DE112017006790T5

DE112017006790T5 - Energieversorgungsvorrichtung und Energieversorgungssystem

Info

Publication number: DE112017006790T5
Application number: DE112017006790.1T
Authority: DE
Inventors: Yuki Nagai; Yamato Utsunomiya
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-01-11
Filing date: 2017-12-12
Publication date: 2019-10-17
Also published as: CN110192320A; JP2018113843A; JP6642496B2; CN110192320B

Abstract

Energieversorgungsvorrichtung (U) mit: einem Schalter (21) näher an einer Blei-Speicherbatterie (11) und einem Schalter (22) näher an einer Lithium-Ionen-Speicherbatterie (12) als eine erste Verbindungsstelle (N1) auf einem elektrischen Pfad (L1, L2); und einen Schalter (23) näher an der Blei-Speicherbatterie (11) und einen Schalter (24) näher an der Lithium-Ionen-Speicherbatterie (12) als eine zweite Verbindungsstelle (N4) auf einem elektrischen Pfad (L3, L4). Während ein Erregerstrom einer rotierenden elektrischen Maschine (14) durch den elektrischen Pfad (L1, L2) fließt und einer der Schalter (23, 24) geschlossen ist, schließt ein Steuerungsabschnitt (51) vorübergehend die Schalter (23, 24) und wechselt den geschlossenen Schalter zwischen den Schaltern (23, 24) unter der Bedingung, dass bei geschlossenen Schaltern ein vorgegebener Reduzierungszustand eingetreten ist, in dem ein durch den elektrischen Weg (L3, L4) fließender Strom reduziert worden ist.

Description

[Querverweis zu verwandten Anmeldungen]
Diese Anmeldung basiert sowohl auf der am 11. Januar 2017 eingereichten Druckschrift JP 2017-002 801 A als auch auf der am 13. März 2017 eingereichten Druckschrift JP 2017-002 801 A , deren Beschreibungen durch Bezugnahme hierin aufgenommen sind.
[Technisches Gebiet der Erfindung]
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energieversorgungsvorrichtung, die auf ein Energieversorgungssystem mit einer Vielzahl von Speicherbatterien und auf das Energieversorgungssystem angewendet wird.
[Hintergrund der Erfindung]
Herkömmliche, an Fahrzeugen oder dergleichen angebrachten Energieversorgungssysteme beinhalten ein System (z.B. Patentliteratur 1), bei dem eine Blei-Speicherbatterie und eine Lithium-Ionen-Speicherbatterie parallel zu einer Energieerzeugungseinrichtung (z.B. einer integrierten Starter-Energieerzeugungseinrichtung (engl.: „Integrated Starter Generator“; ISG) oder dergleichen) geschaltet sind, und die Blei-Speicherbatterie und die Lithium-Ionen-Speicherbatterie parallel zu einer elektrischen Last geschaltet sind. In dem am Fahrzeug angebrachten Energieversorgungssystem werden die beiden Speicherbatterien selektiv zur Versorgung verschiedener elektrischer Verbraucher mit elektrischer Energie verwendet, und die Speicherbatterien werden selektiv mit elektrischer Energie aus der ISG geladen. Bei einem solchen Energieversorgungssystem ist jeweils ein Schalter auf einem ersten elektrischen Pfad zwischen dem ISG und der Blei-Speicherbatterie, auf einem zweiten elektrischen Pfad zwischen dem ISG und der Lithium-Ionen-Speicherbatterie, auf einem dritten elektrischen Pfad zwischen dem elektrischen Verbraucher und der Blei-Speicherbatterie und auf einem vierten elektrischen Pfad zwischen dem elektrischen Verbraucher und der Lithium-Ionen-Speicherbatterie vorgesehen. Das Laden und Entladen der Speicherbatterien wird durch Öffnen oder Schließen der Schalter gesteuert.
[Zitatliste]
[Patentliteratur]
PTL 1: JP 2015-93 554 A
Zusammenfassung der Erfindung
Wenn eine Speicherbatterie, die als Versorgungsquelle dient, von der die elektrische Last mit Energie versorgt wird, zwischen der Blei-Speicherbatterie und der Lithium-Ionen-Speicherbatterie umgeschaltet wird, erfolgt die Energieversorgung kontinuierlich, indem sowohl die auf dem dritten elektrischen Pfad als auch auf dem vierten elektrischen Pfad vorgesehenen Schalter vorübergehend geschlossen werden. Dadurch wird verhindert, dass es zu einem Energieausfall kommt, wenn elektrische Energie von der elektrischen Last benötigt wird. Eine solche Umschaltsteuerung ist besonders dann notwendig, wenn eine konstante Spannungslast vorhanden ist, die dauerhaft elektrische Energie benötigt.
Wenn jedoch das ISG durch den ersten elektrischen Pfad oder den zweiten elektrischen Pfad geladen wird, fließt ein relativ großer Energieerzeugungsstrom, der durch Energieerzeugung durch das ISG erzeugt wird, durch den ersten elektrischen Pfad oder den zweiten elektrischen Pfad. Wenn beide auf dem dritten elektrischen Pfad und auf dem vierten elektrischen Pfad vorgesehenen Schalter geschlossen sind, sodass der dritte elektrische Pfad und der vierte elektrische Pfad mit Energie versorgt werden, fließt der durch den ersten elektrischen Pfad oder den zweiten elektrischen Pfad fließende Energieerzeugungsstrom somit durch den dritten elektrischen Pfad und den vierten elektrischen Pfad. Bei diesem Fall kann ein Überversorgungsstrom durch die auf dem dritten elektrischen Pfad und dem vierten elektrischen Pfad vorgesehenen Schalter fließen.
Die vorliegende Erfindung erfolgte in Anbetracht des voranstehend genannten Problems und ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine Energieversorgungsvorrichtung und ein Energieversorgungssystem zur Verfügung zu stellen, die in der Lage sind, zu verhindern, dass ein Überversorgungsstrom durch einen Schalter fließt, während eine elektrische Last kontinuierlich mit Energie versorgt wird.
Um das voranstehende Problem zu lösen, ist ein erster Aspekt der Erfindung eine Energieversorgungsvorrichtung, die auf ein Energieversorgungssystem angewendet wird, bei dem eine erste Speicherbatterie und eine zweite Speicherbatterie parallel zu einer rotierenden elektrischen Maschine geschaltet sind, und die erste Speicherbatterie und die zweite Speicherbatterie parallel zu der elektrischen Last geschaltet sind, wobei die Energieversorgungsvorrichtung Folgendes beinhaltet: einen ersten zwischen der ersten Speicherbatterie und der zweiten Speicherbatterie vorgesehenen Pfad, durch den ein Erregerstrom der rotierenden elektrischen Maschine fließt; einen ersten Schalter, der auf dem ersten Pfad näher an der ersten Speicherbatterie vorgesehen ist als eine erste Anschlussstelle zu der rotierenden elektrischen Maschine; einen zweiten Schalter, der auf dem ersten Pfad näher an der zweiten Speicherbatterie vorgesehen ist als die erste Anschlussstelle; einen zweiten Pfad, von dem ein Ende mit einer Stelle verbunden ist, die näher an der ersten Speicherbatterie liegt als der erste Schalter auf dem ersten Pfad, und von dem das andere Ende mit einer Stelle verbunden ist, die näher an der zweiten Speicherbatterie liegt als der zweite Schalter, und der ein elektrischer Energieversorgungspfad zu der elektrischen Last ist; einen dritten Schalter, der auf dem zweiten Pfad näher an der ersten Speicherbatterie vorgesehen ist als eine zweite Anschlussstelle zur elektrischen Last; einen vierten Schalter, der auf dem zweiten Pfad näher an der zweiten Speicherbatterie vorgesehen ist als die zweite Verbindungsstelle; und eine die Schalter steuernde Schaltersteuerungsvorrichtung, wobei in einer Situation, in der der Erregerstrom der rotierenden elektrischen Maschine durch den ersten Pfad fließt, während sich der dritte Schalter oder der vierte Schalter in einem geschlossenen Zustand befindet, wenn die Schaltersteuerungsvorrichtung den Schalter in einem geschlossenen Zustand zwischen dem dritten Schalter und dem vierten Schalter wechselt, die Schaltersteuerungsvorrichtung den dritten Schalter und den vierten Schalter dazu veranlasst, vorübergehend in einen geschlossenen Zustand umzuschalten, und den Wechsel unter der Bedingung ausführt, dass während der geschlossene Zustand gehalten wird, ein vorgegebener Reduzierungszustand eingetreten ist, in dem ein elektrischer, durch den zweiten Pfad fließender Strom, der durch den zweiten Pfad fließt, reduziert worden ist.
Bei der Energieversorgungsvorrichtung mit voranstehender Konfiguration fließt durch den ersten Pfad ein Erregerstrom zwischen der rotierenden elektrischen Maschine und jedem der ersten Speicherbatterien und der zweiten Speicherbatterien. Des Weiteren wird die elektrische Last durch den zweiten elektrischen Pfad mit elektrischer Energie von der ersten Speicherbatterie und der zweiten Speicherbatterie versorgt. Welcher von der ersten Speicherbatterie und der zweiten Speicherbatterie die rotierende elektrische Maschine mit Erregerstrom versorgt, wird gesteuert, indem der erste Schalter und der zweite Schalter geöffnet oder geschlossen werden. Welcher von der ersten Speicherbatterie und der zweiten Speicherbatterie darüber hinaus die elektrische Last mit elektrischer Energie versorgt, wird gesteuert, indem der dritte Schalter und der vierte Schalter geöffnet oder geschlossen werden.
In einer Situation, in der der Erregerstrom der rotierenden elektrischen Maschine durch den ersten Pfad fließt, während sich der dritte Schalter oder der vierte Schalter in einem geschlossenen Zustand befindet, bei einem Fall, bei dem der Schalter in einen geschlossenen Zustand zwischen dem dritten Schalter und dem vierten Schalter gewechselt wird, und sowohl der dritte Schalter als auch der vierte Schalter dazu veranlasst werden, sich vorübergehend in einem geschlossenen Zustand zu befinden, kann es zu einer Störung kommen, wenn ein Erregerstrom (großer Strom) der rotierenden elektrischen Maschine, der durch den ersten Pfad fließt, in den zweiten Pfad fließt, so dass ein übermäßiger Strom durch die Schalter fließt. Diesbezüglich wird mit voranstehender Konfiguration der Wechsel des Schalters in einem geschlossenen Zustand zwischen dem dritten Schalter und dem vierten Schalter unter der Bedingung ausgeführt, dass der vorgegebene Reduzierungszustand eingetreten ist, in dem ein elektrischer Strom, der durch den zweiten Pfad fließt, reduziert worden ist. Bei diesem Fall kann die durch einen großen, in den zweiten Pfad fließenden Strom verursachte Störung verhindert werden. Wenn der Wechsel zwischen dem dritten Schalter und dem vierten Schalter ausgeführt wird, ist es infolgedessen möglich, zu verhindern, dass ein übermäßiger Strom für einen zulässigen Strom der Schalter durch die Schalter fließt, während die elektrische Last kontinuierlich mit Strom versorgt wird.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wechselt die Schaltersteuerungsvorrichtung in einer Situation, in der der Erregerstrom der rotierenden elektrischen Maschine durch den ersten Pfad fließt, den Schalter in einem geschlossenen Zustand zwischen dem dritten Schalter und dem vierten Schalter, sodass der Schalter in einem geschlossenen Zustand von dem vierten Schalter in den dritten Schalter oder von dem dritten Schalter in den vierten Schalter umgeschaltet wird; und wenn die Schaltersteuerungsvorrichtung den Wechsel zwischen dem dritten Schalter und dem vierten Schalter ausführt, bestimmt die Schaltersteuerungsvorrichtung, dass der vorgegebene Reduzierungszustand unter der Bedingung eingetreten ist, dass sich der erste Schalter und der zweite Schalter vor der Öffnung des vierten oder dritten Schalters in einem geschlossenen Zustand befinden, und anschließend führt die Schaltersteuerungsvorrichtung den Wechsel zwischen dem dritten Schalter und dem vierten Schalter aus.
Mit voranstehender Konfiguration wird der Schalter in einem geschlossenen Zustand in einer Situation, in der der Erregerstrom der rotierenden elektrischen Maschine durch den ersten Pfad fließt, zwischen dem dritten Schalter und dem vierten Schalter so gewechselt, dass der Schalter in einem geschlossenen Zustand von dem vierten Schalter in den dritten Schalter (oder von dem dritten Schalter in den vierten Schalter) umgeschaltet wird. Falls zu diesem Zeitpunkt der erste Schalter oder der zweite Schalter geöffnet ist, wird der elektrische Pfad (erste Pfad) zwischen der rotierenden elektrischen Maschine und der zweiten Speicherbatterie (oder der ersten Speicherbatterie) unterbrochen. Das kann dazu führen, dass ein großer Strom durch den zweiten Pfad in den vierten Schalter oder in den dritten Schalter fließt. Wenn beispielsweise gleichzeitig Befehle zum Öffnen des zweiten Schalters und des vierten Schalters erteilt werden, kann diese Situation aufgrund einer unterschiedlichen Betriebsverzögerung der Schalter oder dergleichen auftreten.
Wenn in dieser Hinsicht mit voranstehender Konfiguration der Wechsel zwischen dem dritten Schalter und dem vierten Schalter ausgeführt wird, wird bestimmt, dass der vorgegebene Reduzierungszustand unter der Bedingung eingetreten ist, dass der erste Schalter und der zweite Schalter in einem geschlossenen Zustand gehalten werden, bevor der dritte Schalter und der vierte Schalter geöffnet werden, und anschließend wird der Wechsel zwischen dem dritten Schalter und dem vierten Schalter ausgeführt. Wenn der Schalter in einem geschlossenen Zustand zwischen dem dritten Schalter und dem vierten Schalter gewechselt wird, kann somit auch die von einem großen, in den zweiten Pfad fließenden Strom verursachte Störung verhindert werden.
Ein dritter Aspekt ist die voranstehend genannte Energieversorgungsvorrichtung, die ferner einen Unregelmäßigkeitsbestimmungsabschnitt enthält, der bestimmt, dass eine Unregelmäßigkeit bezüglich des Aufladens und Entladens der zweiten Speicherbatterie eingetreten ist, wobei: wenn bestimmt wird, dass die Unregelmäßigkeit eingetreten ist, der vierte Schalter oder der dritte Schalter als Ausfallsicherungsvorgang geöffnet wird; und wenn der Ausfallsicherungsvorgang in einer Situation ausgeführt wird, in der der Erregerstrom der rotierenden elektrischen Maschine durch den ersten Pfad fließt, die Schaltersteuerungsvorrichtung bestimmt, dass der vorgegebene Reduzierungszustand unter der Bedingung eingetreten ist, dass sich der erste Schalter und der zweite Schalter vor der Öffnung des vierten oder dritten Schalters in einem geschlossenen Zustand befinden, und die Schaltersteuerungsvorrichtung anschließend den Wechsel zwischen dem dritten Schalter und dem vierten Schalter ausführt.
Wenn der Ausfallsicherungsvorgang ausgeführt wird und der Schalter in einem geschlossenen Zustand zwischen dem dritten Schalter und dem vierten Schalter gewechselt wird, kann die von einem großen, in den zweiten Pfad fließenden Strom verursachte Störung bei diesem Fall verhindert werden. Darüber hinaus kann die elektrische Last kontinuierlich mit elektrischer Energie versorgt werden.
In einer Situation, in der der Erregerstrom der rotierenden elektrischen Maschine durch den ersten Pfad fließt, wenn die Schaltersteuerungsvorrichtung den Wechsel zwischen dem dritten Schalter und dem vierten Schalter ausführt, bestimmt die Schaltersteuerungsvorrichtung, dass der vorgegebene Reduzierungszustand unter der Bedingung eingetreten ist, dass der Wechsel angefragt worden ist und anschließend der Erregerstrom reduziert worden ist, und anschließend führt die Schaltersteuerungsvorrichtung den Wechsel aus.
