智能電力分配單元的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及智能電力分配單元。一種用于車輛中的電壓穩(wěn)定的設(shè)備，包括：電池分配模塊，其具有負(fù)載模塊，管理到一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載的電力；第一開(kāi)關(guān)，其僅在閉合時(shí)將起動(dòng)電機(jī)和ESD聯(lián)接到負(fù)載模塊；第二開(kāi)關(guān)，其僅在閉合時(shí)將輔助ESD聯(lián)接到負(fù)載模塊；以及控制器，其與連接到第一和第二開(kāi)關(guān)裝置的PC板集成在一起。該控制器被配置為基于由該控制器所接收的多個(gè)信號(hào)中的至少一個(gè)控制第一和第二開(kāi)關(guān)裝置的斷開(kāi)和閉合。主ESD被電聯(lián)接到電池分配模塊的主保險(xiǎn)絲端子的，主保險(xiǎn)絲端子將主ESD電聯(lián)接到第一開(kāi)關(guān)的第二端子和起動(dòng)電機(jī)。輔助ESD被電聯(lián)接到電池分配模塊的輔助保險(xiǎn)絲端子，輔助保險(xiǎn)絲端子將第二開(kāi)關(guān)的第一端子電聯(lián)接到輔助ESD。
【專利說(shuō)明】智能電力分配單元
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2013年6月21日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?1/838，026的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其在此通過(guò)引用被并入全文。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本公開(kāi)涉及具有用于雙電能存儲(chǔ)系統(tǒng)的集成電子的電池分配單元，該雙電能存儲(chǔ)系統(tǒng)用于在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)事件期間穩(wěn)定施加到車輛中的負(fù)載的電壓。

【背景技術(shù)】
[0004]本節(jié)中的描述僅提供與本公開(kāi)有關(guān)的背景信息。因此，這些描述并非旨在構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)的承認(rèn)。
[0005]車輛的動(dòng)力系系統(tǒng)能夠采用發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停止策略以在車輛停止時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)。例如，當(dāng)車輛停在交通燈并且該車輛的操作者壓下制動(dòng)踏板時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)能夠被自動(dòng)停止并關(guān)閉(例如，燃料切斷事件)。當(dāng)車輛需要運(yùn)動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)能夠自動(dòng)起動(dòng)以提供動(dòng)力扭矩至驅(qū)動(dòng)輪。自動(dòng)停止和起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)缺點(diǎn)是，來(lái)自能量存儲(chǔ)裝置以供應(yīng)起動(dòng)電機(jī)用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)所需的電能能夠暫時(shí)導(dǎo)致由該電能存儲(chǔ)裝置供電的其它車輛負(fù)載的大的電壓下降。這些電壓下降，通常被稱為電壓驟降，可能導(dǎo)致電氣系統(tǒng)中的診斷故障、控制器復(fù)位、以及其它不希望的電氣異常，例如車輛內(nèi)部照明閃爍和配件被中斷。
[0006]已知的是利用DC-DC升壓轉(zhuǎn)換器來(lái)升高發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)過(guò)程中的驟降的電池電壓，以提供穩(wěn)定的電壓給某些關(guān)鍵負(fù)載。然而，DC-DC升壓轉(zhuǎn)換器需要隔開(kāi)其所支持的所有電氣負(fù)載并被限制為低功率負(fù)載，例如小于約400瓦的負(fù)載。DC-DC轉(zhuǎn)換可需要乘客車廂內(nèi)的封裝空間以避免發(fā)動(dòng)機(jī)罩下環(huán)境，這使得它們更昂貴。DC-DC轉(zhuǎn)換器的另一個(gè)缺點(diǎn)是，更高的負(fù)載功率將導(dǎo)致自動(dòng)起動(dòng)期間電池電壓加速退化和無(wú)效的電壓穩(wěn)定。此外，用在具有較高的電氣負(fù)載的車輛上的DC-DC升壓轉(zhuǎn)換器成本過(guò)高。
[0007]已知的是在車輛中和電池一起利用預(yù)保險(xiǎn)絲中心來(lái)通過(guò)保護(hù)保險(xiǎn)絲分配DC功率給關(guān)鍵電氣負(fù)載，這些保護(hù)的保險(xiǎn)絲防止電纜過(guò)熱，該電纜將電力運(yùn)送給單獨(dú)的負(fù)載和其它部分分配中心，例如在車輛的前部和后部的總線電氣中心(BEC)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]一種用于組裝電池分配模塊的方法包括將外部電氣總線電聯(lián)接到第一開(kāi)關(guān)裝置和第二開(kāi)關(guān)裝置的每個(gè)。第一開(kāi)關(guān)裝置包括電聯(lián)接到主電能存儲(chǔ)裝置(ESD)的第二端子以及電聯(lián)接到一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載的第一端子。第二開(kāi)關(guān)裝置包括電聯(lián)接到該一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載的第二端子以及電聯(lián)接到輔助ESD的第一端子。一種印刷電路(PC)板被連接到該第一和第二開(kāi)關(guān)裝置，該P(yáng)C板包括被配置為控制所述第一和第二開(kāi)關(guān)裝置的斷開(kāi)和閉合的集成控制器。外部電氣總線的主保險(xiǎn)絲端子直接連接到該主ESD以將該主ESD電聯(lián)接到第一開(kāi)關(guān)裝置的源極和起動(dòng)電機(jī)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]通過(guò)舉例并參照附圖現(xiàn)在將描述一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，其中:
[0010]圖1-1和圖1-2示出了根據(jù)本發(fā)明被配置為在發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)事件期間引導(dǎo)電流從車輛的主能量存儲(chǔ)裝置(ESD)到一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載的已知的預(yù)保險(xiǎn)絲中心；
[0011]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的對(duì)應(yīng)于隔離器和圖1-1和圖1-2的已知的預(yù)保險(xiǎn)絲中心的已知的電池隔離電路；
[0012]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的參照?qǐng)D2的電池隔離電路利用圖1-1和圖1-2已知的預(yù)保險(xiǎn)絲中心的發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的部分的示意圖；
[0013]圖4-1和圖4-2示出了根據(jù)本發(fā)明的在發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)和自動(dòng)停止事件期間用于電壓穩(wěn)定的示例性的電池隔離控制器；
[0014]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的相應(yīng)于圖4-1和圖4-2的電池隔離控制器的示例性的電池隔離電路；
[0015]圖6-1至圖6-4示出了根據(jù)本發(fā)明的圖4-2的示例性電池隔離控制器101'的組件；
[0016]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的圖4-1和圖4-2中的電池分配模塊110、11(V的開(kāi)關(guān)裝置模塊150、150'的輸入和輸出信號(hào)；
[0017]圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的圖7的開(kāi)關(guān)裝置模塊150、150'的第一和第二開(kāi)關(guān)裝置經(jīng)過(guò)多個(gè)自動(dòng)起動(dòng)和自動(dòng)停止事件的斷開(kāi)和閉合時(shí)間響應(yīng)的示例性的第一邏輯；
[0018]圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的圖7的開(kāi)關(guān)裝置模塊150、150'的第一和第二開(kāi)關(guān)裝置經(jīng)過(guò)多個(gè)自動(dòng)起動(dòng)和自動(dòng)停止事件的斷開(kāi)和閉合時(shí)間響應(yīng)的示例性的第二邏輯；
[0019]圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的圖7的開(kāi)關(guān)裝置模塊150、150'的示例性示意圖，其包括偏壓控制電路801、第一開(kāi)關(guān)裝置的電荷泵電路802、第二開(kāi)關(guān)裝置的電荷泵電路803、以及控制器804 ；
[0020]圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的使用圖5的示例性的電池隔離電路200在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)事件期間的起動(dòng)電壓、負(fù)載電壓和電流的示例性的曲線圖；以及
[0021]圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的不使用圖2的已知的電池隔離電路300在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)事件期間的起動(dòng)電壓、負(fù)載電壓和電流的示例性的曲線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]現(xiàn)在參照附圖，其中，所示附圖僅僅是為了示出某些示例性實(shí)施例而不用于限制本發(fā)明的目的。圖1-1和圖1-2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的已知的預(yù)保險(xiǎn)絲中心193，其被配置為在發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)事件期間引導(dǎo)DC電壓從主能量存儲(chǔ)裝置(ESD)到車輛的一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載。參照?qǐng)D1-1，預(yù)保險(xiǎn)絲中心193的示例性封裝包括模制的塑料殼409，其被配置成接收多個(gè)輔助負(fù)載連接點(diǎn)609和各自的保險(xiǎn)絲709、電源總線條209、主ESD正極端子連接點(diǎn)109、發(fā)電機(jī)和總線條電氣中心(BEC)模塊端子連接點(diǎn)619及相應(yīng)的保險(xiǎn)絲509、以及非熔的主ESD端子309。
[0023]參照?qǐng)D1-2，封裝的預(yù)保險(xiǎn)絲中心193包括多個(gè)輔助負(fù)載連接點(diǎn)609和各自的保險(xiǎn)絲709、電源總線條209、以及發(fā)電機(jī)和BEC模塊端子連接點(diǎn)619及相應(yīng)的保險(xiǎn)絲509。在一個(gè)實(shí)施例中，保險(xiǎn)絲509能夠是大電流保險(xiǎn)絲并且保險(xiǎn)絲709能夠是小電流保險(xiǎn)絲。預(yù)保險(xiǎn)絲中心193進(jìn)一步包括經(jīng)由導(dǎo)線579連接到輔助ESD正極端子的輔助ESD正極端子連接點(diǎn)719，經(jīng)由導(dǎo)線919連接到隔離器的第一端子和主ESD的正極端子的主ESD正極端子連接點(diǎn)109，以及經(jīng)由導(dǎo)線587將預(yù)保險(xiǎn)絲中心193的大電流保險(xiǎn)絲559連接到隔離器的第二端子的端子連接點(diǎn)962。具體而言，導(dǎo)線587通過(guò)連接點(diǎn)609將多個(gè)輔助負(fù)載連接到隔離器的第二端子，使得當(dāng)隔離器被操作在閉合狀態(tài)時(shí)，主ESD可以向多個(gè)負(fù)載提供電力。
