DE10020305A1 - Schaltungsmodul zur Entkopplung eines Bordnetzes von sicherheitsrelevanten Teilbordnetzen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schaltungsmodul (3) zur Entkopplung eines Bordnetzes von sicherheitsrelevanten Teilbordnetzen, umfassend eine Entkopplungsschaltung, mittels derer ein rückwirkungsfreier Energiefluß vom Bordnetz zu den sicherheitsrelevanten Teilbordnetzen herstellbar ist, wobei dem Schaltungsmodul mindestens eine Notbatterie (7) zugeordnet ist, ausgangsseitig mindestens ein Schaltungsausgang (9-12) zur Energieversorgung eines oder mehrerer Teilbordnetze (4, 5) angeordnet ist, wobei der Schaltungsausgang durch einen die Spannungsversorgung überwachenden Prozessor (8) ansteuerbar ist, wobei die Notbatterie (7) und/oder die Entkopplungsschaltung lösbar in dem Schaltungsmodul angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaltungsmodul zur Entkopplung eines Bordnetzes von sicherheitsrelevanten Teilbordnetzen.

In zunehmenden Maße werden in Kraftfahrzeugen sicherheitsrelevante Komponenten rein elektrisch ausgebildet. Hierzu zählen beispielsweise X-by­ wire Systeme wie das elektronische Gaspedal, eine elektronische Lenkung oder eine elektromechanische Bremsanlage. Diese sicherheitsrelevanten Komponenten müssen von Störungen und Schwankungen des normalen Kraftfahrzeugbordnetzes entkoppelt werden. Hierzu ist es bekannt, zwischen dem Kraftfahrzeugbordnetz und dem sicherheitsrelevanten Teilbordnetz eine Entkopplungsschaltung wie beispielsweise einen DC/DC- Wandler anzuordnen. Diese Entkopplungsschaltung sorgt des weiteren für einen gerichteten Energiefluß vom Kraftfahrzeugbordnetz zum Teilbordnetz. Um die Funktionalität des Teilbordnetzes zumindest temporär aufrecht zu erhalten, wenn das Kraftfahrzeug ausfällt, verfügt das Teilbordnetz über eine eigene Spannungsversorgung, die beispielsweise als Batterie oder Akkumulator ausgebildet ist. Nachteilig an dem bekannten Schaltungskonzept ist, daß Nachrüstungen bzw. verschiedene Ausstattungen mit unterschiedlicher Anzahl von sicherheitsrelevanten Teilbordnetzen erhebliche Modifikationen am Schaltungskonzept erfordern.

Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, ein Schaltungsmodul zur Entkopplung eines Bordnetzes von sicherheitsrelevanten Teilbordnetzen zu schaffen, das eine flexiblere Konfigurierung mit sicherheitsrelevanten Teilbordnetzen erlaubt.

Die Lösung des Problems ergibt sich durch den Gegenstand mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Hierzu ist dem Schaltungsmodul mindestens eine Notbatterie zugeordnet und ausgangsseitig mindestens ein Schaltungsausgang zur Energieversorgung eines oder mehrerer Teilbordnetze angeordnet, wobei der Schaltungsausgang durch einen die Spannungsversorgung überwachenden Prozessor ansteuerbar ist, wobei die Notbatterie und/oder die Entkopplungsschaltung lösbar in dem Schaltungsmodul angeordnet sind. Durch die Zuordnung der Notbatterie zum Schaltungsmodul entsteht ein skalierbares System, das sich sehr einfach an unterschiedliche Ausstattungen anpassen lässt. Somit übernimmt eine Notbatterie die Notenergieversorgung aller dem Schaltungsmodul zugeordneten Teilbordnetze, wobei je nach Anzahl der Teilbordnetze bzw. je nach Energiebedarf der Teilbordnetze eine entsprechend ausgelegte Notbatterie im Schaltungsmodul angeordnet ist. Entsprechend muß gegebenenfalls die Entkopplungsschaltung an die sich verändernde Leistungsanforderungen angepaßt werden. Durch Entfall der dezentralen Notbatterien lassen sich zusätzliche Teilbordnetze sehr einfach einbauen. Durch Modifikation der Steuersoftware des Prozessors wird dann der entsprechende Schaltungsausgang durchgeschaltet, an den das neue Teilbordnetz angeschaltet wurde.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Schaltungsausgänge mit einer Kurzschlußstromerkennung ausgebildet, so daß bei Kurzschluß in einem Teilbordnetz dieses abgetrennt werden kann, um so Rückwirkungen auf die anderen Teilbordnetze zu verhindern. Sind die Schaltungsausgänge beispielsweise als Leistungs-MOSFETs ausgebildet, so kann auf deren bereits vorhandene interne Kurzschlußstromerkennung zurückgegriffen werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Zuleitungen von dem Schaltungsmodul zu den Teilbordnetzen redundant ausgebildet, um bei einfachen Leitungsbrüchen die Energieversorgung der Teilbordnetze zu gewährleisten.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Bordnetzsystems.

