JP2011246114A - 自動車電気システム、自動車、自動車電気システム用の自動車電気スイッチングデバイス、自動車電気システム用の自動車電子制御ユニット、及びソフトウェアプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】自動車がエンジンを停止している惰行モードから脱するときに、安全性および車載システムの運用が損なわれることがない。
【解決手段】自動車電気システムＥＳは、主電源ＭＢ、二次電源ＡＢ、安全性に重要な電気負荷Ｌ１および安全性に重要でない電気負荷Ｌ２、ならびに、主電源および二次電源ＭＢ，ＡＢと少なくとも安全性に重要な電気負荷Ｌ１との間に配置され、少なくとも安全性に重要な電気負荷Ｌ１を主電源および二次電源ＭＢ，ＡＢの少なくとも一方に選択的に接続するよう構成された電気スイッチングデバイスＤＢＭを備える。電気スイッチングデバイスＤＢＭは、内燃機関ＩＣＥのクランキングの最中、ならびに／または、内燃機関ＩＣＥオフ状態で自動車ＭＶが惰行しており、主電源ＭＢが異常である場合に、少なくとも安全性に重要な電気負荷Ｌ１を補助電源ＡＢに接続するよう構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジン停止状態での惰行（または惰性走行）時の自動車デュアルバッテリー電気システム運用管理を行う自動車電気システム、自動車、自動車電気システム用の自動車電気スイッチングデバイス、自動車電気システム用の自動車電子制御ユニット、及びソフトウェアプログラムに関する。

都市交通条件における自動車の燃料の消費および汚染物質の放出を低減させるために、自動車製造業者は、段階的に、自動車が停止する直前であって、トラクション力が必要とされていない場合、特に、自動車の速度が、自動車製造業者によって決められた０ｋｍ／ｈから１０ｋｍ／ｈの間である所定の最低速度未満に低下し、かつ、変速機がニュートラルである場合に、内燃機関を停止させるいわゆる「ストップ＆スタート（アイドリングストップ）」システムを自動車に導入している。

電気駆動式車載システムは、内燃機関の一時停止中に自動車の正確な運転に重要であり、これは、通例、安全性に重要なシステムと呼ばれ、自動車のバッテリーによって電力が供給されている。しかしながら、バッテリーは、正確な運用を保障するに十分な電圧の供給が一定の時間だけ可能であり、その後は、内燃機関を再始動させて発電装置（オルタネータ）を起動させなければならない。

自動車における燃料の消費および汚染物質の放出のさらなる低減を達成するために、本出願人による特許文献１および特許文献２では、一定の条件において、自動車がエンジン停止状態で惰行が可能であるよう、自動式または自動化サーボ制御トランスミッションを備えた自動車におけるストップ＆スタートの機能の拡張が提案されている。特に、上記の特許文献によれば、ストップ＆スタートにおいて用いられる速度より速い、上記特許文献における例においては８０Ｋｍ／ｈといった所定の速度未満で自動車が移動している間に、加速ペダルが放されるかまたは加速ペダルが所定の時間を超えて踏まれていない場合には、いつでも内燃機関が停止されると共にクラッチが切断され、（再度）加速ペダルが踏まれると直ぐに内燃機関が始動されると共にクラッチが接続される。

欧州特許第１４９１７８８号明細書 欧州特許第１６２０６３９号明細書

本出願人は、自動車がエンジンを停止している惰行モードから脱するときに、安全性および車載システムの運用が損なわれることがないような解決法を定義することを目標として詳細な研究を実施してきた。

特に、本出願人によって実施されている研究は、以下の目的を達成可能である解決法の定義を目標としていた。それは、エンジンが停止している惰行状態から脱する際の照明システムおよび安全性に重要なシステムなどの電気駆動式車載システムへの電源供給における電圧低下を防止すること、バッテリーの異常事態においても、エンジン停止状態での惰行の全期間にわたって電気駆動式の安全性に重要な車載システムに対する電源供給を保証すること、ならびにバッテリーの異常事態においても内燃機関の慣性クランキングを保証することである。

それ故、本発明の目的は、上記に列挙した目標を達成する解決法を提供することである。

この目的は、添付の特許請求の範囲に定義されている自動車電気システムに関する本発明によって達成される。

本実施形態に係る自動車駆動系のブロック図である。 本実施形態に係る自動車電気システムの構造の簡略化した電気回路図である。 本実施形態に係る自動車電気システムの構造の簡略化した電気回路図である。 本実施形態に係る異なる運用条件における自動車電気システムの簡略化した電気回路図である。 本実施形態に係る異なる運用条件における自動車電気システムの簡略化した電気回路図である。 本実施形態に係る異なる運用条件における自動車電気システムの簡略化した電気回路図である。

