuführen. Ein erster Hochsetzsteller 30 ist zwischen der zweiten Reserveenergiequelle 26 und der ersten Reserveenergiequelle 24 gekoppelt. Eine elektronische Steuerschaltung, die eine Steuerung 21, 23 aufweist, ist mit der ersten Reserveenergiequelle 24 und der zweiten Reserveenergiequelle 26 und dem ersten Hochsetzsteller 30 gekoppelt. Die elektronische Steuerschaltung ist dazu konfiguriert, eine Betätigungsanforderung (z. B. Verriegelungsanforderung) zu detektieren, zu detektieren, ob der Normalbetriebszustand oder der Versagensbetriebszustand vorliegt, während des Versagensbetriebszustands unter Verwendung des ersten Hochsetzstellers 30 eine Spannung von der zweiten Reserveenergiequelle 26 hochzusetzen, um die erste Reserveenergiequelle 24 aufzuladen und als Reaktion auf das Detektieren des Versagensbetriebszustands die erste Reserveenergiequelle 24 mit dem Motor 9 zu koppeln, um eine Spannung der ersten Reserveenergiequelle 24 zum Antrieb des Elektromotors 9 hochzusetzen. Gemäß solch einem System 1, 1' kann die zweite Reserveenergiequelle 26 dazu konfiguriert sein, der ersten Reserveenergiequelle 24 Energie zuzuführen, kann die erste Reserveenergiequelle 24 dazu konfiguriert sein, mehrere Komponenten wie beispielsweise entfernte Komponenten zu versorgen, oder kann die zweite Reserveenergiequelle 26 dazu konfiguriert sein, mehrere erste Reserveenergiequellen 24 zu versorgen. Jede der mehreren ersten Reserveenergiequellen 24 kann eine erste Reserveenergiequelle 24 als Teil der Komponente beinhalten.
Des weiteren ist eine Verriegelungsanordnung 1,1' für eine Verschlussklappe 2 eines Kraftfahrzeugs 3 offenbart, die Folgendes umfasst: einen Verriegelungselektromotor 9, der zum Verriegeln und Entriegeln der Verschlussklappe 2 unter Verwendung von Leistung von einer Hauptleistungsquelle 4 während eines Normalbetriebszustands beweglich ist; eine erste Reserveenergiequelle 24, die selektiv mit dem Verriegelungselektromotor 9 gekoppelt wird und dazu konfiguriert ist, während des Normalbetriebszustands Energie zu speichern und während eines Versagensbetriebszustands, der von dem Normalbetriebszustand verschieden ist, dem Verriegelungselektromotor 9 die Energie zuzuführen; eine zweite Reserveenergiequelle 26, die dazu konfiguriert ist, der ersten Reserveenergiequelle 24 während des Versagensbetriebszustands Energie zuzuführen; eine elektronische Steuerschaltung 10, die eine Verriegelungssteuerung 21 aufweist, die mit der ersten Reserveenergiequelle 24 und der zweiten Reserveenergiequelle 26 gekoppelt und dazu konfiguriert ist: zu detektieren, ob der Normalbetriebszustand oder der Versagensbetriebszustand vorliegt; die zweite Reserveenergiequelle 26 von der ersten Reserveenergiequelle 24 während eines Normalbetriebszustands zu trennen, um in der zweiten Reserveenergiequelle 26 gespeicherte Energie zu sparen; die zweite Reserveenergiequelle 26 mit der ersten Reserveenergiequelle 24 als Reaktion auf das Detektieren des Versagensbetriebszustands zu verbinden.
Gemäß einem Aspekt umfasst die Verriegelungsanordnung 1,1' des weiteren: einen ersten Hochsetzsteller 30, der zwischen der zweiten Reserveenergiequelle 26 und der ersten Reserveenergiequelle 24 gekoppelt ist; die Verriegelungssteuerung 21, die des weiteren dazu konfiguriert ist: eine Verriegelungsanforderung zu detektieren, während des Versagensbetriebszustands unter Verwendung des ersten Hochsetzstellers 30 eine Spannung von der zweiten Reserveenergiequelle 26 zum Aufladen der ersten Reserveenergiequelle 24 hochzusetzen und als Reaktion auf das Detektieren der Verriegelungsanforderung die erste Reserveenergiequelle 24 mit dem Verriegelungselektromotor 9 zu koppeln, um eine Spannung der ersten Reserveenergiequelle 24 zum Antrieb des Verriegelungselektromotors 9 hochzusetzen.
Gemäß einem Aspekt ist die Verriegelungssteuerung 21 des weiteren dazu konfiguriert, unter Verwendung des ersten Hochsetzstellers 30 die Spannung von der zweiten Reserveenergiequelle 26 zum Aufladen der ersten Reserveenergiequelle 24 auf einen oberen Spannungsschwellenpegel hochzusetzen.