Wenn der Erregerstrom der rotierenden elektrischen Maschine reduziert wird, wird ein elektrischer Strom, der durch den zweiten Pfad fließt, reduziert, und es wird mit voranstehender Konfiguration bestimmt, dass der vorgegebene Reduzierungszustand eingetreten ist. Wenn der Schalter in einem geschlossenen Zustand bei diesem Fall zwischen dem dritten Schalter und dem vierten Schalter gewechselt wird, kann auch die von einem großen, in den zweiten Pfad fließenden Strom verursachte Störung verhindert werden.
Ein fünfter Aspekt wird auf ein Fahrzeug angewendet, das die rotierende elektrische Maschine und einen Motor beinhaltet und eine Leerlauf-Stopp-Funktion aufweist, in der ein automatisches Stoppen des Motors und ein Neustart des Motors durch energiebetriebenen Antrieb der rotierenden elektrischen Maschine ausgeführt werden, ferner mit: einem Unregelmäßigkeitsbestimmungsabschnitt, der bestimmt, dass eine Unregelmäßigkeit bezüglich des Aufladens und Entladens der zweiten Speicherbatterie eingetreten ist; und einem Änderungsabschnitt, der bei einem Neustart des Motors durch den energiebetriebenen Antrieb der rotierenden elektrischen Maschine eine Speicherbatterie, die als Versorgungsquelle für die rotierende elektrische Maschine dient, unter der Bedingung ändert, dass bestimmt wird, dass eine Unregelmäßigkeit eingetreten ist.
Bei einem Fall, bei dem bestimmt wird, dass die Unregelmäßigkeit bei einem Neustart des Motors eingetreten ist, kann die rotierende elektrische Maschine somit in geeigneter Weise mit elektrischer Energie versorgt werden.
In einer Situation, in der der Erregerstrom der rotierenden elektrischen Maschine durch den ersten Pfad fließt, während sich zumindest einer des ersten Schalters und des zweiten Schalters in einem geschlossenen Zustand befindet und sich einer des dritten Schalters und des vierten Schalters in einem geschlossenen Zustand befindet, wenn die Schaltersteuerungsvorrichtung den Schalter in einem geschlossenen Zustand zwischen dem dritten Schalter und dem vierten Schalter wechselt, bewirkt die Schaltersteuerungsvorrichtung gemäß einem sechsten Aspekt, dass sich der erste Schalter und der zweite Schalter in einem geschlossenen Zustand befinden, und anschließend bewirkt sie, dass sich vorübergehend alle Schalter in einem geschlossenen Zustand befinden, und die Schaltersteuerungsvorrichtung bestimmt, dass der vorgegebene Reduzierungszustand unter der Bedingung eingetreten ist, dass sich alle Schalter in einem geschlossenen Zustand befinden, und anschließend führt die Schaltersteuerungsvorrichtung den Wechsel aus, indem sie bewirkt, dass sich einer der dritten Schalter und der vierten Schalter in einem offenen Zustand befindet, und anschließend bewirkt sie, dass sich zumindest einer des ersten Schalters und des zweiten Schalters in einem offenen Zustand befindet.
Wenn der Wechsel zwischen dem dritten Schalter und dem vierten Schalter ausgeführt wird, ist es mit voranstehender Konfiguration möglich, eine Situation zu verhindern, in der sich der dritte Schalter und der vierte Schalter in einem geschlossenen Zustand befinden und einer der ersten Schalter und der zweiten Schalter geöffnet wird. Wenn der Schalter in einem geschlossenen Zustand zwischen dem dritten Schalter und dem vierten Schalter gewechselt wird, kann somit die von einem großen, in den zweiten Pfad fließenden Strom verursachte Störung verhindert werden.
Gemäß einem siebten Aspekt führt die Schaltersteuerungsvorrichtung den Wechsel zwischen den Schaltern aus, wenn eine Automatischer-Stopp-Bedingung, eine Energieerzeugungs-Stopp-Bedingung oder eine Ausführungsbedingung erfüllt ist, wobei die Automatischer-Stopp-Bedingung eine Bedingung für das Ausführen eines automatischen Stopps eines Motors ist, die Energieerzeugungs-Stopp-Bedingung eine Bedingung zum Stoppen der Energieerzeugung durch die rotierende elektrische Maschine ist, und die Ausführungsbedingung eine Bedingung zum Laden der ersten Speicherbatterie und zum Versorgen der elektrischen Last mit elektrischer Energie der zweiten Speicherbatterie ist.
Wenn die Automatischer-Stopp-Bedingung, die Energieerzeugungs-Stopp-Bedingung oder die Ausführungsbedingung erfüllt ist, kann der Wechsel zwischen den Schaltern ungeachtet eines Zustands der rotierenden elektrischen Maschine ausgeführt werden.
Gemäß einem achten Aspekt ist der erste Pfad ein Großer-Strom-Pfad, in dem ein zulässiger Strom, verglichen mit dem zweiten Pfad, groß ist.
Beispielsweise sind auf dem ersten Pfad der erste Schalter und der zweite Schalter vorgesehen. Der erste Schalter und der zweite Schalter bestehen jeweils aus einer Vielzahl von parallel geschalteten Schaltelementen. In dem zweiten Pfad sind der dritte Schalter und der vierte Schalter vorgesehen. Der dritte Schalter und der vierte Schalter bestehen jeweils aus parallel geschalteten Schaltelementen, deren Anzahl kleiner als ist als die Anzahl der parallel geschalteten Schaltelemente im ersten Schalter und im zweiten Schalter, oder aus nicht parallel geschalteten Schaltelementen. Wenn der Erregerstrom (großer Strom) der rotierenden elektrischen Maschine, der durch den ersten Pfad fließt, in den zweiten Pfad fließt, kann bei diesem Fall eine Störung verursacht werden. Die voranstehende Konfiguration jedoch macht es möglich, die Störung in geeigneter Weise zu verhindern.
Ein neunter Aspekt ist ein Energieversorgungssystem mit: der Energieversorgungsvorrichtung; der ersten Speicherbatterie; der zweiten Speicherbatterie; und der rotierenden elektrischen Maschine.
Bei dem Energieversorgungssystem ist es möglich, zu verhindern, dass ein übermäßiger Strom für einen geeigneten Strom des Schalters durch den Schalter fließt.
Ein zehnter Aspekt beinhaltet eine Anzeigevorrichtung, die die Schaltersteuerungsvorrichtung über einen Zeitpunkt zur Durchführung des Wechsels anweist.
Dies macht eine Durchführung des Wechsels zu einem geeigneten Zeitpunkt möglich.
Figurenliste
Die voranstehend beschriebene Aufgabe und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden durch die nachstehende Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung verdeutlicht, wobei:

1 ein elektrisches Schaltdiagramm zeigt, das ein Energieversorgungssystem zeigt;
2 (a) und (b) elektrische Schaltdiagramme zeigen, die die energetisierten Zustände in einem IG ON Zustand zeigen, und 2 (c) ein elektrisches Schaltdiagramm zeigt, das einen energetisierten Zustand in einem Ausfallsicherungsvorgang zeigt;
3 (a) bis (c) elektrische Schaltdiagramme zeigen, die eine Situation zeigen, in der ein Überversorgungsstrom fließt;
4 ein Flussdiagramm zeigt, das einen Öffnungs- und einen Schließvorgang zeigt;
5 ein Zeitdiagramm zeigt, das Öffnungs- und Schließzeitpunkte zeigt;
6 ein Flussdiagramm zeigt, das einen Öffnungs- und einen Schließvorgang eines zweiten Ausführungsbeispiels zeigt;
7 ein Zeitdiagramm zeigt, das Öffnungs- und Schließzeitpunkte des zweiten Ausführungsbeispiels zeigt;
8 ein Flussdiagramm zeigt, das einen Wechselvorgang eines vierten Ausführungsbeispiels zeigt;
9 ein Zeitdiagramm zeigt, das Öffnungs- und Schließzeitpunkte des vierten Ausführungsbeispiels zeigt;
10 ein Flussdiagramm zeigt, das einen Wechselvorgang eines fünften Ausführungsbeispiels zeigt; und
11 ein Zeitdiagramm zeigt, das Öffnungs- und Schließzeitpunkte des fünften Ausführungsbeispiels zeigt.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der nachstehenden Beschreibung werden gleichen oder ähnlichen Teilen die gleichen Bezugszeichen in den Zeichnungen gegeben. Das vorliegende Ausführungsbeispiel enthält ein am Fahrzeug angebrachtes Energieversorgungssystem, das in einem Fahrzeug, das mittels eines Motors (Verbrennungsmotor) als Antriebsquelle fährt, verschiedene Vorrichtungen des Fahrzeugs mit elektrischer Energie versorgt.
Wie in 1 gezeigt, ist das Energieversorgungssystem ein duales Energieversorgungssystem mit einer Blei-Speicherbatterie 11 und einer Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12. Die Speicherbatterien 11 und 12 können eine elektrische Last 13 und eine elektrische Last 15 mit elektrischer Energie versorgen. Des Weiteren können die Speicherbatterien 11 und 12 durch eine rotierende elektrische Maschine 14 geladen werden. Bei diesem System sind die Blei-Speicherbatterie 11 und die Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 parallel zu der rotierenden elektrischen Maschine 14 geschaltet, und die Blei-Speicherbatterie 11 und die Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 sind parallel zu der elektrischen Last 15 geschaltet. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht die Blei-Speicherbatterie 11 einer „ersten Speicherbatterie“, und die Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 entspricht einer „zweiten Speicherbatterie“, jedoch sind die Blei-Speicherbatterie 11 und die Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 austauschbar.
Die Blei-Speicherbatterie 11 ist eine bekannte universell einsetzbare Speicherbatterie. Die Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 hingegen ist eine hochdichte Speicherbatterie, die wenig Energieverlust beim Laden und Entladen aufweist und sowohl eine höhere Ausgabedichte als auch eine höhere Energiedichte als die Blei-Speicherbatterie 11 aufweist. Die Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 ist vorzugsweise eine Speicherbatterie mit hoher Energieeffizienz während dem Laden und Entladen verglichen mit der Blei-Speicherbatterie 11. Darüber hinaus ist die Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 als ein Speicherbatteriepack mit einer Vielzahl an einzelnen Speicherbatterien eingerichtet. Die Speicherbatterien 11 und 12 weisen dieselbe Nennspannung wie zum Beispiel 12 Volt auf.
Obwohl es nicht ausdrücklich unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben ist, ist die Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 als eine Speicherbatterieeinheit U konfiguriert, die in einem Gehäuse untergebracht ist und mit einem Substrat integriert ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel stellt die Speicherbatterieeinheit U eine „Energieversorgungsvorrichtung“ dar. In 1 ist die Speicherbatterieeinheit U von einer gepunkteten Linie umrandet. Die Speicherbatterieeinheit U beinhaltet externe Anschlüsse P0, P1 und P2. Die Blei-Speicherbatterie 11 und die elektrische Last 13 sind mit dem externen Anschluss P0 verbunden, die rotierende elektrische Maschine 14 ist mit dem externen Anschluss P1 verbunden, und die elektrische Last 13 ist mit dem externen Anschluss P2 verbunden.
Die rotierende elektrische Maschine 14 ist eine Energieerzeugungseinrichtung mit einer Motorfunktion, die einen dreiphasigen Wechselstrommotor und einen Wandler als eine elektrische Energieumwandlungsvorrichtung beinhaltet. Die rotierende elektrische Maschine 14 ist als eine mechanische und elektrische ISG eingerichtet. Die rotierende elektrische Maschine 14 weist eine Energieerzeugungsfunktion auf, bei der elektrische Energieerzeugung (regenerative Energieerzeugung) durch Rotation einer Motorabtriebswelle oder einer Achse und eine Energiebetriebsfunktion zum Bereitstellen einer Drehkraft auf die Motorabtriebswelle ausgeführt wird. Die Energiebetriebsfunktion der rotierenden elektrischen Maschine 14 kann dem Motor eine Drehkraft verleihen, wenn der Motor, der im Leerlauf automatisch gestoppt worden ist, neu gestartet wird. Die rotierende elektrische Maschine 14 versorgt die Speicherbatterien 11 und 12 und die elektrische Last 15 mit der erzeugten elektrischen Energie.
Die elektrische Last 15 beinhaltet eine konstante Spannungsbelastung, bei der eine Spannung der zugeführten Leistung konstant sein oder innerhalb eines vorbestimmten Bereichs variieren muss. Die elektrische Last 15 kann als geschützte Last bezeichnet werden. Darüber hinaus sei auch gesagt, dass die elektrische Last 15 eine Last ist, die keinen Ausfall der Energieversorgung zulässt.
Konkrete Beispiele für die elektrische Last 15, die eine konstante Spannung ist, die eine Last erfordert, sind eine Navigationsvorrichtung, eine Audiovorrichtung, eine Messvorrichtung und verschiedene ECUs, wie beispielsweise ein Motorsteuergerät. Bei diesem Fall wird durch die Vermeidung von Spannungsschwankungen der zugeführten Energie das Auftreten von unnötigem Zurücksetzen und dergleichen in den voranstehenden Geräten verhindert und somit ein stabiler Betrieb erreicht. Als elektrische Last 15 können Fahrstellglieder wie eine elektrische Lenkeinrichtung und eine Bremsvorrichtung enthalten sein.
Die elektrische Last 13 ist eine allgemeine elektrische Last, anders als die konstante Spannung erfordernde Last. Man kann über die elektrische Last 13 auch sagen, dass es eine Last ist, die, verglichen mit der elektrischen Last 15, einen Ausfall der Energieversorgung zulässt. Konkrete Beispiele für eine elektrische Last 13 sind ein Anlasser, eine Sitzheizung, eine Entfrosterheizung für eine Heckscheibe, ein Scheinwerfer, ein Scheibenwischer und einen luftgetriebenen Ventilator einer Klimaanlage.
Nachstehend ist die Speicherbatterieeinheit U beschrieben. Die Speicherbatterieeinheit U beinhaltet als elektrische Pfade in der Einheit einen elektrischen Pfad L1, der den externen Anschluss P0 mit dem externen Anschluss P1 verbindet, und einen elektrischen Pfad L2, der eine Verbindungsstelle N1 auf dem elektrischen Pfad L1 mit der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 verbindet. Ein Schalter 21 ist auf dem elektrischen Pfad L1 vorgesehen, und ein Schalter 22 ist auf dem elektrischen Pfad L2 vorgesehen. Die Blei-Speicherbatterie 11 und die Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 werden durch die elektrischen Pfade L1 und L2 mit von der rotierenden elektrischen Maschine 14 erzeugter elektrischer Energie versorgt. Auf dem elektrischen Pfad von der Blei-Speicherbatterie 11 zur der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 ist zwischen dem externen Anschluss P0 und der Verbindungsstelle N1 zu der rotierenden elektrischen Maschine 14 der Schalter 21 vorgesehen, und der Schalter 22 ist näher an der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 vorgesehen als es die Verbindungsstelle N1 ist. Der elektrische Pfad von dem externen Anschluss P0 zu der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 entspricht einem „ersten Pfad“, und die Verbindungsstelle N1 entspricht einer ersten Verbindungsstelle. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht der Schalter 21 einem „ersten Schalter“, und der Schalter 22 entspricht einem „zweiten Schalter“, die Schalter 21 und 22 sind jedoch austauschbar.
Zusätzlich zu den elektrischen Pfaden L1 und L2 beinhaltet die Speicherbatterieeinheit U des vorliegenden Ausführungsbeispiels einen elektrischen Pfad L3, der eine Verbindungsstelle N2 (eine Stelle zwischen dem externen Anschluss P0 und dem Schalter 21) auf dem elektrischen Pfad L1 mit dem externen Anschluss P2 verbindet. Der elektrische Pfad L3 bildet einen Pfad, der es ermöglicht, dass die elektrische Last 15 mit elektrischer Energie von der Blei-Speicherbatterie 11 versorgt wird. Ein Schalter 23 ist auf dem elektrischen Pfad L3 (konkret an einer Stelle zwischen der Verbindungsstelle N2 und einer Verbindungsstelle N4) vorgesehen.
