ES2209414T3 - Dispositivo para la alimentacion de energia electrica. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para la alimentación de tensión para consumidores electrónicos predeterminados en automóviles, en el que a grupos de consumidores (17-21) o a cada consumidor individual están asociados una batería adicional (15) propia o bien un acumulador, que se pueden conectar a través de un circuito de carga y de la unidad de conmutación (14) con la batería del vehículo (11) o con el generador (10) del vehículo, y en el funcionamiento normal el consumidor o grupos de consumidores están conectados con la batería adicional y en el caso de fallo o descarga de la batería adicional se lleva a cabo una conmutación de la batería del vehículo, caracterizado porque para el mantenimiento de la alimentación de la tensión, el consumidor o el grupo de consumidores (17-21) son conmutador a la batería (11) del vehículo y son alimentados por ella, y se activa una representación (A), que indica la conmutación, y porque los consumidores (17-21) son sistemas relevantes para la seguridad o consumidores o gruposde consumidores relevantes para la seguridad el automóvil.
Description
Dispositivo para la alimentación de energía
eléctrica.
La invención parte de un dispositivo para la
alimentación de energía eléctrica, especialmente para sistemas
relevantes para la seguridad en un automóvil del tipo de la
reivindicación principal.
Se conoce por el documento
DE-A-40 24325 un dispositivo de este
tipo.
Los sistemas eléctricos o bien los consumidores
en los automóviles son alimentados con energía eléctrica, en
general, por el generador y por la batería del vehículo. El
generador es accionado por el motor de combustión interna y cede
energía eléctrica a la batería del vehículo, habitualmente un
acumulador de plomo. La batería del vehículo alimenta a los
consumidores eléctricos también en instantes en los que el
generador no puede suministrar suficiente energía eléctrica. Para
que se pueda garantizar de una manera muy fiable la función de los
consumidores relevantes para la seguridad o bien de los sistemas
relevantes para la seguridad, por ejemplo la alimentación de
cerraduras eléctricas, se conecta adicionalmente, cuando el motor
está parado o en caso de fallo de la batería del vehículo o de una
interferencia en el sistema eléctrico, una fuente de energía
adicional, por ejemplo una batería o un acumulador para la
alimentación de los sistemas relevantes para la seguridad. Tales
consumidores relevantes para la seguridad pueden ser también
aparatos de control o accionadores, etc.
La fuente de energía adicional debe supervisarse
de manera constante también durante el funcionamiento regular para
que esté preparada para el funcionamiento en el caso de empleo.
Además, debe estar asegurado, que en el caso de un fallo de la
fuente de energía adicional, ésta se pueda substituir en el momento
oportuno.
Se conoce por el documento
EP-A-0 363 356 un circuito de
alimentación de tensión para aparatos electrónicos, especialmente
para aparatos relevantes para la seguridad en automóviles. En este
circuito de alimentación de tensión conocido, a los aparatos
eléctricos relevantes para la seguridad están asociadas baterías
adicionales, que asumen la alimentación de la tensión, en el caso de
que falle la batería principal o se interrumpa la conexión entre la
batería principal y los aparatos. Las baterías adicionales, que
están asociadas a los aparatos, no están supervisadas por sí
mismas, sino que solamente se indica si falla la alimentación
principal y salta la batería adicional para la alimentación de
tensión.
Puesto que en las baterías y acumuladores no es
posible predeterminar el instante del fallo con suficiente
seguridad y, por lo tanto, garantizar la substitución en el momento
oportuno, sin tener que llevar a cabo precozmente medidas
preventivas innecesarias, el cometido de la invención consiste en
garantizar que se prepare una substitución en el caso de un defecto
o bien en el caso de una descarga de la batería o bien del
acumulador empleados propiamente para la alimentación de tensión
para un consumidor relevante para la seguridad do importante en el
funcionamiento normal, comprendiendo esta substitución una batería
o bien un acumulador, que están cargados con seguridad. Además, el
cometido de la invención consiste en garantizar que la batería o
bien el acumulador empleados como substitución no tengan que ser
controlados de manera continua con respecto a su estado de carga y
que, sin embargo, esté asegurado que la batería o bien el
acumulador están suficientemente cargados.