Gemäß einem Aspekt ist die Verriegelungssteuerung 21 des weiteren dazu konfiguriert, als Reaktion auf das Detektieren eines beendeten Verriegelungsvorgangs die erste Reserveenergiequelle 24 von dem Verriegelungselektromotor 9 zu entkoppeln.
Gemäß einem Aspekt umfasst der erste Hochsetzsteller 30 eine erste Drosselspule 72, die zwischen einem zweiten positiven Reserveanschluss 74 und der zweiten Reserveenergiequelle 26 gekoppelt ist, und einen ersten Hochsetzknoten 76 und einen ersten Hochsetzschalter 78, der zwischen dem ersten Hochsetzknoten 76 und einer elektrischen Masse 80 gekoppelt ist.
Gemäß einem Aspekt umfasst die Verriegelungsanordnung 1,1' des weiteren einen zweiten Hochsetzsteller 32, der mit der Verriegelungssteuerung 21 gekoppelt ist, und die Verriegelungssteuerung 21 ist des weiteren dazu konfiguriert, als Reaktion auf die Verriegelungsanforderung eine Spannung von der ersten Reserveenergiequelle 24 auf einen aktiven Spannungspegel hochzusetzen.
Gemäß einem Aspekt umfasst der zweite Hochsetzsteller 32 eine zweite Drosselspule 84, die zwischen einem ersten positiven Reserveanschluss der ersten Reserveenergiequelle 24 und einem zweiten Hochsetzknoten gekoppelt ist, und einen zweiten Hochsetzschalter, der zwischen dem zweiten Hochsetzknoten und einer elektrischen Masse 80 gekoppelt ist, und der zweite Hochsetzknoten ist mit dem Verriegelungselektromotor 9 gekoppelt.
Gemäß einem Aspekt umfasst die Verriegelungsanordnung 1,1' des weiteren einen zweiten Reserveschalter 92, der zwischen der zweiten Reserveenergiequelle 26 und einer ersten Drosselspule 72 gekoppelt ist und durch die Verriegelungssteuerung 21 zum Koppeln und Entkoppeln der zweiten Reserveenergiequelle 26 mit bzw. von der ersten Reserveenergiequelle 24 gesteuert wird, und einen ersten Reserveschalter 94, der zwischen der ersten Reserveenergiequelle 24 und der zweiten Drosselspule 84 gekoppelt ist und durch die Verriegelungssteuerung 21 zum Koppeln und Entkoppeln der ersten Reserveenergiequelle 24 mit bzw. von dem Verriegelungselektromotor 9 gesteuert wird.
Gemäß einem Aspekt umfasst die Verriegelungsanordnung 1,1' des weiteren einen Buskondensator 98, der mit dem Verriegelungselektromotor 9 parallel verbunden ist, und einen parallelen Kondensator 100, der parallel zu der Hauptleistungsquelle 4 ist, und eine Klemme 102, die parallel zu der Hauptleistungsquelle 4 ist.
Gemäß einem Aspekt umfasst die Verriegelungsanordnung 1,1' des weiteren eine Schottky-Diode 104, die eine mit einem positiven Hauptanschluss 108 der Hauptleistungsquelle 4 verbundene Anode und eine mit dem Verriegelungselektromotor 9 verbundene Kathode aufweist.
Gemäß einem Aspekt umfasst die Verriegelungsanordnung 1,1' des weiteren einen Tiefsetzschalter, der mit einem positiven Hauptanschluss 108 der Hauptleistungsquelle 4 und mit der zweiten Drosselspule 84 gekoppelt ist und durch die Verriegelungssteuerung 21 gesteuert wird, um eine Batteriespannung von der Hauptleistungsquelle 4 zum Aufladen der ersten Reserveenergiequelle 24 zu reduzieren.
Gemäß einem Aspekt umfasst die Verriegelungsanordnung 1,1' des weiteren eine Versorgungsdiode 109 und einen Versorgungswiderstand 110, die zwischen einem ersten positiven Reserveanschluss 86 der ersten Reserveenergiequelle 24 und einem Versorgungsknoten 112 verbunden sind, und einen Low-Dropout-Regler 114, der mit dem Versorgungsknoten 112 und mit der Verriegelungssteuerung 21 gekoppelt ist, und einen Versorgungskondensator 116, der zwischen dem Versorgungsknoten 112 und einer elektrischen Masse 80 gekoppelt ist.
Gemäß einem Aspekt umfasst die Verriegelungsanordnung 1, 1' des weiteren einen Brückentreiber 118, der einen Brückeneingang 120, der mit der Verriegelungssteuerung 21 gekoppelt ist, und einen Versorgungseingang 122, der mit dem Versorgungsknoten 112 gekoppelt ist, und einen ersten Brückenausgang 124, der mit dem Tiefsetzschalter 106 gekoppelt ist, und einen zweiten Brückenausgang 126, der mit dem zweiten Hochsetzschalter 90 gekoppelt ist.
