DE112017005082T5

DE112017005082T5 - Fahrzeuggebundene Vorrichtung

Info

Publication number: DE112017005082T5
Application number: DE112017005082.0T
Authority: DE
Inventors: Kentaro Ashibe; Masakatsu Moriguchi
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2016-10-07
Filing date: 2017-10-02
Publication date: 2019-06-19
Also published as: WO2018066499A1; CN109789841A; US20190308569A1; JP2018058543A

Abstract

Eine fahrzeuggebundene Vorrichtung (10) hat einen Elektrizitätsspeicher (20), eine Steuereinheit (40), einen ersten Kommunikationsschaltkreis (60) und einen Speicher (61). Strom, der in dem Elektrizitätsspeicher (20) gespeichert ist, wird an die Steuereinheit (40), den ersten Kommunikationsschaltkreis (60) und den Speicher (61) zugeführt. Ein Hauptschalter (50) ist in einem Stromzufuhrpfad vorgesehen, der sich von dem Elektrizitätsspeicher (20) an den ersten Kommunikationsschaltkreis (60) und den Speicher (61) erstreckt. Wenn die Klemmspannung des Elektrizitätsspeichers (20) unter einen Schwellwert fällt, wird der Hauptschalter (50) ausgeschaltet.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine fahrzeuggebundene Vorrichtung, die mit einem Elektrizitätsspeicher und mehreren Komponenten versehen ist, an welche Strom aus dem Elektrizitätsspeicher zugeführt wird.
STAND DER TECHNIK
Fahrzeuggebundene Vorrichtungen, wie beispielsweise ECUs (elektronische Steuereinheiten), sind jeweils mit mehreren Komponenten ausgerüstet, die einen Mikrocomputer umfassen. Eine fahrzeuggebundene Vorrichtung ist mit der positiven Elektrode einer Batterie verbunden, und Strom wird von der Batterie an die Komponenten zugeführt.
Die fahrzeuggebundene Vorrichtung ist ferner mit einem Elektrizitätsspeicher ausgerüstet. Der Elektrizitätsspeicher umfasst beispielsweise einen Kondensator und wird aus der Batterie geladen. Falls die Stromzufuhr von der Batterie an die fahrzeuggebundene Vorrichtung temporär stoppt, wird Strom von dem Elektrizitätsspeicher der Komponenten zugeführt. Daher führt, auch wenn die Stromzufuhr aus der Batterie zu der fahrzeuggebundenen Vorrichtung temporär stoppt, der Mikrocomputer durchgängig Vorgänge aus.
Patentdokument 1 offenbart einen Stromzufuhrapparat, in welchem Strom von einer Stromquelle an mehrere Lasten zugeführt wird. Schalter sind jeweils auf mehreren Stromzufuhrpfaden vorgesehen, die sich von der Stromquelle zu den jeweiligen Lasten erstrecken. Diese Schalter werden abhängig von der Höhe eines Stroms, der in den jeweiligen Stromzufuhrpfaden fließt, an- oder ausgeschaltet.
VORBEKANNTE TECHNISCHE DOKUMENTE
PATENTDOKUMENTE
Patentdokument 1: JP 2004-192994 A
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABEN
In den letzten Jahren stieg, genauso wie sich die Funktionen der fahrzeuggebundenen Vorrichtung jeweils verbessern, die Anzahl der Komponenten, die in jeder fahrzeuggebundenen Vorrichtung verbaut sind, an. Falls die Anzahl der Komponenten, an welche ein Elektrizitätsspeicher Strom zuführt, groß ist, gibt es ein Problem, dass eine Zeitspanne, während welcher die Stromzufuhr von dem Elektrizitätsspeicher an einen Mikrocomputer aufrechterhalten werden kann, kurz ist.
Beispiele von Anordnungen zum Lösen dieses Problems umfassen eine Anordnung, bei welcher ein Elektrizitätsspeicher mit einer großen Kapazität auf der fahrzeuggebundenen Vorrichtung montiert wird. Beispielsweise wird durch Erhöhen der Anzahl der Kondensatoren, die parallel verbunden sind, oder durch Verwenden eines Kondensators mit einer großen Kapazität, ein Elektrizitätsspeicher mit einer großen Kapazität realisiert. Falls ein Elektrizitätsspeicher mit einer großen Kapazität verwendet wird, ist die Größe des Elektrizitätsspeichers groß, und folglich ist die Größe der fahrzeuggebundenen Vorrichtung ebenfalls groß. Der Raum innerhalb des Fahrzeugs ist beschränkt, und folglich ist es nicht gewünscht, dass die Größe der fahrzeuggebundenen Vorrichtung groß wird.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht des voranstehenden Problems gemacht und zielt darauf ab, eine kleine fahrzeuggebundene Vorrichtung bereitzustellen, die Strom von dem Elektrizitätsspeicher an ein spezifisches Ziel für eine längere Zeit zuführen kann.
MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE
Eine fahrzeuggebundene Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist mit einem Elektrizitätsspeicher und ersten und zweiten Zielen versehen, an welche Strom, der in dem Elektrizitätsspeicher gespeichert ist, zugeführt wird, und umfasst einen Schalter, der in einem Stromzufuhrpfad vorgesehen ist, der sich von dem Elektrizitätsspeicher zu dem zweiten Ziel erstreckt, und der ausgeschaltet wird, wenn eine Klemmspannung des Elektrizitätsspeichers unter einen Schwellwert fällt.
Bei der vorliegenden Erfindung wird anfangs Strom von dem Elektrizitätsspeicher zu dem ersten Ziel und dem zweiten Ziel zugeführt. Wenn die Klemmspannung des Elektrizitätsspeichers unter den Schwellwert fällt, wird der Schalter ausgeschaltet, und die Stromzufuhr von dem Elektrizitätsspeicher zu dem zweiten Ziel stoppt. Entsprechend fällt der Strom, der durch den Elektrizitätsspeicher pro Zeiteinheit freigegeben wird. Als Ergebnis wird Strom von dem Elektrizitätsspeicher an das erste Ziel für eine lange Zeit zugeführt. Zusätzlich nimmt zusammen mit dem Fall der Klemmspannung des Elektrizitätsspeichers die Anzahl der Ziele, an welche der Elektrizitätsspeicher Strom zuführt, ab, und folglich ist es möglich, einen kleinen Elektrizitätsspeicher mit einer kleinen Kapazität zu verwenden. In diesem Fall ist die Größe der Vorrichtung klein.
Bei der fahrzeuggebundenen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Schalter eingeschaltet, wenn die Klemmspannung des Elektrizitätsspeichers auf zumindest den Schwellwert steigt.
Bei der vorliegenden Erfindung wird, wenn die Klemmspannung des Elektrizitätsspeichers steigt und den Schwellwert erreicht, der Schalter eingeschaltet, und Strom wird wieder an das zweite Ziel zugeführt.
Bei der fahrzeuggebundenen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Anzahl der zweiten Ziele zumindest zwei, Schalter sind jeweils auf mehreren Stromzufuhrpfaden vorgesehen, die sich von dem Elektrizitätsspeicher zu den jeweiligen zweiten Zielen erstrecken, und ein Schwellwert eines Schalters, der auf einem Stromzufuhrpfad vorgesehen ist, unterscheidet sich von zumindest einem der Schwellwerte der Schalter, die auf den anderen Stromzufuhrpfaden vorgesehen sind.
Bei der vorliegenden Erfindung wird Strom von dem Elektrizitätsspeicher an mehrere zweite Ziele zugeführt, und es gibt mehrere Stromzufuhrpfade. Die Schalter sind jeweils auf den Stromzufuhrpfaden vorgesehen. Der Schwellwert des Schalters, der in einem Stromzufuhrpfad vorgesehen ist, unterscheidet sich von zumindest einem der Schwellwerte der Schalter, die in den anderen Stromzufuhrpfaden vorgesehen sind. Daher nimmt die Anzahl der zweiten Ziele zusammen mit dem Abfall der Klemmspannung des Elektrizitätsspeichers, an welche die Stromzufuhr gestoppt wird, schrittweise zu. Als Ergebnis ist es möglich, die Stromzufuhr von dem Elektrizitätsspeicher an das erste Ziel für eine längere Zeit fortzusetzen, während die Abnahme der Funktionen der Vorrichtung unterdrückt wird.