Des Weiteren beinhaltet die Speicherbatterieeinheit U einen elektrischen Pfad L4, der eine Verbindungstelle N3 (eine Stelle zwischen dem Schalter 33 und der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12) auf dem elektrischen Pfad L2 mit der Verbindungsstelle N4 (eine Stelle zwischen dem Schalter 23 und dem externen Anschluss P2) auf dem elektrischen Pfad L3 verbindet. Der elektrische Pfad L4 bildet einen Pfad, der es ermöglicht, dass die elektrische Last 15 mit elektrischer Energie von der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 versorgt wird. Ein Schalter 24 ist auf dem elektrischen Pfad L4 (konkret an einer Stelle zwischen der Verbindungsstelle N3 und der Verbindungsstelle N4) vorgesehen.
Auf dem elektrischen Pfad von der Blei-Speicherbatterie 11 zu der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 ist zwischen dem externen Anschluss P0 und der Verbindungsstelle N4 der Schalter 23 vorgesehen, und der Schalter 24 ist näher an der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 vorgesehen als die Verbindungsstelle N4. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht der elektrische Pfad von der Verbindungsstelle N2 zu der Verbindungsstelle N3 einem „zweiten Pfad“, der ein Energieversorgungspfad zu der elektrischen Last ist, und die Verbindungsstelle N4 entspricht einer zweiten Verbindungsstelle. Darüber hinaus entspricht der Schalter 23 einem „dritten Schalter“, und der Schalter 24 entspricht einem „vierten Schalter“, die Schalter 23 und 24 sind jedoch austauschbar.
Die Schalter 21 bis 24 beinhalten ein Paar oder mehrere Paare von Halbleiterschaltern 21a bis 21d, 22a bis 22d, 23a, 24a und 24b. Die Halbleiterschalter 21a bis 21d, 22a bis 22d, 23a, 24a und 24b sind jeweils ein MOSFET, und sind in Serie geschaltet, sodass parasitäre Dioden des MOSFET-Paares einander gegenüberliegen.
Als ein Beispiel ist nachstehend der Schalter 21 beschrieben. In dem Schalter 21 sind die Halbleiterschalter 21a und 21b in Serie geschaltet, und die Halbleiterschalter 21b und 21d sind in Serie geschaltet. Diese zwei Halbleiterschalter-Paare sind parallel geschaltet. Konkret sind die in Serie geschalteten Halbleiterschalter 21a und 21b parallel zu den in Serie geschalteten Halbleiterschaltern 21c und 21d geschaltet. Wegen ihrer internen Strukturen beinhalten die Halbleiterschalter 21a bis 21d notwendigerweise ein Gleichrichtmittel. Konkret ist eine interne Schaltung des Halbleiterschalters 21a eine Schaltung, bei der ein Schalterabschnitt parallel zur parasitären Diode geschaltet ist. Ähnlich dazu ist eine interne Schaltung des Halbleiterschalters 21b auch eine Schaltung, in der ein Schalterabschnitt parallel zu der parasitären Diode geschaltet ist. Die Halbleiterschalter 21a und 21b sind in Serie geschaltet, sodass die parasitäre Dioden sich gegenüberliegen. Dasselbe gilt für die Halbleiterschalter 21c und 21d.
Zweckmäßigerweise ist der Schalter 21 beschrieben worden, jedoch weist der Schalter 22 eine ähnliche Konfiguration auf. Die Schalter 23 und 24 weisen ebenso eine ähnliche Konfiguration auf, mit der Ausnahme, dass die Anzahl an Halbleiterschaltern (das heißt, die Anzahl der Paare) unterschiedlich ist. In 1 sind die Anoden der parasitären Dioden miteinander verbunden, die Kathoden der parasitären Dioden jedoch können miteinander verbunden sein.
Mit der voranstehend beschriebenen Konfiguration der Schalter 21 bis 24 wird, wenn der Schalter 21 ausgeschaltet wird, das heißt, wenn die Halbleiterschalter 21a bis 21d ausgeschaltet werden, eine durch die parasitären Dioden fließender elektrischer Strom vollständig unterbrochen.
Statt eines MOSFET's können die Halbleiterschalter IGBT's, bipolare Transistoren oder dergleichen sein. Wenn die Schalterabschnitte IGBT's oder bipolare Transistoren verwenden, kann eine Diode, die ein Ersatz für die parasitäre Diode ist, parallel zu jedem der Schalterabschnitte geschaltet werden. Die Schalter 21 bis 24 können jeweils eine Vielzahl an MOSFET-Paaren beinhalten, und die Vielzahl an MOSFET-Paaren kann parallel geschaltet sein.
Die rotierende elektrische Maschine 14 ist mit den elektrischen Pfaden L1 und L2 verbunden, während die elektrische Last 15 (konstante Spannung erfordernde Last) mit den elektrischen Pfaden L3 und L4 verbunden ist. Ein großer Strom fließt durch die rotierende elektrische Maschine 14 verglichen mit der elektrischen Last 15. Somit wird ein zulässiger Strom der auf den elektrischen Pfaden L1 und L2 vorgesehenen Schalter 21 und 22 größer als ein zulässiger Strom der auf den elektrischen Pfaden L3 und L4 vorgesehenen Schalter 23 und 24 eingestellt. Konkret ist in den Schaltern 21 und 22 die Vielzahl der Halbleiterschalter-Paare parallel geschaltet, sodass der zulässige Strom der Schalter 21 und 22 größer als der zulässige Strom der Schalter 23 und 24 ist. Somit kann gesagt werden, dass die elektrischen Pfade L1 und L2 Pfade für einen großen Strom sind, auf denen ein zulässiger Strom verglichen mit den elektrischen Pfaden L3 und L4 groß ist.
Des Weiteren beinhaltet die Speicherbatterieeinheit U Umgehungspfade B1 und B2, die es ermöglichen, dass die Blei-Speicherbatterie 11 mit der rotierenden elektrischen Maschine 14 und der elektrischen Last 15 durch Umgehen der Schalter 21 und 23 in der Einheit verbunden sind. Konkret sind die Umgehungspfade B1 und B2 vorgesehen, um die Schalter 21 und 23 auf den elektrischen Pfaden L1 und L3 zu umgehen.
Innerhalb der Einheit ist ein Ende des Umgehungspfads B1 mit der Verbindungstelle N2 auf dem elektrischen Pfad L1 verbunden, und das andere Ende des Umgehungspfads B1 ist mir der Verbindungsstelle N1 auf dem elektrischen Pfad L1 verbunden. Der Umgehungspfad B1 ist mit einem Schalterumgehungsschaltkreis RE1 ausgestattet, der den Umgehungspfad B1 dazu veranlasst, in einem energetisierten Zustand oder in keinem energetisierten Zustand zu sein. Zum Beispiel beinhaltet der Schalterumgehungsschaltkreis RE1 ein in der Regel geschlossenes mechanisches Relais. Wenn der Schalterumgehungsschaltkreis RE1 den Umgehungspfad B1 dazu veranlasst, in einem energetisierten Zustand zu sein, selbst in einer Situation, in der der Schalter 21 ausgeschaltet ist, kann die Blei-Speicherbatterie 11 durch den Umgehungspfad B1 mit erzeugter elektrischer Energie von der rotierenden elektrischen Maschine 14 versorgt werden.
Innerhalb der Einheit ist ein Ende des Umgehungspfads B2 mit der Verbindungsstelle N2 auf dem elektrischen Pfad L2 verbunden, und das andere Ende des Umgehungspfads B2 ist mit einer Stelle zwischen der Verbindungsstelle N4 auf dem elektrischen Pfad L3 und dem externen Anschluss P2 verbunden. Der Umgehungspfad B2 ist mit einem Schalterumgehungsschaltkreis RE2 ausgestattet, der den Umgehungspfad B2 veranlasst, in einem energetisierten Zustand oder in keinem energetisierten Zustand zu sein. Beispielsweise beinhaltet der Schalterumgehungsschaltkreis RE2 ein in der Regel geschlossenes mechanisches Relais. Wenn der Schalterumgehungsschaltkreis RE2 den Umgehungspfad B2 dazu veranlasst, in einem energetisierten Zustand zu sein, selbst in einer Situation, in der der Schalter 23 ausgeschaltet ist, kann die elektrische Last 15 durch den Umgehungspfad B2 mit elektrischer Energie von der Blei-Speicherbatterie 11 versorgt werden.
Die Speicherbatterieeinheit U beinhaltet einen Spannungserfasser 31, der eine Spannung des externen Anschlusses P1 erfasst. Die Speicherbatterieeinheit U kann einen Stromerfasser beinhalten und einen elektrischen Strom des externen Anschlusses P1 ermitteln.
Darüber hinaus ist der externe Anschluss P0 mit der Blei-Speicherbatterie 11 über eine Sicherung 35 verbunden. Der externe Anschluss P2 ist mit der elektrischen Last 15 über eine Sicherung 38 verbunden. Die Verbindungsstelle N2 ist mit dem Schalterumgehungsschaltkreis RE1 über eine Sicherung 37 verbunden.
Die Speicherbatterieeinheit U beinhaltet einen Steuerungsabschnitt 51 als eine Schaltersteuerungsvorrichtung, die die Schalter 21 bis 24 und die Schalterumgehungsschaltkreise RE1 und RE2 steuert. Der Steuerungsabschnitt 51 besteht aus einem Mikrocomputer mit einer CPU, einer ROM, einer RAM, einer Einfangs-Ausgangs-Schnittstelle und dergleichen.
Der Steuerungsabschnitt 51 steuert die Schalter 21 bis 24 und dergleichen beispielsweise basierend auf einem Energiespeicherungszustand der Speicherbatterien 11 und 12. Zum Beispiel führt der Steuerungsabschnitt 51 die Steuerung in einem Zustand, in dem das am Fahrzeug angebrachte Energieversorgungssystem gestoppt wird (das heißt, ein ausgeschalteter Zustand eines Zündschalters), so aus, dass die Schalterumgehungsschaltkreise RE1 und RE2 geschlossen sind und die Schalter 21 bis 24 geöffnet sind. In der nachstehenden Beschreibung ist der Zustand, in dem das am Fahrzeug angebrachte Energieversorgungssystem gestoppt wird als ein IG Aus-Zustand bezeichnet. Des Weiteren wird ein Zustand, in dem das am Fahrzeug angebrachte Energieversorgungssystem betrieben wird (das heißt, ein eingeschalteter Zustand des Zündschalters) als IG An-Zustand bezeichnet.
Auf der anderen Seite führt der Steuerungsabschnitt 51 in dem IG An-Zustand die Steuerung so aus, dass die Schalterumgehungsschaltkreise RE1 und RE2 geöffnet sind und die Schalter 21 bis 24 entsprechend geöffnet oder geschlossen sind. Zu diesem Zeitpunkt steuert der Steuerungsabschnitt 51 die Schalter 21 bis 24 entsprechend so, dass mindestens einer der Schalter 23 und 24 geschlossen ist. Somit steuert der Steuerungsabschnitt 51 die Schalter 21 bis 24 entsprechend die Schalter 21 bis 24 so, dass die elektrische Last 15 kontinuierlich mit elektrischer Energie versorgt wird.
Konkret berechnet der Steuerungsabschnitt 51 einen Ladezustand (Engl. state of charge, kurz SOC) der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12. Durch die derartige Steuerung der Schalter 21 bis 24, sodass der SOC innerhalb eines vorgegebenen Bereichs gehalten wird, steuert der Steuerungsabschnitt 51 anschließend das Laden und Entladen der Blei-Speicherbatterie 11 und der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12. Im Besonderen lädt und entlädt der Steuerungsabschnitt 51 die Blei-Speicherbatterie 11 und die Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 selektiv.
Darüber hinaus führt der Steuerungsabschnitt 51 eine Bestimmung einer Unregelmäßigkeit bezüglich der Speicherbatterieeinheit U aus. Beispiele einer Unregelmäßigkeit bezüglich der Speicherbatterieeinheit U sind Unregelmäßigkeiten bezüglich des Ladens und Entladens der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 und Unregelmäßigkeiten bezüglich der Schalter 21 bis 24.
Zum Beispiel erfasst der Steuerungsabschnitt 51 mit Hilfe eines Stromsensors oder eines Temperatursensors, dass ein Überversorgungsstrom durch die Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 fließt oder dass eine Temperatur der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 übermäßig angestiegen ist. Wenn der Steuerungsabschnitt 51 bestimmt, dass solch eine Unregelmäßigkeit eingetreten ist, führt der Steuerungsabschnitt 51 einen Ausfallsicherungsvorgang aus. Somit funktioniert der Steuerungsabschnitt 51 auch als ein Unregelmäßigkeitsbestimmungsabschnitt, der bestimmt, dass eine Unregelmäßigkeit (Störung) in dem am Fahrzeug angebrachten Energieversorgungssystem eingetreten ist.
Wenn der Steuerungsabschnitt 51 bestimmt, dass eine Unregelmäßigkeit eingetreten ist, führt der Steuerungsabschnitt 51 den Ausfallsicherungsvorgang aus. Wenn der Ausfallsicherungsvorgang ausgeführt wird, schließt der Steuerungsabschnitt 51 alle Schalter 21 bis 24 und öffnet die Schalter 22 und 24, sodass sich die elektrischen Pfade L2 und L4 in keinem energetisierten Zustand befinden. Anschließend schließt der Steuerungsabschnitt 51 die Schalterumgehungsschaltkreise RE1 und RE2, und öffnet alle Schalter 21 bis 24. In diesem Zustand führt der Steuerungsabschnitt 51 verschiedene Vorgänge in dem Ausfallsicherungsvorgang aus. Konkret führt der Steuerungsabschnitt 51 die Steuerung so aus, dass die elektrischen Lasten 13 und 15 mit elektrischer Energie von der Blei-Speicherbatterie 11 versorgt werden.
Eine aus einer Motor ECU oder dergleichen bestehende ECU 52 ist mit dem Steuerungsabschnitt 51 verbunden. Die ECU 52 besteht aus einem Mikrocomputer mit einer CPU, einer ROM, einer RAM, einer Eingangs-Ausgangs-Schnittstelle und dergleichen. Die ECU 52 steuert den Betrieb des Motors jedes Mal basierend auf einem Betriebszustand des Motors und einem Fahrzustand des Fahrzeugs. Der Steuerungsabschnitt 51 ist mit der ECU 52 durch ein Kommunikationsnetzwerk wie beispielsweise einem CAN verbunden, sodass der Steuerungsabschnitt 51 und die ECU 52 miteinander kommunizieren können und der Steuerungsabschnitt 51 und die ECU 52 verschiedene in dem Steuerungsabschnitt 51 und der ECU 52 gespeicherte Daten miteinander teilen können. Die Erfassung einer Unregelmäßigkeit (Störung) des am Fahrzeug angebrachten Energieversorgungssystems kann durch die ECU 52 ausgeführt werden, und die ECU 52 kann den Steuerungsabschnitt 51 über die Unregelmäßigkeit (Störung) benachrichtigen. Wenn der Steuerungsabschnitt 51 von der ECU 52 über die Unregelmäßigkeit benachrichtigt wird, führt der Steuerungsabschnitt 51 verschiedene Vorgänge in dem Ausfallsicherungsvorgang aus.
Nachstehend ist ein Zustand einer Speicherbatterieeinheit U in dem IG An-Zustand beschrieben. Wie in 2 gezeigt, beinhaltet der IG An-Zustand beispielsweise einen Zustand, in dem die Schalter 21 und 23 geschlossen, die Schalter 22 und 24 offen, und die Schalterumgehungsschaltkreise RE1 und RE2 offen sind.
