WO2015124560A1 - Verfahren zum gesteuerten verbinden mehrerer bordnetzzweige eines fahrzeugs, steuereinheit zur ausführung des verfahrens sowie fahrzeugbordnetz - Google Patents

Verfahren zum gesteuerten verbinden mehrerer bordnetzzweige eines fahrzeugs, steuereinheit zur ausführung des verfahrens sowie fahrzeugbordnetz Download PDF

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WO2015124560A1
WO2015124560A1 PCT/EP2015/053304 EP2015053304W WO2015124560A1 WO 2015124560 A1 WO2015124560 A1 WO 2015124560A1 EP 2015053304 W EP2015053304 W EP 2015053304W WO 2015124560 A1 WO2015124560 A1 WO 2015124560A1
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WO
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switching device
terminal
switching
control unit
closed
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PCT/EP2015/053304
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French (fr)
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Paul Boucharel
Sergio Perez Guillen
Dirk Reichow
Damien Verdier
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Continental Automotive Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
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Definitions

  • the invention relates to the field of vehicle power supply, and more particularly relates to a method and a control unit that allows a stabilized power supply.
  • vehicle electrical systems are provided in motor vehicles.
  • Some types of consumers are particularly sensitive to voltage dips or voltage peaks in the supply voltage, such as on-board electronics or the lighting. If such sensitive consumers are exposed to a voltage dip or a voltage spike, their function can be at least partially impaired. In this case, the operation of the vehicle may be impaired and / or there are undesirable side effects such as a brief darkening of the illumination of the motor vehicle.
  • dynamic electric consumers are present in particular in modern vehicles, whose operation can cause a strong voltage dip, such as a starter motor of a start / stop module or a drive of an electric steering, as used in parking assistants.
  • these dynamic consumers are also activated during operation of the vehicle and not only during the first cold start or when parking the vehicle.
  • the invention makes it possible in a simple way to stabilize a vehicle electrical system even with electrical consumers with strong consumption dynamics, especially during startup operations. This also applies to start-ups from standstill and especially during take-offs during driving and at vehicle speeds> 20 km / h. In particular, in different types of starting operations and in recuperation the
  • Tension stability improved In particular, existing energy storage devices are used effectively. Compared to the prior art, a more robust and more reliable network ⁇ factory stabilization can be realized, in particular an overload, such as overcharge or high operating temperatures of an additional energy storage and / or at least one of the other components is avoided in the on-board network branches. In addition, a disturbance of sensitive consumers by consumers, whose operation can cause voltage fluctuations in the electrical system can be reduced.
  • an electrical system of a vehicle into a plurality of board ⁇ network branches is at least separated in terms of function or divided.
  • on-board network branches with dynamic consumers which can cause voltage fluctuations due to high and erratic power demand, there is a detachable Bordnetzzweig, in the sensitive consumer are provided.
  • the tension with which supplied the sensitive consumers ie the tension in the detachable vehicle electrical system branch can be kept stable than the voltage in vehicle electrical system branches with dynamic consumers because (the proposed here circuit topology provided with sensitive Ver ⁇ sumers vehicle electrical system branch from other board network branches in particular of on-board network branches with dynamic consumers) can be at least partially decoupled.
  • the electrical system branch provided with sensitive consumers can be selectively supported by coupling to a vehicle electrical system branch, which comprises an energy store, while other vehicle electrical network branches, which have dynamic consumers, are supplied by another energy store or another energy source.
  • the control unit proposed here is equipped for the controlled exchange between several on-board network branches and implements the controllable coupling or decoupling of a vehicle electrical system branch with sensitive consumers of other on-board network branches which have a dynamic consumer and / or an energy store (or other energy sources). It can connect electrical systems branches to connect dynamic consumers to energy sources or energy storage, while decoupled from this sensitive consumers are connected to other energy sources or energy storage.
  • an electrical system is described, in which the mentioned decoupling is realized by means of the control unit described here.
  • control unit for the controlled exchange of electrical power between a first, a second, a third and a fourth on-board network branch of a vehicle electrical system of a vehicle is described.
  • the control unit comprises a first, second and third
  • control unit comprises a first, second, third and fourth connection. These connections are set up for connection to the electrical system branches, such as these as electrical plug or screw contact or as Line section are formed, which leads to the relevant board network branch (or at least one component thereof).
  • the first switching device is connected between the first terminal and the fourth terminal.
  • the second switching device is connected between the fourth terminal and the third terminal.