Bei der fahrzeuggebundenen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist das erste Ziel eine Steuereinheit, die einen Betrieb der fahrzeuggebundenen Vorrichtung steuert, und das zweite Ziel ist eine elektrische Vorrichtung, die in Übereinstimmung mit einer Instruktion des ersten Ziels betrieben wird.
Bei der vorliegenden Erfindung stoppt der Elektrizitätsspeicher die Stromzufuhr an die elektrische Vorrichtung, die in Übereinstimmung mit einer Instruktion der Steuervorrichtung betrieben wird, die den Betrieb der Vorrichtung steuert, wie beispielsweise ein Mikrocomputer, und dadurch wird Strom an die Steuereinheit für eine längere Zeit zugeführt.
EFFEKT DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine kleine fahrzeuggebundenen Vorrichtung zu realisieren, die Strom von einem Elektrizitätsspeicher an ein spezifisches Ziel für eine längere Zeit zuführen kann.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, das eine Hauptanordnung eines Stromquellensystems in einer ersten Ausführungsform zeigt.
2 ist ein Schaltdiagramm eines Versorgungssteuerschaltkreises.
3 ist ein Übersichtsdiagramm einer Stromzufuhr, wenn kein Hauptschalter vorgesehen ist.
4 ist ein Übersichtsdiagramm einer Stromzufuhr in einer fahrzeuggebundenen Vorrichtung.
5 ist ein Blockdiagramm, das eine Hauptanordnung eines Stromquellensystems in einer zweiten Ausführungsform zeigt.
6 ist ein Übersichtsdiagramm einer Stromzufuhr in einer fahrzeuggebundenen Vorrichtung.
7 ist ein Blockdiagramm, das eine Hauptanordnung eines Stromquellensystems in einer dritten Ausführungsform zeigt.

BESCHREIBUNGUN DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die die Ausführungsformen der Erfindung darstellenden Figuren beschrieben.
Erste Ausführungsform
1 ist ein Blockdiagramm, das die Hauptanordnung eines Stromquellensystems 1 in einer ersten Ausführungsform zeigt. Das Stromquellensystem 1 ist mit einer fahrzeuggebundenen Vorrichtung 10 und einer Batterie 11 versehen. Die positive Elektrode der Batterie 11 ist mit der fahrzeuggebundenen Vorrichtung 10 verbunden. Die negative Elektrode der Batterie 11 ist geerdet.
Strom wird von der Batterie 11 an der fahrzeuggebundenen Vorrichtung 10 bereitgestellt. Die fahrzeuggebundene Vorrichtung 10 speichert Strom, der von der Batterie 11 geliefert wird. Die fahrzeuggebundene Vorrichtung 10 arbeitet unter Verwendung von Strom, der von der Batterie 11 geliefert wird, oder von gespeichertem Strom. Die fahrzeuggebundene Vorrichtung 10 ist beispielsweise eine ECU.
Die fahrzeuggebundene Vorrichtung 10 hat einen Elektrizitätsspeicher 20, Regler 30 und 31, eine Steuereinheit 40, einen Hauptschalter 50, einen ersten Kommunikationsschaltkreis 60, einen Speicher 61, einen zweiten Kommunikationsschaltkreis 62, einen Versorgungssteuerschaltkreis 70 und eine Diode D1. Der Elektrizitätsspeicher 20 hat einen Kondensator C1 und einen Widerstand R1. Der Kondensator C1 ist der Hauptteil des Elektrizitätsspeichers 20, und der Widerstand R1 ist der Innenwiderstand des Elektrizitätsspeichers 20. Der Hauptschalter 50 ist ein PNP-Typ-Bipolartransistor.
Die Anode der Diode D1 ist mit der positiven Elektrode der Batterie 11 verbunden. Die Kathode der Diode D1 ist mit einem Ende des Widerstands R1 des Elektrizitätsspeichers 20 und mit einem Ende von jedem Regler 30 und 31 verbunden. Bei dem Elektrizitätsspeicher 20 ist das andere Ende des Widerstands R1 mit einem Ende des Kondensators C1 verbunden, und das andere Ende des Kondensators C1 ist geerdet.
Das andere Ende des Reglers 30 ist mit der Steuereinheit 40 und mit dem Emitter des Hauptschalters 50 verbunden. Der Kollektor des Hauptschalters 50 ist mit dem ersten Kommunikationsschaltkreis 60 und dem Speicher 61 verbunden. Der Versorgungssteuerschaltkreis 70 ist mit der Kathode der Diode D1 und dem Emitter und der Basis des Hauptschalters 50 verbunden. Das andere Ende des Reglers 31 ist mit dem zweiten Kommunikationsschaltkreis 62 verbunden. Die Steuereinheit 40, der erste Kommunikationsschaltkreis 60, der Speicher 61 und der zweite Kommunikationsschaltkreis 62 sind geerdet.
Die Batterie gibt eine Batteriespannung Vb über die Diode D1 aus. Entsprechend wird die Spannung zwischen den zwei Enden des Elektrizitätsspeichers 20 angelegt. Dabei wird bei dem Elektrizitätsspeicher 20 Strom an den Kondensator C1 über den Widerstand R1 angelegt, und der Kondensator C1 wird geladen. Da die Diode D1 vorgesehen ist, fließt kein Strom von dem Elektrizitätsspeicher 20 zu der Batterie 11, und der Elektrizitätsspeicher 20 lädt nicht die Batterie 11.
Falls die Spannung an der Basis des Hauptschalters 50 hinsichtlich des Potenzials des Emitters niedriger als eine negative konstante Spannung ist, kann ein Strom zwischen dem Emitter und dem Kollektor fließen. Dabei ist der Hauptschalter 50 an. Falls die Spannung an der Basis des Hauptschalters 50 hinsichtlich des Potenzials des Emitters größer oder gleich der obigen negativen konstanten Spannung ist, fließt kein Strom zwischen dem Emitter und dem Kollektor. Dabei ist der Hauptschalter 50 aus.
Der Versorgungssteuerschaltkreis 70 schaltet den Hauptschalter 50 durch Einstellen der Spannung der Basis mit Bezug auf das Potenzial des Emitters in dem Hauptschalter 50 Ein oder Aus.
Falls eine Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 an einem Ende des Widerstands R1 höher oder gleich einer vorgegebenen ersten Referenzspannung Vr ist, transformiert der Regler 30 die Klemmspannung Vt in eine vorgegebene erste Zielspannung Vg und gibt die erste Zielspannung Vg aus. Die erste Referenzspannung Vr ist höher als die erste Zielspannung Vg. Falls die Klemmspannung Vt niedriger als die erste Referenzspannung Vr ist, gibt der Regler 30 eine Spannung aus, die niedriger als die erste Zielspannung Vg ist. Falls die Klemmspannung Vt niedriger als die erste Referenzspannung Vr ist, dann nimmt die durch den Regler 30 ausgegebene Spannung zusammen mit der Klemmspannung Vt ab.
Unabhängig davon, ob der Hauptschalter 50 an ist oder nicht, wird die durch den Regler 30 ausgegebene Spannung an die Steuereinheit 40 angelegt. Entsprechend wird Strom an die Steuereinheit 40 zugeführt, und die Steuereinheit 40 arbeitet unter Verwendung des zugeführten Stroms.
Wenn der Hauptschalter 50 an ist, wird die durch den Regler 30 ausgegebene Spannung weiter an den ersten Kommunikationsschaltkreis 60 und den Speicher 61 angelegt. Entsprechend wird Strom auch an den ersten Kommunikationsschaltkreis 60 und den Speicher 61 angelegt, welche unter Verwendung des zugeführten Stroms arbeiten. Wenn der Hauptschalter 50 aus ist, wird kein Strom von dem Regler 30 an den ersten Kommunikationsschaltkreis 60 und den Speicher 61 zugeführt, und der erste Kommunikationsschaltkreis 60 und der Speicher 61 hören auf zu arbeiten.