El dispositivo según la invención para la
alimentación de energía eléctrica con las características de la
reivindicación 1 tiene la ventaja de que la fuente de energía de
substitución o bien la fuente de energía adicional, por ejemplo una
batería o un acumulador presentan siempre un estado de carga que
asegura que está garantizada una alimentación de energía para un
consumidor relevante para la seguridad o bien para un sistema
relevante para la seguridad en el caso de que falle la fuente de
energía principal para el consumidor respectivo. En este caso es
especialmente ventajoso que la fuente de energía adicional o bien la
fuente de energía de substitución propiamente dicha no tiene que
ser supervisada.
Estas ventajas se consiguen a través de un
dispositivo para la alimentación de energía eléctrica, especialmente
para sistemas relevantes para la seguridad o bien para consumidores
en el automóvil con las características de la reivindicación 1. En
un dispositivo de este tipo, los sistemas relevantes para la
seguridad son alimentados con energía eléctrica normalmente a través
de una batería propia respectiva. Esta batería es recargada de
forma continua por la batería de la red de a bordo o bien por el
generador, En el caso de que la batería falle, el sistema relevante
para la seguridad es alimentado directamente desde la batería de la
red de a bordo. En este caso se puede suprimir una supervisión del
estado de carga de la batería de la red de abordo, puesto que
durante el funcionamiento habitual del vehículo con una capacidad de
funcionamiento correcto de la alimentación eléctrica a través de la
batería de la red de a bordo, se puede partir de que la batería de
la red de a bordo ha sido cargada en una medida tan suficiente que
puede suministrar la energía para los sistemas relevantes para la
seguridad.
Por lo tanto, con el dispositivo según la
invención para la alimentación de energía eléctrica se puede formar
una alimentación de energía redundante para los consumidores
relevantes para la seguridad, en el que se puede suprimir de una
manera ventajosa una detección del estado de carga.
Otras ventajas de la invención consisten en que
se puede prescindir de una electrónica de supervisión complicada,
puesto que no se supervisa un fallo de la batería o bien del
acumulador, sino que se reconoce en el funcionamiento. También en
el caso de fallo de la fuente de energía primaria para el sistema
relevante para la seguridad está presente todavía suficiente energía
de substitución. En el caso de fallo de la batería del vehículo y,
por lo tanto, en el caso de supresión de la recarga de la fuente de
energía adicional, se mantiene la función del sistema relevante
para la seguridad durante un periodo de tiempo adicional definido en
función del tamaño de la fuente de energía adicional. Además, se
puede prolongar la duración de vida de la batería o bien del
acumulador, a través de ciclos de carga y descarga optimizados. De
una manera ventajosa, solamente hay que conducir una línea de
alimentación desde la fuente de energía adicional hacia el aparato
de control o hacia cada aparato de control, y no se requieren de
una manera ventajosa líneas de control adicionales, puesto que la
unidad de conmutación entre la fuente de energía adicional y la
batería del vehículo solamente debe estar presente una vez en la
fuente de energía adicional y no en cada aparato de control. Las
configuraciones de la invención, que posibilitan las ventajas
adicionales, están indicadas en particular en las reivindicaciones
dependientes.
En la figura única se representa un ejemplo de
realización de la invención y se explica en detalle en la
descripción siguiente.
En la figura se representa un ejemplo de
realización de la invención, que representa a modo de ejemplo la
alimentación de energía para cerraduras electrónicas en un
automóvil. El generador 10, que es un generador de corriente
trifásica habitual junto con el regulador de la tensión, alimenta
tanto a la batería 11 como también a los consumidores de a bordo 13
opcionales, que se pueden conectar con ésta a través del conmutador
12. A través de un circuito de carga y de una unidad de conmutación
14 se puede conectar una batería adicional 15 o bien un acumulador
tanto con el generador 10 como también con un circuito para la
supervisión y distribución 16. Al circuito para la supervisión y
distribución 16 se alimenta en este caso la tensión de salida UA del
circuito de carga y de la unidad de conmutación 14, a la que es
alimentada, por su parte, la tensión del generador UG.