ここで、本発明を、添付の図面を参照して、当業者が製造すると共に利用するために十分に詳細に説明する。当業者は、本明細書に記載の実施形態に対して種々の変更を行うことが可能であり、本明細書に開示されている一般的な原理は添付の特許請求の範囲に定義されている本発明の範囲から逸脱しなければ、他の実施形態および用途に適用されることが可能である。従って、本発明は、本明細書に記載および示されている実施形態の範囲に限定されず、本明細書において開示および特許請求されている理論および特徴に一致する最大限の範囲に従うべきである。

図１は、非限定的な例として、自動車ＭＶの駆動系ＰＷＴのブロック図を示す。駆動系ＰＷＴは、内燃機関ＩＣＥをドライブシャフトＣＳと共に備え、これが、クラッチＣを介してトランスミッションＴに連結している。トランスミッションＴは、クラッチＣを介してドライブシャフトＣＳに連結していることができる入力シャフトＩと、既知のタイプの差動装置Ｄを介して一対の駆動輪Ｗに連結している出力シャフトとを備える噛合ギアタイプの有段変速機Ｇを備えている。

クラッチＣは、関連する電気または電子油圧制御式アクチュエータ装置ＣＡによりサーボ制御可能である。変速機Ｇもまた、全体がＧＡによって示されている複数の電気または電子油圧制御式アクチュエータ装置によりサーボ制御可能であり、これは、運用されて、達成可能な種々の速度比に応じてギアを接続したり切断したりすることが可能である。

内燃機関ＩＣＥは、電子制御ユニットＥ−ＥＣＵにより制御されているが、これ自体は公知であり、それ故、詳細には説明しない。一方で、駆動系ＰＷＴは、内燃機関ＩＣＥの電子制御ユニットＥ−ＥＣＵ、ならびにクラッチＣおよび変速機Ｇに関連するアクチュエータ装置ＣＡ，ＧＡに接続されている電子制御ユニットＰＷＴ−ＥＣＵによって制御されている。これは、電子制御ユニットＥ−ＥＣＵを介して内燃機関ＩＣＥを停止させ、自動車ＭＶの移動速度が所定の移動速度閾値未満の間であって、自動車ＭＶの加速ペダルＡＰが放されるかまたは所定の時間を超えて踏まれていない場合には、いつでも、クラッチＣを切断して現在選択されている速度比を維持させるか、または、アクチュエータ装置ＣＡ，ＧＡにより変速機Ｇにおけるニュートラルギアを選択し、加速ペダルＡＰが踏まれたら直ぐに、再度電子制御ユニットＥ−ＥＣＵを介して内燃機関ＩＣＥをクランキングし、再度アクチュエータ装置ＣＡ，ＧＡを介してクラッチＣを接続するようプログラムされている。

他の実施形態において、内燃機関ＩＣＥの電子制御ユニットＥ−ＥＣＵおよび駆動系ＰＷＴの電子制御ユニットＰＷＴ−ＥＣＵは、単一の電子制御ユニットＥＣＵに統合されてもよい。

自動車がエンジンを停止している惰行モードから脱するときに、安全性および車載システムの運用が損なわれることがないような解決法を定義することを目標とした本出願人が実施した前述の研究では、先ず、主バッテリーに追加して補助バッテリーが用いられている自動車デュアルバッテリー電気システムを用いる必要性が明らかにされた。従来のデュアルバッテリー電気システムにおいては、第２のバッテリーは、通常、主バッテリーに異常が生じた場合に用いられ、および／または、主バッテリーによって給電される電気負荷を低減させるために、主たる負荷または安全性に重要な負荷とはみなされない負荷への給電に用いられる。この研究ではまた、主バッテリーに異常が生じた場合にはバッテリークランキングの代わりに慣性クランキングによりエンジンを再始動させる必要性があるとすれば、補助バッテリーの容量は主バッテリーよりも小さくてもよく、それ故、主バッテリーよりも小型であると共に安価であることが可能であることが明らかになった。

特に、自動車デュアルバッテリー電気システムに関して、本出願人が実施した研究は２種の異なる回路構造の定義をもたらし、その電気回路図が図２および図３に示されているが、ここでは、同一の符号が、これらの２つの図中で同一の電気部品を示すために用いられている。

詳細には、図２および図３において、自動車デュアルバッテリー電気システムは、全体としてＥＳで示されていると共に、主バッテリーＭＢ、補助バッテリーＡＢ、オルタネータＡ、始動モータＳ、自動車ＭＶのコントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）に接続されている電子制御ユニットＥＳ−ＥＣＵ、本明細書中において以下デュアルバッテリーマネジャＤＢＭと称されるスイッチングユニット、エンジン電力分配ユニットＣＶＭ、ならびに、それぞれ、安全性に重要なシステムおよび安全性に重要でないシステムの両方であり全体として自動車ＭＶの電気駆動式車載システムのすべてを表す電気負荷Ｌ１，Ｌ２を備える。