[0024]預(yù)保險(xiǎn)絲中心193被封裝在車輛中的主ESD外部的某位置。因此，預(yù)保險(xiǎn)絲中心193不與主ESD集成在一起。例如，預(yù)保險(xiǎn)絲中心193能夠位于車輛的乘客車廂內(nèi)的乘客座椅下方。預(yù)保險(xiǎn)絲中心193不與隔離器和相關(guān)的控制電子集成在一起。當(dāng)使用已知的預(yù)保險(xiǎn)絲中心193時(shí)，與布線和封裝約束相關(guān)聯(lián)的成本將增加。正如參照?qǐng)D2將變得顯而易見(jiàn)的是，隔離器(例如，圖2中的301)，其可包括開(kāi)關(guān)或二極管，當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)處于閉合狀態(tài)時(shí)將主ESD連接到多個(gè)輔助負(fù)載，并且當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)處于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)將主ESD從所述多個(gè)輔助負(fù)載斷開(kāi)。
[0025]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的對(duì)應(yīng)于隔離器和圖1-1和圖1-2的預(yù)保險(xiǎn)絲中心193的已知的電池隔離電路300。電路300包括隔離器301 (也被稱為隔離開(kāi)關(guān)301)、包括起動(dòng)電機(jī)312的電氣總線、主ESD314、輔助負(fù)載316、發(fā)電機(jī)318、以及輔助ESD320。在示出的實(shí)施例中，主ESD314能夠被稱為起動(dòng)電池并且輔助ESD320能夠被稱為第二 ESD。隔離器301的第一端子“I”被連接到起動(dòng)電機(jī)312和主ESD314的正極端子。隔離器301的第二端子“2”被連接到輔助負(fù)載316和輔助ESD320的正極端子。輔助ESD320總是連接到輔助負(fù)載316。輔助負(fù)載16能夠包括車輛的一個(gè)或多個(gè)負(fù)載，例如，但不限于，空調(diào)壓縮機(jī)、車輛內(nèi)部照明、電動(dòng)座椅的操作、以及娛樂(lè)系統(tǒng)。需要電力的每個(gè)輔助負(fù)載16可以包括各自的開(kāi)關(guān)316-1，從而從主ESD314可以提供給一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載的電力基于隔離開(kāi)關(guān)301是否操作處于閉合狀態(tài)。在自動(dòng)起動(dòng)事件期間，當(dāng)由于起動(dòng)電機(jī)312吸收大電流使得主ESD314的電壓下降到低于輔助負(fù)載316的正極端子(例如負(fù)載+端子)的電壓預(yù)定幅值(例如，
0.1V)時(shí)，開(kāi)關(guān)301被允許斷開(kāi)。在自動(dòng)起動(dòng)事件期間，輔助ESD320可以保持負(fù)載電壓水平比主ESD314的電壓水平更高，這取決于輔助ESD320的充電狀態(tài)和負(fù)載電流水平。一旦發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)，起動(dòng)電機(jī)312被從主ESD314斷開(kāi)，并且主ESD314的電壓恢復(fù)到充分接近其自動(dòng)起動(dòng)前的水平，其中，隔離開(kāi)關(guān)301可以閉合，并且發(fā)電機(jī)318能夠重新為主ESD314和輔助ESD320兩者充電。在發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停止事件期間，主ESD314被放電以供電給輔助負(fù)載316，并且輔助ESD20的充電狀態(tài)隨著該主ESD314的充電狀態(tài)而波動(dòng)，導(dǎo)致輔助ESD320的使用壽命減少。起動(dòng)電機(jī)312可以包括各自的開(kāi)關(guān)312-1，從而電力可以從主ESD314被提供給起動(dòng)電機(jī)312，用于在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)事件中起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，例如自動(dòng)起動(dòng)事件。
[0026]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的參照?qǐng)D2的電池隔離電路301使用圖1_1和圖1_2已知的預(yù)保險(xiǎn)絲中心193的發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的部分361的示意圖。在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的部分361中，起動(dòng)電機(jī)導(dǎo)線419將起動(dòng)電機(jī)連接到隔離器301的第一端子。如上所述，隔離器301的第一端子也通過(guò)導(dǎo)線891而被連接到主ESD314的正極端子。發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的部分361進(jìn)一步包括導(dǎo)線587，其連接隔離器301的第二端子和輔助負(fù)載。除了預(yù)保險(xiǎn)絲中心193位于主ESD314的外部，另外隔離器301位于每個(gè)預(yù)保險(xiǎn)絲中心193和主ESD320的外部。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“主ESD的外部”指的是預(yù)保險(xiǎn)絲中心不與主ESD314直接相連，也不與主ESD314集成在一起。
[0027]圖4-1示意性地示出了電池隔離控制器(BIC) 101，其被用于車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)事件期間的電壓穩(wěn)定。應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，該BIClOl位于進(jìn)一步包括有至少一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器的車輛內(nèi)。該車輛可以進(jìn)一步包括機(jī)動(dòng)泵，用于當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉時(shí)為變速器提供加壓液壓流體。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)事件可以對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)事件和接通(key-on)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)事件中的任意一個(gè)。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)事件”指的是在特定的行車條件下，例如當(dāng)車輛停在停止信號(hào)燈并且制動(dòng)踏板被壓下時(shí)，在發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)被暫時(shí)停止并且通過(guò)電子發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM)不供應(yīng)燃料之后發(fā)動(dòng)機(jī)被起動(dòng)。當(dāng)車輛需要運(yùn)動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)事件能夠被起動(dòng)。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“接通發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)事件”指的是在切斷(key-off)事件期間，在發(fā)動(dòng)機(jī)以及被停止并且在長(zhǎng)期的時(shí)間周期中不被供應(yīng)燃料之后，第一次起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。本公開(kāi)將指向相應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)事件的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)事件；然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，此處的實(shí)施例能夠同樣地應(yīng)用到對(duì)應(yīng)于接通發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)事件的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)事件。而術(shù)語(yǔ)“電池”被使用時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解的是，BIClOl適用于任何類型的能量存儲(chǔ)裝置。BIClOl包括電池分配模塊(BDM) 110、主電能存儲(chǔ)裝置(ESD) 14、輔助ESD20、點(diǎn)火模塊11、起動(dòng)電機(jī)12、發(fā)電機(jī)18、電動(dòng)液壓變速器泵模塊42、起動(dòng)機(jī)螺線圈模塊40、起動(dòng)機(jī)螺線管39以及總線電氣中心(BEC)模塊68。點(diǎn)火時(shí)，電動(dòng)液壓變速器泵和起動(dòng)機(jī)螺線圈模塊11、42、40，在示出的實(shí)施例中分別被描繪為單獨(dú)的模塊，但可以理解的是，模塊11、42、40可以全部被集成到發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊5中。BDMllO包括多個(gè)BDM組件，其包括輔助保險(xiǎn)絲端子130、主保險(xiǎn)絲端子140、開(kāi)關(guān)裝置模塊150和負(fù)載模塊170。負(fù)載模塊170管理從主和輔助ESD14、20分別到車輛的一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載16的電力分配,每個(gè)輔助負(fù)載16分別聯(lián)接到負(fù)載模塊170的相應(yīng)保險(xiǎn)絲172之一。BEC模塊68被電聯(lián)接到負(fù)載模塊170的相應(yīng)的保險(xiǎn)絲174并管理到負(fù)載的電力，該負(fù)載比車輛的連接到BDMllO的一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載16需要更小的電流。在一些實(shí)施例中，BEC模塊58能夠引導(dǎo)電力到用于管理較小負(fù)載的多個(gè)電氣中心。例如，BEC模塊68能夠引導(dǎo)電力到位于車輛前部、后部和后備箱中的電氣中心。
[0028]該BDMllO的開(kāi)關(guān)裝置模塊150包括控制器10、第一開(kāi)關(guān)裝置22和第二開(kāi)關(guān)裝置24。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“控制器”指的是處理裝置。因此，術(shù)語(yǔ)“控制器”和“處理裝置”在此文中將被可互換地使用。第一開(kāi)關(guān)裝置22的第二端子經(jīng)由主保險(xiǎn)絲端子140而電聯(lián)接到主ESD14的正極端子17。在所示的非限制性實(shí)施例中，第一開(kāi)關(guān)裝置24的第二端子是源極端子。在下文中，“第二端子”將被可互換地稱為第一開(kāi)關(guān)裝置22的“源極”。主保險(xiǎn)絲端子140包括三個(gè)保險(xiǎn)絲，其中第一保險(xiǎn)絲140-1被電聯(lián)接到主ESD14上的集成電池傳感器(IBS) 15，第二保險(xiǎn)絲140-2被電聯(lián)接到起動(dòng)電機(jī)12并且第三保險(xiǎn)絲140-3被電聯(lián)接到發(fā)電機(jī)18。第一開(kāi)關(guān)裝置22的第一端子被電聯(lián)接到負(fù)載模塊170的正極端子171。在所示的非限制性實(shí)施例中，第一開(kāi)關(guān)裝置22的第一端子為漏極端子。在下文中，“第一端子”將被可互換地稱為第一開(kāi)關(guān)裝置的“漏極”。當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)裝置22閉合時(shí)，主ESD14被電聯(lián)接到具有非常低的電阻(例如，小于I毫歐)的負(fù)載模塊170。第二開(kāi)關(guān)裝置24的第二端子被電聯(lián)接到負(fù)載模塊170的正極端子171。在所示的非限制性實(shí)施例中，第二開(kāi)關(guān)裝置24的第二端子為源極端子。在下文中，“第二端子”將被可互換地稱為第二開(kāi)關(guān)裝置24的“源極”。第二開(kāi)關(guān)裝置24的第一端子通過(guò)輔助保險(xiǎn)絲端子130被電聯(lián)接到輔助ESD20的正極端子21。在所示的非限制性實(shí)施例中，第二開(kāi)關(guān)裝置24的第一端子是漏極端子。下文中，“第一端子”將被可互換地稱為第二開(kāi)關(guān)裝置的“漏極”。輔助保險(xiǎn)絲端子130包括電聯(lián)接到輔助ESD20的第一保險(xiǎn)絲131。當(dāng)?shù)诙_(kāi)關(guān)裝置24閉合時(shí)，輔助ESD20被電聯(lián)接到負(fù)載模塊170。在其它實(shí)施例中，第一端子能夠?qū)?yīng)于源極端子并且第二端子能夠?qū)?yīng)于漏極端子。