Gemäß einem Aspekt umfassen der erste Hochsetzsteller 30 und der zweite Hochsetzsteller 32 einen Multiport-Wandler 130, der Folgendes beinhaltet: eine Hochsetzdrosselspule 132 mit einem ersten Hochsetzdrosselspulenanschluss 134, der mit dem ersten positiven Reserveknoten 86 der ersten Reserveenergiequelle 24 gekoppelt ist, und einem zweiten Hochsetzdrosselspulenanschluss 136, der mit einem zweiten positiven Reserveknoten 74 der zweiten Reserveenergiequelle 26 gekoppelt ist; einen ersten Hochsetzschalter 78, der zwischen dem zweiten Hochsetzdrosselspulenanschluss 136 der Hochsetzdrosselspule 132 und einer elektrischen Masse 80 gekoppelt ist und durch die Verriegelungssteuerung 21 gesteuert wird; und einen zweiten Hochsetzschalter 90, der zwischen dem ersten Hochsetzdrosselspulenanschluss 134 der Hochsetzdrosselspule 132 und der elektrischen Masse 80 gekoppelt ist und durch die Verriegelungssteuerung 21 gesteuert.
Gemäß einem Aspekt umfasst der Multiport-Wandler 130 des weiteren: einen ersten Reserveschalter 94, der zwischen dem ersten positiven Reserveknoten 86 und dem ersten Hochsetzdrosselspulenanschluss 134 gekoppelt ist und durch die Verriegelungssteuerung 21 zum Koppeln und Entkoppeln der ersten Reserveenergiequelle 24 gesteuert wird; und einen zweiten Reserveschalter 92, der zwischen dem zweiten positiven Reserveknoten 74 und dem zweiten Hochsetzdrosselspulenanschluss 136 gekoppelt ist und durch die Verriegelungssteuerung 21 zum Koppeln und Entkoppeln der zweiten Reserveenergiequelle 26 gesteuert wird.
Gemäß einem Aspekt umfasst der Multiport-Wandler 130 des weiteren einen Motor- und Batterieverbindungsschalter 138, der zwischen dem zweiten Hochsetzdrosselspulenanschluss 136 und einem geteilten Knoten 140 gekoppelt ist, der mit einem positiven Batterieanschluss 108 der Hauptleistungsquelle 4 und mit dem Verriegelungselektromotor 9 gekoppelt ist und durch die Verriegelungssteuerung 21 zum Koppeln und Entkoppeln sowohl der Hauptleistungsquelle 4 als auch des Verriegelungselektromotors 9 mit bzw. von dem ersten Hochsetzsteller 30 und dem zweiten Hochsetzsteller 32 gesteuert wird.
Gemäß einem Aspekt umfasst die Verriegelungsanordnung 1,1' des weiteren einen Lastverbindungskondensator 142, der parallel zu dem Verriegelungselektromotor 9 verbunden ist.
Gemäß einem Aspekt ist die Verriegelungssteuerung 21 des weiteren dazu konfiguriert: den Motor- und Batterieverbindungsschalter 138 und den zweiten Hochsetzschalter 90 zu schließen und den ersten Reserveverbindungsschalter 94 und den ersten Hochsetzschalter 78 und den zweiten Reserveschalter 92 zu öffnen, um in einem ersten Zustand Energie von der Hauptleistungsquelle 4 in der Hochsetzdrosselspule 132 zu speichern; den ersten Hochsetzschalter 78 und den ersten Reserveschalter 94 zu schließen und den zweiten Hochsetzschalter 90 und den zweiten Reserveschalter 92 und den Motor- und Batterieverbindungsschalter 138 zu öffnen, um die erste Reserveenergiequelle 24 in einem zweiten Zustand unter Verwendung von in der Hochsetzdrosselspule 132 gespeicherter Energie aufzuladen; den ersten Reserveschalter 94 und den ersten Hochsetzschalter 78 zu schließen und den zweiten Reserveschalter 92 und den Motor- und Batterieverbindungsschalter 138 und den zweiten Hochsetzschalter 90 zu öffnen, um in einem dritten Zustand in der Hochsetzdrosselspule 132 Energie von der ersten Reserveenergiequelle 24 zu speichern; den ersten Reserveschalter 94 und den Motor- und Batterieverbindungsschalter 138 zu schließen und den ersten Hochsetzschalter 78 und den zweiten Hochsetzschalter 90 und den zweiten Reserveschalter 92 zu öffnen, um in einem vierten Zustand den Lastverbindungskondensator 142 unter Verwendung von gespeicherter Energie aus der ersten Reserveenergiequelle 24 aufzuladen; den zweiten Reserveschalter 92 und den zweiten Hochsetzschalter 90 zu schließen und den ersten Reserveschalter 94 den ersten Hochsetzschalter 78 und den Motor- und Batterieverbindungsschalter 138 zu öffnen, um in einem fünften Zustand Energie von der zweiten Reserveenergiequelle 26 in der Hochsetzdrosselspule 132 zu speichern; und den ersten Hochsetzschalter 78 und den ersten Reserveschalter 94 zu schließen und den zweiten Hochsetzschalter 90 und den zweiten Reserveschalter 92 und den Motor- und Batterieverbindungsschalter 138 zu öffnen, um in einem sechsten Zustand unter Verwendung von in der Hochsetzdrosselspule 132 gespeicherter Energie die erste Reserveenergiequelle 24 aufzuladen.