電気システムＥＳの電子制御ユニットＥＳ−ＥＣＵは、代わりに、特に電気システムＥＳの制御専用の電子制御ユニットであることが可能であり、それ故、駆動系ＰＷＴの電子制御ユニットＰＷＴ−ＥＣＵおよび内燃機関ＩＣＥの電子制御ユニットＥ−ＥＣＵとは別個であって、後者にＣＡＮを介して接続されることが可能である。または、電気システムＥＳの電子制御ユニットＥＳ−ＥＣＵは、駆動系ＰＷＴの電子制御ユニットＰＷＴ−ＥＣＵおよび内燃機関ＩＣＥの電子制御ユニットＥ−ＥＣＵと単一の電子制御ユニットＥＣＵに統合されることが可能である。

また、図２および図３は、Ｓ１およびＳ２で示される２つのバッテリー充電状態センサーを示しており、これらは、それぞれ主バッテリーＭＢおよび補助バッテリーＡＢに関連してその充電状態を測定すると共に、ローカル相互接続ネットワーク（ＬＩＮ）を介して電子制御ユニットＥＳ−ＥＣＵに接続されている。

オルタネータＡおよび始動モータＳは、直接的に、すなわち他の部品が介在することなく主バッテリーＭＢに接続されていると共に、デュアルバッテリーマネジャＤＢＭを介して間接的に補助バッテリーＡＢにも接続されている。

デュアルバッテリーマネジャＤＢＭは、ＣＡＮを介して電子制御ユニットＥＳ−ＥＣＵと接続されていると共に、主バッテリーＭＢに接続されている第１の入力部、補助バッテリーＡＢに接続されている第２の入力部、およびエンジン電力分配ユニットＣＶＭに接続されている出力部を基本的に備えている。

デュアルバッテリーマネジャＤＢＭは、第１および第２の電気制御可能なスイッチングデバイスＲＭＢ，ＲＡＢを基本的に備えており、これらは、リレーまたは固体素子から構成され、任意により、好適にプログラムされたマイクロコントローラをも備えていてもよい。

電気制御可能なスイッチングデバイスＲＭＢ，ＲＡＢの作動状態（開または閉）は、デュアルバッテリーマネジャＤＢＭがマイクロコントローラを備えていない場合にＣＡＮを介して電子制御ユニットＥＳ−ＥＣＵにより遠隔制御されるか、または、デュアルバッテリーマネジャＤＢＭのマイクロコントローラによってローカルに制御されることが可能であり、両方の場合において、制御は、バッテリー充電状態センサーＳ１，Ｓ２によって提供される情報、ならびに、ＣＡＮを介して提供される自動車の状態に関する情報に基づいている。

第１の電気制御可能なスイッチングデバイスＲＭＢは、第１の入力部と出力部との間に接続され、これにより、主バッテリーＭＢとエンジン電力分配ユニットＣＶＭとの間に接続されている。一方、第２の電気制御可能なスイッチングデバイスＲＡＢは、第２の入力部と出力部との間に接続され、これにより、補助バッテリーＡＢとエンジン電力分配ユニットＣＶＭとの間に接続されている。

また、デュアルバッテリーマネジャＤＢＭは、ＣＡＮを介した電子制御ユニットＥＳ−ＥＣＵからの指令信号に応じて電気制御可能なスイッチングデバイスＲＭＢ，ＲＡＢを制御し、自己診断を実施して、いずれかの不具合を検出すると共に、検出した不具合に基づいて電気制御可能なスイッチングデバイスＲＭＢ，ＲＡＢに対する特定のスイッチングストラテジーを実行するよう構成されている。これらのストラテジーは、本発明の一部を構成しないため、本明細書においては詳細に記載されていない。ここでは、エンジンが作動しているときにデュアルバッテリーマネジャＤＢＭにおいて異常が検出された場合、自動車の移動時におけるエンジンの自動停止が無効にされる、ということを指摘することで十分である。