  • the third switching device is connected between the second terminal and the third terminal.
  • the switching devices are in particular connected in series between the respective terminals or
  • Switching devices are in particular in a positive voltage level, while as a reference potential (ge ⁇ common) ground potential is provided.
  • the resulting topology may be considered as a five-pole comprising the four terminals and the ground (or a corresponding ground terminal).
  • the first switching device may comprise a diode. This diode is connected in parallel to the first switching device. The forward direction of this diode points from the first port to the fourth port.
  • the second switching device may comprise a diode. This diode is connected in parallel to the second switching device. The forward direction of this latter diode points from the third terminal to the fourth terminal.
  • a diode connects the first to the fourth terminal, the forward direction pointing from the first to the fourth terminal.
  • Another diode connects the third to the fourth terminal, with their direction of passage from the third to the fourth terminal.
  • the diode may be a discrete component connected in parallel with the switching device. This is especially the case when the switching device itself is not inherent Feature such a diode, such as a Wegvor ⁇ direction in the form of an electromechanical switch, a bipolar transistor, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Tran ⁇ sistor, insulated gate bipolar transistor) or a field effect transistor (in particular a MOSFET) whose
  • Source terminal is not directly connected to the substrate of the transistor.
  • the diode may be provided within the switching device or outside the switching device, the diode being connected to the respective terminals.
  • the diode may also be provided as a substrate diode (in particular as a reverse diode), which is provided in the substrate of a transistor, in particular ⁇ a field effect transistor such as a MOSFET.
  • MOSFETs are preferably used with a reverse diode as a diode connected in parallel
  • electromechanical switches may also be used, such as when less than about 1 million operations are expected in the life of the switch (i.e., depending on the application).
  • a switching device implemented as a MOSFET (in particular, the first switching device) may have a source connected to the first terminal and may have a drain connected to the fourth terminal.
  • Another designed as a MOSFET switching device (in particular the second
  • the Switching device may have a source connected to the third terminal and may have a drain connected to the fourth terminal.
  • the drains of the switching devices are connected to each other, being connected to the junction of the fourth terminal.
  • the MOSFETs have reverse diodes whose transmission directions point to the fourth connection.
  • the third switching device can be designed as an electromechanical switch or as a semiconductor switch.
  • a diode parallel to the third Druckvor ⁇ direction is optional and can be omitted if necessary.
  • Parallel to the third switching device and two diodes can be arranged. These can be connected antiserially to each other.
  • the forward direction of the diode or the diodes parallel to third switching device may point to the third port or may point away from it.
  • the switching devices may be electromechanical switches or semiconductor switches.
  • the switching devices are field-effect transistors, bipolar transistors or IGBTs.
  • the switching devices of the control unit may be of different types or of the same type. As a type of the aforementioned embodiments of the switching devices are referred to.
  • the third switching device may be formed as an electromechanical switch.
  • the first and / or the second switching device is preferably designed as a semiconductor switch, in particular as a MOSFET, wherein in specific embodiments, at least one of the first and the second switching device may be formed as an electromechanical switch.
  • the control unit may be equipped with a circuit arrangement which sets the switching states of the switching devices.
  • the circuit arrangement is connected to control inputs of the switching devices for setting switching states of the switching devices.
  • the circuit arrangement is set up to set at least one of the following switching states of the switching devices:
  • the discharge protection state is set when, for example, the voltage at the second terminal is below a predetermined limit or the state of charge (SoC, State of charge) is below a predetermined limit.
  • SoC State of charge
  • an energy storage connected to the second terminal is protected from over-charging (i.e., over-voltage). Furthermore, this prevents further charging of this energy store.
  • the energy store is further discharged by transfer of power to other terminals, in particular by power transmission to the third (or to the first) connection.
  • the overvoltage protection state is set when the voltage at the second terminal is above a predetermined limit.
  • the voltage detection unit can be used.
  • the overvoltage protection state may be set when the voltage at the third terminal is above a predetermined limit.
  • the first and third switching devices are opened or opened.
  • C a load protection state in which the first and / or the second switching device are opened. In this state, power (or charge) is prevented from being transmitted to an energy storage connected to the first port. This reduces the frequency of the charge, thereby increasing the life of the energy storage connected to the first port.
  • About the switching state of the first switching device can be defined when the foregoing called energy storage is loaded, and when a store is prohibited.
  • power may be transferred from the third port to which a generator (or starter generator) may be connected to other ports, such as the second or fourth ports.
  • the power can be transferred from the third port to loads or to energy storage devices connected to the second or fourth port.