Des weiteren wird ein Verfahren zum Betreiben einer Verriegelungsanordnung 1,1' einer Verschlussklappe 2 bereitgestellt, umfassend die Schritte des Detektierens, ob ein normaler Betriebszustand, in dem eine Hauptleistungsquelle 4 zur Verfügung steht, oder ein Versagensbetriebszustand, in dem die Hauptleistungsquelle 4 nicht zur Verfügung steht, vorliegt; Trennens einer ersten Reserveenergiequelle 24 von mindestens einer Betätigungsgruppe 6', die dazu beweglich ist, die Verschlussklappe zu verriegeln und zu entriegeln als Reaktion auf das Detektieren des Versagensbetriebszustands; Verbindens einer zweiten Reserveenergiequelle 26 mit einer ersten Reserveenergiequelle 24 als Reaktion auf das Detektieren des Versagensbetriebszustands, um die Spannung der ersten Reserveenergiequelle in einem vorbestimmten Spannungsbereich zu halten.
Gemäß einem Aspekt umfasst das Verfahren des weiteren den Schritt des Aufladens der ersten Reserveenergiequelle 24 auf einen oberen Spannungspegel des vorbestimmten Spannungsbereichs als Reaktion auf das Detektieren, dass die Spannung der ersten Reserveenergiequelle 24 auf oder unter einem unteren Spannungspegel des vorbestimmten Spannungsbereichs liegt.
Gemäß einem Aspekt umfasst das Verfahren des weiteren die Schritte des: Verbindens der ersten Reserveenergiequelle 24 mit der Hauptleistungsquelle 4 als Reaktion auf das Detektieren des Normalbetriebszustands zum Aufladen der ersten Reserveenergiequelle 24 auf einen oberen Spannungspegel als Reaktion auf das Detektieren, dass die Spannung der ersten Reserveenergiequelle 24 auf oder unter einem unteren Spannungspegel liegt, um unter Verwendung von Energie von der Hauptleistungsquelle 4 die Spannung der ersten Reserveenergiequelle in einem vorbestimmten Spannungsbereich zu halten.
Gemäß einem Aspekt wird die erste Reserveenergiequelle 24 während des Normalbetriebszustands auf den oberen Spannungspegel aufgeladen, der höher als der obere Spannungspegel ist, auf den die erste Reserveenergiequelle 24 während des Versagensbetriebszustands aufgeladen wird.
Gemäß einem Aspekt umfasst das Verfahren des weiteren die Schritte des: Detektierens einer Verriegelungsanforderung; Verbindens der ersten Reserveenergiequelle 24 mit mindestens einer Betätigungsgruppe 6' als Reaktion auf das Detektieren der Verriegelungsanforderung; Steuerns der mindestens einen Betätigungsgruppe 6' zum Durchführen der Verriegelungsanforderung; Detektierens eines beendeten Verriegelungsvorgangs; Trennens der ersten Reserveenergiequelle 24 von der mindestens einen Betätigungsgruppe 6'; als Reaktion auf das Detektieren des beendeten Verriegelungsvorgangs Aufladens der ersten Reserveenergiequelle 24 unter Verwendung einer zweiten Reserveenergiequelle 26, um die Spannung der ersten Reserveenergiequelle in dem vorbestimmten Spannungsbereich zu halten.
Gemäß einem Aspekt umfasst das Verfahren des weiteren die Schritte des: Verbindens der zweiten Reserveenergiequelle 26 mit einem ersten Hochsetzsteller 30; Verbindens des ersten Hochsetzstellers 30 mit der ersten Reserveenergiequelle 24 zum Aufladen der ersten Reserveenergiequelle 24, um unter Verwendung von Energie von der zweiten Reserveenergiequelle 26 die Spannung der ersten Reserveenergiequelle in dem vorbestimmten Spannungsbereich zu halten; Verbindens des ersten Hochsetzstellers 30 mit der zweiten Reserveenergiequelle 26 zum Aufladen der ersten Reserveenergiequelle 24 als Reaktion auf das Detektieren der Verriegelungsanforderung; Verbindens der ersten Reserveenergiequelle 24 mit einem zweiten Hochsetzsteller 32; Verbindens des zweiten Hochsetzstellers 32 mit der mindestens einen Betätigungsgruppe 6'; Steuerns der mindestens einen Betätigungsgruppe 6' zum Durchführen der Verriegelungsanforderung; Detektierens eines beendeten Verriegelungsvorgangs; Trennens der ersten Reserveenergiequelle 24 von dem zweiten Hochsetzsteller 32 als Reaktion auf das Detektieren des beendeten Verriegelungsvorgangs; Verbindens des ersten Hochsetzstellers 30 mit der ersten Reserveenergiequelle 24 zum Halten der Spannung der ersten Reserveenergiequelle 24 in einem vorbestimmten Spannungsbereich unter Verwendung von Energie von der zweiten Reserveenergiequelle 26 als Reaktion auf das Detektieren des beendeten Verriegelungsvorgangs.