[0029]ESD14和20的每個(gè)能夠包括具有各自的接地的負(fù)極端子低壓(例如，12伏特)電池，其中，在非限制性的示例性實(shí)施例中，主ESD14被配置為提供至少70安培時(shí)并且輔助ESD20被配置為提供約10安時(shí)。主ESD14能夠在切斷事件超過(guò)延長(zhǎng)的時(shí)間周期內(nèi)為多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)和備用負(fù)載提供電能。另外，主ESD14能夠?yàn)槌^(guò)發(fā)電機(jī)18的輸出的峰值負(fù)載提供電能。在發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)期間，主ESD14提供電力給起動(dòng)電機(jī)12。在正常發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行并且存在發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停止條件期間，主ESD14額外地提供電力給負(fù)載模塊170。正如將變得明顯的是，在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)事件期間，例如發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)期間，主ESD14和起動(dòng)電機(jī)12通過(guò)斷開(kāi)第一開(kāi)關(guān)裝置22而與負(fù)載模塊170脫離/斷開(kāi)。第一開(kāi)關(guān)裝置22從未被斷開(kāi)直至第二開(kāi)關(guān)裝置24被閉合。在發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)事件來(lái)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)之前和期間，輔助ESD20通過(guò)閉合第二開(kāi)關(guān)裝置24而被電聯(lián)接/連接到負(fù)載模塊170。在發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)之后，需要立即為輔助ESD20充電，這是通過(guò)在預(yù)定的時(shí)間周期內(nèi)閉合第二開(kāi)關(guān)裝置24來(lái)保持輔助ESD20的完全充電狀態(tài)。該預(yù)定時(shí)間周期之后，通過(guò)斷開(kāi)第二開(kāi)關(guān)裝置24而將輔助ESD20與負(fù)載模塊170斷開(kāi)來(lái)維持輔助ESD20的完全充電狀態(tài)。在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)事件期間，輔助ESD20能夠在預(yù)定時(shí)間周期內(nèi)為輔助車輛負(fù)載16提供電能并將輔助車輛負(fù)載的電壓維持在預(yù)定水平之內(nèi)。
[0030]控制器10被配置為基于控制器10借助開(kāi)關(guān)裝置模塊150的信號(hào)連接器23分別接收的Ignit1n (點(diǎn)火)、Start_0N(起動(dòng))和Auto_Stop (自動(dòng)停止)信號(hào)13、41、43來(lái)分別控制第一和第二開(kāi)關(guān)裝置22、24的斷開(kāi)和閉合。在一個(gè)實(shí)施例中，信號(hào)13、41和43可以由ECM5產(chǎn)生。開(kāi)關(guān)裝置模塊150的控制器10，例如，邏輯，進(jìn)一步接收接地信號(hào)19。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)信號(hào)13、41、43和19各自通過(guò)相應(yīng)的導(dǎo)線在信號(hào)連接器23的相應(yīng)端子被接收。Ignit1n信號(hào)13由點(diǎn)火模塊11提供并指示車輛的狀態(tài)是否為0N，例如，接通(KeyON)狀態(tài)，或是否為0FF，例如，切斷(Key OFF)狀態(tài)。當(dāng)車輛處于接通狀態(tài)時(shí)，點(diǎn)火信號(hào)13被激活。
[0031]當(dāng)Start_0N信號(hào)41被激活時(shí),指示發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)事件,包括發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)事件或接通發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)事件中的任意一個(gè)。當(dāng)激活時(shí)，該Start_0N信號(hào)41可操作以閉合與輔助ESD20串聯(lián)的第二開(kāi)關(guān)裝置24，并且只有在所述第二開(kāi)關(guān)裝置24閉合之后，才允許與主ESD14串聯(lián)的第一開(kāi)關(guān)裝置22斷開(kāi)，以防主ESD14的電壓下降到低于輔助ESD20。在非限制性的示例性實(shí)施例中，當(dāng)?shù)诙_(kāi)關(guān)裝置24已閉合時(shí)，第一開(kāi)關(guān)裝置22在5毫秒之內(nèi)斷開(kāi)。應(yīng)當(dāng)理解的是，在開(kāi)始激活的Start_0N信號(hào)41之后的預(yù)定延遲時(shí)間內(nèi)第二開(kāi)關(guān)裝置24閉合。該預(yù)定延遲能夠被稱為最大預(yù)定時(shí)間周期。在非限制性的例子中，預(yù)定延遲為2.0毫秒。該Start_0N信號(hào)41是由來(lái)自起動(dòng)機(jī)螺線圈模塊40的狀態(tài)信號(hào)確定的。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)起動(dòng)機(jī)螺線圈模塊40的狀態(tài)信號(hào)為ON時(shí)，Start_0N信號(hào)41被激活，并且當(dāng)起動(dòng)機(jī)螺線圈模塊40的狀態(tài)信號(hào)為OFF時(shí)，Start_0N信號(hào)41不被激活。當(dāng)Start_0N信號(hào)41不被激活時(shí)，例如，非激活的Start_0N信號(hào)41，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)事件已完成。應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)起動(dòng)機(jī)螺線圈模塊40的狀態(tài)信號(hào)為OFF時(shí)，起動(dòng)電機(jī)12的螺線管39被解除激活，因?yàn)椴恍枰饎?dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。同樣，當(dāng)起動(dòng)機(jī)螺線圈模塊40的狀態(tài)信號(hào)為ON時(shí)，起動(dòng)電機(jī)12的螺線管39被激活，因?yàn)樾枰饎?dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。因此，使用來(lái)自起動(dòng)機(jī)螺線圈模塊40的狀態(tài)信號(hào)允許確定Start_ON信號(hào)41，而不必從發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊獲取指示發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)事件的額外的信號(hào)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到，如果要求發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊發(fā)送指示自動(dòng)起動(dòng)事件的信號(hào)給開(kāi)關(guān)裝置模塊150的控制器10，例如，邏輯，將會(huì)產(chǎn)生額外的費(fèi)用。
[0032]該AUto_Stop信號(hào)43由來(lái)自電動(dòng)液壓變速器泵模塊42 (下文稱為“泵模塊42”)的狀態(tài)信號(hào)確定的。應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)泵模塊42的狀態(tài)信號(hào)為ON時(shí)，被配置為供應(yīng)加壓的液壓流體給車輛的變速器的電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)泵在發(fā)動(dòng)機(jī)處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)被斷開(kāi)。因此，當(dāng)泵模塊42的狀態(tài)信號(hào)為ON并且激活時(shí)，AUto_Stop信號(hào)43也是激活的，以指示發(fā)動(dòng)機(jī)的自動(dòng)停止。當(dāng)激活時(shí)，該Auto_Stop信號(hào)43操作以斷開(kāi)與輔助ESD20串聯(lián)的第二開(kāi)關(guān)裝置24。同樣，當(dāng)電動(dòng)液壓變速器泵模塊42的狀態(tài)信號(hào)為OFF時(shí)，該Auto_Stop信號(hào)43是不激活的。在未配備電動(dòng)液壓變速器泵因此也不具有電驅(qū)動(dòng)的泵模塊的車輛中，該AUto_Stop信號(hào)43能夠直接從發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊獲得。
[0033]圖4-2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)事件期間用于電壓穩(wěn)定的另一個(gè)示例性BIC1r。在圖4-2的示出的實(shí)施例中的BIC1r中的同樣的數(shù)字對(duì)應(yīng)于圖4-1的BIClOl中的同樣的數(shù)字。不同于圖4-1中的BIClOl的發(fā)電機(jī)18被電聯(lián)接到主保險(xiǎn)絲端子的第一保險(xiǎn)絲，在圖4-2的示出的實(shí)施例中的發(fā)電機(jī)W被電聯(lián)接到負(fù)載模塊170的保險(xiǎn)絲174。因此，圖4-1的BIClOl的第三保險(xiǎn)絲140-3并不被包括在圖4_2的示出的實(shí)施例中的BIClOli中。BIClOl和101'都是非限制性的，并且實(shí)施本文的實(shí)施例時(shí)能夠使用BIClOl或者BIClOl'中的任意一個(gè)。
[0034]為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，本發(fā)明將參考圖4-1的BDMllO ;然而，本文所公開(kāi)的實(shí)施例同樣適用于圖4-2的BDMllO'。開(kāi)關(guān)裝置22和24能夠是固態(tài)功率裝置，其安裝在總線條上，這些總線條用于分配和消散在傳導(dǎo)電流時(shí)由開(kāi)關(guān)產(chǎn)生的熱量。開(kāi)關(guān)裝置模塊150的控制器10，例如，邏輯，能夠包括，或另外集成在，為減少布線而直接連接到或接近至開(kāi)關(guān)裝置22和24的PC板。例如，該P(yáng)C板的連接可以使用卡扣安裝(snap mounting)特征、無(wú)焊料壓配(solder-less press-fit)端子、支座(stand-off)端子、頂蓋和插座(headers andsockets)、以及焊接端子。用于開(kāi)關(guān)裝置22和24的控制器10和信號(hào)連接器23接收上面參考圖 4-1 所描述的車輛信號(hào)(例如，Ignit1nl3、Start_0N41、Auto_Stop43 和 ground(接地)19)，以下將進(jìn)一步參照?qǐng)D7的開(kāi)關(guān)裝置模塊150進(jìn)行詳細(xì)描述。如以上參照?qǐng)D1-1和圖1-2所描述的已知的預(yù)保險(xiǎn)絲中心193不包括被配置成接收車輛信號(hào)來(lái)操作處于相應(yīng)的斷開(kāi)和關(guān)閉狀態(tài)之間的外部隔離器301的任何控制器。