Das Bordnetzsystem 1 umfaßt ein Bordnetz 2, ein Schaltungsmodul 3 und zwei Teilbordnetze 4, 5 mit sicherheitsrelevanten Verbrauchern. Das Schaltungsmodul 3 umfaßt einen DC/DC-Wandler 6, eine Notbatterie 7, einen Prozessor 8 und vier Schaltungsausgänge 9-12. Der DC/DC-Wandler 6 entkoppelt die Teilbordnetze 4, 5 vom Bordnetz 2 und stellt einen gerichteten Energiefluß vom Bordnetz 2 zu den Teilbordnetzen 4, 5 her. Des weiteren lädt das Bordnetz 2 über den DG/DC-Wandler 6 im Normalbetrieb die Notbatterie 7, die die zentrale Notversorgung aller Teilbordnetze 4, 5 darstellt. Der Prozessor 8 überwacht die Notbatterie 7 und steuert die Schaltungsausgänge 9-12 an. Erfaßt dabei der Prozessor 8 einen Kurzschluß in der Notbatterie 7, so wird diese abgetrennt, um einen Energiefluß über den DG/DC-Wandler 6 zu den Teilbordnetzen 4, 5 sicherzustellen. Der DC/DC-Wandler 6 und die Notbatterie 7 sind lösbar in dem Schaltungsmodul 3 angeordnet. Des weiteren sind den Schaltungsausgängen 9-12 Einrichtungen zur Kurzschlußstromerkennung zugeordnet, so daß bei Erfassung eines Kurzschlusses in einem Teilbordnetz 4, 5 der zugehörige Schaltungsausgang 9-12 selbsttätig oder über den Prozessor 8 geöffnet wird.

Durch diese Anordnung ist das Bordnetzsystem 1 voll skalierbar. Je nach Anzahl und Leistungsbedarf der gewünschten Teilbordnetze 4, 5 wird ein entsprechend dimensionierter DG/DC-Wandler 6 und eine für den Notbetrieb aller Teilbordnetze 4, 5 ausgelegte Notbatterie 7 zentral im Schaltungsmodul 3 eingebaut. Durch eine passende Steuersoftware des Prozessors 8 werden dann die benötigten Schaltungsausgänge freigeschaltet. Somit ist das Bordnetzsystem 1 sehr einfach an verschiedene Ausstattungsvarianten anpaßbar. Soll nachträglich das Bordnetzsystem mit einem weiteren Teilbordnetz ausgestattet werden, so muß nur überprüft werden, ob der DG/DC- Wandler 6 und die Notbatterie 7 noch ausreichend dimensioniert sind oder gegebenenfalls durch höher dimensionierte Komponenten ausgetauscht werden müssen. Durch Modifikation der Steuersoftware des Prozessors 8 wird dann der zusätzlich benötigte Schaltungsausgang durchgeschaltet.

Claims (5)

1. Schaltungsmodul zur Entkopplung eines Bordnetzes von sicherheitsrelevanten Teilbordnetzen, umfassend eine Entkopplungsschaltung, mittels derer ein rückwirkungsfreier Energiefluß vom Bordnetz zu den sicherheitsrelevanten Teilbordnetzen herstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schaltungsmodul mindestens eine Notbatterie zugeordnet ist, ausgangsseitig mindestens ein Schaltungsausgang zur Energieversorgung eines oder mehrerer Teilbordnetze angeordnet ist, wobei der Schaltungsausgang durch einen die Spannungsversorgung überwachenden Prozessor ansteuerbar ist, wobei die Notbatterie und/oder die Entkopplungsschaltung lösbar in dem Schaltungsmodul angeordnet sind.

2. Schaltungsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkopplungsschaltung als DC/DC-Wandler ausgebildet ist.

3. Schaltungsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkopplungsschaltung als Leistungsdiode mit nachgeordnetem Leistungsschalter ausgebildet ist, zu denen parallel ein DC/DC-Wandler angeordnet ist.

4. Schaltungsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsausgänge mit einer Kurzschlußstromerkennung ausgebildet sind.

5. Schaltungsmodul nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungen von dem Schaltungsmodul zu den Teilbordnetzen redundant ausgebildet sind.