Gemäß einem Aspekt umfasst das Verfahren des weiteren die Schritte des: Bestimmens, ob eine vorbestimmte Zeitdauer vergangen ist, als Reaktion auf das Nichtdetektieren einer Verriegelungsanforderung und Detektieren des Versagensbetriebszustands; und Trennens der zweiten Reserveenergiequelle 26 von der ersten Reserveenergiequelle 24 zum Implementieren eines Tiefschlafmodus als Reaktion darauf, dass die vorbestimmte Zeitdauer vergangen ist.
Gemäß einem Aspekt umfasst das Verfahren des weiteren den Schritt des Aufweckens aus dem Tiefschlafmodus als Reaktion auf das Detektieren eines Normalbetriebszustands.
Des weiteren wird ein Verfahren zum Betreiben einer Verriegelungsanordnung 1,1' einer Verschlussklappe 2 bereitgestellt, das die folgenden Schritte umfasst: Detektieren, ob ein normaler Betriebszustand, in dem eine Hauptleistungsquelle zur Verfügung steht, oder ein Versagensbetriebszustand, in dem die Hauptleistungsquelle 4 nicht zur Verfügung steht, vorliegt; Verbinden einer zweiten Reserveenergiequelle 26 mit einer ersten Reserveenergiequelle 24 als Reaktion auf das Detektieren des Versagensbetriebszustands zum Halten der Spannung der ersten Reserveenergiequelle in einem vorbestimmten Spannungsbereich; Detektieren einer Verriegelungsanforderung; Bestimmen, ob eine vorbestimmte Zeitdauer vergangen ist, als Reaktion auf Nichtdetektieren der Verriegelungsanforderung oder Detektieren des Versagensbetriebszustands; und Trennen der zweiten Reserveenergiequelle 26 von der ersten Reserveenergiequelle 24 zum Implementieren eines Tiefschlafmodus als Reaktion auf das Vergehen der vorbestimmten Zeitdauer.
Des weiteren wird eine Verriegelungsanordnung 1,1' für eine Verschlussklappe 2 eines Kraftfahrzeugs 3 bereitgestellt, umfassend: mindestens eine Betätigungsgruppe 6', die dahingehend beweglich ist, die Verschlussklappe 2 unter Verwendung von Leistung von einer Hauptleistungsquelle während eines Normalbetriebszustands zu verriegeln und zu entriegeln; eine erste Reserveenergiequelle 24, die selektiv mit der mindestens einen Betätigungsgruppe 6' gekoppelt wird und dazu konfiguriert ist, während des Normalbetriebszustands Energie zu speichern und während eines Versagensbetriebszustands, der von dem Normalbetriebszustand verschieden ist, der mindestens einen Betätigungsgruppe 6' die Energie zuzuführen; eine zweite Reserveenergiequelle 26, die selektiv mit der ersten Reserveenergiequelle 24 gekoppelt wird und dazu konfiguriert ist, während des Versagensbetriebszustands der ersten Reserveenergiequelle 24 Energie zuzuführen; eine elektronische Steuerschaltung 10, die eine Verriegelungssteuerung 21 aufweist, die mit der mindestens einen Betätigungsgruppe 6' und mit der ersten Reserveenergiequelle 24 und der zweiten Reserveenergiequelle 26 gekoppelt ist und dazu konfiguriert ist: zu detektieren, ob der Normalbetriebszustand oder der Versagensbetriebszustand vorliegt; zu bestimmen, ob nach der Detektion des Versagensbetriebszustands eine vorbestimmte Zeitdauer vergangen ist; und als Reaktion darauf, dass die vorbestimmte Zeitdauer vergangen ist, die zweite Reserveenergiequelle 26 von der ersten Reserveenergiequelle 24 zu trennen, um einen Tiefschlafmodus zu implementieren.
Gemäß einem Aspekt ist die Verriegelungssteuerung 21 des weiteren dazu konfiguriert, als Reaktion auf das Detektieren des Versagensbetriebszustands die zweite Reserveenergiequelle 26 mit der ersten Reserveenergiequelle 24 zu verbinden.
Gemäß einem Aspekt ist die Verriegelungssteuerung 21 des weiteren dazu konfiguriert, im Anschluss an das Implementieren des Tiefschlafmodus den Normalbetriebszustand zu detektieren; und im Anschluss an das Detektieren des Normalbetriebszustands die zweite Reserveenergiequelle 26 wieder mit der ersten Reserveenergiequelle zu verbinden.