エンジン電力分配ユニットＣＶＭは２種の異なる回路構造とすることが可能であり、これらが図２および図３に示されている。特に、図２に示されている構造によれば、エンジン電力分配ユニットＣＶＭが、安全性に重要な電気負荷Ｌ１および安全性に重要でない電気負荷Ｌ２の両方を制御する。図３に示されている構造によれば、エンジン電力分配ユニットＣＶＭは２つの個別の電力分配モジュールを備え、一方はＣＶＭ２で示され、主バッテリーＭＢと安全性に重要でない負荷Ｌ２との間に、主バッテリーＭＢのみによって後者に給電するよう接続されている。また、他方はＣＶＭ１によって示され、デュアルバッテリーマネジャＤＢＭの出力部と安全性に重要な電気負荷Ｌ１との間に、第１および第２の電気制御可能なスイッチングデバイスＲＭＢ，ＲＡＢの作動状態（開／閉）に応じて主バッテリーＭＢまたは補助バッテリーＡＢを介して、ＣＶＭ１に選択的に給電するよう接続されている。この構造では、より小さい電力容量を有し、それ故、小型でもあると共に取り付けがより簡単でもある補助バッテリーＡＢの使用が可能である。

上記の電気負荷の区別に関して、安全性に重要な電気負荷は、パワーステアリング、制動システムならびにＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）およびＥＳＰ（電子安定性プログラム）などの関連するサブシステム、照明システム、フロントガラスワイパー等であり、一方で、安全性に重要でない負荷としては、とりわけ、Ｈｉ−Ｆｉ、空調システム等を含む娯楽システムが挙げられる。

自動車がエンジンを停止している惰行モードから脱するときに、安全性および車載システムの運用が損なわれることがないような解決法を定義することを目標とした本出願人が実施した前述の研究は、次いで、図２および図３に示されているデュアルバッテリー電気システム用の運用管理論理の定義をもたらして、本出願人による前述の目的のすべてを達成可能とする。

ここで、デュアルバッテリー電気システム用の運用管理論理を、図４から図６に概略が示されている電気システムの種々の可能な運用状況を参照して説明する。純粋に両方の回路構造を含む目的のために、図２および図３に示されているエンジン電力分配ユニットＣＭＶは図４から図６においては示されておらず、全体としてＬにより示されている電気負荷は、デュアルバッテリーマネジャＤＢＭに直接的に接続されて示されている。簡潔性のために、２つのバッテリー充電状態センサーＳ１およびＳ２は、図４から図６には示されていない。

１．キーオフ
「キーオフ」という用語は、イグニションキーがイグニションロックシリンダから取り出された場合、ならびに、イグニションキーがイグニションロックシリンダに挿入されて、「オフ」の位置に設定された場合の両方を指す。

「キーオフ」状態においては、電気システムＥＳでは、電力を必要とするすべての電気負荷Ｌが、補助バッテリーが備えられていない自動車と全く同一の方法で、主バッテリーＭＢによって給電される、図４に示されている運用状況とされる。補助バッテリーＡＢは、それ故、電気負荷Ｌのいずれにも給電することが要求されていないため、低い電気設計容量を有していることが可能である。

図４に示されている運用状況を達成するために、電子制御ユニットＥＳ−ＥＣＵは、先ず、ＣＡＮを介してデュアルバッテリーマネジャＤＢＭに、「キーオフ」状態であることを通知し、また、デュアルバッテリーマネジャＤＢＭは、次いで、第１の電気制御可能なスイッチングデバイスＲＭＢを閉とし、第２の電気制御可能なスイッチングデバイスＲＡＢを開とする。

他の実施形態において、図４に示されている運用状況は、２つの電気制御可能な通常は閉であるスイッチングデバイスＲＭＢおよび通常は開であるスイッチングデバイスＲＡＢに休止状態（すなわち、給電されていない場合の状況）をもたらすことにより簡単に達成される。このように、これらは電子制御ユニットＥＳ−ＥＣＵによって制御される必要性はなく、ＣＡＮを介したデータ交換は必要ない。必要とされるのは、「キーオフ」状態においては、２つの電気制御可能なスイッチングデバイスＲＭＢ，ＲＡＢに対する、または、デュアルバッテリーマネジャＤＢＭに対する電源供給を切断する電力分配システムのみである。この実施形態では、この状況における主バッテリーＭＢに対する電気負荷が増加しないよう、「キーオフ」状態にあるデュアルバッテリーマネジャＤＢＭへの電力供給の必要性が回避される。

２．ＩＣＥクランキング
内燃機関ＩＣＥのクランキングの最中に、電気システムＥＳでは図５に示される運用状況とされる。この運用状況を達成するために、電子制御ユニットＥＳ−ＥＣＵは、ＣＡＮを介してデュアルバッテリーマネジャＤＢＭに、イグニションキーを回転させることによるドライバーからのエンジン始動の要求を通知する。その後、デュアルバッテリーマネジャＤＢＭは、先ず、第１の電気制御可能なスイッチングデバイスＲＭＢを開とし、次いで、第２の電気制御可能なスイッチングデバイスＲＡＭを閉とする。このように、主バッテリーＭＢは、始動モータＳにのみ電力を供給し、一方で、この運用状況において電力を必要とする電気負荷は補助バッテリーＡＢによって給電される。それ故、内燃機関のクランキングの最中に電気負荷に対する電源供給における電圧低下はない。