Falls die Klemmspannung Vt größer oder gleich einer vorgegebenen zweiten Referenzspannung ist, transformiert der Regler 31 die Klemmspannung Vt in eine vorgegebene zweite Zielspannung und gibt die zweite Zielspannung aus. Die zweite Referenzspannung ist höher als die zweite Zielspannung. Wenn die Klemmspannung Vt niedriger als die zweite Referenzspannung ist, gibt der Regler 31 eine Spannung aus, die niedriger als die zweite Zielspannung ist. Falls die Klemmspannung Vt niedriger als die zweite Referenzspannung ist, nimmt die Spannung, die durch den Regler 31 ausgegeben wird, zusammen mit der Klemmspannung Vt ab. Die zweite Zielspannung unterscheidet sich von der ersten Zielspannung. Die durch den Regler 31 ausgegebene Spannung wird an den zweiten Kommunikationsschaltkreis 62 angelegt. Entsprechend wird Strom an den zweiten Kommunikationsschaltkreis 62 zugeführt, und der zweite Kommunikationsschaltkreis 62 arbeitet unter Verwendung des zugeführten Stroms.
Der Bereich des Spannungsabfalls über die Diode D1, wenn ein Strom von der Anode zu der Kathode fließt, wird nachstehend als „Vorwärtsspannung“ bezeichnet. Falls die Batteriespannung Vb größer oder gleich einer Spannung ist, die durch Addieren der Vorwärtsspannung auf die Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 erhalten wird, fließt ein Strom von der Batterie 11 zu den Reglern 30 und 31, und der Strom der Batterie 11 wird verbraucht. Falls die Batteriespannung Vb niedriger als die Spannung ist, die durch Addieren der Vorwärtsspannung auf die Klemmspannung Vt erhalten wird, dann fließt ein Strom von dem Elektrizitätsspeicher 20 zu den Reglern 30 und 31, und der Strom, der in dem Elektrizitätsspeicher 20 gespeichert ist, wird verbraucht.
Daher führt, falls die Batteriespannung Vb niedriger als die Spannung ist, die durch Addieren der Vorwärtsspannung auf die Klemmspannung Vt erhalten wird, der Elektrizitätsspeicher 20 den darin gespeicherten Strom an die Steuereinheit 40 über den Regler 30 zu. Falls die Batteriespannung Vb niedriger als die Spannung ist, die durch Addieren der Vorwärtsspannung auf die Klemmspannung Vt erhalten wird, und der Hauptschalter 50 an ist, führt der Elektrizitätsspeicher 20 den darin gespeicherten Strom über den Regler 30 und den Hauptschalter 50 an den ersten Kommunikationsschaltkreis 60 und den Speicher 61. Dies deutet an, dass der Hauptschalter 50 auf einem Stromzufuhrpfad vorgesehen ist, der sich von dem Elektrizitätsspeicher 20 zu dem ersten Kommunikationsschaltkreis 60 und dem Speicher 61 erstreckt. Die Steuereinheit 40 fungiert als ein erstes Ziel, und einer von dem ersten Kommunikationsschaltkreis 60 und dem Speicher 61 fungiert als ein zweites Ziel.
Eine Hauptspannung Vm, die an den Steuerschaltkreis 40 angelegt wird, ist im Wesentlichen gleich zu der Spannung, die durch den Regler 30 ausgegeben wird. Daher ist, wenn der Regler 30 die erste Zielspannung Vg ausgibt, die Hauptspannung Vm im Wesentlichen die gleiche wie die erste Zielspannung Vg. Falls die Hauptspannung Vm niedriger als die erste Zielspannung Vg ist, hört die Steuereinheit 40 auf zu arbeiten.
Kommunikationsleitungen (nicht gezeigt) sind jeweils mit dem ersten Kommunikationsschaltkreis 60 und dem zweiten Kommunikationsschaltkreis 62 verbunden. Der erste Kommunikationsschaltkreis 60 und der zweite Kommunikationsschaltkreis 62 empfangen Daten, die über die jeweiligen, damit verbundenen Kommunikationsleitungen übertragen werden. Ferner überträgt der erste Kommunikationsschaltkreis 60 und der zweite Kommunikationsschaltkreis 62 Daten über die jeweiligen, damit verbundenen Kommunikationsleitungen in Übereinstimmung mit Instruktionen der Steuereinheit 40. Die Steuereinheit 40 liest Daten aus dem Speicher 61 aus und speichert Daten in den Speicher 61.
Die Steuereinheit 40 ist beispielsweise ein Mikrocomputer und steuert die Vorgänge der fahrzeuggebundenen Vorrichtung 10. Die Steuereinheit 40 steuert Vorgänge der fahrzeuggebundenen Vorrichtung 10 beispielsweise wie folgt. Die Steuereinheit 40 speichert Daten, die von dem ersten Kommunikationsschaltkreis 60 empfangen werden, in den Speicher 61 und instruiert den zweiten Kommunikationsschaltkreis 62, die Daten, die in dem Speicher 61 gespeichert sind, zu übertragen. Ferner speichert die Steuereinheit 40 Daten, die von dem zweiten Kommunikationsschaltkreis 62 empfangen werden, in den Speicher 61 und instruiert den ersten Kommunikationsschaltkreis 60, die Daten, die in dem Speicher 61 gespeichert sind, zu übertragen. Wie voranstehend beschrieben, gibt die Steuereinheit 40 Kommunikation, die zwischen dem mit einem der Kommunikationsleitungen verbundenen Apparat und dem mit der anderen Kommunikationsleitung verbundenen Apparat durchgeführt wird, weiter. Der erste Kommunikationsschaltkreis 60, der Speicher 61 und der zweite Kommunikationsschaltkreis 62 sind elektrische Vorrichtungen, die wie folgt arbeiten, in Übereinstimmung mit Instruktionen der Steuereinheit 40.
Wenn die Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 unterhalb eines Schwellwerts V0 sinkt, schaltet der Versorgungssteuerschaltkreis 70 den Hauptschalter 50 aus. Entsprechend stoppt die Stromzufuhr an den ersten Kommunikationsschaltkreis 60 und den Speicher 61. Wenn die Klemmspannung Vt auf den Schwellwert V0 oder höher steigt, schaltet der Versorgungssteuerschaltkreis 70 den Hauptschalter 50 an. Entsprechend wird die Stromzufuhr an den ersten Kommunikationsschaltkreis 60 und den Speicher 61 wiederaufgenommen.
2 ist ein Schaltkreisdiagramm des Versorgungssteuerschaltkreises 70. Der Versorgungssteuerschaltkreis 70 umfasst einen Unterschalter 80, Widerstände R2, R3, R4 und R5 und eine Zener-Diode Z1. Der Unterschalter 80 ist ein NPN -Typ -Bipolartransistor.
Die Kathode der Zener-Diode Z1 ist mit einem Ende des Widerstands R1 des Elektrizitätsspeichers 20 verbunden. Die Anode der Zener-Diode Z1 ist mit einem Ende des Widerstands R2 verbunden. Das andere Ende des Widerstands R2 ist mit der Basis des Unterschalters 80 und einem Ende des Widerstands R3 verbunden. Der Emitter des Unterschalters 80 und das andere Ende des Widerstands R3 sind geerdet. Der Kollektor des Unterschalters 80 ist mit einem Ende des Widerstands R4 verbunden. Das andere Ende des Widerstands R4 ist mit der Basis des Hauptschalters 50 und einem Ende des Widerstands R5 verbunden. Das andere Ende des Widerstands R5 ist mit dem Emitter des Hauptschalters 50 verbunden.
Falls die Spannung an der Basis des Unterschalters 80 mit Bezug auf das Potenzial des Emitters höher oder gleich einer positiven konstanten Spannung ist, kann ein Strom zwischen dem Kollektor und Emitter fließen. Dabei ist der Unterschalter 80 an. Falls die Spannung an der Basis des Unterschalters 80 mit Bezug auf das Potenzial des Emitters niedriger als die obere positive konstante Spannung ist, fließt kein Strom zwischen dem Kollektor und dem Emitter. Dabei ist der Unterschalter 80 aus.