[0035]在圖示的實(shí)施例中，BDMllO被直接集成在主ESD14的頂部上，并且包括控制器的BDMllO被用來(lái)代替以上參考圖1-1和圖1-2所描述的已知的預(yù)保險(xiǎn)絲中心193。在一個(gè)實(shí)施例中，BDMllO被連接在使用卡扣安裝特征的主ESD的頂部上。此外，BDM110使控制器10與開(kāi)關(guān)裝置22和24集成在一起。相反，以上參照?qǐng)D2和圖3所描述的已知的電池隔離電路300的外部隔離器301位于預(yù)保險(xiǎn)絲電路193的外部。因此，外部隔離器301不與預(yù)保險(xiǎn)絲電路集成在一起。本文的實(shí)施例針對(duì)的是將包括開(kāi)關(guān)裝置模塊150的控制器10及開(kāi)關(guān)元件22和24的BDMllO直接集成在主ESD14的頂部上使得能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)事件期間將穩(wěn)定的電壓提供給一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載16,其基于分別接收的至少一個(gè)Ignit1n、Start_ON、和Aut0_st0p信號(hào)13、41、43而在已經(jīng)閉合第二開(kāi)關(guān)裝置24之后斷開(kāi)第一開(kāi)關(guān)裝置22。下面將參照?qǐng)D6進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明直接將BDMllO集成在主ESD14的頂部上。
[0036]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的相應(yīng)于圖4-1和圖4-2的電池隔離控制器101、10Γ的示例性的電池隔離電路200。電池隔離電路(IC) 200包括:開(kāi)關(guān)裝置模塊150的控制器10、第一開(kāi)關(guān)裝置22和第二開(kāi)關(guān)裝置24，以及電力總線包括起動(dòng)電機(jī)12，主ESD14，輔助負(fù)載16，發(fā)電機(jī)18和輔助ESD20。在圖示的實(shí)施例中，主ESD14能夠被稱為起動(dòng)電池并且輔助ESD20能夠被稱為二次ESD。輔助負(fù)載16能夠包括車輛的一個(gè)或多個(gè)負(fù)載，例如但不限于，空調(diào)壓縮機(jī)、車輛內(nèi)部照明、電動(dòng)座椅的操作、以及娛樂(lè)系統(tǒng)。起動(dòng)電機(jī)12包括螺線圈開(kāi)關(guān)12-1，其在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)事件期間，例如Start_0N信號(hào)41激活時(shí)，是閉合的。需要電力的每個(gè)輔助負(fù)載16可以包括各自的開(kāi)關(guān)16-1，從而提供給一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載16的電力能夠被提供是基于第一和第二開(kāi)關(guān)裝置22、24分別是斷開(kāi)的還是關(guān)閉的而分別從主和輔助ESD14和20中的任何一個(gè)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于ON并且在發(fā)動(dòng)機(jī)的正常速度范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)，輔助負(fù)載需要的電力通常由來(lái)自發(fā)電機(jī)18和主ESD14的電力來(lái)供給。
[0037]圖6-1至圖6-4示出了根據(jù)本發(fā)明的圖4-2的示例性BDM11(V的組件。盡管圖6-1至圖6-4描繪了圖4-2中的BDM11(V的組件，但是用于描述圖6_1至6_4的說(shuō)明也可以同樣適用于圖4-1中的BDM的組件。
[0038]參照?qǐng)D6-1，BDMllO包括電氣總線組件720，其包括第一電氣總線720-1、第二電氣總線720-2和第三電氣總線720-3。在圖6_1至圖6_4所示的實(shí)施例中，電氣總線組件包括電氣總線條組件以及分別包括第一、第二和第三總線條的第一、第二和第三電氣總線720-1、720-2和720-3。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，術(shù)語(yǔ)“電氣總線組件”和“電氣總線”將在下文中被稱為“總線條組件”和“總線條”。然而，本發(fā)明并不限于包括總線條的電氣總線組件，可以包括任何導(dǎo)電裝置，例如，但不限于，能夠在BDMllO'的一個(gè)或多個(gè)裝置、模塊、保險(xiǎn)絲或部件之間提供電氣通信的板、導(dǎo)線或電纜。第一總線條720-1直接連接到第一開(kāi)關(guān)裝置22'的漏極、第二開(kāi)關(guān)裝置24'的源極以及負(fù)載模塊170'的正極端子171'中的每一個(gè)。第一總線條720-1將第一開(kāi)關(guān)裝置22'的漏極電聯(lián)接到一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載16'并且將第二開(kāi)關(guān)裝置24'的源極電聯(lián)接到一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載16'。
[0039]第二總線條720-2直接連接到第一開(kāi)關(guān)裝置22'的源極。在一個(gè)實(shí)施例中，第二總線條720-2包括與其集成在一起的主保險(xiǎn)絲端子140'。在另一個(gè)實(shí)施例中，第二總線條720-2直接連接到主保險(xiǎn)絲端子140'并與主保險(xiǎn)絲端子140'電聯(lián)接。應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)裝置22'閉合時(shí)，第二總線條720-2和主保險(xiǎn)絲端子140'被電聯(lián)接到第一總線條720-1。如將變得明顯的是，只有當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)裝置22'閉合時(shí)，才在主ESD14'、主保險(xiǎn)絲端子140'、第二總線條720-2和負(fù)載模塊170'之間存在電氣通信，從而主ESD14'能夠被電聯(lián)接到一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載16'。
[0040]第三總線條720-3直接連接到第二開(kāi)關(guān)裝置24'的漏極。在一個(gè)實(shí)施例中，第三總線條720-3包括與其集成在一起的輔助保險(xiǎn)絲端子130'。在另一個(gè)實(shí)施例中，第三總線條720-3直接連接到輔助保險(xiǎn)絲端子130'并與輔助保險(xiǎn)絲端子130'電聯(lián)接。應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)?shù)诙_(kāi)關(guān)裝置24'閉合時(shí)，第三總線條720-3和輔助保險(xiǎn)絲端子130'被電聯(lián)接到第一總線條720-3。如將變得明顯的是，只有當(dāng)?shù)诙_(kāi)關(guān)裝置24'閉合時(shí)，才在輔助ESD20'、輔助保險(xiǎn)絲端子130'、第三總線條720-3和負(fù)載模塊170'之間存在電氣通信，從而輔助ESD20'能夠被電聯(lián)接到一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載16'。
[0041]參照?qǐng)D6-2，BDMlKV的組件進(jìn)一步包括PC板740，其包括開(kāi)關(guān)模塊150的控制器10'，其直接與開(kāi)關(guān)裝置22和24以及電氣總線條720集成在一起。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“直接集成”指的是PC板740包括多個(gè)層，這些層使用標(biāo)準(zhǔn)印刷電路板技術(shù)互連，其中每個(gè)層分別對(duì)應(yīng)于開(kāi)關(guān)裝置22'和24'、控制器10'和總線條組件(例如電氣總線組件)720中的一個(gè)。因此，包括控制器10'的PC板740被與開(kāi)關(guān)裝置22'和24'以及總線條組件720集成在一起。在一個(gè)實(shí)施例中，圖4-2所示的控制器10'的信號(hào)連接器23'包括多個(gè)端子，每個(gè)端子被配置為分別接收Ignit1n、Start_0N、Auto_Stop和ground信號(hào)13、41、43,19中的相應(yīng)的一個(gè)。在圖示的實(shí)施例中，每個(gè)信號(hào)13、41、43、19可以通過(guò)多條導(dǎo)線730中的相應(yīng)的一條被傳輸?shù)桨刂破?(V的PC板740。
[0042]參照?qǐng)D6-3，BDMllO'的組件進(jìn)一步包括提供輔助導(dǎo)線750，以將輔助保險(xiǎn)絲端子130'和第二開(kāi)關(guān)裝置24的漏極電聯(lián)接到輔助ESD20'的正極端子21'。智能電池傳感器(IBS)導(dǎo)線760被提供以將主ESD14'上的IBS15'電聯(lián)接到主保險(xiǎn)絲端子140'的第一保險(xiǎn)絲140-1'。起動(dòng)電機(jī)導(dǎo)線770被提供以將起動(dòng)電機(jī)12電聯(lián)接到主保險(xiǎn)絲端子140'的第二保險(xiǎn)絲140-2'。防護(hù)罩755保護(hù)BDMllO'。對(duì)主ESD14'的正極端子17'作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0043]參照?qǐng)D6-4，BDMl 10'的組件進(jìn)一步包括直接將BDMllO與主ESD14'集成在一起，其中，主保險(xiǎn)絲端子140'直接連接到主ESD14的正極端子17'并與其電聯(lián)接。主保險(xiǎn)絲端子140'電聯(lián)接到區(qū)域777內(nèi)的主ESD14'的正極端子779。具體地說(shuō)，主保險(xiǎn)絲端子140'的連接點(diǎn)直接連接到主ESD14'的正極端子17'，以將主ESD14'的正極端子17'電聯(lián)接到第一開(kāi)關(guān)裝置22'的源極和起動(dòng)電機(jī)。在圖示的實(shí)施例中，主保險(xiǎn)絲端子140'使用鉗式(clamp-on)或壓配(press-fit)安裝特征直接連接到主ESD14'的正極端子17'。因此，包括集成開(kāi)關(guān)模塊150'的BDMllOi被直接集成在主ESD14'的頂部上。應(yīng)當(dāng)理解的是，主保險(xiǎn)絲端子140'在ESD14'和起動(dòng)電機(jī)之間提供連續(xù)不間斷的電聯(lián)接，使得主ESD14'在用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)事件期間可以為起動(dòng)電機(jī)提供電力。進(jìn)一步可以理解的是，只有第一開(kāi)關(guān)裝置22'閉合時(shí)，主保險(xiǎn)絲端子140'才在主ESD14'和負(fù)載模塊170'之間提供電聯(lián)接，使得主ESD14'可以提供電力給一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載16'。
[0044]圖6-4進(jìn)一步示出了以上參照?qǐng)D6-3描述的輔助導(dǎo)線750、IBS導(dǎo)線760、和起動(dòng)電機(jī)導(dǎo)線770。另外，負(fù)載導(dǎo)線780被提供以將輔助負(fù)載16'之一電聯(lián)接到負(fù)載模塊170'的相應(yīng)的保險(xiǎn)絲172'。BEC導(dǎo)線790被提供以將負(fù)載模塊170'的相應(yīng)的保險(xiǎn)絲174'電聯(lián)接到BEC模塊68'，該BEC模塊68'管理到負(fù)載的電力，該負(fù)載比車輛的一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載16'需要更小的電流。盡管圖6-4未明確描繪，但發(fā)電機(jī)導(dǎo)線能夠被提供以將發(fā)電機(jī)18'電聯(lián)接到負(fù)載模塊170'的相應(yīng)的保險(xiǎn)絲174'。