一旦、第１および第２の電気制御可能なスイッチングデバイスＲＭＢ，ＲＡＢが作動したら、デュアルバッテリーマネジャＤＢＭは、ＣＡＮを介して電子制御ユニットＥＳ−ＥＣＵに、内燃機関ＩＣＥのクランキングを有効化することが可能であることを通知する。

３．ＩＣＥオン
内燃機関ＩＣＥが始動された場合（「ＩＣＥオン」）、電気システムＥＳでは図４に示される運用状況とされる。この運用状況を達成するために、電子制御ユニットＥＳ−ＥＣＵは、先ず、ＣＡＮを介してデュアルバッテリーマネジャＤＢＭに内燃機関ＩＣＥが始動されたことを通知する。その後、デュアルバッテリーマネジャＤＢＭは、第１の電気制御可能なスイッチングデバイスＲＭＢを閉とすると共に、第２の電気制御可能なスイッチングデバイスＲＡＢを開とする。このように、この運用状況において電力を必要とするすべての電気負荷Ｌは、主バッテリーＭＢおよびオルタネータＡによって給電される。

４．ＩＣＥオンおよび補助バッテリーの再充電
内燃機関ＩＣＥがオンであると共に補助バッテリーＡＢの再充電が必要とされる場合、電気システムＥＳでは図６に示される運用状況とされる。この運用状況を達成するために、電子制御ユニットＥＳ−ＥＣＵは、補助バッテリーＡＢに関連するバッテリー充電状態センサーＳ２からの補助バッテリーＡＢによって供給される電圧または電流などの情報に基づいて、補助バッテリーＡＢの再充電が必要であることを認識し、その後、デュアルバッテリーマネジャＤＢＭが第１および第２の電気制御可能なスイッチングデバイスＲＭＢおよびＲＡＢを閉とすることが可能であるよう、ＣＡＮネットワークを介してデュアルバッテリーマネジャＤＢＭに通知する。このように、この運用状況において電力を必要とする補助バッテリーＡＢおよびすべての電気負荷Ｌは、主バッテリーＭＢおよびオルタネータＡによって給電される。

他の実施形態において、デュアルバッテリーマネジャＤＢＭは、ＣＡＮを介して電子制御ユニットＥＳ−ＥＣＵによって提供される補助バッテリーＡＢの充電状態などの外部情報、および／または、補助バッテリーＡＢに関連するバッテリー充電状態センサーＳ２によって提供される補助バッテリーＡＢによって供給される電圧または電流などの内部情報に基づいて、補助バッテリーＡＢは再充電が必要であることを自律的に認識する。

５．ＩＣＥオフおよび自動車惰行
内燃機関ＩＣＥが停止した状態で自動車ＭＶが移動するためには、車輪Ｗと内燃機関ＩＣＥとの間でモーションの伝達がなされてはならい。従って、車輪Ｗは、内燃機関ＩＣＥから切り離されていなければならず、そうでなければ内燃機関ＩＣＥが惰性により再始動してしまう。この状況は、クラッチＣを切断し、現在選択されているギア速度比をそのまま維持することにより、または、変速機Ｇをニュートラルにいれることにより達成することが可能である。既述のとおり、自動車ＭＶのこの運用状況は、自動車ＭＶの移動速度が所定の移動速度閾値未満である間には、加速ペダルＡＰが放されるかまたは所定の時間を超えて踏まれていない場合には、いつでも、電子制御ユニットＥ−ＥＣＵによって内燃機関ＩＣＥを停止させて、クラッチＣを切断するかまたは変速機Ｇをニュートラルにいれるようプログラムされている電子制御ユニットＰＷＴ−ＥＣＵによってなされる。

自動車ＭＶ惰行および内燃機関ＩＣＥオフ状態において、電気システムＥＳは、図４に示されている運用状況とされ、これは、自動車ＭＶが内燃機関ＩＣＥオン状態で移動している場合と全く同じである。この運用状況を達成するために、電子制御ユニットＥＳ−ＥＣＵは、先ず、自動車ＭＶが内燃機関ＩＣＥオフ状態で移動していることを、ＣＡＮを介してデュアルバッテリーマネジャＤＢＭに通知する。その後、デュアルバッテリーマネジャＤＢＭが、第１の電気制御可能なスイッチングデバイスＲＭＢを閉とすると共に、第２の電気制御可能なスイッチングデバイスＲＡＢを開とする。それ故、内燃機関ＩＣＥオフ状態で自動車ＭＶが移動している間、電力を必要とする電気負荷Ｌのすべては、主バッテリーＭＢによって給電される。