Desde el circuito para la supervisión y
distribución 16 conducen conexiones hacia los circuitos
electrónicos individuales de la cerradura, que se subdivide en
electrónica de la cerradura de la puerta del conductor 17,
electrónica de la cerradura de la puerta del acompañante 18,
electrónica de la cerradura de la puerta trasera izquierda 19,
electrónica de la cerradura de la puerta trasera derecha 20 y
electrónica de la cerradura del capo 21. La tensión alimentada está
designada en cada caso con US. La conexión entre la supervisión y
distribución 16 y los circuitos individuales de la electrónica de
la cerradura 17 a 21 se realiza en cada caso a través de una única
línea 22 a 26. Entre el circuito de carga y la unidad de
conmutación 14 y la supervisión y distribución 16 solamente es
necesaria una línea 27.
La estructura del circuito de alimentación
eléctrica para sistemas relevantes para la seguridad en el
automóvil, que se representa en la figura a modo de ejemplo en
total para 5 cerraduras eléctricas, posibilita que solamente haya
que conducir una línea de alimentación desde la fuente de energía
adicional, es decir, desde la batería adicional 15, hacia cada
aparato de control o bien hacia cada electrónica de la cerradura 17
a 21. No se necesitan líneas de control individuales y la unidad de
conmutación entre la batería adicional 15 y la batería del vehículo
11 solamente debe estar presente una vez en la batería adicional o
bien puede estar integrada en el circuito de carga y en la unidad de
conmutación 14. Por lo tanto, no se necesita una unidad de
conmutación propia para cada aparato de control o bien para cada
electrónica de la cerradura 17 a 21.
En el sistema de alimentación representado en la
figura, el generador 10 carga de una manera habitual la batería del
vehículo 11, y ésta alimenta con energía eléctrica a los
consumidores de la red de a bordo. De los consumidores de la red de
a bordo solamente se representa un consumidor 13, que se puede
conectar adicionalmente a través del conmutador 12. El circuito de
carga y la unidad de conmutación son alimentados con energía por el
generador 10 o bien desde la batería 11 del vehículo. El circuito
de carga, por su parte, se ocupa de una recarga adecuada de la
batería adicional 15, dado el caso a través de un transformador de
tensión integrado, que puede elevar la tensión de carga para la
batería adicional en el caso de que la tensión del generador UG sea
demasiado baja, en el caso de que esto sea necesario cuando se
requiere una carga fuerte de la red de a bordo. La estrategia de
carga para la batería adicional 15 se selecciona, por ejemplo, de
tal forma que se optimiza la duración de la vida útil de la
batería. Una unidad de conmutación, integrada dado el caso en el
circuito de carga, alimenta en el caso normal a los sistemas
relevantes para la seguridad que están conectados aguas abajo, por
lo tanto en el ejemplo de realización las electrónicas individuales
de la cerradura, con la tensión de alimentación eléctrica US
necesaria desde esta batería adicional 15.
La unidad de conmutación del circuito de carga y
la unidad de conmutación 14 reconocen cuándo la tensión de salida de
la batería adicional 15 no alcanza un valor límite establecido y
conmuta entonces a la batería del vehículo como fuente de energía
adicional. La batería adicional 15 es desacoplada a través de un
conmutador (por ejemplo transistor). La unidad de conmutación
comprende, por ejemplo, medios de comparación que comparan la
tensión de la batería adicional 15 con una tensión umbral
predeterminada y en el caso de que no se alcance la tensión umbral,
provocan una conmutación a la batería 11 del vehículo y, dado el
caso, llevan a cabo un desacoplamiento de la batería adicional 15.
La unidad de conmutación comprende, además, medios que posibilitan
que simultáneamente con la realización de la conmutación se emita
en la salida de diagnosis AD un estado de la batería adicional, que
solicita la renovación de la batería adicional. Este estado de la
batería adicional puede disparar, por ejemplo, una representación
instalada en el vehículo.
Los sistemas conectados aguas abajo, alimentados
por el circuito de carga y la unidad de conmutación 14, son
alimentados de esta manera a través de la misma salida de tensión
en el circuito de carga y en la unidad de conmutación 14 y no
tienen que disponer ellos mismos de componentes propios para la
alimentación de energía de substitución. En el ejemplo de
realización representado para un concepto de energía de
substitución para cerraduras eléctricas, además, entre el circuito
de carga y la unidad de conmutación 14 y las electrónicas de las
cerraduras 17 a 21 alimentadas por ella está conectada una unidad de
supervisión y de distribución 16, que tiene el cometido de
supervisar el consumo de corriente de los sistemas individuales y,
en el caso de que se exceda la corriente nominal o bien en el caso
de un cortocircuito en una derivación, desconectar esta derivación
a través de medios de conmutación que están presentes en el
interior para no poner en peligro las funciones de los otros
sistemas. Dado el caso, la supervisión y la distribución 14 están
configuradas de tal forma que un defecto detectado, que conduce a
la desconexión de una derivación, es representado a través de una
representación A propia.