Wenn elektrische Energie von der rotierenden elektrischen Maschine 14 in so einem Zustand erzeugt wird, wird die Blei-Speicherbatterie 11 mit der erzeugten elektrischen Energie versorgt, und die elektrische Last 15 wird mit der erzeugten elektrischen Energie versorgt. Selbst wenn keine elektrische Energie erzeugt wird, wird die elektrische Last 15 mit elektrischer Energie von der Blei-Speicherbatterie 11 versorgt.
Darüber hinaus, wie ein 2 (b) gezeigt, beinhaltet der IG An-Zustand beispielsweise einen Zustand, in dem die Schalter 22 und 24 geschlossen sind, die Schalter 21 und 23 geöffnet sind, und die Schalterumgehungsschaltkreise RE1 und RE2 geöffnet sind.
Wenn in einem solchen Zustand elektrische Energie von der rotierenden elektrischen Maschine 14 erzeugt wird, wird die Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 mit der erzeugten elektrischen Energie versorgt, und die elektrische Last 15 wird mit der erzeugten elektrischen Energie versorgt. Selbst wenn keine elektrische Energie erzeugt wird, wird die elektrische Last 15 mit elektrischer Energie von der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 versorgt.
In dem IG An-Zustand werden die Schalter 21 bis 24 so gesteuert, dass mindestens einer der Schalter 23 und 24 angeschaltet (geschlossen) ist. Somit kann die elektrische Last 15 von mindestens einem der Blei-Speicherbatterie 11 und der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 mit elektrischer Energie versorgt werden.
Nachstehend ist ein Zustand der Speicherbatterieeinheit U in einem Ausfallsicherungszustand beschrieben. Wie in 2 (c) gezeigt, sind die Schalter 21 bis 24 in dem Ausfallsicherungszustand offen, und die Schalterumgehungsschaltkreise RE1 und RE2 geschlossen. Wenn in einem solchen Zustand elektrische Energie von der rotierenden elektrischen Maschine 14 Zustand erzeugt wird, wird die Blei-Speicherbatterie 11 mit der erzeugten elektrischen Energie versorgt, und die elektrische Last 15 wird mit der erzeugten elektrischen Energie versorgt. Selbst wenn keine elektrische Energie erzeugt wird, wird die elektrische Last 15 mit elektrischer Energie von der Blei-Speicherbatterie 11 versorgt.
Die elektrische Last 15 beinhaltet eine Konstante-Spannungs-Last. Wenn die Speicherbatterie, von der die elektrische Last 15 mit elektrischer Energie versorgt wird, zwischen der Blei-Speicherbatterie 11 und der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 umgeschaltet wird, muss ein Energieausfall verhindert werden. Insbesondere beim Wechsel der Zustände offen/geschlossen zwischen dem Schalter 23 und dem Schalter 24 muss ein Energieausfall verhindert werden, indem vorübergehend Energieausfall aus den beiden Speicherbatterien 11 und 12 zugeführt und dann einer der Schalter 23 und 24 geöffnet wird.
Wenn jedoch elektrische Energie temporär aus beiden Speicherbatterien 11 und 12 zugeführt wird, kann abhängig von der Situation ein übermäßiger Strom, der den zulässigen Betrag der Schalter 23 und 24 übersteigt, durch den Schalter 23 und durch den Schalter 24 fließen.
Wie in 1 gezeigt, sind die Blei-Speicherbatterie 11 und die Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 durch die jeweiligen elektrischen Pfade L1 und L2 mit der rotierenden elektrischen Maschine 14 verbunden. Wenn einer der elektrischen Pfade L1 und L2 in einem energetisierten Zustand ist, sodass ein Erregerstrom (Energieerzeugungsstrom) von der rotierenden elektrischen Maschine 14 durch einen der elektrischen Pfade L1 und L2 fließt, kann der von der rotierenden elektrischen Maschine 14 fließende elektrische Strom in die elektrischen Pfade L3 und L4 fließen.
Insbesondere, während ein Erregerstrom (Energieerzeugungsstrom) von der rotierenden elektrischen Maschine 14 durch den elektrischen Pfad L2 in die Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 fließt (zum Beispiel ein Zustand in 3 (a)), werden als erstes alle Schalter 21 bis 24 geschlossen (An) (Zustand in 3 (b)), wenn der Ausfallsicherungsvorgang ausgeführt wird. Anschließend müssen die Schalter 22 und 24 geöffnet werden, aber aufgrund von Schwankungen in der Antriebsgeschwindigkeit der Halbleiterschalter kann der Schalter 22 früher als die anderen Schalter 21, 23 und 24 geöffnet (Aus) werden (Zustand in 3 (c)).
Bei diesem Fall sind die elektrischen Pfade L1, L3 und L4 in einem energetisierten Zustand und der elektrische Pfad L2 ist nicht in einem energetisierten Zustand. In diesem Zustand fließt der elektrische Strom von der rotierenden elektrischen Maschine 14 durch die elektrischen Pfade L1, L3 und L4 in die Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12. Somit ist eine Last der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 kleiner als eine Last der elektrischen Last 15. Wenn dementsprechend die elektrischen Pfade L3 und L4 in einem energetisierten Zustand sind, fließt auch der durch den elektrischen Pfad L1 fließende Energieerzeugungsstrom (großer Strom) in die Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12, sodass die Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 geladen wird.
Vor allem, wenn ein Spannungswert (Lastwiderstand) der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 niedriger als ein Spannungswert der Blei-Speicherbatterie 11 ist, fließt ein großer Strom wahrscheinlicher in die Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12. Wie voranstehend beschrieben, da der zulässige Strom der Schalter 23 und 24 im Vergleich zu dem zulässigen Strom der Schalter 21 und 22 klein ist, kann bei diesem Fall der elektrische Strom ein Überversorgungsstrom für die Schalter 23 und 24 sein. Das Gleiche gilt, wenn ein elektrischer Strom von der rotierenden elektrischen Maschine 14 durch den elektrischen Pfad L1 in die Blei-Speicherbatterie 11 fließt.
Wenn die rotierende elektrische Maschine 14 elektrische Energie erzeugt, passt die rotierende elektrische Maschine 14 normalerweise einen Erregerstrom derart an, dass der Erregerstrom einen Spannungswert innerhalb eines vorgegebenen Bereichs besitzt. Wenn dementsprechend der Erregerstrom auch durch die Schalter 23 und 24 in die Speicherbatterien 11 und 12 fließt, die nicht geladen werden sollen, kann die rotierende elektrische Maschine 14 den elektrischen Strom erhöhen, um die Spannung zu halten. Somit fließt ein Überversorgungsstrom wahrscheinlicher in die Schalter 23 und 24. Wenn alle Schalter 21 bis 24 geschlossen sind (Zustand in 3 (b)) fließt ein großer Strom wahrscheinlich nicht durch die elektrischen Pfade L3 und L4 aufgrund eines Unterschieds des Lastwiderstands zwischen der elektrischen Last 15 und den Speicherbatterien 11 und 12.
In einer Situation, in der ein elektrischer Strom der rotierenden elektrischen Maschine 14 durch die elektrischen Pfade L1 und L2 fließt, während sich einer der Schalter 23 und 24 in einem geschlossenen Zustand befindet, wenn der Steuerungsabschnitt 51 den Schalter in einem geschlossenen Zustand zwischen den Schaltern 23 und 24 wechselt, bewirkt der Steuerungsabschnitt 51 somit, dass sich sowohl die Schalter 23 als auch 24 vorübergehend in einem geschlossenen Zustand befinden, und der Steuerungsabschnitt 51 den Wechsel unter der Bedingung durchführt, dass während des geschlossenen Zustandes ein vorbestimmter Reduzierungszustand eingetreten ist, in dem ein elektrischer Strom, der durch die elektrischen Pfade L3 und L4 fließt, reduziert worden ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wenn der Steuerungsabschnitt 51 die offenen/geschlossenen Zustände zwischen den Schaltern 21 und 22 austauscht und die offenen/geschlossenen Zustände zwischen den Schaltern 23 und 24 wechselt, bestimmt der Steuerungsabschnitt 51, dass der vorgegebene Reduzierungszustand eingetreten ist, vorausgesetzt, dass die Schalter 21 und 22 in einem geschlossenen Zustand gehalten werden, bevor einer der Schalter 23 und 24 geöffnet wird.
Insbesondere nachdem der Steuerungsabschnitt 51 bewirkt hat, dass die elektrischen Pfade L1 und L2 zwischen der Blei-Speicherbatterie 11 und der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 in einem energetisierten Zustand sind, während der energetisierte Zustand erhalten bleibt, bewirkt der Steuerungsabschnitt 51, dass die An/Aus-Zustände der Schalter 23 und 24 in den elektrischen Pfaden L3 und L4 miteinander geschaltet werden. Mit Bezug auf 4 ist nachstehend ein Öffnungs- und Schließvorgang im Ausfallsicherungsvorgang beschrieben. Der Öffnungs- und Schließvorgang wird durch den Steuerungsabschnitt 51 in einem vorgegebenen Zyklus ausgeführt.
Der Steuerungsabschnitt 51 bestimmt, ob eine Unregelmäßigkeit bezüglich der Speicherbatterieeinheit U eingetreten ist (Schritt S101). Somit bestimmt der Steuerungsabschnitt 51, ob der Ausfallsicherungsvorgang ausgeführt werden muss. Wenn keine Unregelmäßigkeit eingetreten ist (NEIN bei Schritt S101), beendet der Steuerungsabschnitt 51 den Öffnungs- und Schließvorgang.
Wenn bestimmt wird, dass eine Unregelmäßigkeit eingetreten ist (JA bei Schritt S101), schließt der Steuerungsabschnitt 51 die Schalter 21 und 22 (Schritt S102) und öffnet die Schalter 23 und 24 (Schritt S103). Zu diesem Zeitpunkt werden die Schalter 21 bis 24 vorzugsweise gleichzeitig geschlossen. Wenn die Schalter 23 und 24 früher als die Schalter 21 und 22 geschlossen werden, kann ein durch die elektrischen Pfade L1 und L2 fließender Energieerzeugungsstrom in die elektrischen Pfade L3 und L4 fließen. Insbesondere, wenn sich die elektrischen Pfade L1, L3 und L4 in einem energetisierten Zustand befinden, kann ein Energieerzeugungsstrom von der rotierenden elektrischen Maschine 14 in die elektrischen Pfade L3 und L4 fließen. Somit kann der Steuerungsabschnitt 51 die Schalter 21 und 22 schließen und danach die Schalter 23 und 24 schließen.
Der Steuerungsabschnitt 51 öffnet den Schalter 24 (Schritt S104). Insbesondere, nachdem der Steuerungsabschnitt 51 bewirkt hat, dass sich die elektrischen Pfade L1 und L2 in einem energetisierten Zustand befinden, bewirkt der Steuerungsabschnitt 51 die An/Aus-Zustände der Schalter 23 und 24 miteinander zu wechseln. Wenn eine vorgegebene Zeit verstrichen ist, nachdem der Schalter 24 geöffnet worden ist (Schritt S105), öffnet der Steuerungsabschnitt 51 den Schalter 22 (Schritt S106). Insbesondere nach dem Wechsel der offenen/geschlossenen Zustände zwischen den Schalter 23 und 24, öffnet der Steuerungsabschnitt 51 den Schalter 22. Anschließend schließt der Steuerungsabschnitt 51 die Schalterumgehungsschaltkreise RE1 und RE2, und führt verschiedene Vorgänge in dem Ausfallsicherungsvorgang aus.
Anschließend sind unter Bezugnahme auf 5 die Zeitpunkte für das Umschalten der Schalter 21 bis 24 beschrieben.
5 zeigt einen Fall, bei dem bestimmt wird, während die Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 mit elektrischem Strom von der rotierenden elektrischen Maschine 14 versorgt wird und die elektrische Last 15 mit elektrischer Energie von der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 versorgt wird, dass eine Unregelmäßigkeit eingetreten ist und der Ausfallsicherungsvorgang ausgeführt wird.
Wenn bestimmt wird, dass eine Unregelmäßigkeit eingetreten ist (Zeitpunkt t1), schließt der Steuerungsabschnitt 51 die Schalter 21 bis 24. Nachdem die Schalter 21 bis 24 geschlossen sind, öffnet der Steuerungsabschnitt 51 den Schalter 24, während die Schalter 21, 22 und 23 geschlossen bleiben (Zeitpunkt t2). Wenn eine vorgegebene Zeit verstrichen ist, nachdem der Schalter 24 geöffnet worden ist, öffnet der Steuerungsabschnitt 51 den Schalter 22 (Zeitpunkt t3). Dies reduziert einen in die elektrischen Pfade L3 und L4 fließenden elektrischen Strom der rotierenden elektrischen Maschine 14. Somit wird verhindert, dass ein übermäßiger Strom über dem zulässigen Strom der Schalter 23 und 24 durch die Schalter 23 und 24 fließt. Des Weiteren, da zumindest einer der Schalter 23 und 24 geschlossen ist, wird die elektrische Energieversorgung an die elektrische Last 15 beibehalten.
Das voranstehend näher beschriebene Ausführungsbeispiel erzielt die nachstehenden vorteilhaften Effekte.
Bei der Speicherbatterieeinheit U fließt durch die elektrischen Pfade L1 und L2 zwischen der rotierenden elektrischen Maschine und jeder der Blei-Speicherbatterie 11 und der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 ein Erregerstrom. Darüber hinaus wird die elektrische Last 15 durch die elektrischen Pfade L3 und L4 mit elektrischer Energie von einem von der Blei-Speicherbatterie 11 und der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 versorgt. Ob der Erregerstrom zwischen der Blei-Speicherbatterie 11 und der rotierenden elektrischen Maschine 14 oder zwischen der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 und der rotierenden elektrischen Maschine 14 fließt, wird gesteuert, indem die Schalter 21 und 22 geöffnet oder geschlossen werden. Des Weiteren wird durch Öffnen oder Schließen der Schalter 23 und 24 gesteuert, ob die elektrische Last 15 mit elektrischer Energie von der Blei-Speicherbatterie 11 oder von der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 versorgt wird.
Bei einer Situation, bei der ein Erregerstrom der rotierenden elektrischen Maschine 14 durch die elektrischen Pfade L1 und L2 fließt, während sich einer der Schalter 23 und 24 in einem geschlossenen Zustand befindet, bei einem Fall, bei dem der Schalter in einem geschlossenen Zustand zwischen den Schaltern 23 und 24 gewechselt wird und sowohl die Schalter 23 als auch 24 vorübergehend in einem geschlossenen Zustand sind, kann es zu Störungen kommen, wenn der Erregerstrom (großer Strom) der rotierenden elektrischen Maschine 14, der durch die elektrischen Pfade L1 und L2 fließt, in die elektrischen Pfade L3 und L4 fließt und ein übermäßiger Strom durch die Schalter 23 und 24 fließt. In diesem Zusammenhang wird bei der Konfiguration des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels der Wechsel des Schalters in einem geschlossenen Zustand zwischen den Schaltern 23 und 24 unter der Voraussetzung durchgeführt, dass der vorgegebene Reduzierungszustand eingetreten ist, in dem eine elektrischer Energie, die durch die elektrischen Pfade L3 und L4 fließt, reduziert worden ist. In diesem Fall kann die Störung durch einen hohen Stromfluss in die elektrischen Pfade L3 und L4 vermieden werden. Dadurch ist es möglich zu verhindern, dass ein übermäßiger Strom für den zulässigen Strom der Schalter durch die Schalter fließt.