Gemäß einem Aspekt ist die Verriegelungssteuerung 21 des weiteren dazu konfiguriert, eine Verriegelungsanforderung oder einen beendeten Verriegelungsvorgang zu detektieren; als Reaktion auf das Detektieren der Verriegelungsanforderung oder des beendeten Verriegelungsvorgangs einen ersten Hochsetzsteller 30 mit einer ersten Reserveenergiequelle 24 zu verbinden, um unter Verwendung von Energie von der zweiten Reserveenergiequelle 26 die erste Reserveenergiequelle 24 aufzuladen; zu bestimmen, ob die vorbestimmte Zeitdauer vergangen ist; zu dem Schritt des Verbindens des ersten Hochsetzstellers 30 mit der ersten Reserveenergiequelle 24 zum Aufladen der ersten Reserveenergiequelle 24 unter Verwendung von Energie von der zweiten Reserveenergiequelle 26 als Reaktion darauf, dass die vorbestimmte Zeitdauer nicht vergangen ist, zurückzukehren; und die zweite Reserveenergiequelle 26 von dem ersten Hochsetzsteller 30 zum Implementieren des Tiefschlafmodus als Reaktion darauf, dass die vorbestimmte Zeitdauer vergangen ist, zu trennen.
Gemäß einem Aspekt umfasst die Verriegelungssteuerung 21 eine Motorsteuerung 128, die mit der mindestens einen Betätigungsgruppe 6' gekoppelt ist, und eine Hochsetzsteuerung 23, die mit der ersten Reserveenergiequelle 24 und der zweiten Reserveenergiequelle 26 gekoppelt ist, und die Hochsetzsteuerung 23 ist dazu konfiguriert: zu detektieren, ob der Normalbetriebszustand oder der Versagensbetriebszustand vorliegt; eine Verriegelungsanforderung oder einen beendeten Verriegelungsvorgang im Versagensbetriebszustand zu detektieren; die erste Reserveenergiequelle 24 unter Verwendung von Energie von der zweiten Reserveenergiequelle 26 basierend auf der Detektion der Verriegelungsanforderung oder des beendeten Verriegelungsvorgangs oder des Versagensbetriebszustands aufzuladen.
Gemäß einem Aspekt ist die Motorsteuerung 128 dazu konfiguriert, in einem Versagensbetriebszustand in einem ausgeschalteten Zustand betrieben zu werden, und die Hochsetzsteuerung ist dazu konfiguriert, in dem Versagensbetriebszustand in einem eingeschalteten Zustand betrieben zu werden.
Gemäß einem Aspekt ist die Hochsetzsteuerung dazu konfiguriert, in einem eingeschalteten Zustand Leistung von der zweiten Reserveenergiequelle 26 oder der ersten Reserveenergiequelle 24 zu empfangen.
Gemäß einem Aspekt befindet sich die Motorsteuerung 128 im Versagensbetriebszustand in einem ausgeschalteten Zustand und ist dazu konfiguriert, unter Verwendung einer hochgesetzten Spannung der ersten Reserveenergiequelle 24, die zum Antrieb eines Verriegelungselektromotors 9 verwendet wird, in einen eingeschalteten Zustand überzugehen.
Natürlich können Änderungen an dem, was hier beschrieben und dargestellt wird, durchgeführt werden, ohne von dem in den anhängigen Ansprüchen definierten Schutzumfang abzuweichen. Die vorstehende Beschreibung der Ausführungsformen ist zu Zwecken der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt worden. Sie soll nicht erschöpfend sein oder die Offenbarung einschränken. Einzelne Elemente oder Merkmale einer bestimmten Ausführungsform sind im Allgemeinen nicht auf diese bestimmte Ausführungsform beschränkt, sondern, wo zutreffend, austauschbar und können in einer gewählten Ausführungsform verwendet werden, selbst wenn nicht speziell gezeigt oder beschrieben. Diese kann auch auf verschiedenste Weise geändert werden. Solche Varianten sollen nicht als Abweichung von der Offenbarung betrachtet werden, und alle solchen Modifikationen sollen im Schutzumfang der Offenbarung mit enthalten sein.
Die hier verwendete Terminologie dient nur dem Zweck der Beschreibung bestimmter Ausführungsbeispiele und soll nicht als Einschränkung verstanden werden. Wie hier verwendet wird, sollen die Singularformen „ein“, „eine“ und „der/die/das“ auch die Pluralformen beinhalten, sofern der Kontext nicht ausdrücklich etwas Anderes angibt. Die Ausdrücke „umfasst“, „umfassend“, „beinhalten“ und „aufweisen“ sind inklusiv gemeint und geben deshalb das Vorhandensein von angeführten Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Vorgängen, Elementen und/oder Komponenten an, schließen aber das Vorhandensein oder Hinzufügen von einem oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Vorgängen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen derselben nicht aus. Die hier beschriebenen Verfahrensschritte, Verfahren und Vorgänge dürfen nicht so verstanden werden, dass ihre Durchführung unbedingt in der speziellen besprochenen oder dargestellten Reihenfolge erforderlich ist, sofern diese nicht speziell als eine Reihenfolge der Durchführung angegeben ist. Es versteht sich des weiteren, dass zusätzliche oder alternative Schritte eingesetzt werden können.