  • the generator or starter-generator
  • This power is typically in the range of 3 - 5 kW (at operating voltages of 12 V - 14 V) or also (at operating voltages of 40 V or more) up to 8 kW or 20 kW (or even more) to provide a braking force for the Produce vehicle and so convert kinetic energy of the vehicle into electrical power.
  • the recuperation state is set when the vehicle is decelerated to generate recuperation power, in particular, by the generator connected to the third port.
  • (f) A preset state, in which the first Wegvor ⁇ direction is open and the second and the third switching device ⁇ are closed. The open first switching device prevents the second energy store from discharging to the first energy store. A charging current to the first energy storage is prevented. Furthermore, it is made possible for the second energy store to supply the vehicle electrical system in the idle state (ie in the default state).
  • This state is set before the start of the journey or is set when the vehicle is turned off. This condition corresponds to a rest mode of the vehicle.
  • This state enables the transmission of power from the second terminal (or from the energy store connected thereto) to the third terminal (in particular to the electrical machine connected thereto, which can operate as a motor, ie a booster motor). Electrical power can be transmitted to the booster engine which generates traction power.
  • the boost condition is set when a elekt ⁇ -driven auxiliary drive is active.
  • the electric auxiliary drive is designed as a booster engine.
  • the second connection for example, from a battery connected thereto
  • the third connection in particular to a starter connected thereto or to a starter generator connected thereto or to a booster motor connected thereto, which generates traction power and is designed as an electric machine.
  • the first energy storage can drive a starter, both of which are in the same electrical system branch (connected to the first terminal).
  • the former option or the second alternative can be implemented.
  • starter generator at the third terminal and starter at the first port simultaneously or synchronously cause the starting of the internal combustion engine, for which purpose the corresponding switching devices are closed.
  • This state is set when the vehicle and special ⁇ into the engine is started.
  • An enhanced start state wherein the second switching ⁇ device is closed and the first and third switch means are closed. Further, this allows for (but independent) transmission of power from the second port to the fourth port, such as transferring power from an energy store connected to the second port to sensitive consumers connected to the fourth port.
  • This state is set when the vehicle and the other into ⁇ whose engine is started, particularly in a moving vehicle, preferably Ge ⁇ speeds below a predetermined limit such as 50 km / h or 20 km / h or 5 km / h ,
  • the starter may receive power from the first energy store.
  • a starter may be used at the third port for starting.
  • the starter receives power from the second energy storage.
  • the quick start state is set when the vehicle is moving, in particular at a speed G, and the
  • the speed G is above a limit which is greater than the limit defined for the extended starting state, and is at least 20 km / h, 50 km / h, 80 km / h or 90 km / h or even at least 120 km / h. Over a further limit, which is greater than the aforementioned limits, preferably no starting operation is carried out.
  • the quick start condition may also be ⁇ represents be independent of the velocity G. In particular, is detected (as a performance measure) the state of charge, the voltage, the maximum current or the retrievable êtleitwert the first and second energy store.
  • the inner ⁇ conductance is particularly the mecanical ⁇ conductance, but may also be the sum of the mecanical ⁇ conductance of the respective energy storage device and the conductance of further components, such as the switching devices and / or electrical contact elements and / or electrical lines. For at least one of the stated variables, it is determined whether it is above a predetermined limit, below a predetermined limit or outside a predetermined interval.
  • the variables mentioned can be determined by a memory state detection unit, which is connected in particular to a circuit arrangement which controls the circuit state of the switching device.
  • the memory state detection unit may be connected to at least one current sensor that detects a current that is in the Control unit and in particular flows to a terminal or to an energy storage, and / or may be connected to at least one voltage detection device having a
  • first and / or second energy ⁇ memory are able to perform a startup or provide energy for it, then an internal combustion engine can be issued while the vehicle is running, the issuing of the engine is blocked when that the first and / or second energy storage are not able to perform a boot process or by providing energy to support.
  • Whether the first and / or second energy store are capable of carrying out or supporting a starting process is determined on the basis of the variables mentioned in the preceding section, in particular by comparison with the respective predetermined limits. This makes it possible, when the vehicle is running, to switch off the internal combustion engine and to
  • Sailing i.e., unpowered to roll
  • the quick start state is set.
  • the energy stores i.e., the first or the second energy store
  • both energy stores can be used to perform the boot process together, especially when it has been determined that one (or two) boot attempts with only one energy store have been unsuccessfully attempted.