Wenn der Ausfallsicherungsvorgang ausgeführt wird, während die elektrische Last 15 mit elektrischer Energie von der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 versorgt wird, und die Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 mit elektrischer Energie von der rotierenden elektrischen Maschine 14 versorgt wird, wird der Wechsel in dem elektrischen Pfad zwischen der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 und der Blei-Speicherbatterie 11 ausgeführt. Insbesondere bei einer Situation, bei der ein Erregerstrom der rotierenden elektrischen Maschine 14 durch die elektrischen Pfade L1 und L2 fließt, wird der geschlossene Schalter zwischen den Schaltern 21 und 22, und der geschlossene Schalter zwischen den Schaltern 23 und 24 gewechselt. Bei diesem Fall, vollziehen die Schalter 22 und 24 beide einen Übergang von einem geschlossenen in einen offenen Zustand. Wenn zu diesem Zeitpunkt der Schalter 22 früher als der Schalter 24 geöffnet wird, wird der elektrische Pfad L2 zwischen der rotierenden elektrischen Maschine 14 und der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 unterbrochen. Dies kann dazu führen, dass ein großer Strom durch die elektrischen Pfade L3 und L4 in den Schalter 24 fließt. Wenn beispielsweise die Befehle, die Schalter 22 und 24 zu öffnen, gleichzeitig erteilt werden, kann diese Situation aufgrund einer unterschiedlichen Betriebsverzögerung, oder dergleichen, der Schalter 22 und 24 auftreten.
Wenn in dem voranstehenden Ausführungsbeispiel der Wechsel zwischen den Schaltern 21 und 22 und der Wechsel zwischen den Schaltern 23 und 24 ausgeführt wird, wird diesbezüglich bestimmt, dass der vorgegebene Reduzierungszustand eingetreten ist, unter der Bedingung, dass die Schalter 21 und 22in einem geschlossenen Zustand gehalten werden, bevor der Schalter 24 geöffnet wird, und anschließend wird der Wechsel zwischen den Schaltern 23 und 24 ausgeführt. Wenn der geschlossene Schalter zwischen den Schaltern 23 und 24 gewechselt wird, kann somit die von einem großen, durch die elektrischen Pfade L3 und L4 fließenden Strom verursachte Störung vermieden werden.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Bei einem Fall eines zweiten Ausführungsbeispiels, bei dem der Steuerungsabschnitt 51 die offenen/geschlossenen Zustände der Schalter 23 und 24 bei einer Situation wechselt, bei der ein elektrischer Strom der rotierenden elektrischen Maschine 14 durch die elektrischen Pfade L1 und L2 fließt, bestimmt der Steuerungsabschnitt 51, dass der vorgegebene Reduzierungszustand eingetreten ist, unter der Bedingung, dass der Wechsel angefragt worden ist und anschließend der elektrische Strom der rotierenden elektrischen Maschine 14 reduziert worden ist, und anschließend führt der Steuerungsabschnitt 51 den Wechsel aus. Durch das derartige Reduzieren des Antriebs der rotierenden elektrischen Maschine 14, sodass der Erregerstrom selbst reduziert wird, wird beispielsweise der durch die elektrischen Pfade L3 und L4 fließende Energieerzeugungsstrom reduziert. Dies ist nahstehend näher beschrieben.
Wenn der Steuerungsabschnitt 51 bestimmt, dass eine Unregelmäßigkeit eingetreten ist, benachrichtigt der Steuerungsabschnitt 51 die ECU 52 mit einer Unregelmäßigkeitsbenachrichtigung, dass eine Unregelmäßigkeit eingetreten ist. Wenn die ECU 52 die Unregelmäßigkeitsbenachrichtigung erhält, führt die ECU 52 die Steuerung so aus, dass die Energieerzeugung von der rotierenden elektrischen Maschine 14 reduziert wird. Andererseits nimmt der Steuerungsabschnitt 51 eine Spannung (oder einen elektrischen Strom) des externen Anschlusses P1 auf, und wenn die Spannung einen vorgegebenen Wert oder weniger annimmt, das heißt nachdem der Steuerungsabschnitt 51 bestätigt, dass der elektrische Strom der rotierenden elektrischen Maschine 14 reduziert worden ist, führt der Steuerungsabschnitt 51 das Umschalten der Schalter 21 bis 24 aus.
Unter Bezugnahme auf 6 ist nachstehend ein Öffnungs- und Schließvorgang des zweiten Ausführungsbeispiels beschrieben. Der Öffnungs- und Schließvorgang wird durch den Steuerungsabschnitt 51 in einem vorgegebenen Zyklus ausgeführt.
Der Steuerungsabschnitt 51 bestimmt, ob eine Unregelmäßigkeit bezüglich der Batterieeinheit U eingetreten ist (Schritt S201). Wenn keine Unregelmäßigkeit eingetreten ist (NEIN bei Schritt S201), beendet der Steuerungsabschnitt 51 den Öffnungs- und Schließvorgang. Wenn bestimmt wird, dass eine Unregelmäßigkeit eingetreten ist (JA bei Schritt S201), benachrichtigt (gibt aus) der Steuerungsabschnitt 51 die ECU 52 mit einer Unregelmäßigkeitsbenachrichtigung (Schritt S202).
Anschließend nimmt der Steuerungsabschnitt 51 eine Spannung des externen Anschlusses P1 auf (Schritt S203). Konkret ist der Steuerungsabschnitt 51 mit dem Spannungserfasser 31 verbunden, und der Steuerungsabschnitt 51 nimmt die Spannung des externen Anschlusses P1 von dem Spannungserfasser 31 auf.
Der Spannungserfasser 31 bestimmt, ob die Spannung des externen Anschlusses P1 einen vorgegebenen Wert oder weniger angenommen hat, das heißt, ob der elektrische Strom der rotierenden elektrischen Maschine 14 reduziert worden ist (Schritt S204). Der vorgegebene Wert ist ein Spannungswert, der basierend auf dem Lastwiderstand der elektrischen Last 15 und dem zulässigen Strom der Schalter 23 und 24 eingestellt wird. Der vorgegebene Wert kann beispielsweise ein Wert sein, bei dem bestätigt werden kann, dass ein elektrischer Strom nicht größer als der fließende zulässige Strom ist. Konkret kann bestimmt werden, wenn der Erregerstrom der rotierenden elektrischen Maschine 14 reduziert worden ist, dass der elektrische Strom der rotierenden elektrischen Maschine 14 reduziert worden ist.
Wenn die Spannung des externen Anschlusses P1 nicht dem vorgegebenen Wert oder weniger entspricht (NEIN bei Schritt S204), nachdem eine vorgegebene Zeitspanne verstrichen ist, führt der Steuerungsabschnitt 51 den Vorgang des Schritts S203 erneut aus. Somit ist der Steuerungsabschnitt 51 in Bereitschaft, bis der externe Anschluss P1 den vorgegebenen Wert oder weniger annimmt.
Wenn die Spannung des externen Anschlusses P1 den vorgegebenen Wert oder weniger annimmt (JA bei Schritt S204), beginnt der Steuerungsabschnitt 51 das Umschalten der Schalter 21 bis 24. Insbesondere, nachdem der Steuerungsabschnitt 51 die Schalter 21 bis 24 schließt (Schritt S205), öffnet der Steuerungsabschnitt 51 die Schalter 22 und 24 (Schritt S206).
Selbst, wenn die Schalter 22 und 24 zu diesem Zeitpunkt zu unterschiedlichen Zeitpunkten geöffnet werden, wird verhindert, dass ein Überversorgungsstrom durch die elektrischen Pfade L3 und L4 fließt. Insbesondere, wenn die elektrischen Pfade L1, L3 und L4 in einem energetisierten Zustand sind, und der elektrische Pfad L2 in keinem energetisierten Zustand ist, da der elektrische Strom der rotierenden elektrischen Maschine 14 selbst reduziert worden ist, wird auch der elektrische Strom, der in die elektrischen Pfade L3 und L4 fließt, reduziert. Selbst, wenn die elektrischen Pfade L2, L3 und L4 in einem energetisierten Zustand sind und der elektrische Pfad L1 in keinem energetisierten Zustand ist, da der elektrische Strom der rotierenden elektrischen Maschine 14 selbst reduziert worden ist, wird auch der elektrische Strom, der in die elektrischen Pfade L3 und L4 fließt, ähnlich reduziert.
Anschließend sind unter Bezugnahme auf 7 die Zeitpunkte zum Umschalten der Schalter 21 bis 24 beschrieben.
7 zeigt einen Fall, bei dem, während der Versorgung der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 mit elektrischem Strom von der rotierenden elektrischen Maschine 14 und der Versorgung der elektrischen Last 15 mit elektrischer Energie von der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12, bestimmt wird, dass eine Unregelmäßigkeit eingetreten ist, und der Ausfallsicherungsvorgang ausgeführt wird.
Wenn bestimmt wird, dass eine Unregelmäßigkeit eingetreten ist (Zeitpunkt t11), benachrichtigt der Steuerungsabschnitt 51 die ECU 52 mit einer Unregelmäßigkeitsbenachrichtigung. Wenn die ECU 52 die Unregelmäßigkeitsbenachrichtigung erhält, führt die ECU 52 die Steuerung so aus, dass die Energieerzeugung von der rotierenden elektrischen Maschine 14 reduziert wird. Somit wird ein Energieerzeugungsstrom von der rotierenden elektrischen Maschine 14 reduziert und eine Spannung des externen Anschlusses P1 wird ebenso reduziert. Wenn die Spannung des externen Anschlusses P1 den vorgegebenen Wert oder weniger annimmt, schließt der Steuerungsabschnitt 51 die Schalter 21 bis 24 (Zeitpunkt t12). Nachdem die Schalter 21 bis 24 geschlossen sind, öffnet der Steuerungsabschnitt 51 die Schalter 22 und 24 (Zeitpunkt t13), während die Schalter 21 und 23 in einem geschlossenen Zustand gehalten werden. Dies reduziert den elektrischen Strom der rotierenden elektrischen Maschine 14, der in die elektrischen Pfade L3 und L4 fließt. Somit wird verhindert, dass ein übermäßiger Strom durch die Schalter 23 und 24 fließt. Des Weiteren wird die elektrische Energieversorgung an die elektrische Last 15 beibehalten, da wenigstens einer der Schalter 23 und 24 geschlossen ist.
Das voranstehend näher beschriebene zweite Ausführungsbeispiel erzielt die nachstehenden vorteilhaften Effekte.
Wenn die ECU 52 eine Unregelmäßigkeitsbenachrichtigung erhält, wird die Energieerzeugung von der rotierenden elektrischen Maschine 14 reduziert. Wenn ein Erregerstrom der rotierenden elektrischen Maschine 14 reduziert wird, wird ein elektrischer Strom, der durch die elektrischen Pfade L3 und L4 fließt, reduziert. Bei diesem Fall, wenn der geschlossene Schalter zwischen den Schaltern 23 und 24 gewechselt wird, kann die von einem großen, durch die elektrischen Pfade L3 und L4 fließenden Strom verursachte Störung vermieden werden.
Der Steuerungsabschnitt 51 bestimmt basierend auf der Spannung des externen Anschlusses P1, ob die Energieerzeugung durch die rotierende elektrische Maschine 14 reduziert worden ist, und wenn die Energieerzeugung durch die rotierende elektrische Maschine 14 reduziert worden ist, führt der Steuerungsabschnitt 51 den Wechsel zwischen den Schaltern 23 und 24. Somit kann die von einem großen, durch die elektrischen Pfade L3 und L4 fließenden Strom verursachte Störung vermieden werden.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Bei einem dritten Ausführungsbeispiel wird die Batterieeinheit U auf ein Fahrzeug angewendet, das die rotierende elektrische Maschine 14 und einen Motor beinhaltet und das eine Leerlaufstoppfunktion zum Ausführen eines automatischen Stopps des Motors und eines Neustarts des Motors durch einen energiebetriebenen Antrieb der rotierenden elektrischen Maschine 14 aufweist.
Wenn der Motor neugestartet wird, wird effizienterweise die rotierende elektrische Maschine 14 typischerweise mit elektrischer Energie von der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 versorgt. Um zu diesem Zeitpunkt einen Spannungsabfall der der elektrischen Last 15 zugeführten elektrischen Energie zu verhindern, wird die elektrische Last 15 vorzugsweise mit elektrischer Energie von der Blei-Speicherbatterie 11 versorgt. Wenn der Ausfallsicherungsvorgang jedoch bei einem Fall ausgeführt wird, bei dem zwischen einem automatischen Stopp des Motors und einem Neustart des Motors, bestimmt wird, dass eine Unregelmäßigkeit eingetreten ist, wird die elektrische Last 15 mit elektrischer Energie von der Blei-Speicherbatterie 11 versorgt. In diesem Zustand kann einen Spannungsabfall der der elektrischen Last 15 zugeführten elektrischen Energie auftreten, falls der Motor neugestartet wird und die rotierende elektrische Maschine 14 mit elektrischer Energie von der Blei-Speicherbatterie 11 versorgt wird. Speziell wird eine große elektrische Energie für den Neustart des Motors benötigt, und somit ist es sehr wahrscheinlich, dass ein Spannungsabfall eintritt.
Wenn somit zwischen einem automatischen Stopp des Motors und einem Neustart des Motors bestimmt wird, dass eine Unregelmäßigkeit eingetreten ist, führt der Steuerungsabschnitt 51 den Ausfallsicherungsvorgang nur nach einem Neustart des Motors aus. Insbesondere, nach einem Neustart des Motors schließt der Steuerungsabschnitt 51 die Schalter 21 bis 24, und öffnet anschließend öffnet der Steuerungsabschnitt 51 die Schalter 22 und 24. Somit funktioniert der Steuerungsabschnitt 51 als ein Änderungsabschnitt, der, wenn der Motor neugestartet wird, eine Speicherbatterie, die eine Energieversorgungsquelle der rotierenden elektrischen Maschine 14 ist, unter der Bedingung ändert, dass bestimmt wird, dass eine Unregelmäßigkeit eingetreten ist. Wenn der Motor neugestartet wird, kann somit den Spannungsabfall zu der elektrischen Last 15 verhindert werden.
Wenn zwischen einem automatischen Stopp und einem Neustart des Motors eine Unregelmäßigkeit in dem Schalter 21 eingetreten ist, welcher der erste Schalter ist (zum Beispiel AUS Störung, das heißt, der Schalter 21 bleibt in einem offenen Zustand), bevor der Motor neugestartet wird, führt der Steuerungsabschnitt 51 die Steuerung so aus, dass der Schalter 23 geschlossen und der Schalter 24 offen ist. Wenn dementsprechend der Motor neugestartet wird, wird die rotierende elektrische Maschine 14 mit elektrischer Energie von der Blei-Speicherbatterie 11 versorgt, und die elektrische Last 15 wird mit elektrischer Energie von der Blei-Speicherbatterie 11 versorgt. Wenn der Motor neugestartet wird, kann somit ein Spannungsabfall der elektrischen Last 15 verhindert werden.
Des Weiteren, wenn eine Unregelmäßigkeit in dem Schalter 22 eingetreten ist, welcher der zweite Schalter ist (zum Beispiel AUS Störung, das heißt, der Schalter 22 bleibt in einem offenen Zustand), bevor der Motor neugestartet wird, führt der Steuerungsabschnitt 51 die Steuerung so aus, dass der Schalter 23 offen und der Schalter 24 geschlossen ist. Wenn dementsprechend der Motor neugestartet wird, wird die rotierende elektrische Maschine 14 mit elektrischer Energie von der Blei-Speicherbatterie 11 versorgt, und die elektrische Last 15 wird mit elektrischer Energie von der Blei-Speicherbatterie 11 versorgt. Wenn der Motor neugestartet wird, kann somit ein Spannungsabfall der elektrischen Last 15 verhindert werden.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
Bei einem vierten Ausführungsbeispiel wird die Batterieeinheit U an einem Fahrzeug angewendet, das die rotierende elektrische Maschine 14 und einen Motor beinhaltet, und das eine Leerlaufstoppfunktion zum Ausführen eines automatischen Stopps des Motors und eines Neustarts des Motors durch einen energiebetriebenen Antrieb der rotierenden elektrischen Maschine 14 aufweist. Kurz gesagt, wenn in der Leerlaufstoppfunktion eine vorgegebene Automatischer-Stopp-Bedingung erfüllt ist, wird der Verbrennungsmotor gestoppt und im Anschluss, wenn eine vorgegebene Neustart-Bedingung erfüllt ist, wird der Motor neugestartet.