Wenn ein Element oder eine Schicht als „an“, „in Eingriff mit“, „verbunden mit“ oder „gekoppelt mit“ einem anderen Element oder einer anderen Schicht beschrieben wird, kann es bzw. sie sich direkt an dem anderen Element oder der anderen Schicht, in Eingriff damit, verbunden damit oder gekoppelt damit befinden, oder es können dazwischenliegende Elemente oder Schichten vorhanden sein. Wenn hingegen ein Element als „direkt an“, „direkt in Eingriff mit“, „direkt verbunden mit“ oder „direkt gekoppelt mit“ einem anderen Element oder einer anderen Schicht beschrieben wird, können keine dazwischenliegenden Elemente oder Schichten vorhanden sein. Ein anderer Wortlaut, der zur Beschreibung der Beziehung zwischen Elementen verwendet wird, sollte auf eine ähnliche Weise interpretiert werden (z. B. „zwischen“ versus „direkt zwischen“, „neben“ versus „direkt neben“ usw.). Wie hier verwendet, umfasst der Begriff „und/oder“ beliebige und alle Kombinationen aus einem oder mehreren der zugehörigen angeführten Objekte.
Obgleich hier die Begriffe erster, zweiter, dritter etc. zur Beschreibung verschiedener Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte verwendet werden können, sollten diese Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte nicht durch diese Begriffe eingeschränkt werden. Diese Begriffe können nur dazu verwendet werden, ein Element, eine Komponente, einen Bereich, eine Schicht oder einen Abschnitt von einem anderen Bereich, einer anderen Schicht oder einem anderen Abschnitt zu unterscheiden. Begriffe wie „erste(r)“, „zweite(r)“ und sonstige hier verwendete numerische Begriffe implizieren keine Abfolge oder Reihenfolge, sofern dies nicht eindeutig aus dem Kontext hervorgeht. Somit könnte ein erstes Element, eine erste Komponente, ein erster Bereich, eine erste Schicht oder ein erster Abschnitt, die nachstehend besprochen werden, als ein zweites Element, eine zweite Komponente, ein zweiter Bereich, eine zweite Schicht oder ein zweiter Abschnitt bezeichnet werden, ohne von den Lehren der Ausführungsbeispiele abzuweichen.
Sich auf Raum beziehende Begriffe wie beispielsweise „innere(r)“, „äußere(r)“, „unterhalb“, „unter“, „untere(r)“, „über“, „obere(r)“ und dergleichen können hier zur Vereinfachung der Beschreibung verwendet werden, um die Beziehung eines Elements oder eines Merkmals zu einem oder mehreren anderen Elementen oder Merkmalen, wie in den Figuren veranschaulicht, leichter zu beschreiben. Mit räumlich bezogenen Begriffen kann bezweckt werden, zusätzlich zu der in den Figuren dargestellten Ausrichtung verschiedene Ausrichtungen der Vorrichtung im Gebrauch oder Betrieb mit zu umfassen. Wenn die Vorrichtung in den Figuren zum Beispiel umgedreht wird, würden Elemente, die als „unter“ oder „unterhalb“ von anderen Elementen oder Merkmalen beschrieben wurden, dann „über“ den anderen Elementen oder Merkmalen ausgerichtet sein. Somit kann der exemplarische Begriff „unter“ sowohl eine Ausrichtung von über als auch von unter umfassen. Die Vorrichtung kann auch anders (um 90 Grad gedreht oder in anderen Ausrichtungen) ausgerichtet sein, und die hier verwendeten sich auf Raum beziehenden Bezeichnungen werden entsprechend ausgelegt.

Claims

Verriegelungsanordnung für eine Verschlussklappe eines Kraftfahrzeugs, umfassend: mindestens eine Betätigungsgruppe, die dahingehend beweglich ist, die Verschlussklappe unter Verwendung von Leistung von einer Hauptleistungsquelle während eines Normalbetriebszustands zu verriegeln und zu entriegeln, eine erste Reserveenergiequelle, die selektiv mit der mindestens einen Betätigungsgruppe gekoppelt ist und dazu konfiguriert ist, während des Normalbetriebszustands Energie zu speichern und während eines Versagensbetriebszustands, der von dem Normalbetriebszustand verschieden ist, der mindestens einen Betätigungsgruppe die Energie zuzuführen, eine zweite Reserveenergiequelle, die selektiv mit der ersten Reserveenergiequelle gekoppelt wird und dazu konfiguriert ist, während des Versagensbetriebszustands der ersten Reserveenergiequelle Energie zuzuführen, und eine elektronische Steuerschaltung, die eine Verriegelungssteuerung aufweist, die mit der mindestens einen Betätigungsgruppe und mit der ersten Reserveenergiequelle und der zweiten Reserveenergiequelle gekoppelt ist und dazu konfiguriert ist: zu detektieren, ob der Normalbetriebszustand oder der Versagensbetriebszustand vorliegt, und die erste Reserveenergiequelle unter Verwendung von Energie von der zweiten Reserveenergiequelle basierend auf der Detektion des Versagensbetriebszustands aufzuladen, wobei die erste Reserveenergiequelle aufgeladen wird, um die Spannung der ersten Reserveenergiequelle in einem vorbestimmten Spannungsbereich zu halten.