Falls die Spannung an der Kathode der Zener-Diode Z1 mit Bezug auf das Potenzial der Anode niedriger als eine vorgegebene Spannung ist, dann fließt kein Strom über die Zener-Diode Z1. Falls die Spannung an der Kathode der Zener-Diode Z1 mit Bezug auf das Potenzial der Anode höher oder gleich der vorgegebenen Spannung ist, fließt ein Strom über die Zener-Diode Z1.
Falls die Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 niedriger als ein Schwellwert V0 ist, dann ist die Spannung an der Kathode der Zener-Diode Z1 mit Bezug auf das Potenzial der Anode niedriger als die vorgegebene Spannung. In diesem Fall fließt kein Strom über die Widerstände R2 und R3, und folglich ist die Spannung an der Basis des Unterschalters 80 mit Bezug auf das Potenzial des Emitters 0 V und ist niedriger als die obige positive konstante Spannung. Daher ist der Unterschalter 80 aus.
Wenn der Unterschalter 80 aus ist, fließt kein Strom über die Widerstände R5 und R4, und folglich ist die Spannung an der Basis des Hauptschalters 50 mit Bezug auf das Potenzial des Emitters 0 V und ist höher oder gleich der obigen negativen konstanten Spannung. Daher ist der Hauptschalter 50 aus. Wenn der Hauptschalter 50 aus ist, ist die Stromzufuhr an den ersten Kommunikationsschaltkreis 60 und den Speicher, wie voranstehend beschrieben, abgeschaltet.
Falls die Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 höher oder gleich dem Schwellwert V0 ist, ist die Spannung an der Kathode der Zener-Diode Z1 mit Bezug auf das Potenzial der Anode höher oder gleich der vorgegebenen Spannung. In diesem Fall fließt ein Strom von der Batterie 11 oder dem Elektrizitätsspeicher 20 an die Zener-Diode Z1 und die Widerstände R2 und R3 in dieser Reihenfolge, und es gibt einen Spannungsabfall über den Widerstand R3. Dabei ist die Spannung an der Basis des Unterschalters 80 mit Bezug auf die Spannung des Emitters höher oder gleich der obigen positiven konstanten Spannung, und der Unterschalter 80 wird eingeschaltet.
Wenn der Unterschalter 80 an ist, fließt ein Strom von dem anderen Ende des Reglers 30 über die Widerstände R5 und R4 und den Unterschalter 80 in dieser Reihenfolge, und es gibt einen Spannungsabfall an dem Widerstand R5. Dabei ist die Spannung an der Basis des Hauptschalters 50 mit Bezug auf das Potenzial des Emitters niedriger als die oben genannte negative konstante Spannung, und der Hauptschalter 50 ist eingeschaltet.
Wie voranstehend beschrieben, werden, wenn die Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 unterhalb des Schwellwerts V0 fällt, der Unterschalter 80 und der Hauptschalter 50 nacheinander ausgeschaltet, und die Stromzufuhr an den ersten Kommunikationsschaltkreis 60 und den Speicher 61 stoppt. Zusätzlich werden, wenn die Klemmspannung VT des Elektrizitätsspeichers 20 über den Schwellwert V0 oder höher steigt, der Unterschalter 80 und der Hauptschalter 50 nacheinander eingeschaltet, und die Stromzufuhr an den ersten Kommunikationsschaltkreis 60 und den Speicher 61 wird wieder aufgenommen.
Der Versorgungssteuerschaltkreis 70 wird durch Hardware gebildet, und folglich wird, wenn die Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 unterhalb des Schwellwerts V0 fällt, der Hauptschalter sofort ausgeschaltet. Ferner wird, wenn die Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 auf den Schwellwert V0 oder höher steigt, der Hauptschalter sofort eingeschaltet.
3 zeigt Diagramme, die die Stromzufuhr darstellen, wenn der Hauptschalter 50 nicht vorgesehen ist. 3 zeigt Graphen der Batteriespannung Vb und der Klemmspannung Vt und der Hauptspannung Vm des Elektrizitätsspeichers 20 über die Zeit. Die horizontalen Achsen dieser Graphen stellen die Zeit dar.
Falls der Hauptschalter 50 nicht vorgesehen ist, mit anderen Worten, falls das andere Ende des Reglers 30 direkt mit dem ersten Kommunikationsschaltkreis 60 und dem Speicher 61 verbunden ist, wird, wenn die Batteriespannung Vb auf eine Spannung fällt, die niedriger als eine Spannung ist, die durch Addieren der Vorwärtsspannung der Diode D1 zu der Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 erhalten wird, die Stromzufuhr von dem Elektrizitätsspeicher 20, insbesondere dem Kondensator C1, an die Steuereinheit 40, den ersten Kommunikationsschaltkreis 60, den Speicher 61 und den zweiten Kommunikationsschaltkreis 62 gestartet. Ein Beispiel wird nachstehend beschrieben, bei welchem die Batteriespannung Vb auf 0V fällt.
Der Strom des Kondensators C1 wird zugeführt, die Spannung zwischen den zwei Enden des Kondensators C1 fällt und die Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 fällt. Während die Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 höher oder gleich der ersten Referenzspannung Vr ist, gibt der Regler 30 die erste Zielspannung Vg aus, und Strom wird an die Steuereinheit 40, den ersten Kommunikationsschaltkreis 60 und den Speicher 61 zugeführt. Dabei ist die Hauptspannung Vm im Wesentlichen die gleiche wie die erste Zielspannung Vg.
Wenn die Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 unter die erste Referenzspannung Vr fällt, fällt die Hauptspannung Vm unter die erste Zielspannung Vg, und die Steuereinheit 40 stoppt das Arbeiten. Während die Zielspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 unter der ersten Referenzspannung Vr ist, wird der Zustand der Steuereinheit 40 in einem aufgeschobenen (gestoppten) Zustand gehalten. Wenn die Batteriespannung Vb steigt und die Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 auf die erste Referenzspannung Vr oder höher steigt, gibt der Regler 30 die erste Zielspannung Vg aus und die Steuereinheit 40 arbeitet wieder, wie voranstehend beschrieben.
Falls die Stromzufuhr an die Steuereinheit 40 aufhört, werden beispielsweise Daten, die in einem RAM (zufälliger Zugriffsspeicher (engl. random access memory), nicht gezeigt) der Steuereinheit 40 gespeichert sind, unerwartet gelöscht. Entsprechend gibt es ein Risiko, dass ein oder mehr Vorgänge, die durch die Steuereinheit 40 auszuführen sind, nicht angemessen ausgeführt werden. Daher ist es notwendig, einen unerwarteten Stopp der Stromzufuhr an die Steuereinheit 40 zu verhindern.
4 zeigt Diagramme, die die Stromzufuhr der fahrzeuggebundenen Vorrichtung 10 darstellen. Ähnlich wie 3 zeigt 4 Graphen der Batteriespannung Vb und der Klemmspannung Vt und der Hauptspannung Vm des Elektrizitätsspeichers 20 über die Zeit. 4 zeigt ferner, wie der Hauptschalter 50 zwischen Ein und Aus übergeht. Die horizontalen Achsen der vier Graphen, die in 4 gezeigt sind, zeigen die Zeit.
Bei der fahrzeuggebundenen Vorrichtung 10 wird, falls die Batteriespannung Vb niedriger als eine Spannung ist, die durch Addieren der Vorwärtsspannung der Diode zu der Klemmspannung VT des Elektrizitätsspeichers 20 erhalten wird, die Stromzufuhr aus dem Elektrizitätsspeicher 20, insbesondere dem Kondensator C1, an die Steuereinheit 40, den ersten Kommunikationsschaltkreis 60, den Speicher 61 und den zweiten Kommunikationsschaltkreis 62 gestartet. Ein Beispiel wird nachstehend beschrieben, bei welchem die Batteriespannung VB auf 0V fällt.