６．ＩＣＥオフ、自動車は移動中および主バッテリー異常
内燃機関ＩＣＥオフ状態で自動車ＭＶが移動している間に主バッテリーＭＢに異常が生じた場合、例えば、主バッテリーＭＢが開回路になるか短絡して、デュアルバッテリーマネジャＤＢＭの第１の入力部での電圧が０である場合には、電気システムＥＳは、図５に示されている運用状況とされる。この運用状況を達成するために、電子制御ユニットＥＳ−ＥＣＵは、主バッテリーＭＢに関連するバッテリー充電状態センサーＳ１によって提供される主バッテリーＭＢによって供給される電圧または電流などの情報に基づいて主バッテリーＭＢにおける異常の存在を認識し、デュアルバッテリーマネジャＤＢＭが第１の電気制御可能なスイッチングデバイスＲＭＢを開とし、および第２の電気制御可能なスイッチングデバイスＲＡＢを閉とするよう、ＣＡＮネットワークを介してその旨をデュアルバッテリーマネジャＤＢＭに通知する。それ故、内燃機関ＩＣＥオフ状態で自動車ＭＶが移動している間、電力を必要とする電気負荷Ｌのすべては、補助バッテリーＡＢによって給電される。これは、一方で、バッテリー異常の場合においても、エンジン停止状態での惰行の全期間にわたって電気式／電気制御式の安全性に重要な車載システムに対する電源供給を保証すると共に、他方で、バッテリー異常の場合においても内燃機関ＩＣＥの慣性クランキングを保証する。後者の安全性に重要な状況において、補助バッテリーＡＢは、クラッチＣおよび変速機Ｇに関連するアクチュエータ装置ＣＡ，ＧＡに電力を供給し、これにより、クラッチＣの噛合が可能であると共に、必要であれば、ギア速度比を噛合させることが可能でありそれ故、内燃機関の慣性クランキングを行うことが可能である。

他の実施形態において、デュアルバッテリーマネジャＤＢＭは、主バッテリーＭＢに関連するバッテリー充電状態センサーＳ１によって提供される補助バッテリーＡＢにより供給される電圧または電流などの情報に基づいて、主バッテリーＭＢにおける異常を自律的に認識する。

７．補助バッテリー異常
補助バッテリーＡＢに異常が生じた場合、例えば、バッテリーが開回路になるか短絡して、デュアルバッテリーマネジャＤＢＭの第２の入力部での電圧が０である場合には、電気システムＥＳは、図４に示されている運用状況とされる。この運用状況を達成するために、電子制御ユニットＥＳ−ＥＣＵは、補助バッテリーＡＢに関連するバッテリー充電状態センサーＳ２によって提供される補助バッテリーＡＢによって供給される電圧または電流などの情報に基づいて補助バッテリーＡＢにおける異常の存在を認識する。そして電子制御ユニットＥＳ−ＥＣＵは、デュアルバッテリーマネジャＤＢＭが第２の電気制御可能なスイッチングデバイスＲＡＢを開とすることが可能であるよう、ＣＡＮネットワークを介してその旨をデュアルバッテリーマネジャＤＢＭに通知する。第１の電気制御可能なスイッチングデバイスＲＭＢが開であるときに補助バッテリーＡＢの異常が生じた場合、第２の電気制御可能なスイッチングデバイスＲＡＢを開とする前に、デュアルバッテリーマネジャＤＢＭは第１の電気制御可能なスイッチングデバイスＲＭＢを閉とする。それ故、内燃機関ＩＣＥオフ状態で自動車ＭＶが移動している間、電力を必要とする電気負荷Ｌのすべては、主バッテリーＭＢによって給電される。

他の実施形態において、デュアルバッテリーマネジャＤＢＭは、補助バッテリーＡＢに関連するバッテリー充電状態センサーＳ２によって提供される補助バッテリーＡＢにより供給される電圧または電流などの情報に基づいて、補助バッテリーＭＢにおける異常を自律的に認識する。

上記の記載から認められ得るとおり、第１の電気制御可能なスイッチングデバイスＲＭＢは通常は閉であり、「キーオフ」の最中、内燃機関ＩＣＥがオンであるかまたは内燃機関ＩＣＥがオフであり、自動車ＭＶが移動している場合は閉に維持され、ならびに、内燃機関ＩＣＥのクランキングの最中、および内燃機関ＩＣＥオフ状態で自動車ＭＶが移動しているときに主バッテリーＭＢに異常が生じた場合には開にされる。