Bei diesem Fall beinhaltet die Automatischer-Stopp-Bedingung beispielsweise eine Situation, in der eine Fahrzeuggeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs in einem Motor-Automatischer-Stopp-Geschwindigkeitsbereich (zum Beispiel eine Geschwindigkeit ≤ 10 km/h) liegt, und ein Beschleunigungsvorgang freigegeben wird oder der Bremsvorgang durchgeführt wird. In dem vierten Ausführungsbeispiel beinhaltet die Automatischer-Stopp-Bedingung eine Situation, in der die Speicherbatterie in einem für einen Leerlaufstoppzustand (ein Zustand, in dem der Motor automatisch stoppt) geeigneten vorgegebenen Zustand ist, zum Beispiel, eine Situation, in der ein SOC der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 einem vorgegebenen Schwellenwert oder mehr entspricht. Des Weiteren beinhaltet die Automatischer-Stopp-Bedingung beispielsweise eine Situation, in der Beschleunigungsvorgang gestartet wird und eine Situation, in der der Bremsvorgang freigegeben wird.
Wenn ein Übergang zu einem Leerlaufstoppzustand basierend auf der Leerlaufstoppfunktion stattfindet, muss das Umschalten der Schalter 21 bis 24 ausgeführt werden. Insbesondere, nachdem der Motor gestartet wird (oder neugestartet), wie in 2 (b) gezeigt, befinden sich in der Batterieeinheit U die Schalter 21 und 23 in einem offenen Zustand, während sich die Schalter 22 und 24 in einem geschlossenen Zustand befinden, sodass die Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 mit der rotierenden elektrischen Maschine 14 und der elektrischen Last 15 verbunden ist. Somit wird die elektrische Last 15 mit der elektrischen Energie von der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 versorgt, und die Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 wird mit der erzeugten elektrischen Energie versorgt (aufgeladen).
Wenn der SOC der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 einem vorgegebenem Schwellenwert oder mehr entspricht, schließt der Steuerungsabschnitt 51 der Batterieeinheit U den Schalter 23 und öffnet den Schalter 24. Somit wird die elektrische Energieversorgung der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 an die elektrische Last 15 gestoppt, während die elektrische Energieversorgung von der Blei-Speicherbatterie 11 an die elektrische Last 15 gestartet wird. Des Weiteren benachrichtigt der Steuerungsabschnitt 51 die ECU 52 davon, dass der SOC der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 dem Schwellenwert oder mehr entspricht. Somit bereitet sich die ECU 52 auf einen Übergang in den Leerlaufstoppzustand vor. Zu diesem Zeitpunkt, wie in 2 (a) gezeigt, ist der Schalter 21 geschlossen, sodass die Blei-Speicherbatterie 11 mit einer Energieerzeugungsspannung der rotierenden elektrischen Maschine 14 versorgt wird. Somit wird die Blei-Speicherbatterie 11 aufgeladen und die elektrische Last 15 wird kontinuierlich mit elektrischer Energie von der Blei-Speicherbatterie 11 versorgt.
Wenn die ECU 52 benachrichtigt worden ist, dass der SOC der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 dem Schwellenwert oder mehr entsprochen hat, und die ECU 52 beispielsweise benachrichtigt wird, dass eine Fahrzeuggeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs in dem Motor-Automatischer-Stopp-Geschwindigkeitsbereich liegt und ein Beschleunigungsvorgang freigegeben worden ist, bestimmt die ECU 52, dass eine Automatischer-Stopp-Bedingung erfüllt ist.
Wenn die ECU 52 bestimmt, dass die Automatischer-Stopp-Bedingung erfüllt ist. benachrichtigt die ECU 52 den Steuerungsabschnitt 51, dass die Automatischer-Stopp-Bedingung erfüllt ist. Wenn der Steuerungsabschnitt 51 die Benachrichtig erhält, dass die Automatischer-Stopp-Bedingung erfüllt ist, öffnet der Steuerungsabschnitt 51 die Schalter 23 und 24. Insbesondere führt der Steuerungsabschnitt 51 den Wechsel zwischen den Schaltern 23 und 24 so aus, dass die elektrische Last 15 mit elektrischer Energie von der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 versorgt wird. Somit funktioniert die ECU 52 des vorliegenden Ausführungsbeispiels als Anzeigevorrichtung, die den Steuerungsabschnitt 51 über einen Zeitpunkt für den Wechsel eines Schalters in einen geschlossenen Zustand zwischen den Schaltern 23 und 24 anweist.
Wenn der Wechsel zwischen den Schaltern endet, benachrichtigt der Steuerungsabschnitt 51 die ECU 52, dass die Übergangsvorbereitung für einen Übergang in den Leerlaufstoppzustand abgeschlossen worden ist. Nachdem die Automatischer-Stopp-Bedingung erfüllt ist, führt die ECU 52 verschiedene Arten der Steuerung so aus, dass ein Übergang in den Leerlaufstoppzustand vollzogen wird, wenn die ECU 52 von dem Steuerungsabschnitt 51 die Benachrichtigung erhält, dass Übergangsvorbereitung abgeschlossen worden ist. Die ECU 52 gibt beispielsweise Anweisungen, den Verbrennungsmotor zu stoppen. Somit kann in dem Leerlaufstoppzustand die elektrische Last 15 mit elektrischer Energie von der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 versorgt werden. Da der SOC der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 dem Schwellenwert oder mehr entspricht, wenn der Übergang in den Leerlaufstoppzustand gestartet wird, kann die elektrische Last 15 kontinuierlich mit elektrischer Energie versorgt werden.
Selbst, wenn die Automatischer-Stopp-Bedingung erfüllt ist, kann das Fahrzeug abgebremst werden, und somit kann die rotierende elektrische Maschine 14 elektrische Energie bei einer Spannung, die höher ist als ein vorgegebener Wert, erzeugt werden. Falls der Austausch zwischen den Schaltern 23 und 24 nur ausgeführt wird, nachdem die Energieerzeugungsspannung reduziert wird, befindet sich das Fahrzeug eine kürzere Zeitspanne in dem Leerlaufstoppzustand und damit wird die Kraftstoffeffizienz verschlechtert.
Wenn die Automatischer-Stopp-Bedingung erfüllt ist (das heißt, eine Bedingung für den Übergang in den Leerlaufstoppzustand ist erfüllt), wird dadurch in dem vierten Ausführungsbeispiel ein in 8 gezeigter Wechselvorgang ausgeführt, um den Wechsel zwischen den Schaltern 23 und 24 schnell auszuführen. Der Wechselvorgang wird durch den Steuerungsabschnitt 51 in einem vorgegebenen Zyklus ausgeführt.
Unter Bezugnahme auf 8 ist der Wechselvorgang nachstehend näher beschrieben. Der Steuerungsabschnitt 51 bestimmt, ob die Automatischer-Stopp-Bedingung erfüllt ist (Schritt S401). Bei Schritt S401 führt der Steuerungsabschnitt 51 eine Bestätigungsbestimmung aus, wenn der Steuerungsabschnitt 51 von der ECU 52 eine Benachrichtigung erhält, dass die Automatischer-Stopp-Bedingung erfüllt ist. Wenn nicht bestimmt wird, dass die Automatischer-Stopp-Bedingung erfüllt ist (NEIN in Schritt S401), beendet der Steuerungsabschnitt 51 den Wechselvorgang.
Wenn bestimmt wird, dass die Automatischer-Stopp-Bedingung erfüllt ist (JA in Schritt S401), schließt der Steuerungsabschnitt 51 die Schalter 21 und 22 (Schritt S402) und schließt die Schalter 23 und 24 (Schritt S403). Zu diesem Zeitpunkt werden die Schalter 23 und 24 vorzugsweise gleichzeitig geschlossen. Der Steuerungsabschnitt 51 kann die Schalter 21 und 22 schließen und anschließend die Schalter 23 und 24 schließen.
Der Steuerungsabschnitt 51 öffnet den Schalter 23 (Schritt S404). Insbesondere nachdem der Steuerungsabschnitt 51 bewirkt, dass die elektrischen Pfade L1 und L2 in einem energetisierten Zustand sind, werden die An/Aus-Zustände der Schalter 23 und 24 miteinander umgeschaltet. Wenn eine vorgegebene Zeitspanne verstrichen ist, nachdem der Schalter 23 geöffnet worden ist (Schritt S405), öffnet der Steuerungsabschnitt 51 einen der Schalter 21 und 22 (Schritt S406), und beendet den Wechselvorgang. Konkret öffnet der Steuerungsabschnitt 51 einen der Schalter 21 und 22 nach dem Wechsel der offen/geschlossen-Zustände zwischen den Schalter 23 und 24. Einer der Schalter 21 und 22 kann gleichzeitig mit dem Wechsel der offen/geschlossen-Zustände zwischen den Schaltern 23 und 24 geöffnet werden.
Bei Schritt S406 kann beliebig bestimmt werden, welcher der Schalter 21 und 22 zu öffnen ist. So kann beispielsweise der zu öffnende Schalter so bestimmt werden, dass er den Zustand beibehält, bevor der Wechselvorgang ausgeführt wird. Alternativ kann der zu öffnende Schalter nach einem Zustand, wie beispielsweise einem SOC der Speicherbatterien 11 und 12 oder einem Zustand der Batterieeinheit U, bestimmt werden. Darüber hinaus können sowohl die Schalter 21 als auch 22 geöffnet oder in einem geschlossenen Zustand gehalten werden.
Darüber hinaus kann bei Schritt S406 der Schalter 22 geöffnet werden (der Schalter 21 kann geschlossen sein). Bei diesem Fall kann, wenn der Motor gestartet wird, die rotierende elektrische Maschine 14 mit elektrischer Energie von der Blei-Speicherbatterie 11 versorgt werden. Somit kann bei einem Fall, bei dem der Motor mittels Antriebskraft der rotierenden elektrischen Maschine 14 neugestartet wird, selbst, wenn die rotierende elektrische Maschine 14 mit elektrischer Energie von der Blei-Speicherbatterie 11 versorgt wird, ihr Einfluss auf die elektrische Energieversorgung der elektrischen Last 15 verhindert werden. Insbesondere ist es möglich, einen Spannungsabfall der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 auf die elektrische Last 15 zu verhindern.
Nach dem Ende des Wechselvorgangs benachrichtigt der Steuerungsabschnitt 51 die ECU 52, dass die Übergangsvorbereitung für einen Übergang in den Leerlaufstoppzustand abgeschlossen worden ist. Nachdem die Automatischer-Stopp-Bedingung erfüllt ist, führt die ECU 52 verschiedene Arten von Steuerung aus, sodass ein Übergang in den Leerlaufstoppzustand vollzogen wird, wenn die ECU 52 von dem Steuerungsabschnitt 51 die Benachrichtigung erhält, dass die Übergangsvorbereitung abgeschlossen worden ist.
Unter Bezugnahme auf 9 sind nachstehend die Zeitpunkte für den Wechsel zwischen den Schaltern 21 bis 24 beschrieben. 9 zeigt einen Fall, bei dem die Schalter 21 und 23 in einem Anfangszustand (bevor der Wechselvorgang durchgeführt wird) geschlossen sind, und die Schalter 22 und 24 offen sind. Insbesondere zeigt 9 einen Fall, bei dem während die elektrische Last 15 mit elektrischer Energie von der Blei-Speicherbatterie 11 versorgt wird, die Automatischer-Stopp-Bedingung erfüllt ist und einer Übergang in den Leerlaufstoppzustand vollzogen wird.
Darüber hinaus setzt der Fall in 9 voraus, dass das Umschalten der Schalter 21 bis 24 ausgeführt wird, sodass am Ende die Schalter 21 und 24 geschlossen sind und die Schalter 22 und 23 offen sind. Insbesondere setzt der Fall in 9 voraus, dass die elektrische Last 15 in dem Leerlaufstoppzustand mit elektrischer Energie von der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 versorgt wird.
Wenn die Automatischer-Stopp-Bedingung erfüllt ist (Zeitpunkt T41), schließt der Steuerungsabschnitt 51 die Schalter 21 bis 24. Nach dem Schließen der Schalter 21 bis 24 und während die Schalter 21, 22 und 24 geschlossen bleiben, öffnet der Steuerungsabschnitt 51 den Schalter 23 (Zeitpunkt T42). Wenn eine vorgegebene Zeitspanne nach dem Öffnen des Schalters 23 verstrichen ist, öffnet der Steuerungsabschnitt 51 den Schalter 22 (Zeitpunkt T43). Dies reduziert einen in die elektrischen Pfade L3 und L4 fließenden elektrischen Strom der rotierenden elektrischen Maschine 14, und somit wird verhindert, dass ein übermäßiger Strom für den zulässigen Strom durch die Schalter 23 und 24 fließt. Des Weiteren wird die elektrische Energieversorgung an die elektrische Last 15 beibehalten, da wenigstens einer der Schalter 23 und 24 geschlossen ist.
Das voranstehend näher beschriebene Ausführungsbeispiel erzielt die nachstehenden vorteilhaften Effekte.
Während die elektrische Last 15 mit elektrischer Energie von der Blei-Speicherbatterie 11 während einer Energieerzeugung durch die rotierende elektrische Maschine 14 versorgt wird, kann das Umschalten zwischen den Schaltern 23 und 24 so ausgeführt werden, dass die elektrische Last 15 mit elektrischer Energie von der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 versorgt wird, wenn die Automatischer-Stopp-Bedingung erfüllt ist und ein Übergang in den Leerlaufstoppzustand vollzogen wird. Insbesondere in einer Situation, in der ein Erregerstrom der rotierenden elektrischen Maschine 14 durch die elektrischen Pfade L1 und L2 fließt, kann der geschlossene Schalter zwischen den Schaltern 23 und 24 umgeschaltet werden. Falls zu diesem Zeitpunkt beide Schalter 23 und 24 geschlossen sind und einer der elektrischen Pfade L1 und L2 unterbrochen wird, kann ein großer Strom in die Schalter 23 und 24 durch die elektrischen Pfade L3 und L4 fließen.
Wenn bei dem voranstehenden Ausführungsbeispiel diesbezüglich der Wechsel zwischen den Schaltern 23 und 24 ausgeführt wird, wird bestimmt, dass der vorgegebene Reduzierungszustand eingetreten ist, unter der Bedingung, dass die Schalter 21 bis 24 geschlossen sind, und anschließend wird der Wechsel zwischen den Schaltern 23 und 24 ausgeführt. Wenn somit der geschlossene Schalter zwischen den Schaltern 23 und 24 umgeschaltet wird, kann die durch einen in die elektrischen Pfade L3 und L4 fließenden großen Strom verursachte Störung vermieden werden.
Wenn des Weiteren die Schalter 21 bis 24 geschlossen sind, sind die Schalter 21 und 22 geschlossen, und im Anschluss werden die Schalter 23 und 24 geschlossen. Konkret werden nachdem oder gleichzeitig mit dem Schließen der Schalter 21 und 22 die Schalter 23 und 24 geschlossen. Dies ermöglicht die Vermeidung einer Situation, in der beide Schalter 23 und 24 geschlossen sind und einer der elektrischen Pfade L1 und L2 unterbrochen wird.
Darüber hinaus wird, nachdem die Schalter 21 bis 24 geschlossen sind, einer der Schalter 23 und 24 geöffnet und im Anschluss wird einer der Schalter 21 und 22 geöffnet. Konkret werden, nachdem oder gleichzeitig mit dem Öffnen der Schalter 23 und 24, einer der Schalter 21 und 22 geöffnet. Dies ermöglicht die Vermeidung einer Situation, in der beide Schalter 23 und 24 geschlossen sind und einer der elektrischen Pfade L1 und L2 unterbrochen wird.