Der Strom des Kondensators C1 wird zugeführt, die Spannung zwischen den zwei Enden des Kondensators C1 fällt, und die Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 fällt. Während die Klemmspannung Vt höher oder gleich zu dem Schwellwert V0 ist, ist der Hauptschalter 50 an, und Strom wird von dem Regler 30 an die Steuereinheit 40, den ersten Kommunikationsschaltkreis 60 und den Speicher 61 zugeführt.
Wenn die Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 unter den Schwellwert V0 fällt, wird der Hauptschalter 50 von An auf Aus geschaltet. Entsprechend wird die Stromzufuhr von dem Elektrizitätsspeicher 20 zu dem ersten Kommunikationsschaltkreis 60 und dem Speicher 61 gestoppt. Als ein Ergebnis fällt der Strom, der durch den Elektrizitätsspeicher 20 pro Zeit abgegeben wird, und die Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 nimmt nach und nach ab. Der Schwellwert V0 ist höher als die erste Referenzspannung Vr. Zusätzlich steigt die Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 zusammen mit dem Anstieg der Batteriespannung Vb.
Bei der fahrzeuggebundenen Vorrichtung 10 wird, wenn die Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 unter den Schwellwert V0 fällt, der Hauptschalter 50 ausgeschaltet, und die Stromzufuhr von dem Elektrizitätsspeicher 20 zu dem ersten Kommunikationsschaltkreis 60 und dem Speicher 61 stoppt. Entsprechend fällt der Strom, der durch den Elektrizitätsspeicher 20 pro Zeit freigegeben wird. Als ein Ergebnis wird der Strom aus dem Elektrizitätsspeicher 20 zu der Steuereinheit 40 für eine längere Zeit zugeführt und die Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 fällt nicht unterhalb der ersten Referenzspannung Vr, während einer Zeitspanne, von da die Batteriespannung Vb unter 0V fällt, bis wenn die Batteriespannung Vb wieder ansteigt. Daher wird die Hauptspannung Vm auf der ersten Zielspannung Vg gehalten, und die Steuereinheit 40 hört nicht auf zu arbeiten.
Zusätzlich nimmt die Anzahl der Ziele, an welche der Elektrizitätsspeicher 20 Strom zuführt, ab, wenn die Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 abnimmt, und folglich kann ein kleinerer Elektrizitätsspeicher 20 mit einer kleineren Kapazität in der fahrzeuggebundenen Vorrichtung 10 verwendet werden. In diesem Fall ist die Größe der fahrzeuggebundenen Vorrichtung 10 klein. Der Versorgungssteuerschaltkreis 70 kann durch kleine Komponenten gebildet werden, und die Größe des Hauptschalters 50 ist klein. Daher kann der Hauptschalter 50 und der Versorgungssteuerschaltkreis 70 beispielsweise auf der gegenüberliegenden Fläche der Fläche des Substrats, auf dem der Elektrizitätsspeicher 20 implementiert ist, implementiert werden. Daher ist der Raum, der durch den Hauptspeicher 50 und den Versorgungssteuerschaltkreis 70 besetzt wird, klein. Ferner werden, während die Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 höher oder gleich zu dem Schwellwert V0 ist, der erste Kommunikationsschaltkreis 60 und der Speicher 61 betrieben, und die Funktionen der fahrzeuggebundenen Vorrichtung 10 werden aufrechterhalten.
Wie voranstehend beschrieben, steigt die Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 zusammen mit dem Anstieg der Batteriespannung Vb. Wenn die Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 auf den Schwellwert V0 oder höher steigt, wird der Hauptschalter 50 von Aus auf An geschaltet, und Strom wird wieder an den ersten Kommunikationsschaltkreis 60 und den Speicher 61 zugeführt.
Zweite Ausführungsform
5 ist ein Blockdiagramm, das eine Hauptanordnung eines Stromquellensystems 1 in einer zweiten Ausführungsform zeigt. Die Unterschiede zwischen der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsformen werden nachstehend beschrieben. Anordnungen, die verschieden von den nachstehend beschriebenen Anordnungen sind, sind die gleichen wie in der ersten Ausführungsform, und folglich werden die gleichen Bezugszeichen wie in der ersten Ausführungsform bei den gleichen Anordnungen wie bei der ersten Ausführungsform verwendet sowie auf deren Beschreibung verzichtet.
Die Anordnung der fahrzeuggebundenen Vorrichtung 10 in dem Stromquellensystem 1 in der zweiten Ausführungsform ist verschieden von dem Stromquellensystem 1 in der ersten Ausführungsform. Die fahrzeuggebundene Vorrichtung 10 in der zweiten Ausführungsform umfasst die Hauptschalter 51 und 52 und Versorgungssteuerschaltkreise 71 und 72 zusätzlich zu den Komponenten der fahrzeuggebundenen Vorrichtung 10 der ersten Ausführungsform. Die Hauptschalter 5 lund 52 sind PNP-Typ-Bipolartransistoren.
Ein Elektrizitätsspeicher 20, Regler 30 und 31, eine Steuereinheit 40, ein Hauptschalter 50, ein erster Kommunikationsschaltkreis 60, ein Versorgungssteuerschaltkreis 70 und eine Diode D1 sind ähnlich zu der ersten Ausführungsform verbunden. Die Anode der Diode D1 ist mit der positiven Elektrode einer Batterie 11 verbunden. Ferner ist das andere Ende des Reglers mit dem Emitter des Hauptschalters 51 verbunden. Der Kollektor des Hauptschalters 51 ist mit dem Speicher 61 verbunden. Der Versorgungssteuerschaltkreis 71 ist mit der Kathode der Diode D1 und dem Emitter und der Basis des Hauptschalters 51 verbunden.
Das andere Ende des Reglers 31 ist mit dem Emitter des Hauptschalters 52 verbunden. Der Kollektor des Hauptschalters 52 ist mit einem zweiten Kommunikationsschaltkreis 62 verbunden. Der Versorgungssteuerschaltkreis 72 ist mit der Kathode, der Diode D1 und dem Emitter und der Basis des Hauptschalters 52 verbunden. Die Steuereinheit 40, der erste Kommunikationsschaltkreis 60, der Speicher 61 und der zweite Kommunikationsschaltkreis 62 sind genau wie in der zweiten Ausführungsform geerdet.
Die Hauptschalter 51 und 52 agieren ähnlich zu dem Hauptschalter 50. Daher sind, falls die Spannung der Basis mit Bezug auf das Potenzial des Emitters höher oder gleich einer negativen konstanten Spannung ist, die Hauptschalter 51 und 52 an, und falls die Spannung der Basis mit Bezug auf das Potenzial des Emitters niedriger als die negative konstante Spannung ist, sind sie aus.
Die Anordnung und die Vorgänge der Versorgungssteuerschaltkreise 71 und 72 sind jeweils ähnlich zu der Anordnung und den Vorgängen des Versorgungssteuerschaltkreises 70. Die Anordnung und Vorgänge des Versorgungssteuerschaltkreises 71 können durch entsprechendes Ersetzen des Hauptschalters 50, des Versorgungssteuerschaltkreises 70 und des Schwellwerts V0 mit dem Hauptschalter 51, dem Versorgungssteuerschaltkreis 71 und dem Schwellwert V1 in der Beschreibung der Anordnung und der Vorgänge des Versorgungssteuerschaltkreises 70 beschrieben werden. Der Schwellwert V1 ist niedriger als der Schwellwert V0.
Zusätzlich können die Anordnung und die Vorgänge des Versorgungssteuerschaltkreises 72 durch entsprechendes Ersetzen des Reglers 30, des Hauptschalters 50, des Versorgungssteuerschaltkreises 70 und des Schwellwerts V0 mit dem Regler 31, dem Hauptschalter 52, dem Versorgungssteuerschaltkreis 72 und dem Schwellwert V2 in der Beschreibung der Anordnung und der Vorgänge des Versorgungssteuerschaltkreises 70 beschrieben werden. Der Schwellwert V2 ist niedriger als der Schwellwert V1.