Verriegelungsanordnung nach Anspruch 1, bei der der vorbestimmte Spannungsbereich einen oberen Spannungsschwellenpegel und einen unteren Spannungsschwellenpegel aufweist, und die Verriegelungssteuerung des weiteren dazu konfiguriert ist, als Reaktion auf ein Detektieren der Spannung der ersten Reserveenergiequelle auf oder unter dem unteren Spannungsschwellenpegel die erste Reserveenergiequelle auf den oberen Spannungsschwellenpegel aufzuladen.
Verriegelungsanordnung nach Anspruch 2, bei der die Verriegelungssteuerung des weiteren dazu konfiguriert ist, die erste Reserveenergiequelle unter Verwendung von Energie von der Hauptleistungsquelle während eines Normalbetriebszustands aufzuladen, wobei die erste Reserveenergiequelle als Reaktion auf das Detektieren der Spannung der ersten Reserveenergiequelle auf oder unter dem unteren Spannungsschwellenpegel auf den oberen Spannungsschwellenpegel aufgeladen wird, um die Spannung der ersten Reserveenergiequelle in einem vorbestimmten Spannungsbereich zu halten.
Verriegelungsanordnung nach Anspruch 2, bei der die Verriegelungssteuerung des weiteren dazu konfiguriert ist: die erste Reserveenergiequelle während des Normalbetriebszustands auf einen Vollspannungsschwellenpegel aufzuladen und die erste Reserveenergiequelle während des Versagensbetriebszustands auf einen Teilspannungsschwellenpegel aufzuladen, wobei der Teilspannungsschwellenpegel unter dem Vollspannungsschwellenpegel liegt.
Verriegelungsanordnung 1, 1' nach Anspruch 1, bei der die Verriegelungssteuerung des weiteren dazu konfiguriert ist: während des Normalbetriebszustands die zweite Reserveenergiequelle von der ersten Reserveenergiequelle zu trennen, um in der zweiten Reserveenergiequelle gespeicherte Energie zu sparen, und als Reaktion auf das Detektieren des Versagensbetriebszustands die zweite Reserveenergiequelle mit der ersten Reserveenergiequelle zu verbinden, um der ersten Reserveenergiequelle Energie zuzuführen.
Verriegelungsanordnung nach Anspruch 5, die des weiteren einen zweiten Reserveschalter aufweist, der zwischen die zweite Reserveenergiequelle und die erste Reserveenergiequelle gekoppelt ist und durch die Verriegelungssteuerung zum Koppeln und Entkoppeln der zweiten Reserveenergiequelle 26 mit bzw. von der ersten Reserveenergiequelle gesteuert wird.
Verriegelungsanordnung nach Anspruch 1, bei der die Verriegelungssteuerung des weiteren dazu konfiguriert ist: während des Normalbetriebszustands die erste Reserveenergiequelle mit der Hauptleistungsquelle zu verbinden, um die erste Reserveenergiequelle unter Verwendung von Leistung von der Hauptleistungsquelle aufzuladen, und als Reaktion auf das Detektieren des Versagensbetriebszustands die erste Reserveenergiequelle von der Hauptleistungsquelle zu trennen.
Verriegelungsanordnung nach Anspruch 7, die des weiteren einen erste Reserveschalter aufweist, der zwischen die erste Reserveenergiequelle und die Hauptfahrzeugbatterie gekoppelt ist und durch die Verriegelungssteuerung zum Koppeln und Entkoppeln der ersten Reserveenergiequelle mit bzw. von der Hauptfahrzeugbatterie und der mindestens einen Betätigungsgruppe gesteuert wird.
Verriegelungsanordnung nach Anspruch 5, deren Verriegelungssteuerung des weiteren dazu konfiguriert ist, nach einer vorbestimmten Zeitdauer im Anschluss an das Detektieren des Versagensbetriebszustands die zweite Reserveenergiequelle von der ersten Reserveenergiequelle zu trennen.
Verriegelungsanordnung nach Anspruch 5, deren Verriegelungssteuerung des weiteren dazu konfiguriert ist, als Reaktion auf das Detektieren einer Verriegelungsanforderung die erste Reserveenergiequelle mit der mindestens einen Betätigungsgruppe zu verbinden.
Verriegelungsanordnung nach Anspruch 10, deren Verriegelungssteuerung des weiteren dazu konfiguriert ist, als Reaktion auf das Detektieren eines beendeten Verriegelungsvorgangs die erste Reserveenergiequelle von der mindestens einen Betätigungsgruppe zu trennen.