La invención, que se muestra en el ejemplo de
realización según la figura para la alimentación de sistemas
relevantes para la seguridad en el automóvil con la ayuda de un
circuito de alimentación para cerraduras eléctricas, no está
limitada, evidentemente, a los sistemas representados, sino que se
puede emplear también, por ejemplo, para la alimentación redundante
de frenos eléctricos en vehículos, para una alimentación de
aparatos de control especialmente para ABS o para sistemas de
retención, etc. En general, la invención es adecuada para todos los
sistemas o aparatos, en los que se puede alimentar un consumidor
eléctrico tanto desde una batería adicional como también desde la
batería principal, siendo esencial que la alimentación de energía
presente en el funcionamiento normal sea realizada desde la batería
adicional 15 recargable o bien desde un acumulador correspondiente
y solamente en el caso de un defecto o de una descarga demasiado
grande de la batería adicional 15 se conmute a la batería
principal, especialmente a la batería 11 del vehículo.
Por medio de este modo de proceder, no se
requiere una supervisión del estado de carga de la batería
adicional, puesto que en casos de emergencia siempre está preparada
todavía la batería del vehículo, pudiendo partirse de que en un
vehículo, que se encuentra en funcionamiento, la batería 11 del
vehículo presenta todavía reservas de energía suficientes para
alimentar energía al consumidor, especialmente a uno o varios
consumidores relevantes para la seguridad, durante un tiempo
predeterminado.
También es posible reunir grupos de sistemas o
grupos de aparatos y alimentarlos en común desde la batería
adicional o desde la batería principal.
Claims (5)
1. Dispositivo para la alimentación de tensión
para consumidores electrónicos predeterminados en automóviles, en
el que a grupos de consumidores (17-21) o a cada
consumidor individual están asociados una batería adicional (15)
propia o bien un acumulador, que se pueden conectar a través de un
circuito de carga y de la unidad de conmutación (14) con la batería
del vehículo (11) o con el generador (10) del vehículo, y en el
funcionamiento normal el consumidor o grupos de consumidores están
conectados con la batería adicional y en el caso de fallo o
descarga de la batería adicional se lleva a cabo una conmutación de
la batería del vehículo, caracterizado porque para el
mantenimiento de la alimentación de la tensión, el consumidor o el
grupo de consumidores (17-21) son conmutador a la
batería (11) del vehículo y son alimentados por ella, y se activa
una representación (A), que indica la conmutación, y porque los
consumidores (17-21) son sistemas relevantes para la
seguridad o consumidores o grupos de consumidores relevantes para
la seguridad el automóvil.
2. Dispositivo para la alimentación de tensión
según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque los
consumidores (17-21) relevantes para la seguridad
son circuitos electrónicos de llave en un automóvil, donde se
alimenta a cada circuito electrónico de llave o bien a un aparato
de control correspondiente, respectivamente, una tensión (US)
propia desde la batería adicional (15) y están presentes medios
para la supervisión y distribución (16), a los que se alimenta la
tensión (UA) y que alimentan las tensiones (US) necesarias a los
consumidores individuales en el caso de que no se alcance una
tensión umbral y, dado el caso, efectúan una separación de un
consumidor defectuoso.
3. Dispositivo para la alimentación de tensión
según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque los consumidores relevantes para la seguridad son frenos
eléctricos o aparatos de control para sistemas ABS o sistemas de
retención.
4. Dispositivo para la alimentación de tensión
según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque el circuito de carga y la unidad de conmutación (14)
comprenden medios de comparación de la tensión, que comparan la
tensión de la batería adicional con una tensión teórica
predeterminada y en el caso de que no se alcance la tensión teórica,
provocan una conmutación a la batería principal (11) y, dado el
caso, activan una representación (AD).
5. Dispositivo para la alimentación de tensión
según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque la unidad de carga y la unidad de conmutación comprenden
medios que posibilitan una estrategia de carga predeterminada para
la batería adicional y ésta es seleccionada para que se incremente
al máximo la duración de vida útil de la batería adicional.
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