Folglich schaltet, wenn eine Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 unter den Schwellwert V0 fällt, der Versorgungssteuerschaltkreis 70 den Hauptschalter 50 aus. Wenn die Klemmspannung Vt unter den Schwellwert V1 (< V0) fällt, schaltet der Versorgungsschaltkreis 71 den Hauptschalter 51 aus. Wenn die Klemmspannung Vt unter den Schwellwert V2 (< V1) fällt, schaltet der Versorgungsschaltkreis 72 den Hauptschalter 52 aus.
Zusätzlich schaltet, wenn die Versorgungsspannung Vt über den Schwellwert V2 oder höher steigt, der Versorgungssteuerschaltkreis 72 den Hauptschalter 52 an. Wenn die Klemmspannung Vt auf den Schwellwert V1 (> V2) oder höher steigt, schaltet der Versorgungssteuerschaltkreis 71 den Hauptschalter 51 an. Wenn die Klemmspannung Vt über den Schwellwert V0 (> V1) oder höher steigt, schaltet der Versorgungssteuerschaltkreis 70 den Hauptschalter 50 an. Wie voranstehend beschrieben, ist der Schwellwert V1 niedriger als der Schwellwert V0, und der Schwellwert V2 ist niedriger als der Schwellwert V1, und folglich unterscheidet sich jeder der Schwellwerte V0, V1 und V2 von zumindest einem der anderen Schwellwerte.
Unabhängig davon, ob die Hauptschalter 50, 51 und 52 an sind oder nicht, wird die durch den Regler 30 ausgegebene Spannung an die Steuereinheit 40 angelegt. Entsprechend wird Strom an die Steuereinheit 40 zugeführt, und die Steuereinheit 40 arbeitet unter Verwendung des zugeführten Stroms.
Wenn der Hauptschalter 50 an ist, wird die durch den Regler 30 ausgegebene Spannung ferner an den ersten Kommunikationsschaltkreis 60 angelegt. Entsprechend wird Strom an den ersten Kommunikationsschaltkreis 60 zugeführt und der erste Kommunikationsschaltkreis 60 arbeitet unter Verwendung des zugeführten Stroms. Wenn der Hauptschalter 50 aus ist, wird kein Strom von dem Regler 30 an den ersten Kommunikationsschaltkreis 60 angelegt, und der erste Kommunikationsschaltkreis 60 hört auf zu arbeiten.
Wenn der Hauptschalter 50 an ist, wird die durch den Regler 30 ausgegebene Spannung ferner an den Speicher 61 angelegt. Entsprechend wird Strom auch an den Speicher 61 zugeführt, und der Speicher 61 arbeitet unter Verwendung des zugeführten Stroms. Wenn der Hauptschalter 51 aus ist, wird kein Strom an den Regler 30 zu dem Speicher 61 zugeführt, und der Speicher 61 hört auf zu arbeiten.
Wenn der Hauptschalter 52 an ist, wird die durch den Regler 31 ausgegebene Spannung an den zweiten Kommunikationsschaltkreis 62 angelegt. Entsprechend wird Strom an den zweiten Kommunikationsschaltkreis 62 zugeführt, und der zweite Kommunikationsschaltkreis 62 arbeitet unter Verwendung des zugeführten Stroms. Wenn der Hauptschalter 52 aus ist, wird kein Strom von dem Regler 31 an den zweiten Kommunikationsschaltkreis 62 zugeführt, und der zweite Kommunikationsschaltkreis 62 hört auf zu arbeiten.
Falls eine Batteriespannung Vb niedriger als eine Spannung ist, die durch Addieren einer Vorwärtsspannung auf die Klemmspannung VT erhalten wird, führt der Elektrizitätsspeicher 20 den darin gespeicherten Strom über den Regler 30 an die Steuereinheit 40. Falls die Batteriespannung Vb niedriger als die Spannung ist, die durch Addieren der Vorwärtsspannung auf die Klemmspannung Vt erhalten wird, und der Hauptschalter 50 an ist, führt der Elektrizitätsspeicher 20 den darin gespeicherten Strom über den Regler 30 an den ersten Kommunikationsschaltkreis 60 und den Hauptschalter 50.
In einem ähnlichen Fall führt, wenn der Hauptschalter 51 an ist, der Elektrizitätsspeicher 20 den darin gespeicherten Strom über den Regler 30 an den Speicher 61 und den Hauptschalter 51. In einem ähnlichen Fall führt, wenn der Hauptschalter 52 an ist, der Elektrizitätsspeicher 20 den darin gespeicherten Strom über den Regler 31 und den Hauptschalter 52 an den zweiten Kommunikationsschaltkreis 62.
Als Ergebnis wird das Folgende gefunden. Der Hauptschalter 50 ist auf einem Stromzufuhrpfad vorgesehen, der sich von dem Elektrizitätsspeicher 20 zu dem ersten Kommunikationsschaltkreis 60 erstreckt. Der Hauptschalter 51 ist auf einem Stromzufuhrpfad vorgesehen, der sich von dem Elektrizitätsspeicher 20 zu dem Speicher 61 erstreckt. Der Hauptschalter 52 ist auf einem Stromzufuhrpfad vorgesehen, der sich von dem Elektrizitätsspeicher zu dem zweiten Kommunikationsschaltkreis 62 erstreckt. Die Steuereinheit 40 fungiert als ein erstes Ziel, und der erste Kommunikationsschaltkreis 60, der Speicher 61 und der zweite Kommunikationsschaltkreis 62 fungieren als zweite Ziele. Daher ist die Anzahl der zweiten Ziele drei.
Wie bei dem Versorgungssteuerschaltkreis 70, sind die Versorgungssteuerschaltkreise 71 und 72 ebenfalls durch Hardware gebildet. Daher wird, wenn die Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 unterhalb des Schwellwerts V1 fällt, der Hauptschalter 51 sofort ausgeschaltet. Wenn die Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 unterhalb des Schwellwerts V2 fällt, wird der Hauptschalter 52 sofort ausgeschaltet. Ferner wird, wenn die Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 über den Schwellwert V1 oder höher steigt, der Hauptschalter 51 sofort eingeschaltet. Wenn die Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 über den Schwellwert V2 oder höher steigt, wird der Hauptschalter 52 sofort eingeschaltet.
6 ist ein Diagramm, das die Stromzufuhr der fahrzeuggebundenen Vorrichtung 10 darstellt. 6 entspricht 4. Wie 4, zeigt 6 Graphen der Batteriespannung Vb, der Klemmspannung Vt und einer Hauptspannung Vm des Elektrizitätsspeichers 20 und wie der Hauptschalter 50 zwischen Ein und Aus übergeht. 6 zeigt ferner, wie die Hauptschalter 51 und 52 zwischen Ein und Aus übergehen. Die horizontalen Achsen dieser Graphen zeigen die Zeit.
Bei der fahrzeuggebundenen Vorrichtung 10 wird, wenn die Batteriespannung Vb unter eine Spannung fällt, die niedriger als die Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 ist, die Stromzufuhr von dem Elektrizitätsspeicher 20, insbesondere dem Kondensator C1, zu der Steuereinheit 40, dem ersten Kommunikationsschaltkreis 60, dem Speicher 61 und dem zweiten Kommunikationsschaltkreis 62 gestartet. Ein Beispiel wird nachstehend beschrieben, in welchem die Batteriespannung VB auf 0 V fällt.
Der Strom des Kondensators C1 wird zugeführt, die Spannung zwischen den zwei Enden des Kondensators C1 fällt und die Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 fällt. Während die Klemmspannung Vt höher oder gleich dem Schwellwert V0 ist, sind die Hauptschalter 50, 51 und 52 an. Dabei wird Strom von dem Regler 30 an die Steuereinheit 40, den ersten Kommunikationsschaltkreis 60 und den Speicher 61 geführt, und Strom wird von dem Regler 31 an den zweiten Kommunikationsschaltkreis 62 zugeführt.
Wenn die Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 unter den Schwellwert V0 fällt, wird der Hauptschalter 50 von An auf Aus geschaltet. Entsprechend wird die Stromzufuhr von dem Elektrizitätsspeicher 20 zu dem ersten Kommunikationsschaltkreis 60 gestoppt. Als ein Ergebnis sinkt der Strom, der durch den Elektrizitätsspeicher 20 pro Zeiteinheit freigegeben wird, und die Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 fällt nach und nach.