[0045]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的圖4-1和圖4-2中的電池分配模塊110、11(V的開(kāi)關(guān)裝置模塊150、150'的輸入和輸出信號(hào)?？刂破?0，例如，邏輯，從點(diǎn)火模塊11接收Ignit1n信號(hào)13，從起動(dòng)機(jī)螺線圈模塊40接收Start_0N信號(hào)41，從泵模塊42接收Auto_Stop信號(hào)43并且從接地模塊15接收接地(ground)信號(hào)19?？刂破?0進(jìn)一步通過(guò)由主ESD14提供的信號(hào)145監(jiān)視主ESD電壓，通過(guò)由一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載16提供的信號(hào)165監(jiān)視輔助負(fù)載電壓，通過(guò)由輔助ESD20提供的信號(hào)205監(jiān)視輔助ESD電壓。應(yīng)當(dāng)可以理解的是，主ESD14、一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載16以及輔助ESD20中的每一個(gè)可以包括被配置為測(cè)量相應(yīng)的電壓的集成傳感器。將進(jìn)一步理解的是，負(fù)載模塊170可以包括被配置為測(cè)量一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載16的相應(yīng)的電壓的集成傳感器。基于Ignit1n信號(hào)13、Start_0N信號(hào)41和Auto_Stop信號(hào)43中的至少一個(gè)，第一和第二開(kāi)關(guān)裝置22、24的斷開(kāi)和閉合分別被控制。當(dāng)閉合時(shí)，第一開(kāi)關(guān)裝置22操作以將主ESD14和起動(dòng)電機(jī)12的收縮器(contractor)電聯(lián)接到一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載16的正極端子。具體地，當(dāng)閉合時(shí)，第一開(kāi)關(guān)裝置22將主ESD14和起動(dòng)電機(jī)12的收縮器電聯(lián)接到負(fù)載模塊170的正極端子171，其中，負(fù)載模塊170管理到一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載16的電力分配。當(dāng)斷開(kāi)時(shí)，第一開(kāi)關(guān)裝置22操作以將主ESD14(和起動(dòng)電機(jī)壓縮器)從一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載16斷開(kāi)和脫離。
[0046]當(dāng)主ESD14的正極端子的起動(dòng)電壓下降預(yù)定的幅值到低于所監(jiān)測(cè)的輔助ESD20的電壓時(shí)，Start_0N信號(hào)41首先被激活之后，第一開(kāi)關(guān)裝置22被操作以在很短的第一預(yù)定時(shí)間周期(例如，10微秒)斷開(kāi)。控制器10絕不允許第一開(kāi)關(guān)裝置22斷開(kāi)，除非第二開(kāi)關(guān)裝置24閉合，其中，一旦Start_0N信號(hào)41首先變?yōu)榧せ畈⒈豢刂破?0接收到，第二開(kāi)關(guān)裝置24必須在最大預(yù)定時(shí)間周期(例如，2毫秒的預(yù)定延遲)內(nèi)被閉合。因此，第一開(kāi)關(guān)裝置22在Start_0N信號(hào)41首先變?yōu)榧せ钪蟛⑶业诙_(kāi)關(guān)裝置24已閉合之后的第一預(yù)定時(shí)間周期內(nèi)斷開(kāi)。此后，第一開(kāi)關(guān)裝置22保持?jǐn)嚅_(kāi)狀態(tài)，直到一個(gè)或多個(gè)預(yù)定的條件已發(fā)生。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)響應(yīng)于主ESD14的電壓超過(guò)一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載16的電壓預(yù)定幅值的預(yù)定條件發(fā)生時(shí)，第一開(kāi)關(guān)裝置22被轉(zhuǎn)換為閉合。在另一實(shí)施例中，當(dāng)響應(yīng)于自Start_0N信號(hào)41變?yōu)榧せ顣r(shí)已經(jīng)經(jīng)過(guò)第二預(yù)定時(shí)間周期的預(yù)定條件發(fā)生時(shí)，第一開(kāi)關(guān)裝置22被轉(zhuǎn)換為閉合。在該實(shí)施例中，必須經(jīng)過(guò)第二預(yù)定時(shí)間周期，即使主ESD14的電壓在經(jīng)過(guò)第二預(yù)定時(shí)間周期之前已經(jīng)超過(guò)一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載16的電壓預(yù)定幅值。在又一另外的實(shí)施例中，響應(yīng)于Start_0N信號(hào)41不再是激活的，例如，非激活，的預(yù)定條件發(fā)生時(shí)，第一開(kāi)關(guān)裝置22被轉(zhuǎn)換為閉合。非激活的Start_0N信號(hào)41表示發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)事件的完成。本文的實(shí)施例是直接針對(duì)使第一開(kāi)關(guān)裝置22在電流消耗超過(guò)5安培時(shí)自偏壓并且在電流消耗小于100毫安時(shí)保持無(wú)偏壓的。當(dāng)閉合時(shí)，第二開(kāi)關(guān)裝置24可操作以將輔助ESD20電聯(lián)接到一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載16的正極端子(例如，負(fù)載模塊170的正極端子171)。
[0047]如前所述，第二開(kāi)關(guān)裝置24必須在Start_0N信號(hào)41變?yōu)榧せ詈蟮念A(yù)定延遲(也被稱為“最大預(yù)定時(shí)間周期”)內(nèi)被閉合。應(yīng)當(dāng)理解的是，響應(yīng)于Start_0N信號(hào)41變?yōu)榧せ?，有一個(gè)與致動(dòng)所述起動(dòng)器控制螺線管39有關(guān)的時(shí)間延遲，其中，該起動(dòng)器控制螺線管39閉合起動(dòng)電機(jī)12的收縮器的該時(shí)間延遲超過(guò)該預(yù)定延遲。因此，第二開(kāi)關(guān)裝置24必須在預(yù)定延遲內(nèi)被閉合，以在起動(dòng)器控制螺線管39被激活之前將輔助ESD20與一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載16電聯(lián)接。在非限制性的示例中，該預(yù)定延遲為2毫秒。當(dāng)被斷開(kāi)時(shí)，第二開(kāi)關(guān)裝置24操作以將輔助ESD20從一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載16斷開(kāi)連接并脫離。當(dāng)Auto_Stop信號(hào)43是激活的，Ignit1n信號(hào)13是非激活的或者自Start_0N信號(hào)41變?yōu)榉羌せ詈蟮囊呀?jīng)經(jīng)過(guò)預(yù)定的非激活時(shí)間周期中的任意一個(gè)時(shí)，第二開(kāi)關(guān)裝置24可以從閉合的轉(zhuǎn)換為斷開(kāi)的。應(yīng)當(dāng)理解的是，非激活的Ignit1n信號(hào)13表示Key OFF狀態(tài)，其中所述車輛的狀態(tài)是OFF,并且激活的Auto_Stop信號(hào)43表示發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停止事件的開(kāi)始。
[0048]控制模塊、模塊、控制、控制器、控制單元、處理器和類似的術(shù)語(yǔ)是指專用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)軟件或固件程序或例程的中央處理單元(優(yōu)選為微處理器)以及相關(guān)聯(lián)的內(nèi)存和存儲(chǔ)(只讀、可編程只讀、隨機(jī)存取、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器等)、組合邏輯電路、輸入/輸出電路和裝置、適當(dāng)?shù)男盘?hào)調(diào)節(jié)和緩沖電路、以及提供所述功能的其它元件中的一個(gè)或多個(gè)中的任意一個(gè)或不同的組合。軟件、固件、程序、指令、例程、代碼、算法和類似的術(shù)語(yǔ)指的是包括校準(zhǔn)和查找表的任何指令集。控制模塊具有一組控制例程其被執(zhí)行以提供所需的功能。例程被執(zhí)行，例如由中央處理單元執(zhí)行，并且可操作以監(jiān)測(cè)來(lái)自傳感裝置和其它網(wǎng)絡(luò)控制模塊的輸入，并執(zhí)行控制和診斷程序以控制致動(dòng)器的操作。例程可以以規(guī)則的間隔被執(zhí)行，例如在正在進(jìn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)和車輛運(yùn)行期間每0.100,1.0,3.125,6.25、
12.5、25和100毫秒。可替代地，例程可以響應(yīng)于事件的發(fā)生而被執(zhí)行。
[0049]圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的圖7的第一和第二開(kāi)關(guān)裝置22、24分別經(jīng)過(guò)多個(gè)自動(dòng)起動(dòng)和自動(dòng)停止事件的斷開(kāi)和閉合時(shí)間響應(yīng)的第一邏輯的非限制性示例。Ignit1n信號(hào)13、Start_0N信號(hào)41、Auto_Stop信號(hào)43、第一開(kāi)關(guān)裝置信號(hào)22以及第二開(kāi)關(guān)裝置24信號(hào)中的每一個(gè)都是雙水平信號(hào)，可操作在低水平和高水平中的任一個(gè)。關(guān)于Ignit1n信號(hào)13，低水平表示對(duì)應(yīng)于車輛的Key OFF狀態(tài)，點(diǎn)火信號(hào)13是不激活的，并且高水平表示對(duì)應(yīng)于車輛的Key ON狀態(tài)，點(diǎn)火信號(hào)13是激活的。關(guān)于Start_0N信號(hào)41，高水平表示對(duì)應(yīng)于沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)事件，Start_0N信號(hào)41是不激活的,并且低水平表示對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)事件，Start_0N信號(hào)41是激活的。關(guān)于Auto_Stop信號(hào)43，高水平表示對(duì)應(yīng)于沒(méi)有自動(dòng)停止事件，Auto_Stop信號(hào)43是不激活的，并且低水平表示對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)的自動(dòng)停止事件，Auto_Stop /[目號(hào)43是激活的。關(guān)于開(kāi)關(guān)22和24,聞水平表不開(kāi)關(guān)22和24是閉合的，并且低水平表示開(kāi)關(guān)22和24是斷開(kāi)的。豎直虛線1-9表示不同的時(shí)間事件。
[0050]當(dāng)點(diǎn)火信號(hào)13為非激活并且該車輛處于Key OFF狀態(tài)時(shí)，第一開(kāi)關(guān)裝置22保持閉合，從而主ESD14被電連接到一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載16。第一開(kāi)關(guān)裝置22保持閉合直到由激活的Start_0N信號(hào)41表示的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)事件由控制器10接收。具體地說(shuō)，第一開(kāi)關(guān)裝置22在豎直虛線I處被斷開(kāi)，在Start_0N信號(hào)41首先變?yōu)榧せ钪蟮牡谝活A(yù)定時(shí)間周期，例如，發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)事件被開(kāi)始。應(yīng)當(dāng)理解的是，自動(dòng)起動(dòng)事件的開(kāi)始表示發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)事件的開(kāi)始。此外，第一開(kāi)關(guān)裝置22僅在第二開(kāi)關(guān)裝置24已閉合之后的預(yù)定時(shí)間周期內(nèi)斷開(kāi)。在豎直虛線I之前，當(dāng)點(diǎn)火信號(hào)13是激活的并且Start_0N信號(hào)41也是激活的，第二開(kāi)關(guān)裝置24被閉合。具體而言，第二開(kāi)關(guān)裝置24必須在Start_0N信號(hào)13變?yōu)榧せ钪蟮念A(yù)定延遲內(nèi)被閉合。在非限制性的例子中，預(yù)定延遲為2毫秒。例如，Start_0N信號(hào)41在豎直虛線4處變?yōu)榧せ畈⑶业诙_(kāi)關(guān)裝置24在豎直虛線5處是被閉合，其中預(yù)定延遲由豎直虛線4和5之間的時(shí)間周期表示。此外，在豎直虛線5之后在第二開(kāi)關(guān)裝置24已被閉合之后，第一開(kāi)關(guān)裝置22被斷開(kāi)。同樣地，Start_0N信號(hào)41在豎直虛線7處變?yōu)榧せ畈⑶业诙_(kāi)關(guān)裝置24在豎直虛線8處被閉合，其中預(yù)定延遲由豎直虛線7和8之間的時(shí)間周期表示。另外，在豎直虛線8之后在第二開(kāi)關(guān)裝置24已被閉合之后，第一開(kāi)關(guān)裝置22被斷開(kāi)，第二開(kāi)關(guān)裝置24的閉合不遲于起動(dòng)電機(jī)12的收縮器的閉合。