第２の電気制御可能なスイッチングデバイスＲＡＢは通常は開であり、内燃機関ＩＣＥのクランキングの最中、補助バッテリーＡＢの再充電が必要な場合、および内燃機関ＩＣＥオフ状態で自動車ＭＶが移動しているときに主バッテリーＭＢに異常が生じた場合には閉にされる。

本発明の利点は上記の記載から明らかである。特に、車両がエンジンを停止している惰行モードから脱するとき、これは、安全性および車載システムの運用を損なわせることはない。より具体的には、この解決法は、エンジンが停止している惰行状態からの変更の際の電気駆動式車両システムへの電源供給における電圧低下を防止し、バッテリーの異常事態においてもエンジン停止状態での惰行の全期間にわたって電気駆動式の安全性に重要な車両システムへの電源供給を保証し、また、バッテリーの異常事態においても内燃機関の慣性クランキングを保証する。

最後に、特許請求の範囲に規定されている本発明の範囲から逸脱しない範囲において、本明細書に記載および例示されているものに対する変更および変形が可能であり得ることは明らかである。

例えば、補助バッテリーＡＢは、運動エネルギー回収システムと、運動エネルギー回収システムによって生成された電力を電気駆動式車載システムが利用可能な形態に変換可能であるＤＣ／ＤＣコンバータとを備える電源で置き換えることが可能である。

さらに、バッテリー充電状態センサーＳ１およびＳ２により提供される計測値に基づいて主および第２のバッテリーＭＢ，ＡＢの充電状態を判定する代わりに、電子制御ユニットＥＳ−ＥＣＵは、前記電子制御ユニットＥＳ−ＥＣＵによって実行される数学モデルに基づいて、および供給される電圧および電流などのバッテリーの電気的特徴に基づいてこの充電状態を判定することが可能である。

さらに、内燃機関ＩＣＥがオフの状態で自動車ＭＶが移動している場合のクラッチＣおよび変速機Ｇの管理方法は、上記に記載のもの、および本出願人による上記の特許に記載のものとは異なっていることが可能である。例えば、クラッチＣが切断されて内燃機関ＩＣＥが停止可能とされている場合、現在のギア速度比はそのまま維持されることが可能であり、または、切断されて変速機Ｇをニュートラルとすることが可能である。変速機Ｇがニュートラルにある場合、クラッチＣは、再度噛合されることが可能であり、または、車輪Ｗの牽引力を低減するよう簡便に切断されたままであることが可能である。あるいは、クラッチＣが切断されて内燃機関ＩＣＥが停止可能とされている場合、現在のギア速度比は、切断されることが可能であり、噛合される異なる速度比は、内燃機関ＩＣＥオフ状態で移動している自動車ＭＶのゆっくりとした減速を考慮すると、簡便にセカンドギアであることが可能である。

Claims (17)