Wenn die Klemmspannung Vt unter den Schwellwert V1 fällt, wird ferner der Hauptschalter 51 von An auf Aus geschaltet. Entsprechend wird die Stromzufuhr von dem Elektrizitätsspeicher 20 zu dem Speicher 61 gestoppt. Als Ergebnis sinkt der Strom, der durch den Elektrizitätsspeicher 20 pro Zeiteinheit freigegeben wird, weiter, und die Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 fällt nach und nach weiter.
Falls die Klemmspannung Vt unter den Schwellwert V2 fällt, wird ferner der Hauptschalter 52 von An auf Aus geschaltet. Entsprechend wird die Stromzufuhr von dem Elektrizitätsspeicher 20 an den zweiten Kommunikationsschaltkreis 62 gestoppt. Als Ergebnis fällt der Strom, der durch den Elektrizitätsspeicher 20 pro Zeiteinheit freigegeben wird, weiter, und die Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 fällt nach und nach weiter. Der Schwellwert V2 ist höher als die erste Referenzspannung Vr. Zusätzlich steigt die Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 zusammen mit dem Anstieg der Batteriespannung Vb.
Bei der fahrzeuggebundenen Vorrichtung 10 werden zusammen mit dem Fallen der Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 die Hauptschalter 50, 51 und 52 nacheinander ausgeschaltet. Entsprechend nimmt die Anzahl der Komponenten, an welche die Stromzufuhr gestoppt wird, schrittweise zu. Daher ist es möglich, die Stromzufuhr von dem Elektrizitätsspeicher 20 an die Steuereinheit 40 für eine längere Zeit fortzusetzen, während die Abnahme der Funktionen der fahrzeuggebundenen Vorrichtung 10 unterdrückt werden. Zusätzlich ist ein Zeitpunkt, wenn die Stromzufuhr an den Speicher 61 gestoppt wird, später als ein Zeitpunkt, wenn die Stromzufuhr an den ersten Kommunikationsschalkreis 60 stoppt. Daher kann die Stromzufuhr an den Speicher 61 gestoppt werden, nachdem Daten, die von dem ersten Kommunikationsschaltkreis 60 empfangen werden, in dem Speicher 61 gespeichert sind.
Ähnlich wie bei dem Versorgungssteuerschaltkreis 70 können die Versorgungssteuerschaltkreise 71 und 72 jeweils durch kleine Komponenten gebildet werden, und ähnlich zu dem Hauptschalter 50 sind die Größen der Hauptschalter 51 und 52 klein. Daher können die Hauptschalter 50, 51 und 52 und die Versorgungssteuerschaltkreise 70, 71 und 72 auf der gegenüberliegenden Fläche der Fläche des Substrats implementiert werden, auf welcher beispielsweise der Elektrizitätsspeicher 20 implementiert ist. Daher ist der Raum, der durch die Hauptschalter 50, 51 und 52 und die Versorgungssteuerschaltkreise 70, 71 und 72 besetzt wird, klein.
Während einer Zeitspanne, seit der die Batteriespannung Vb auf 0 V gefallen ist, bis wenn die Batteriespannung Vb steigt, fällt die Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 nicht unterhalb der ersten Referenzspannung Vr. Daher wird die Hauptspannung Vm auf der ersten Zielspannung Vg gehalten, und die Steuereinheit 40 hört nicht auf zu arbeiten.
Wenn die Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 auf den Schwellwert V2 oder höher steigt, wird der Hauptschalter 52 von Aus auf An geschaltet, und Strom wird wieder an den zweiten Kommunikationsschaltkreis 62 geführt. Wenn die Klemmspannung Vt auf den Schwellwert V1 oder höher steigt, wird der Hauptschalter 51 von Aus auf An geschaltet, und Strom wird wieder an den Speicher 61 geführt. Wenn die Klemmspannung Vt auf den Schwellwert V0 oder höher steigt, wird der Hauptschalter 50 von Aus auf An geschaltet, und Strom wird wieder an den ersten Kommunikationsschaltkreis 60 geführt.
Die fahrzeuggebundene Vorrichtung 10 in der zweiten Ausführungsform hat eine Anordnung, bei der die Hauptschalter 51 und 52 und die Versorgungssteuerschaltkreise 71 und 72 zu der Anordnung der fahrzeuggebundenen Vorrichtung 10 in der ersten Ausführungsform hinzugefügt werden. Daher hat die fahrzeuggebundene Vorrichtung 10 in der zweiten Ausführungsform eine Wirkung, die ähnlich zu jener der fahrzeuggebundenen Vorrichtung 10 in der ersten Ausführungsform ist.
Man beachte, dass in der zweiten Ausführungsform die Anzahl der zweiten Ziele nicht auf drei limitiert ist und es ausreicht für die Anzahl der zweiten Ziele ist, größer als zwei zu sein. In diesem Fall sind beispielsweise die Hauptschalter jeweils auf mehreren Stromzufuhrpfaden vorgesehen, die sich von dem Elektrizitätsspeicher zu den jeweiligen zweiten Zielen erstrecken. Zusätzlich muss der Schwellwert des Hauptschalters, der auf einem Stromzufuhrpfad vorgesehen ist, nicht verschieden von den anderen Schwellwerten der Hauptschalter sein, die auf den anderen Stromzufuhrpfaden vorgesehen sind, und es reicht für den Schwellwert des Hauptschalters, der in einem Stromzufuhrpfad vorgesehen ist, sich von zumindest einem anderen Hauptschalter zu unterscheiden, die auf den anderen Stromzufuhrpfaden vorgesehen sind. Beispielsweise kann eine Anordnung angenommen werden, bei der der Schwellwert V0 der gleiche ist wie der Schwellwert V2, und der Schwellwert V1 sich von den Schwellwerten V0 und V2 unterscheidet.
Dritte Ausführungsform
7 ist ein Blockdiagramm, das eine Hauptanordnung eines Stromquellensystems 1 in einer dritten Ausführungsform zeigt. Die Unterschiede zwischen der ersten Ausführungsform und der dritten Ausführungsform werden nachstehend beschrieben. Anordnungen, die verschieden von den nachstehenden Anordnungen sind, sind die gleichen wie in der ersten Ausführungsform, und folglich werden die gleichen Bezugszeichen wie in der ersten Ausführungsform den die Anordnungen zugeordnet, die die gleichen sind wie in der ersten Ausführungsform, und auf ihre Beschreibung wird verzichtet.
Die Steuereinheit 40 umfasst Komponenten, wie beispielsweise eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit (engl. central processing unit)) und einen nichtflüchtigen Speicher zusätzlich zu dem RAM, der in der ersten Ausführungsform beschrieben ist. Die Steuereinheit 40 hat ferner einen Stromzufuhrschaltkreis 40a. Bei der fahrzeuggebundenen Vorrichtung 10 in der dritten Ausführungsform ist der Stromzufuhrschaltkreis 40a mit dem anderen Ende eines Reglers 30 verbunden. Strom wird an den Stromzufuhrschaltkreis 40a über den Regler 30 zugeführt. Zusätzlich führt bei der Steuereinheit 40 der Stromzufuhrschaltkreis 40a Strom, der von dem Regler 30 zugeführt wird, an die Komponenten, die verschieden von dem Stromzufuhrschaltkreis 40a sind.
Bei der Steuereinheit 40 stoppt der Stromzufuhrschaltkreis 40a die Stromzufuhr an die Komponenten, die verschieden von dem Stromzufuhrschaltkreis 40a sind, beispielsweise in Übereinstimmung mit einer Instruktion der CPU. Entsprechend hören von den Komponenten der Steuereinheit 40 die Komponenten, die verschieden von dem Stromzufuhrschaltkreis 40a sind, auf zu arbeiten, und der Zustand der Steuereinheit 40 geht in einen sogenannten Schlafzustand über. Beispielsweise wird ein Signal an den Stromzufuhrschaltkreis 40a von außen eingegeben. Falls ein spezielles Signal von außen in einem Zustand eingegeben wird, bei dem die Stromzufuhr an die Komponenten, die verschieden von dem Stromzufuhrschaltkreis 40a sind, gestoppt ist, nimmt der Stromzufuhrschaltkreis 40a die Stromzufuhr an diese Komponenten wieder auf. Entsprechend geht der Zustand der Steuereinheit 40 in einen sogenannten Aufwachzustand über.