[0051]進(jìn)一步的實(shí)施例可以包括當(dāng)Ignit1n信號(hào)13為激活的并且主ESD14的電壓低于一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載16的電壓第二預(yù)定電壓幅值時(shí)，斷開(kāi)第一開(kāi)關(guān)裝置22。在非限制性的例子中，預(yù)定電壓幅值為50mV。與斷開(kāi)第一開(kāi)關(guān)裝置22有關(guān)聯(lián)的該預(yù)定電壓幅值能夠包括與用于閉合第一開(kāi)關(guān)裝置22的預(yù)定條件有關(guān)聯(lián)的預(yù)定電壓幅值所不同的值。第二開(kāi)關(guān)裝置24必須在第一開(kāi)關(guān)裝置22斷開(kāi)之前由控制器10閉合。如上所述，第一開(kāi)關(guān)裝置22保持?jǐn)嚅_(kāi)，除非一個(gè)或多個(gè)預(yù)定條件得到滿足并且發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)被起動(dòng)。在圖示的圖8的非限制性的示例的第一邏輯中，當(dāng)點(diǎn)火信號(hào)13被激活并且主ESD14的電壓低于一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載的電壓預(yù)定電壓幅值時(shí)，第一開(kāi)關(guān)裝置22在豎直虛線I處被斷開(kāi)，并且在發(fā)動(dòng)機(jī)被起動(dòng)之后并且至少一個(gè)預(yù)定條件得到滿足之后，在豎直虛線2處，第一開(kāi)關(guān)裝置22被閉合。
[0052]圖8的第一邏輯的示例性實(shí)施例進(jìn)一步針對(duì)當(dāng)AUto_Stop信號(hào)43是激活的或者Ignit1n信號(hào)13是不激活的時(shí)候，斷開(kāi)第二開(kāi)關(guān)裝置24。例如，在每一個(gè)豎直虛線3和6處，當(dāng)AUto_Stop信號(hào)43變?yōu)榧せ顣r(shí)，第二開(kāi)關(guān)裝置24被斷開(kāi)。同樣地，在豎直虛線9處當(dāng)Ignit1n信號(hào)13不再是激活的時(shí)，第二開(kāi)關(guān)裝置24被斷開(kāi)。
[0053]圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的圖7的第一和第二開(kāi)關(guān)裝置22、24分別經(jīng)過(guò)多個(gè)自動(dòng)起動(dòng)和自動(dòng)停止事件的斷開(kāi)和閉合時(shí)間響應(yīng)的非限制性示例的第二邏輯。點(diǎn)火信號(hào)13、Start_0N信號(hào)41、Auto_Stop信號(hào)43、第一開(kāi)關(guān)裝置信號(hào)22以及第二開(kāi)關(guān)裝置信號(hào)24中的每一個(gè)都是雙水平信號(hào)，可操作在低水平和高水平中的任一個(gè)。關(guān)于Ignit1n信號(hào)13，低水平表示對(duì)應(yīng)于車輛的Key OFF狀態(tài)，點(diǎn)火信號(hào)13是不激活的，并且高水平表示對(duì)應(yīng)于車輛的Key ON狀態(tài)，點(diǎn)火信號(hào)13是激活的。關(guān)于Start_0N信號(hào)41，高水平表示對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)事件，Start_0N信號(hào)41是激活的,并且低水平表示對(duì)應(yīng)于沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)事件，Start_0N信號(hào)41是非激活的。關(guān)于Auto_Stop信號(hào)43，低水平表示對(duì)應(yīng)于沒(méi)有自動(dòng)停止事件，Auto_Stop信號(hào)43是非激活的，并且高水平表示對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)的自動(dòng)停止事件，Auto_Stop /[目號(hào)43是激活的。關(guān)于開(kāi)關(guān)22和24,聞水平表不開(kāi)關(guān)22和24是閉合的，并且低水平表示開(kāi)關(guān)22和24是斷開(kāi)的。豎直虛線1-8表示不同的時(shí)間事件。
[0054]在圖9的非限制性示例的第二邏輯中，當(dāng)Ignit1n信號(hào)13是非激活的或者從非激活轉(zhuǎn)變?yōu)榧せ顣r(shí)，第一開(kāi)關(guān)裝置22通常保持閉合。響應(yīng)于Start_0N信號(hào)41變?yōu)榧せ?，第二開(kāi)關(guān)裝置24僅在豎直虛線I之前在預(yù)定延遲(例如，2毫秒)內(nèi)被閉合。當(dāng)施加到主ESD14的正極端子的起動(dòng)電壓下降低于一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載16的電壓預(yù)定幅值時(shí)，在Start_0N信號(hào)41首先變?yōu)榧せ钪蟮妮^短的第一預(yù)定時(shí)間周期之內(nèi)(例如，10微秒)，第一開(kāi)關(guān)裝置22被操作斷開(kāi)。應(yīng)當(dāng)理解的是，圖5的控制器10被操作以便僅在第二開(kāi)關(guān)裝置24已閉合之后才允許斷開(kāi)第一開(kāi)關(guān)裝置22。在圖示的實(shí)施例中，在Start_0N信號(hào)41已經(jīng)被激活并且第二開(kāi)關(guān)裝置22已被閉合之后的較短的第一預(yù)定時(shí)間周期的豎直虛線I處，第一開(kāi)關(guān)裝置22斷開(kāi)。同樣地，第一開(kāi)關(guān)裝置22在豎直虛線4處斷開(kāi)，在Start_0N信號(hào)41已在豎直虛線3處變?yōu)榧せ钪蟮妮^短的第一預(yù)定時(shí)間周期并且第二開(kāi)關(guān)裝置22在豎直虛線4之前已被閉合。同樣地，第一開(kāi)關(guān)裝置22在豎直虛線6處斷開(kāi)，在Start_0N信號(hào)41已變?yōu)榧せ钪蟮妮^短的第一預(yù)定時(shí)間周期并且第二開(kāi)關(guān)裝置24在豎直虛線6之前已被閉合。
[0055]第一開(kāi)關(guān)裝置22保持?jǐn)嚅_(kāi)的，直到一個(gè)或多個(gè)預(yù)定條件得到滿足。在圖示實(shí)施例中，在豎直虛線2處，當(dāng)一個(gè)或多個(gè)預(yù)定條件得到滿足時(shí)，第一開(kāi)關(guān)裝置22被轉(zhuǎn)變?yōu)殚]合。在一個(gè)實(shí)施例中，在豎直虛線2處，當(dāng)主ESD14的電壓超過(guò)一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載16的電壓預(yù)定幅值時(shí)，第一開(kāi)關(guān)裝置22被轉(zhuǎn)變?yōu)殚]合。在另一實(shí)施例中，在豎直虛線2處，自激活的Start_0N信號(hào)41的開(kāi)始之后經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間周期之后，第一開(kāi)關(guān)裝置22被轉(zhuǎn)變?yōu)殚]合。在該實(shí)施例中，即使主ESD14的電壓超過(guò)一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載的電壓預(yù)定幅值時(shí)，第一開(kāi)關(guān)裝置22不會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)殚]合，直到已經(jīng)過(guò)第二預(yù)定時(shí)間周期。在又一另外的實(shí)施例中，第一開(kāi)關(guān)裝置22可保持?jǐn)嚅_(kāi)，直到Start_0N信號(hào)41變?yōu)椴患せ?。該不激活的Start_0N信號(hào)41表示發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)事件的完成。
[0056]圖9的非限制性示例的第二控制邏輯的實(shí)施例進(jìn)一步針對(duì)第二開(kāi)關(guān)裝置24在Start_0N信號(hào)41變?yōu)榧せ钪蟮念A(yù)定延遲內(nèi)閉合。例如，Start_0N信號(hào)41在豎直虛線3處變?yōu)榧せ畈⑶业诙_(kāi)關(guān)裝置24在快要到豎直虛線4之前被閉合，其中預(yù)定延遲位于豎直虛線3和快要到豎直虛線4之間。在非限制性實(shí)施例中，位于豎直虛線3和快要到豎直虛線4之間的預(yù)定延遲等于2毫秒。此外，第二開(kāi)關(guān)裝置24被斷開(kāi)是基于Ignit1n信號(hào)13變?yōu)榉羌せ?、Auto_Stop信號(hào)43變?yōu)榧せ?、以及自Start_0N信號(hào)13已變?yōu)榉羌せ钪笠呀?jīng)經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間周期此三者中較早的一個(gè)。在Start_0N信號(hào)41已變?yōu)榉羌せ钪蟮念A(yù)定時(shí)間周期，允許第二開(kāi)關(guān)裝置24保持閉合，在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程中在輔助ESD20由于為一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載16提供電能被部分消耗之后，允許輔助ESD20由當(dāng)前正被供應(yīng)燃料和運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)被完全地充電。然而，一旦充好電，則需要斷開(kāi)第二開(kāi)關(guān)裝置24，使得輔助ESD20保持在完全充電的狀態(tài)，從而能夠在隨后的發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)事件期間，提供電能給一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載16。在圖9所示的實(shí)施例中，第二開(kāi)關(guān)裝置24在快要到豎直虛線4之前被閉合，并且因此，該閉合發(fā)生在Start_0N信號(hào)在豎直虛線3處變?yōu)榧せ钪蟮念A(yù)定延遲內(nèi)。第二開(kāi)關(guān)裝置24保持閉合的，直到AUto_Stop信號(hào)43在豎直虛線5處變?yōu)榧せ睢４讼Σ?，第二開(kāi)關(guān)裝置24在快要到豎直虛線6之前被閉合，在Start_0N信號(hào)41變?yōu)榧せ钪蟮念A(yù)定延遲內(nèi)。第二開(kāi)關(guān)裝置24從當(dāng)Start_0N信號(hào)41在豎直虛線7處變?yōu)榉羌せ顣r(shí)開(kāi)始的預(yù)定時(shí)間周期內(nèi)保持閉合，直到在豎直虛線8處斷開(kāi)，其中，從當(dāng)Start_0N信號(hào)41變?yōu)榉羌せ钇鸬脑擃A(yù)定時(shí)間周期位于豎直虛線7和8之間。
[0057]圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的圖7的開(kāi)關(guān)裝置模塊150的一個(gè)非限制性的示例性示意圖，其包括偏壓控制電路801、第一開(kāi)關(guān)裝置的電荷泵/驅(qū)動(dòng)器電路802、第二開(kāi)關(guān)裝置的電荷泵/驅(qū)動(dòng)器電路803、以及控制器804。電路801-803不同地包括二極管、齊納二極管、電阻器、放大器、電容器、柵極電路、接地和儀表，對(duì)于相同的電子每個(gè)都由其相應(yīng)的電路符號(hào)表不。偏壓電力供應(yīng)電路801包括端子816,其表不對(duì)應(yīng)于輔助負(fù)載16的電壓。偏壓電力供應(yīng)電路包括輸入濾波、反向電壓保護(hù)，并從端子807分別提供預(yù)定的調(diào)節(jié)電壓(例如，5VU2V)到第一和第二開(kāi)關(guān)裝置的電荷泵/驅(qū)動(dòng)器電路802、803。在圖示的實(shí)施例中，控制器804是處理設(shè)備并對(duì)應(yīng)于圖4-1和圖7的控制器10。