1. 内燃機関（ＩＣＥ）を備える自動車（ＭＶ）用自動車電気システム（ＥＳ）であって、
   主電源（ＭＢ）と、
   補助電源（ＡＢ）と、
   安全性に重要な電気負荷（Ｌ１）および安全性に重要でない電気負荷（Ｌ２）と、
   前記主電源（ＭＢ）および前記補助電源（ＡＢ）と少なくとも前記安全性に重要な電気負荷（Ｌ１）との間に設けられ、少なくとも前記安全性に重要な電気負荷（Ｌ１）を前記主電源（ＭＢ）および前記補助電源（ＡＢ）の少なくとも一方に選択的に接続するよう構成された電気スイッチングデバイス（ＤＢＭ）と、
   を備え、
   前記電気スイッチングデバイス（ＤＢＭ）は、前記内燃機関（ＩＣＥ）のクランキングの最中、および／または、前記内燃機関（ＩＣＥ）オフ状態で自動車（ＭＶ）が惰行しており、前記主電源（ＭＢ）が異常状態の場合に、少なくとも前記安全性に重要な電気負荷（Ｌ１）を前記補助電源（ＡＢ）に接続するよう構成されている自動車電気システム（ＥＳ）。
2. 前記電気スイッチングデバイス（ＤＢＭ）は、前記内燃機関（ＩＣＥ）がオンであり、前記補助電源（ＡＢ）の再充電が必要とされている場合に、前記補助電源（ＡＢ）を前記主電源（ＭＢ）に接続するようさらに構成されている、請求項１に記載の自動車電気システム（ＥＳ）。
3. 前記電気スイッチングデバイス（ＤＢＭ）は、
   前記主電源（ＭＢ）と少なくとも前記安全性に重要な電気負荷（Ｌ１）との間に接続された第１の電気制御可能なスイッチングデバイス（ＲＭＢ）と、
   前記補助電源（ＡＢ）と前記少なくとも安全性に重要な電気負荷（Ｌ１）との間に接続された第２の電気制御可能なスイッチングデバイス（ＲＡＢ）と、
   を備える、請求項１または２に記載の自動車電気システム（ＥＳ）。
4. 前記電気スイッチングデバイス（ＤＢＭ）は、前記内燃機関（ＩＣＥ）のクランキングの最中、および／または、前記内燃機関（ＩＣＥ）が停止状態で前記自動車（ＭＶ）が惰行しており、前記主電源（ＭＢ）が異常状態の場合に、前記第１の電気制御可能なスイッチングデバイス（ＲＭＢ）を開とすると共に、前記第２の電気制御可能なスイッチングデバイス（ＲＡＢ）を閉とするようさらに構成されている、請求項３に記載の自動車電気システム（ＥＳ）。
5. 前記電気スイッチングデバイス（ＤＢＭ）は、前記内燃機関（ＩＣＥ）がオンであり、補助電源（ＡＢ）の再充電が必要とされている場合に、前記第１の電気制御可能なスイッチングデバイスおよび前記第２の電気制御可能なスイッチングデバイス（ＲＭＢ，ＲＭＡ）の両方を閉とするようさらに構成されている、請求項４に記載の自動車電気システム（ＥＳ）。
6. 前記電気スイッチングデバイス（ＤＢＭ）は、前記主電源（ＭＢ）における異常、および前記補助電源（ＡＢ）の再充電がいつ必要になるかを検出するようさらに構成されている、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の自動車電気システム（ＥＳ）。
7. 前記電気スイッチングデバイス（ＤＢＭ）は、不具合が検出された場合に前記内燃機関（ＩＣＥ）が停止されることを防止するよう、自己診断を実施して該不具合を検出する、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の自動車電気システム（ＥＳ）。
8. 前記電気スイッチングデバイス（ＤＢＭ）に接続されるよう構成されている電子制御ユニット（ＥＳ−ＥＣＵ）を備える、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の自動車電気システム（ＥＳ）。
9. 前記電子制御ユニット（ＥＳ−ＥＣＵ）は、前記内燃機関（ＩＣＥ）オフ状態で前記自動車（ＭＶ）が惰行していること、および前記内燃機関（ＩＣＥ）のクランキングが要求されたことを前記電気スイッチングデバイス（ＤＢＭ）に通知するよう構成されている、請求項８に記載の自動車電気システム（ＥＳ）。
10. 前記電子制御ユニット（ＥＳ−ＥＣＵ）は、前記主電源（ＭＢ）における異常、および前記補助電源（ＡＢ）の再充電が必要になるときを検出し、前記電気スイッチングデバイス（ＤＢＭ）に通知するようさらに構成されている、請求項９に記載の自動車電気システム（ＥＳ）。
11. コントローラエリアネットワークをさらに備え、
    前記電子制御ユニット（ＥＳ−ＥＣＵ）および前記電気スイッチングデバイス（ＤＢＭ）は、前記コントローラエリアネットワークを介してデータを交換するよう構成されている、請求項８から１０のいずれか一項に記載の自動車電気システム（ＥＳ）。
12. 前記電気スイッチングデバイス（ＤＢＭ）と前記安全性に重要な電気負荷および前記安全性に重要でない電気負荷（Ｌ１，Ｌ２）との間に配置されてこれらに電力を供給する電力分配ユニット（ＣＶＭ）をさらに備える、請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の自動車電気システム（ＥＳ）。
13. 前記安全性に重要でない電気負荷（Ｌ２）が前記主電源（ＭＢ）のみにより直接的に給電され、前記安全性に重要な電気負荷（Ｌ１）が前記主電源（ＭＢ）または前記補助電源（ＡＢ）のいずれかによって電気スイッチングデバイス（ＤＢＭ）を介して選択的に給電されるよう接続された、電力分配ユニット（ＣＶＭ）をさらに備える、請求項１から１１のいずれか一項に記載の自動車電気システム（ＥＳ）。
14. 請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の電気システム（ＥＳ）を備える自動車（ＭＶ）。
15. 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の自動車電気システム（ＥＳ）用の自動車電気スイッチングデバイス（ＤＢＭ）。
16. 請求項８から請求項１１のいずれか一項に記載の自動車電気システム（ＥＳ）用の自動車電子制御ユニット（ＥＳ−ＥＣＵ）。
17. 前記自動車電子制御ユニット（ＥＳ−ＥＣＵ）にロード可能であると共に、実行されたときに、前記自動車電子制御ユニット（ＥＳ−ＥＣＵ）が請求項８から請求項１１のいずれか一項に記載の電子制御ユニット（ＥＳ−ＥＣＵ）として機能させるためのソフトウェアプログラム。

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