Bei der fahrzeuggebundenen Vorrichtung 10 in der dritten Ausführungsform wird, falls eine Batteriespannung Vb höher oder gleich einer Spannung ist, die durch Addieren einer Vorwärtsspannung auf die Klemmspannung Vt erhalten wird, der Strom der Batterie 11 an den Stromzufuhrschaltkreis 40a der Steuereinheit 40 zugeführt. Zusätzlich wird, falls die Batteriespannung Vb niedriger als die Spannung ist, die durch Addieren der Vorwärtsspannung auf die Klemmspannung Vt erhalten wird, der Strom, der in dem Elektrizitätsspeicher 20 gespeichert ist, über den Regler 30 an den Stromzufuhrschaltkreis 40a der Steuereinheit 40 geführt.
Die fahrzeuggebundene Vorrichtung 10 in der dritten Ausführungsform ist, wie voranstehend beschrieben, konfiguriert und hat eine ähnliche Wirkung wie die erste Ausführungsform. Ferner geht bei der fahrzeuggebundenen Vorrichtung 10 in der dritten Ausführungsform der Zustand der Steuereinheit 40 in einen Schlafzustand über, und folglich wird Strom effizient an die Steuereinheit 40 zugeführt.
Man beachte, dass die Steuereinheit 40 in dem Stromquellensystem 1 in der zweiten Ausführungsform ähnlich zu der dritten Ausführungsform konfiguriert sein kann. Mit anderen Worten, eine Konfiguration kann angenommen werden, bei welcher die Steuereinheit 40 in der zweiten Ausführungsform ebenfalls den Stromzufuhrschaltkreis 40a umfasst und Strom an den Stromzufuhrschaltkreis 40a über den Regler 30 geführt wird. Das Stromquellensystem 1, das wie dieses konfiguriert ist, hat eine ähnliche Wirkung, wie die, die bei der zweiten Ausführungsform beschrieben ist, und zusätzlich kann der Strom effizient an die Steuereinheit 40 geführt werden.
Man beachte, dass bei den ersten bis dritten Ausführungsformen die Komponenten (Ziele), an welche immer Strom geführt wird, nicht auf die Steuereinheit 40, die die Vorgänge der fahrzeuggebundenen Vorrichtung steuert, beschränkt ist. Zusätzlich kann die Anzahl der Komponenten, an denen immer Strom zugeführt wird, nicht auf eins limitiert sein und kann zwei oder mehr sein. Beispielsweise können die Steuervorrichtung 40 und der Speicher 61 die Komponenten sein, an welche immer Strom zugeführt wird.
Zusätzlich muss der Hauptschalter nicht ein Schalter sein, bei dem ein zum Schalten von An auf Aus verwendeter Schwellwert und ein zum Schalten von Aus auf An verwendeter Schwellwert gleich ist. Ferner ist die Anordnung des Elektrizitätsspeichers 20 nicht auf eine Anordnung beschränkt, bei welcher der Kondensator C1 vorgesehen ist, und kann eine Anordnung sein, bei welcher eine Batterie vorgesehen ist.
Zusätzlich ist es ausreichend, falls die Regler 30 und 31 als Transformationseinheiten fungieren, die die Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 transformieren. Daher kann beispielsweise anstelle der Regler 30 und 31 ein DCDC-Konverter verwendet werden. Ferner ist die Anzahl der Transformationseinheiten nicht auf zwei beschränkt, und es ist für die Anzahl der Transformationseinheiten ausreichend, eins oder größer zu sein. Bei dem Beispiel in 1 kann das andere Ende des Reglers 30 ferner an den zweiten Kommunikationsschaltkreis 62 verbunden sein. In diesem Fall umfasst die fahrzeuggebundene Vorrichtung 10 nicht den Regler 31.
Zusätzlich kann, falls es nicht notwendig ist, die Klemmspannung Vt des Elektrizitätsspeichers 20 zu transformieren, ein Ende des Elektrizitätsspeichers 20 an eine Komponente, wie beispielsweise die Steuereinheit 40, den ersten Kommunikationsschaltkreis 60, den Speicher 61 oder den zweiten Kommunikationsschaltkreis 62 verbunden sein, ohne dass eine Transformationseinheit, wie beispielsweise ein Regler oder ein DCDC-Konverter verwendet wird. Beispielsweise kann bei den Anordnungen, die in den 1, 5 oder 7 gezeigt sind, falls der zweite Kommunikationsschaltkreis 62 konfiguriert ist, als ein Ergebnis des Anlegens einer Spannung zu arbeiten, die höher oder gleich der zweiten Zielspannung ist, ein Ende des Elektrizitätsspeichers 20 mit dem zweiten Kommunikationsschaltkreis 62 verbunden sein, ohne dass der Regler 31 verwendet wird.
Der Hauptschalter ist nicht auf einen PNP-Typ-Bipolartransistor beschränkt, und es kann ebenfalls ein NPN-Typ-Bipolartransistor, ein FET (Feldeffekttransistor), ein Relaiskontakt oder Ähnliches verwendet werden. Der Unterschalter 80 ist nicht auf einen NPN-Typ-Bipolartransistor beschränkt, und es kann ebenfalls ein PNP-Typ-Bipolartransistor, ein FET, ein Relaiskontakt oder Ähnliches verwendet werden.
Die offenbarten ersten bis dritten Ausführungsformen werden als illustrativ und nicht beschränkend in allen Aspekten angesehen. Der Umfang der vorliegenden Erfindung ist nicht durch die voranstehenden Bedeutungen dargestellt, sondern durch den Umfang der Ansprüche, und ist beabsichtigt, alle Modifikationen zu umfassen, die innerhalb der Bedeutung und des Umfangs sind, die äquivalent zu jenen des Umfangs der Ansprüche ist.
Bezugszeichenliste

10: Fahrzeuggebundene Vorrichtung
20: Elektrizitätsspeicher
40: Steuereinheit (erstes Ziel)
50, 51, 52: Hauptschalter
60: erster Kommunikationsschaltkreis (zweites Ziel)
61: Speicher (zweites Ziel)
62: zweiter Kommunikationsschaltkreis (zweites Ziel)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2004192994 A [0005]

Claims

Fahrzeuggebundene Vorrichtung, die mit einem Elektrizitätsspeicher und ersten und zweiten Zielen versehen ist, an welche Strom, der in dem Elektrizitätsspeicher gespeichert ist, zugeführt wird, wobei die fahrzeuggebundene Vorrichtung aufweist: einen Schalter, der in einem Stromzufuhrpfad vorgesehen ist, der sich von dem Elektrizitätsspeicher zu dem zweiten Ziel erstreckt, und der ausgeschaltet wird, wenn eine Klemmspannung des Elektrizitätsspeichers unter einen Schwellwert fällt.
Fahrzeuggebundene Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Schalter eingeschaltet wird, wenn die Klemmspannung des Elektrizitätsspeichers auf zumindest den Schwellwert steigt.
Fahrzeuggebundene Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Anzahl der zweiten Ziele zumindest zwei ist, wobei Schalter jeweils auf mehreren Stromzufuhrpfaden vorgesehen sind, die sich von dem Elektrizitätsspeicher zu den jeweiligen zweiten Zielen erstrecken, und wobei ein Schwellwert eines Schalters, der auf einem Stromzufuhrpfad vorgesehen ist, sich von zumindest einem der Schwellwerte der Schalter unterscheidet, die auf den anderen Stromzufuhrpfaden vorgesehen sind.
Fahrzeuggebundene Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das erste Ziel eine Steuereinheit ist, die einen Betrieb der fahrzeuggebundenen Vorrichtung steuert, und das zweite Ziel eine elektrische Vorrichtung ist, die in Übereinstimmung mit einer Instruktion des ersten Ziels betrieben wird.