[0058]第一開(kāi)關(guān)裝置的電荷泵/驅(qū)動(dòng)器電路802被配置為通過(guò)從電荷泵/驅(qū)動(dòng)器電路802的端子809的輸出電壓來(lái)保持第一開(kāi)關(guān)裝置22正常閉合。如前所述，當(dāng)主ESD14的電壓變得小于一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載16的電壓預(yù)定幅值并且Start_0N信號(hào)41被激活時(shí)，繼第二開(kāi)關(guān)裝置24閉合之后，第一開(kāi)關(guān)裝置22能夠使用從控制器804輸出的激活信號(hào)850而被斷開(kāi)。例如，控制器804輸出激活信號(hào)850，以限制端子809的輸出電壓閉合第一開(kāi)關(guān)裝置22，由此使第一開(kāi)關(guān)裝置22斷開(kāi)。在圖示的實(shí)施例中，Start_0N信號(hào)41能夠被提供給控制器804。第二開(kāi)關(guān)裝置的電荷泵/驅(qū)動(dòng)器電路803被配置為經(jīng)由通路開(kāi)關(guān)電路805通過(guò)斷開(kāi)/閉合第二開(kāi)關(guān)裝置24的柵極來(lái)斷開(kāi)和閉合第二開(kāi)關(guān)裝置24，該通路開(kāi)關(guān)電路805經(jīng)由從控制器804輸出的信號(hào)860通過(guò)控制器804的開(kāi)關(guān)控制邏輯來(lái)控制。在圖示的實(shí)施例中，當(dāng)信號(hào)860是不激活的時(shí)候，通路開(kāi)關(guān)電路805的通路開(kāi)關(guān)815保持?jǐn)嚅_(kāi)，以限制從電荷泵/驅(qū)動(dòng)器電路803的端子811的輸出電壓閉合第二開(kāi)關(guān)裝置24的柵極。當(dāng)信號(hào)860是激活的時(shí)候，通路開(kāi)關(guān)815被閉合以允許從端子811的輸出電壓閉合第二開(kāi)關(guān)裝置24的柵極，使得第二開(kāi)關(guān)裝置24閉合。
[0059]該第一開(kāi)關(guān)裝置22包括單個(gè)或多個(gè)并聯(lián)連接的M0SFET，每一個(gè)都具有各自的柵極電阻。第一開(kāi)關(guān)裝置22的每個(gè)MOSFET的源極通過(guò)端子814電聯(lián)接到主ESD14，并且第一開(kāi)關(guān)裝置22中的每個(gè)MOSFET的漏極通過(guò)端子814電聯(lián)接到一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載16。第一開(kāi)關(guān)裝置22能夠基于從第一開(kāi)關(guān)裝置的電荷泵/驅(qū)動(dòng)器電路802接收的電壓信號(hào)812在斷開(kāi)和閉合狀態(tài)之間被轉(zhuǎn)換，以在信號(hào)850激活時(shí)斷開(kāi)第一開(kāi)關(guān)裝置22。第二開(kāi)關(guān)裝置24包括單個(gè)的或多個(gè)并聯(lián)連接的M0SFET，每一個(gè)都具有各自的柵極電阻。第二開(kāi)關(guān)裝置24中的每個(gè)MOSFET的源極通過(guò)端子816電聯(lián)接到一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載16，并且第二開(kāi)關(guān)裝置24中的每個(gè)MOSFET的漏極通過(guò)端子820電聯(lián)接到輔助ESD20。第二開(kāi)關(guān)裝置24能夠基于從第二開(kāi)關(guān)裝置的電荷泵/驅(qū)動(dòng)器電路803接收的升壓信號(hào)813在斷開(kāi)和閉合狀態(tài)之間被轉(zhuǎn)換。例如，當(dāng)從控制器804輸出的信號(hào)860是激活時(shí)，升壓信號(hào)813將閉合第二開(kāi)關(guān)裝置24，并且當(dāng)信號(hào)860是不激活時(shí)，升壓信號(hào)813將斷開(kāi)第二開(kāi)關(guān)裝置24。
[0060]如以上參照?qǐng)D3中的控制器10所描述的，控制器804從點(diǎn)火模塊11接收Igni t 1n信號(hào)13、從起動(dòng)機(jī)螺線圈模塊40接收Start_0N信號(hào)41、并且從泵模塊42接收Auto-Stop信號(hào)43。控制器804被配置為經(jīng)由激活信號(hào)850命令第一開(kāi)關(guān)裝置的電荷泵/驅(qū)動(dòng)器電路802在施加到主ESD14的正極端子的起動(dòng)電壓(例如，ESD電壓145)下降了第一預(yù)定幅值低于輔助負(fù)載電壓165時(shí)的較短的第一預(yù)定時(shí)間周期(例如，10微秒)內(nèi)斷開(kāi)第一開(kāi)關(guān)裝置22。第一開(kāi)關(guān)裝置22在第二開(kāi)關(guān)裝置24已被閉合之后的預(yù)定時(shí)間周期內(nèi)斷開(kāi)，其中，控制器804經(jīng)由激活信號(hào)860命令第二開(kāi)關(guān)裝置的電荷泵/驅(qū)動(dòng)器電路803在Start_0N信號(hào)41變?yōu)榧せ钪蟮念A(yù)定延遲(例如，2毫秒的最大預(yù)定時(shí)間周期)內(nèi)閉合第二開(kāi)關(guān)裝置24。此后，第一開(kāi)關(guān)裝置22保持?jǐn)嚅_(kāi)狀態(tài)，直到上述的一個(gè)或多個(gè)預(yù)定條件已經(jīng)得到滿足?？刂破?04通過(guò)分別使用Auto_Stop激活、Starter_0N不激活或者Ignit1n不激活信號(hào)43、41、13的結(jié)合以及其它之前描述的預(yù)定條件已得到滿足來(lái)經(jīng)由未激活的信號(hào)860命令第二開(kāi)關(guān)裝置24通過(guò)驅(qū)動(dòng)器電路803的升壓信號(hào)813而被斷開(kāi)。
[0061]圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的使用圖5的示例性的電池隔離電路在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)事件期間的起動(dòng)電壓502、負(fù)載電壓504和電流506的示例性的曲線圖500。應(yīng)當(dāng)理解的是，該電壓是在發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)過(guò)程中由主ESD14來(lái)提供，以提供用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)所需的能量。因此，電流在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程中從主ESD14得到。
[0062]曲線500的水平X軸表示以秒為單位的時(shí)間，左側(cè)豎直的y軸表示以伏特為單位的電壓并且右側(cè)豎直的y軸表示以安培為單位的電流。響應(yīng)于在大約12.1秒的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)事件，起動(dòng)電壓502從大約13伏特下降到小于11伏特并且得到的電流506從O安培增加到大約890安培。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)的發(fā)生，電流506開(kāi)始減小回到O安培并且起動(dòng)電壓502開(kāi)始增加回到約13伏特。應(yīng)當(dāng)被理解的是，負(fù)載電壓504不經(jīng)歷顯著的電壓下降，這是因?yàn)樵诎l(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)事件期間，第一開(kāi)關(guān)裝置22被斷開(kāi)以將起動(dòng)電機(jī)12和主ESD14從一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載16斷開(kāi)，并且在斷開(kāi)第一開(kāi)關(guān)裝置22之前，第二開(kāi)關(guān)裝置24閉合，以將輔助ESD20電聯(lián)接到一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載16。因此，該輔助ESD20在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)事件期間，提供能量給一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載16。由于把起動(dòng)電機(jī)12與主ESD14從一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載16斷開(kāi)連接，電壓負(fù)載504在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程中不會(huì)遇到電壓下降。
[0063]圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的不使用圖2的示例性的電池隔離電路在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)事件期間的起動(dòng)電壓102、負(fù)載電壓104和電流106的示例性的曲線圖100。應(yīng)當(dāng)可以理解的是，該電壓在發(fā)動(dòng)機(jī)的自動(dòng)起動(dòng)期間由主ESD14提供，以供應(yīng)用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)所需的能量。因此，電流在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程中從主ESD14得到。
[0064]曲線的水平X軸表示以秒為單位的時(shí)間，左側(cè)豎直的y軸表示以伏特為單位的電壓并且右側(cè)豎直的y軸表示以安培為單位的電流。響應(yīng)于在大約0.1秒的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)事件，起動(dòng)電壓102從大約12伏特下降到大約7伏特并且得到的電流106從O安培增加到大約900安培。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)發(fā)生，起動(dòng)電壓102開(kāi)始增加回到約12伏特并且電流106開(kāi)始減小回到O安培。不同于圖11的曲線500，負(fù)載電壓104經(jīng)歷了從大約12伏特到大約7伏特的電壓下降，類似于起動(dòng)電壓102。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，因?yàn)槠饎?dòng)電機(jī)12和主ESD14不從一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載16斷開(kāi)連接,導(dǎo)致在發(fā)動(dòng)機(jī)的自動(dòng)起動(dòng)事件期間，負(fù)載電壓104有大的電壓下降，并且較大的電流從主ESD14被得到。如上所述，在負(fù)載電壓104中的大的電壓下降被稱為電壓驟降，且能夠?qū)е聜鬟f給驅(qū)動(dòng)器的電氣系統(tǒng)中的診斷故障、控制器復(fù)位、以及其它電氣異常，例如車輛內(nèi)部照明和配件被中斷。
[0065]本公開(kāi)已經(jīng)描述了某些優(yōu)選實(shí)施例及其改進(jìn)。通過(guò)閱讀和理解該說(shuō)明書(shū)，其它進(jìn)一步的改進(jìn)和變化可以發(fā)生。因此，其意圖在于，本發(fā)明并不限于所公開(kāi)的特定的實(shí)施例，這些實(shí)施例是用于實(shí)施本發(fā)明的預(yù)期的最佳模式，本發(fā)明可以包括落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種用于組裝電池分配模塊的方法，該電池分配模塊用于在車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)事件期間提供電壓穩(wěn)定，所述方法包括: 通過(guò)直接連接將第一電氣總線電聯(lián)接到以下的每一個(gè): 第一開(kāi)關(guān)裝置的第一端子，以將一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載電聯(lián)接到第一開(kāi)關(guān)裝置的第一端子；以及 第二開(kāi)關(guān)裝置的第二端子，以將一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載電聯(lián)接到第二開(kāi)關(guān)裝置的第二端子; 通過(guò)直接連接將第二電氣總線電聯(lián)接到第一開(kāi)關(guān)裝置的第二端子，以將主電能存儲(chǔ)裝置(ESD)電聯(lián)接到第一開(kāi)關(guān)裝置的第二端子，其中，當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)裝置為閉合時(shí)，主ESD被電聯(lián)接到一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載； 通過(guò)直接連接將第三電氣總線電聯(lián)接到第二開(kāi)關(guān)裝置的第一端子，以將輔助ESD電聯(lián)接到第二開(kāi)關(guān)裝置的第一端子，其中，當(dāng)?shù)诙_(kāi)關(guān)裝置為閉合時(shí)，輔助ESD被電聯(lián)接到一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載； 將印刷電路(PC)板連接至第一和第二開(kāi)關(guān)裝置，該P(yáng)C板包括集成控制器，該集成控制器被配置為基于由該控制器所接收的多個(gè)信號(hào)中的至少一個(gè)控制第一和第二開(kāi)關(guān)裝置的斷開(kāi)和閉合；以及 將第二電氣總線的主保險(xiǎn)絲端子直接連接到主ESD的正極端子以將主ESD的正極端子電聯(lián)接到第一開(kāi)關(guān)裝置的第二端子和起動(dòng)電機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括: 提供輔助導(dǎo)線以將輔助ESD的正極端子電聯(lián)接到第三電氣總線的輔助保險(xiǎn)絲端子； 提供智能電池傳感器(IBS)導(dǎo)線以將主ESD上的IBS電聯(lián)接到主保險(xiǎn)絲端子的第一保險(xiǎn)絲；以及 提供起動(dòng)電機(jī)導(dǎo)線以將起動(dòng)電機(jī)電聯(lián)接到主保險(xiǎn)絲端子的第二保險(xiǎn)絲。