Selbst, wenn des Weiteren eine Energieerzeugungsspannung der rotierenden elektrischen Maschine 14 größer als ein vorgegebener Wert ist, kann der geschlossene Schalter zwischen den Schaltern 23 und 24 gewechselt werden. Konkret besteht keine Notwendigkeit, eine Reduzierung der Energieerzeugungsspannung der rotierenden elektrischen Maschine 14 abzuwarten, und nachdem die Automatischer-Stopp-Bedingung erfüllt ist, kann ein Übergang in den Leerlaufstoppzustand schnell vollzogen werden. Somit kann der Kraftstoffverbrauch verbessert werden.
Selbst, wenn des Weiteren der Wechsel zwischen den Schaltern 23 und 24 ausgeführt wird, kann die Blei-Speicherbatterie 11 und die Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 kontinuierlich mit Energieerzeugungsstrom von der rotierenden elektrischen Maschine 14 versorgt werden. Somit kann der Kraftstoffverbrauch verbessert werden.
(Fünftes Ausführungsbeispiel)
Ähnlich wie in dem vierten Ausführungsbeispiel wird die Batterieeinheit U an einem Fahrzeug mit einer Leerlaufstoppfunktion angewendet. Bei dem fünften Ausführungsbeispiel sind die Aufgaben der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 und der Blei-Speicherbatterie 11 vertauscht. Bei dem fünften Ausführungsbeispiel beinhaltet die Automatischer-Stopp-Bedingung insbesondere eine Situation, in der der SOC der Blei-Speicherbatterie 11 einem vorgegebenen Schwellenwert oder mehr entspricht.
Nach dem Start (oder Neustart) des Motors bei dem fünften Ausführungsbeispiel sind die Schalter 22 und 24, wie in 2 (a) gezeigt, in der Batterieeinheit U offen, während die Schalter 21 und 23 geschlossen sind, sodass die Blei-Speicherbatterie 11 mit der rotierenden elektrischen Maschine 14 und der elektrischen Last 15 verbunden ist. Somit wird die elektrische Last 15 mit elektrischer Energie von der Blei-Speicherbatterie 11 versorgt und die Blei-Speicherbatterie 11 wird mit erzeugter elektrischer Energie versorgt (aufgeladen).
Wenn der SOC der Blei-Speicherbatterie 11 dem vorgegebenen Wert oder mehr entspricht, schließt der Steuerungsabschnitt 51 der Batterieeinheit U den Schalter 24 und öffnet den Schalter 23. Somit wird die elektrische Energieversorgung von der Blei-Speicherbatterie 11 zu der elektrischen Last 15 gestoppt, während die elektrische Energieversorgung von der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 zu der elektrischen Last 15 gestartet wird. Darüber hinaus benachrichtigt der Steuerungsabschnitt 51 die ECU 52, dass der SOC der Blei-Speicherbatterie 11 dem Schwellenwert oder mehr entspricht. Somit bereitet die ECU 52 den Übergang in den Leerlaufstoppzustand vor. Zu diesem Zeitpunkt ist der Schalter 22 geschlossen, sodass die Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 mit einer Energieerzeugungsspannung der rotierenden elektrischen Maschine 14 versorgt wird.
Wenn die ECU 52 benachrichtigt worden ist, dass der SOC der Blei-Speicherbatterie 11 dem vorgegebenen Wert oder mehr entsprochen hat, und die ECU 52 benachrichtigt worden ist, dass eine Fahrzeuggeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs in dem Motor-Automatischer-Stopp-Geschwindigkeitsbereich ist und ein Beschleunigungsvorgang freigegeben worden ist, bestimmt die ECU 52, dass eine Automatischer-Stopp-Bedingung erfüllt ist.
Wenn die ECU 52 bestimmt, dass die Automatischer-Stopp-Bedingung erfüllt ist, benachrichtigt die ECU 52 den Steuerungsabschnitt 51, dass die Automatischer-Stopp-Bedingung erfüllt ist. Wenn der Steuerungsabschnitt 51 die Benachrichtig erhält, dass die Automatischer-Stopp-Bedingung erfüllt ist, öffnet der Steuerungsabschnitt 51 den Schalter 24 und schließt den Schalter 23. Insbesondere führt der Steuerungsabschnitt 51 den Wechsel zwischen den Schaltern 23 und 24 so aus, dass die elektrische Last 15 mit elektrischer Energie von der Blei-Speicherbatterie 11 versorgt wird. Anschließend benachrichtigt der Steuerungsabschnitt 51 die ECU 52, dass die Übergangsvorbereitung für einen Übergang in den Leerlaufstoppzustand abgeschlossen worden ist.
Nachdem die Automatischer-Stopp-Bedingung erfüllt ist, führt die ECU 52 verschiedene Arten von Steuerung aus, sodass ein Übergang in den Leerlaufstoppzustand vollzogen wird, wenn die ECU 52 von dem Steuerungsabschnitt 51 die Benachrichtigung erhält, dass die Übergangsvorbereitung abgeschlossen worden ist. In dem Leerlaufstoppzustand wird die elektrische Last 15 mit elektrischer Energie von der Blei-Speicherbatterie 11 versorgt.
Selbst, wenn die Automatischer-Stopp-Bedingung erfüllt ist, kann die rotierende elektrische Maschine 14 elektrische Energie bei einer Spannung erzeugen, die höher als ein vorgegebener Wert ist. Falls der Austausch zwischen den Schaltern 23 und 24 nur ausgeführt wird, nachdem die Energieerzeugungsspannung reduziert wird, befindet sich das Fahrzeug eine kürzere Zeitspanne in dem Leerlaufstoppzustand und damit wird die Kraftstoffeffizienz verschlechtert.
Wenn bei dem fünften Ausführungsbeispiel die Automatischer-Stopp-Bedingung erfüllt ist (das heißt, eine Bedingung für den Übergang in den Leerlaufstoppzustand erfüllt ist), wird ein in 10 gezeigter Wechselvorgang ausgeführt, um dadurch schnell einen Wechsel zwischen den Schaltern 21 bis 24 auszuführen. Der Wechselvorgang wird durch den Steuerungsabschnitt 51 in einem vorgegebenen Zyklus ausgeführt.
Unter Bezugnahme auf 10 ist nachstehend der Wechselvorgang näher beschrieben. Der Steuerungsabschnitt 51 bestimmt, ob die Automatischer-Stopp-Bedingung erfüllt ist (Schritt S501). Wenn nicht bestimmt wird, dass die Automatischer-Stopp-Bedingung erfüllt ist (NEIN in Schritt S501), beendet der Steuerungsabschnitt 51 den Wechselvorgang.
Wenn bestimmt wird, dass die Automatischer-Stopp-Bedingung erfüllt ist (JA in Schritt S501), schließt der Steuerungsabschnitt 51 die Schalter 21 und 22 (Schritt S502), und schließt die Schalter 23 und 24 (Schritt S503). Zu diesem Zeitpunkt werden die Schalter 21 bis 24 vorzugsweise gleichzeitig geschlossen. Der Steuerungsabschnitt 51 kann die Schalter 21 und 22 schließen und anschließend die Schalter 23 und 24.
Der Steuerungsabschnitt 51 öffnet den Schalter 24 (Schritt S504). Insbesondere nachdem der Steuerungsabschnitt 51 bewirkt, dass die elektrischen Pfade L1 und L2 in einem energetisierten Zustand sind, werden die An/Aus-Zustände der Schalter 23 und 24 miteinander umgeschaltet. Wenn eine vorgegebene Zeitspanne verstrichen ist, nachdem der Schalter 24 geöffnet worden ist (Schritt S505), öffnet der Steuerungsabschnitt 51 einen der Schalter 21 und 22 (Schritt S506), und beendet den Wechselvorgang. Konkret öffnet der Steuerungsabschnitt 51 einen der Schalter 21 und 22 nach dem Wechsel der offen/geschlossen-Zustände zwischen den Schaltern 23 und 24. Einer der Schalter 21 und 22 kann gleichzeitig mit dem Wechsel der offen/geschlossen-Zustände zwischen den Schalter 23 und 24 geöffnet werden.
Ähnlich zu dem vierten Ausführungsbeispiel kann bei Schritt S506 beliebig bestimmt werden, welcher der Schalter 21 und 22 zu öffnen ist.
Nach dem Ende des Wechselvorgangs benachrichtigt der Steuerungsabschnitt 51 die ECU 52, dass die Übergangsvorbereitung für einen Übergang in den Leerlaufstoppzustand abgeschlossen worden ist. Nachdem die Automatischer-Stopp-Bedingung erfüllt ist, führt die ECU 52 verschiedene Arten von Steuerung aus, sodass ein Übergang in den Leerlaufstoppzustand vollzogen wird, wenn die ECU 52 von dem Steuerungsabschnitt 51 die Benachrichtigung erhält, dass die Übergangsvorbereitung abgeschlossen worden ist.
Anschließend ist unter Bezugnahme auf 11 der Wechsel zwischen den Schaltern 21 bis 24 näher beschrieben. 11 zeigt einen Fall, bei dem in einem Anfangszustand (bevor der Wechselvorgang durchgeführt wird) die Schalter 22 und 24 geschlossen sind, und die Schalter 21 und 23 offen sind. Insbesondere zeigt 11 einen Fall, bei dem, während die Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 mit elektrischer Energie von der rotierenden elektrischen Maschine 14 versorgt wird, und die elektrische Last 15 mit elektrischer Energie von der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 versorgt wird, die Automatischer-Stopp-Bedingung erfüllt ist und einer Übergang in den Leerlaufstoppzustand vollzogen wird.
Des Weiteren wird bei dem Fall in 11 vorausgesetzt, dass das Umschalten der Schalter 21 bis 24 so ausgeführt wird, dass am Ende die Schalter 22 und 23 geschlossen sind und die Schalter 21 und 24 offen sind. Insbesondere setzt der Fall in 11 voraus, dass die elektrische Last 15 in dem Leerlaufstoppzustand mit elektrischer Energie von der Blei-Speicherbatterie 11 versorgt wird.
Wenn die Automatischer-Stopp-Bedingung erfüllt ist (Zeitpunkt T51), schließt der Steuerungsabschnitt 51 die Schalter 21 bis 24. Nach dem Schließen der Schalter 21 bis 24 und während die Schalter 21, 22 und 23 geschlossen bleiben, öffnet der Steuerungsabschnitt 51 den Schalter 24 (Zeitpunkt T52). Wenn eine vorgegebene Zeitspanne nach dem Öffnen des Schalters 24 verstrichen ist, öffnet der Steuerungsabschnitt 51 den Schalter 21 (Zeitpunkt T53). Dies reduziert einen in die elektrischen Pfade L3 und L4 fließenden elektrischen Strom der rotierenden elektrischen Maschine 14, und somit wird verhindert, dass ein übermäßiger Strom für den zulässigen Strom der Schalter 23 und 24 durch die Schalter 23 und 24 fließt. Des Weiteren wird die elektrische Energieversorgung an die elektrische Last 15 beibehalten, da wenigstens einer der Schalter 23 und 24 geschlossen ist. Das voranstehend näher beschriebene vorliegende Ausführungsbeispiel erzielt die nachstehenden vorteilhaften Effekte wie bei dem vierten Ausführungsbeispiel.
(Andere Ausführungsbeispiele)
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die voranstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt und kann beispielsweise wie nachstehend beschrieben angewandt werden. Bei den nachstehenden Ausführungsbeispielen sind denselben oder entsprechenden Teilen mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und die Beschreibung der mit denselben Bezugszeichen bezeichneten Teile sind unter Bezugnahme aufgenommen.
Bei den ersten bis dritten Ausführungsbeispielen, wenn in der Energiebetriebsfunktion der rotierenden elektrischen Maschine 14 ein vorübergehender elektrischer Energiebedarf auftritt, ist es vorteilhaft, einen Spannungsabfall der elektrischen Last 15 zu vermeiden, indem elektrische Energie aus verschiedenen Speicherbatterien an die elektrische Last 15 und die rotierende elektrische Maschine 14 geliefert wird. Wenn jedoch die Schalter 21 bis 24 alle im Ausfallsicherungsvorgang geschlossen sind, kann ein elektrischer Strom in die rotierende elektrische Maschine 14 fließen, die einen energiebetriebenen Antrieb ausführt, was zu dem Spannungsabfall der elektrischen Last 15 führen kann. Wenn also die offen/geschlossen-Zustände der Schalter 23 und 24 gewechselt werden, kann der elektrische Energiebedarf selbst reduziert werden, indem der energiebetriebene Antrieb der rotierenden elektrischen Maschine 14 reduziert wird, um den Spannungsabfall der elektrischen Last 15 zu verhindern.
Insbesondere, wenn der Steuerungsabschnitt 51 bestimmt, dass eine Unregelmäßigkeit eingetreten ist, benachrichtigt der Steuerungsabschnitt 51 die ECU 52, dass bestimmt worden ist, dass eine Unregelmäßigkeit eingetreten ist. Wenn die ECU 52 die Unregelmäßigkeitsbenachrichtigung erhält, führt die ECU 52 die Steuerung so aus, dass der energiebetriebene Antrieb von der rotierenden elektrischen Maschine 14 reduziert wird. Anschließend nimmt der Steuerungsabschnitt 51 eine Spannung (oder einen elektrischen Strom) des externen Anschlusses P1 auf, und wenn die Spannung einen vorgegebenen Wert oder weniger annimmt, das heißt nachdem der Steuerungsabschnitt 51 bestätigt, dass der energiebetriebene Antrieb der rotierenden elektrischen Maschine 14 reduziert worden ist, führt der Steuerungsabschnitt 51 das Umschalten der Schalter 21 bis 24 aus.
Selbst, wenn die Schalter 22 und 24 zu diesem Zeitpunkt zu unterschiedlichen Zeitpunkten geöffnet werden, kann ein Spannungsabfall zu der elektrischen Last 15 verhindert werden, da der durch die elektrische Maschine 14 fließende elektrische Strom selbst reduziert worden ist.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel kann der Steuerungsabschnitt 51 das Umschalten der Schalter 23 und 24 ausführen, wenn der Steuerungsabschnitt 51 eine Spannung oder einen elektrischen Strom des externen Anschlusses P0 ermittelt und die ermittelte Spannung oder der ermittelte elektrische Strom innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt. Somit kann das Umschalten der Schalter 23 und 24 unabhängig von der Situation ausgeführt werden, selbst in einer Situation, in der elektrische Energie zeitweise von der elektrischen Last 13 bezogen wird.
Bei den voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Blei-Speicherbatterie 11 als die erste Speicherbatterie vorgesehen und die Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 ist als die zweite Speicherbatterie vorgesehen, jedoch kann diese Konfiguration geändert werden. Die zweite Speicherbatterie kann, anders als die Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12, eine hochdichte Speicherbatterie sein, zum Beispiel eine Nickel-Wasserstoff-Batterie. Alternativ können die erste Speicherbatterie und die zweite Speicherbatterie dieselbe Speicherbatterie sein (zum Beispiel eine Blei-Speicherbatterie, Lithium-Ionen-Speicherbatterie, oder dergleichen).
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird die Bestimmung, dass der vorgegebene Reduzierungszustand eingetreten ist, unter der Bedingung gemacht, dass die Schalter 21 und 22 geschlossen bleiben, bevor einer der Schalter 23 und 24 geöffnet wird. Jedoch kann die Bestimmung, dass der vorgegebene Reduzierungszustand eingetreten ist, unter der Bedingung gemacht, dass die Schalter 21 und 22 offen sind. Dies verhindert, dass der elektrische Strom von der rotierenden elektrischen Maschine 14 in die elektrischen Pfade L3 und L4 fließt.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel bestimmt der Steuerungsabschnitt 51 basierend auf der Spannung des externen Anschlusses P1, ob der vorgegebene Reduzierungszustand eingetreten ist. Jedoch kann der Steuerungsabschnitt 51 bestimmen, dass vorgegebene Reduzierungszustand eingetreten ist, wenn eine vorgegebene Zeitspanne (zum Beispiel 1 Sekunde) nach der Unregelmäßigkeitsbenachrichtigung verstrichen ist.
Bei den ersten bis dritten Ausführungsbeispielen wird die Batterieeinheit U bei einem Fall angewandt, bei dem die offen/geschlossen-Zustände der Schalter 23 und 24 in dem Ausfallsicherungsvorgang gewechselt werden. Jedoch, anders als bei dem Fall, wenn der Ausfallsicherungsvorgang ausgeführt wird, kann die Batterieeinheit U in jeder Situation eingesetzt werden, in der die offen/geschlossen-Zustände der Schalter 23 und 24 gewechselt werden. Darüber hinaus müssen die offen/geschlossen-Zustände der Schalter 21 und 22 nicht gewechselt werden, wenn die offen/geschlossen-Zustände der Schalter 23 und 24 gewechselt werden. Wenn beispielsweise bei dem Ausfallsicherungsvorgang der Schalter 21 geschlossen und der Schalter 22 offen ist, müssen die offen/geschlossen-Zustände der Schalter 21 und 22 nicht gewechselt werden. Des Weiteren wird der Öffnungs- und Schließvorgang ausgeführt, um den Schalter 23 zu schließen und den Schalter 24 zu öffnen. Jedoch kann der Öffnungs- und Schließvorgang ausgeführt werden, um den Schalter 23 zu öffnen und den Schalter 24 zu schließen.
Das Energieversorgungssystem kann auch für andere Zwecke als die für Fahrzeuge angewandt werden.
Bei dem vierten oder fünften Ausführungsbeispiel kann die Bestimmung, dass der vorgegebene Reduzierungszustand eingetreten ist, unter der Bedingung gemacht werden, dass die Schalter 21 und 22 offen sind. Das verhindert, dass der elektrische Strom von der rotierenden elektrischen Maschine 14 in die elektrischen Pfade L3 und L4 fließt.
Bei dem vierten oder fünften Ausführungsbeispiel können die offen/geschlossen-Zustände der Schalter 21 und 22 vor der Ausführung des Wechselvorgangs beliebig geändert werden. Vor der Ausführung des Wechselvorgangs beispielsweise können die offen/geschlossen-Zustände der Schalter 21 und 22 derart sein, dass der Schalter 21 offen ist und der Schalter 22 geschlossen, und andersherum. Darüber hinaus könne die Schalter 21 und 22 beide geschlossen oder offen sein.
Bei dem vierten oder fünften Ausführungsbeispiel bestimmt die ECU 52, ob die Automatischer-Stopp-Bedingung erfüllt ist, aber die Bestimmung kann von dem Steuerungsabschnitt 51 ausgeführt werden. Insbesondere kann der Steuerungsabschnitt 51 derart eingerichtet sein, dass Informationen über eine Fahrzeuggeschwindigkeit, einen Betriebszustand des Gaspedals und der Bremse und dergleichen in den Steuerabschnitt 51 eingegeben werden und der Steuerabschnitt 51 die Bestimmung basierend auf den Informationen und den offen/geschlossen-Zuständen der Schalter durchführt.
Bei dem vierten oder fünften Ausführungsbeispiel kann der Steuerungsabschnitt 51 vorab bestimmen, ob der Wechsel zwischen den Schaltern 23 und 24 ausgeführt werden muss, und wenn der Wechsel zwischen den Schaltern 23 und 24 nicht notwendig ist, muss der Steuerungsabschnitt 51 den Wechselvorgang nicht ausführen.
Wenn bei dem vierten oder fünften Ausführungsbeispiel die Automatischer-Stopp-Bedingung erfüllt ist, werden die Schritte S402 bis S406 (oder die Schritte S502 bis S506) in dem Wechselvorgang ausgeführt.
Ein weiteres Beispiel ist, wenn eine Abbruchbedingung für das Stoppen der Energieerzeugung durch die rotierende elektrische Maschine 14 erfüllt ist, können die die Schritte S402 bis S406 (oder die Schritte S502 bis S506) in dem Wechselvorgang ausgeführt werden. Zum Beispiel beinhaltet Abbruchbedingung für das Stoppen der Energieerzeugung durch die rotierende elektrische Maschine 14 eine Situation, in der das Gaspedal betätigt wird, und eine Situation, in der eine Fahrzeuggeschwindigkeit gleichbleibend wird. Das macht es möglich, dass der geschlossene Schalter zwischen den Schaltern 23 und 24 gewechselt wird, ohne zu warten bis die Energieerzeugungsspannung den vorgegebenen Wert oder weniger annimmt (das heißt, unmittelbar nach Erfüllung der Energieerzeugungs-Abbruchbedingung).
Darüber hinaus können die Schritte S402 bis S406 im Wechselvorgang ausgeführt werden, wenn eine Ausführungsbedingung für das Laden der Blei-Speicherbatterie 11 und das Versorgen der elektrischen Last 15 mit elektrischer Energie von der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 erfüllt ist, während die Blei-Speicherbatterie 11 (oder die Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12) geladen und elektrische Energie aus der Blei-Speicherbatterie 11 der elektrischen Last 15 zugeführt wird. Dadurch ist es möglich, den Schalter im geschlossenen Zustand zwischen den Schaltern 23 und 24 zu wechseln, ohne zu warten, bis die Energieerzeugungsspannung den vorgegebenen Wert oder weniger erreicht hat (das heißt unmittelbar nach Erfüllung der Ausführungsbedingung).
Während die Blei-Speicherbatterie 11 (oder die Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12) geladen wird und die elektrische Last 15 mit elektrischer Energie von der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 versorgt wird, können in ähnlicher Weise die Schritte S502 bis S506 in dem Wechselvorgang ausgeführt werden, wenn eine Ausführungsbedingung für das Laden der Lithium-Ionen-Speicherbatterie 12 und das Versorgen der elektrischen Last 15 mit elektrischer Energie von der Blei-Speicherbatterie 11 erfüllt ist. Das macht es möglich, dass der geschlossene Schalter zwischen den Schaltern 23 und 24 gewechselt wird, ohne zu warten bis die Energieerzeugungsspannung den vorgegebenen Wert oder weniger annimmt (das heißt, unmittelbar nach Erfüllung der Ausführungsbedingung).
Die vorliegende Erfindung worden ist basierend auf den Ausführungsbeispielen beschrieben, aber es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele oder die Strukturen beschränkt ist. Die vorliegende Erfindung enthält verschiedene modifizierte Beispiele und Änderungen in einem gleichwertigen Bereich. Darüber hinaus beinhaltet eine Kategorie oder ein Denkbereich der vorliegenden Erfindung verschiedene Kombinationen oder Formen und andere Kombinationen oder Formen, die nur ein Element, ein oder mehrere Elemente oder ein oder weniger Elemente davon beinhalten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2017002801 A [0001]
JP 2015093554 A [0004]

Claims

Energieversorgungsvorrichtung (U), die auf ein Energieversorgungssystem angewendet wird, bei dem eine erste Speicherbatterie (11) und eine zweite Speicherbatterie (12) parallel zu einer rotierenden elektrischen Maschine (14) geschaltet sind, und die erste Speicherbatterie und die zweite Speicherbatterie parallel zu der elektrischen Last (15) geschaltet sind, wobei die Energieversorgungsvorrichtung folgendes beinhaltet: einen ersten Pfad (L1, L2), der zwischen der ersten Speicherbatterie und der zweiten Speicherbatterie vorgesehen ist, durch den ein Erregerstrom der rotierenden elektrischen Maschine fließt; einen ersten Schalter (21), der auf dem ersten Pfad näher an der ersten Speicherbatterie vorgesehen ist, als eine erste Verbindungsstelle (N1) zu der rotierenden elektrischen Maschine; einen zweiten Schalter (22), der auf dem ersten Pfad näher an der zweiten Speicherbatterie vorgesehen ist, als die erste Anschlussstelle; einen zweiten Pfad (L3, L4), von dem ein Ende mit einer Stelle verbunden ist, die näher an der ersten Speicherbatterie liegt, als der erste Schalter auf dem ersten Pfad, und von dem das andere Ende mit einer Stelle verbunden ist, die näher an der zweiten Speicherbatterie liegt, als der zweite Schalter, und der ein elektrischer Energieversorgungspfad zu der elektrischen Last ist; einen dritten Schalter (23), der auf dem zweiten Pfad näher an der ersten Speicherbatterie vorgesehen ist als eine zweite Verbindungsstelle (N4) zu der elektrischen Last; einen vierten Schalter (24), der auf dem zweiten Pfad näher an der zweiten Speicherbatterie vorgesehen ist als die zweite Verbindungsstelle; und eine die Schalter steuernde Schaltersteuerungsvorrichtung (51), wobei in einer Situation, in der der Erregerstrom der rotierenden elektrischen Maschine durch den ersten Pfad fließt, während sich der dritte Schalter oder der vierte Schalter in einem geschlossenen Zustand befindet, wenn die Schaltersteuerungsvorrichtung den Schalter in einem geschlossenen Zustand zwischen dem dritten Schalter und dem vierten Schalter wechselt, die Schaltersteuerungsvorrichtung den dritten Schalter und den vierten Schalter dazu veranlasst, vorübergehend in einen geschlossenen Zustand umzuschalten, und den Wechsel unter der Bedingung ausführt, dass während der geschlossene Zustand gehalten wird, ein vorgegebener Reduzierungszustand eingetreten ist, in dem ein durch den zweiten Pfad fließender elektrischer Strom reduziert worden ist.
Energieversorgungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Schaltersteuerungsvorrichtung in einer Situation, in der der Erregerstrom der rotierenden elektrischen Maschine durch den ersten Pfad fließt, den Schalter in einem geschlossenen Zustand zwischen dem dritten Schalter und dem vierten Schalter wechselt, sodass der Schalter in einem geschlossenen Zustand von dem vierten Schalter in den dritten Schalter oder von dem dritten Schalter in den vierten Schalter umgeschaltet wird; und wenn die Schaltersteuerungsvorrichtung den Wechsel zwischen dem dritten Schalter und dem vierten Schalter ausführt, die Schaltersteuerungsvorrichtung bestimmt, dass der vorgegebene Reduzierungszustand unter der Bedingung eingetreten ist, dass sich der erste Schalter und der zweite Schalter vor der Öffnung des vierten Schalters oder dritten Schalters in einem geschlossenen Zustand befinden, und die Schaltersteuerungsvorrichtung anschließend den Wechsel zwischen dem dritten Schalter und dem vierten Schalter ausführt.
Energieversorgungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, ferner mit: einem Unregelmäßigkeitsbestimmungsabschnitt, der bestimmt, dass eine Unregelmäßigkeit bezüglich des Aufladens und Entladens der zweiten Speicherbatterie eingetreten ist, wobei: wenn bestimmt wird, dass die Unregelmäßigkeit eingetreten ist, der vierte Schalter oder der dritte Schalter als Ausfallsicherungsvorgang geöffnet wird; und wenn der Ausfallsicherungsvorgang in einer Situation ausgeführt wird, in der der Erregerstrom der rotierenden elektrischen Maschine durch den ersten Pfad fließt, die Schaltersteuerungsvorrichtung bestimmt, dass der vorgegebene Reduzierungszustand unter der Bedingung eingetreten ist, dass sich der erste Schalter und der zweite Schalter vor der Öffnung des vierten Schalters oder dritten Schalters in einem geschlossenen Zustand befinden, und die Schaltersteuerungsvorrichtung anschließend den Wechsel zwischen dem dritten Schalter und dem vierten Schalter ausführt.
Energieversorgungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Schaltersteuerungsvorrichtung in einer Situation, in der der Erregerstrom der rotierenden elektrischen Maschine durch den ersten Pfad fließt, wenn die Schaltersteuerungsvorrichtung den Wechsel zwischen dem dritten Schalter und dem vierten Schalter ausführt, bestimmt, dass der vorgegebene Reduzierungszustand unter der Bedingung eingetreten ist, dass der Wechsel angefragt worden ist, und anschließend der Erregerstrom reduziert worden ist, und die Schaltersteuerungsvorrichtung anschließend den Wechsel ausführt.
Energieversorgungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, die auf ein Fahrzeug angewendet wird, das die rotierende elektrische Maschine und einen Motor beinhaltet und eine Leerlauf-Stopp-Funktion aufweist, in der ein automatisches Stoppen des Motors und ein Neustart des Motors durch energiebetriebenen Antrieb der rotierenden elektrischen Maschine ausgeführt werden, ferner mit: einem Unregelmäßigkeitsbestimmungsabschnitt, der bestimmt, dass eine Unregelmäßigkeit bezüglich des Aufladens und Entladens der zweiten Speicherbatterie eingetreten ist; und einem Änderungsabschnitt, der bei einem Neustart des Motors durch den energiebetriebenen Antrieb der rotierenden elektrischen Maschine eine Speicherbatterie, die als Versorgungsquelle für die rotierende elektrische Maschine dient, unter der Bedingung ändert, dass bestimmt wird, dass eine Unregelmäßigkeit eingetreten ist.
Energieversorgungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei in einer Situation, in der der Erregerstrom der rotierenden elektrischen Maschine durch den ersten Pfad fließt, während sich zumindest einer des ersten Schalters und des zweiten Schalters in einem geschlossenen Zustand befindet und sich einer des dritten Schalters und des vierten Schalters in einem geschlossenen Zustand befindet, wenn die Schaltersteuerungsvorrichtung den Schalter in einem geschlossenen Zustand zwischen dem dritten Schalter und dem vierten Schalter wechselt, die Schaltersteuerungsvorrichtung bewirkt, dass sich der erste Schalter und der zweite Schalter in einem geschlossenen Zustand befinden, und anschließend bewirkt, dass sich vorübergehend alle Schalter in einem geschlossenen Zustand befinden, und die Schaltersteuerungsvorrichtung bestimmt, dass der vorgegebene Reduzierungszustand unter der Bedingung eingetreten ist, dass sich alle Schalter in einem geschlossenen Zustand befinden, und die Schaltersteuerungsvorrichtung anschließend den Wechsel ausführt, indem sie bewirkt, dass sich einer der dritten Schalter und der vierten Schalter in einem offenen Zustand befindet, und anschließend bewirkt, dass sich zumindest einer des ersten Schalters und des zweiten Schalters in einem offenen Zustand befindet.
Energieversorgungsvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei die Schaltersteuerungsvorrichtung den Wechsel zwischen den Schaltern ausführt, wenn eine Automatischer-Stopp-Bedingung, eine Energieerzeugungs-Stopp-Bedingung oder eine Ausführungsbedingung erfüllt ist, wobei die Automatischer-Stopp-Bedingung eine Bedingung für das Ausführen eines automatischen Stopps eines Motors ist, die Energieerzeugungs-Stopp-Bedingung eine Bedingung zum Stoppen der Energieerzeugung durch die rotierende elektrische Maschine ist, und die Ausführungsbedingung eine Bedingung zum Laden der ersten Speicherbatterie und zum Versorgen der elektrischen Last mit elektrischer Energie der zweiten Speicherbatterie ist.
Energieversorgungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der erste Pfad ein Großer-Strom-Pfad ist, in dem ein zulässiger Strom, verglichen mit dem zweiten Pfad, groß ist.
Energieversorgungsystem mit: der Energieversorgungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8; der ersten Speicherbatterie; der zweiten Speicherbatterie; und der rotierenden elektrischen Maschine.
Energieversorgungsystem gemäß Anspruch 9, ferner mit: einer Anzeigevorrichtung, die die Schaltersteuerungsvorrichtung über einen Zeitpunkt zur Durchführung des Wechsels anweist.