3.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，進(jìn)一步包括: 提供發(fā)電機(jī)導(dǎo)線，以將發(fā)電機(jī)電聯(lián)接到主保險(xiǎn)絲端子的第三保險(xiǎn)絲。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，進(jìn)一步包括: 提供負(fù)載模塊用于管理從主和輔助ESD到一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載的電力，每個(gè)輔助負(fù)載聯(lián)接到該負(fù)載模塊的相應(yīng)的保險(xiǎn)絲，該負(fù)載模塊包括電聯(lián)接到第一開(kāi)關(guān)裝置的第一端子和第二開(kāi)關(guān)裝置的第二端子的正極端子。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，進(jìn)一步包括: 提供發(fā)電機(jī)導(dǎo)線以將發(fā)電機(jī)電聯(lián)接到負(fù)載模塊的相應(yīng)的保險(xiǎn)絲。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，進(jìn)一步包括: 提供總線電氣中心(BEC)導(dǎo)線，以將BEC模塊電聯(lián)接到負(fù)載模塊的相應(yīng)的保險(xiǎn)絲，所述BEC模塊管理從主和輔助ESD到負(fù)載的電力，所述負(fù)載比一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載需要更小的電流。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，由該控制器所接收的多個(gè)信號(hào)包括: 從點(diǎn)火模塊提供的Ignit1n信號(hào)，其表示車輛 接通(key-on)狀態(tài)，當(dāng)Ignit1n信號(hào)是激活時(shí),并且車輛 切斷(key-off)狀態(tài)，當(dāng)Ignit1n信號(hào)是非激活時(shí)； 從起動(dòng)機(jī)螺線圈模塊提供的Start_ON信號(hào)表示 起動(dòng)機(jī)螺線圈為0N，當(dāng)Start_ON信號(hào)是激活時(shí)，并且 起動(dòng)機(jī)螺線圈為OFF，當(dāng)Start_0N信號(hào)是非激活時(shí)；以及 從電動(dòng)液壓變速器泵模塊提供的Auto_Stop信號(hào)，當(dāng)Auto_Slup信號(hào)是激活時(shí)，表示電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵為ON用于提供加壓流體給變速器，并且當(dāng)AUto_Stop信號(hào)是非激活時(shí)，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵為OFF ； 其中，Ignit1n、Start_0N和Auto_Stop信號(hào)由發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊產(chǎn)生。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，被配置為基于由控制器所接收的多個(gè)信號(hào)中的至少一個(gè)以控制第一和第二開(kāi)關(guān)裝置的斷開(kāi)和閉合的集成控制器包括: 響應(yīng)于控制器接收激活的Ignit1n信號(hào)和激活的Start_0N信號(hào)，該控制器被配置為: 自該控制器接收激活的Start_0N信號(hào)之后的預(yù)定的延遲內(nèi)閉合第二開(kāi)關(guān)裝置，以及僅在第二開(kāi)關(guān)裝置已被閉合之后斷開(kāi)第一開(kāi)關(guān)裝置以將起動(dòng)電機(jī)和主ESD從負(fù)載模塊電脫離。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該集成控制器被配置為僅當(dāng)?shù)诙_(kāi)關(guān)裝置被閉合時(shí)才控制第一開(kāi)關(guān)裝置的斷開(kāi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，主保險(xiǎn)絲端子使用鉗式安裝特征被直接連接到主ESD的正極端子。
11.一種用于在車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)事件期間提供電壓穩(wěn)定的設(shè)備，包括: 電池分配模塊，包括: 負(fù)載模塊，其管理到車輛的一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載的電力； 第一開(kāi)關(guān)裝置，其僅在閉合時(shí)將起動(dòng)電機(jī)和主電能存儲(chǔ)裝置(ESD)電聯(lián)接到負(fù)載模塊； 第二開(kāi)關(guān)裝置，其僅在閉合時(shí)將輔助ESD電聯(lián)接到負(fù)載模塊；以及控制器，其與連接到第一和第二開(kāi)關(guān)裝置的印刷電路(PC)板集成在一起，該控制器被配置為基于由該控制器所接收的多個(gè)信號(hào)中的至少一個(gè)控制第一和第二開(kāi)關(guān)裝置的斷開(kāi)和閉合； 主ESD，其通過(guò)直接連接電聯(lián)接到電池分配模塊的主保險(xiǎn)絲端子，主保險(xiǎn)絲端子將主ESD電聯(lián)接到第一開(kāi)關(guān)裝置的第二端子和起動(dòng)電機(jī)；以及 輔助ESD，其通過(guò)輔助導(dǎo)線電聯(lián)接到電池分配模塊的輔助保險(xiǎn)絲端子，輔助保險(xiǎn)絲端子將第二開(kāi)關(guān)裝置的第一端子電聯(lián)接到輔助ESD。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中主保險(xiǎn)絲端子包括電聯(lián)接到起動(dòng)電機(jī)的第一保險(xiǎn)絲以及電聯(lián)接到主ESD上的智能電池傳感器(IBS)的第二保險(xiǎn)絲。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中主保險(xiǎn)絲端子進(jìn)一步包括電聯(lián)接到發(fā)電機(jī)的第三保險(xiǎn)絲。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中主保險(xiǎn)絲端子在主ESD和起動(dòng)電機(jī)之間提供連續(xù)不間斷的電聯(lián)接，主ESD在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)事件期間提供電力給起動(dòng)電機(jī)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載中的每一個(gè)被聯(lián)接到負(fù)載模塊的相應(yīng)的保險(xiǎn)絲，該負(fù)載模塊包括正極端子，該正極端子被聯(lián)接到第一開(kāi)關(guān)裝置的第一端子和第二開(kāi)關(guān)裝置的第二端子。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括: 總線電氣中心(BEC)模塊，其通過(guò)BEC導(dǎo)線被電聯(lián)接到負(fù)載模塊的相應(yīng)的保險(xiǎn)絲，該BEC模塊管理從主和輔助ESD到負(fù)載的電力，該負(fù)載比由負(fù)載模塊管理的一個(gè)或多個(gè)輔助負(fù)載需要更小的電流。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括: 發(fā)電機(jī)，其被電聯(lián)接到負(fù)載模塊的相應(yīng)的保險(xiǎn)絲。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，該控制器被配置為基于由該控制器所接收的多個(gè)信號(hào)中的至少一個(gè)以控制第一和第二開(kāi)關(guān)裝置的斷開(kāi)和閉合，該控制器包括: 響應(yīng)于控制器從點(diǎn)火模塊接收激活的Ignit1n信號(hào)，表示車輛接通(key-ON)狀態(tài)，以及從起動(dòng)機(jī)螺線圈模塊接收激活的Start_0N信號(hào),表示發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)事件的開(kāi)始,該控制器被配置為: 自該控制器接收激活的Start_0N信號(hào)之后的預(yù)定延遲內(nèi)閉合第二開(kāi)關(guān)裝置，以及僅在第二開(kāi)關(guān)裝置已被閉合之后斷開(kāi)第一開(kāi)關(guān)裝置以將起動(dòng)電機(jī)和主ESD從負(fù)載模塊脫離； 當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)裝置斷開(kāi)時(shí)，響應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)預(yù)定條件的發(fā)生，該控制器被配置為: 閉合第一開(kāi)關(guān)裝置以將起動(dòng)電機(jī)和主ESD電聯(lián)接到負(fù)載模塊；以及當(dāng)?shù)诙_(kāi)關(guān)裝置閉合時(shí)，響應(yīng)于控制器接收來(lái)自點(diǎn)火模塊的非激活的Ignit1n信號(hào)和來(lái)自電動(dòng)液壓變速器泵模塊的激活的Auto_Stop信號(hào)中較早的一個(gè)，非激活的Ignit1n信號(hào)表示車輛的切斷(key-OFF)狀態(tài),激活的Auto_Stop信號(hào)表示發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停止事件的開(kāi)始，該控制器被配置為: 斷開(kāi)第二開(kāi)關(guān)裝置以將輔助ESD從負(fù)載模塊電脫離。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備,其中,通過(guò)直接連接電聯(lián)接到主保險(xiǎn)絲端子的主ESD包括使用壓配或鉗式安裝特征中的一個(gè)將主保險(xiǎn)絲端子直接連接到主ESD的正極端子。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述電池分配模塊進(jìn)一步包括: 第一電氣總線，其被直接連接到第一開(kāi)關(guān)裝置的第一端子和第二開(kāi)關(guān)裝置的第二端子; 第二電氣總線，其被直接連接到第一開(kāi)關(guān)裝置的第二端子并且電聯(lián)接到主保險(xiǎn)絲端子，其中，主保險(xiǎn)絲端子和電氣總線被電聯(lián)接到第一電氣總線以在第一開(kāi)關(guān)裝置閉合時(shí)提供主ESD到負(fù)載模塊的電聯(lián)接；以及 第三電氣總線，其被直接連接到第二開(kāi)關(guān)裝置的第一端子并且被電聯(lián)接到輔助保險(xiǎn)絲端子，其中，輔助保險(xiǎn)絲端子和第三電氣總線被電聯(lián)接到第一電氣總線以在第二開(kāi)關(guān)裝置閉合時(shí)提供輔助ESD到負(fù)載模塊的電聯(lián)接； 其中，每個(gè)第一端子包括至少一個(gè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)的漏極端子； 其中，每個(gè)第二端子包括至少一個(gè)MOSFET的源極。
【文檔編號(hào)】B60L3/00GK104228587SQ201410331917
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月21日
【發(fā)明者】C·S·納穆杜里, S·L·布澤, K·J·舍馬克, M·G·雷諾 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司