  • the control unit has a memory state detection unit which is connected to the circuit arrangement.
  • the memory state detection unit is further connected to a current sensor and / or a voltage detection device and is set up to determine a performance measure of at least one of the energy stores, in particular based on the data of the current sensor or the voltage detection device.
  • the memory state detection unit or the circuit arrangement is in particular configured to generate an engine shutdown recommendation at a performance level that is above a predetermined limit.
  • the circuit arrangement is preferably upon receipt of an engine switch-extended Startzu ⁇ stand (i) or the quick start condition (j) a.
  • the optional control unit comprises an input for connection to a higher-level engine control unit which generates the Verbrennungsmo ⁇ tor-off command and the engine power-on.
  • control unit optionally includes an output at which the engine shutdown recommendation can be specified, in particular to the higher-level engine control unit.
  • the control unit preferably has a speed input, via which the control unit can obtain speed data of the vehicle. The control unit may, when driving the states (i) and (j) (or other states), provide an additional condition to be met, which is that the speed is above a predetermined limit (or below a predetermined limit).
  • the limit over which the efficiency measure must lie in order to generate a shutdown recommendation preferably depends on the speed of the vehicle, which is present in particular at the speed input. The higher the speed, the higher the limit, since at higher speeds unsuccessful start attempts of the internal combustion engine are more critical than at low speeds. Alternatively, or in combination with the speed, a forward grade of the travel distance may be used as a size that affects the limit.
  • the efficiency measure reflects the amount of energy that can be called in the energy store in question and, in particular, again indicates the number of start-ups of the internal combustion engine sufficient for the amount of energy that can be called.
  • the front said limit can correspond to an integer multiple of an amount of energy, which is taken to perform a start ⁇ process the energy storage, optionally plus a predetermined margin of safety.
  • the integer multiple may be, for example, at a speed of more than 80 km / h (at least) 4, at a speed of more than 40 km / h (but not more than 80 km / h) 3 and may possibly at speeds below 40 km / h 2.
  • the above velocity values may be generally more (ie, 2, 3 or more) different Ge ⁇ schwindtechniksintervalle (closed or open intervals) are used, the different positive integers N are associated with the numbers N correspond to multiples foregoing.
  • control unit can have an activity input, at which the control unit can receive a signal that reflects the activity state of the internal combustion engine.
  • the inputs and outputs described here can be interfaces, in particular bus interfaces, and are in particular kör ⁇ perlich integrated to one or more interface elements.
  • Board supply branch or second or third terminal is detected, which is above a predetermined limit, or a voltage at the fourth terminal is measured, which is below a predetermined limit, the second switching device is opened.
  • the third connection to which the starter or starter generator is connected, only receives power from the second energy store, the first energy store being relieved of load and being able to supply the fourth on-board supply system branch via the fourth connection.
  • the first switching device remains closed. If sensitive loads or sensitive consumers are connected to the fourth connection, their supply is guaranteed and voltage dips are avoided since the sensitive loads are opened by opening the second Switching device are disconnected from the starter (as a disturbing load) and get its own (separate) power supply in the form of the first energy storage.
  • a starting operation is to be performed by a starter / generator in the third electrical system branch.
  • the second energy storage is used.
  • the second switch is opened, whereby an influence by the starting process is avoided. Since the energy for the starting process is taken from the second energy store, first the performance measure of the second energy store (based on the state of charge, the terminal voltage, aging state, temperature and / or the internal resistance) is checked. If the Leis ⁇ tungsdozenssclerosis is sufficient (is above a predetermined limit), then the second switch is opened and the starting process is performed.
  • the performance measure is to be met is the higher, the greater the Ge ⁇ speed of the vehicle. This ensures that more than one start-up operation (briefly in succession) can be safely carried out with the second energy store, especially at high speeds. Short consecutive starts occur when a first (or next) startup does not result in the engine starting successfully.
  • the efficiency measure of the first energy storage device is checked in the same way to ensure that it can supply the fourth board network branch while the second switch is open.
  • no engine OFF ⁇ recommendation is issued or the engine is not issued.
  • no movement off state combustion engine ⁇ yields are too low performance measure.
  • a current sensor is provided between two terminals and in particular between a terminal and a switching device.
  • the current sensor may have an output connected to the circuitry.
  • a current sensor may be connected between the third terminal and the third switching device. The locations where current sensors can be present are marked with an X in FIG.
  • current paths and / or switching states or the switching devices can be monitored by means of the current sensors.
  • the energy stores can be monitored, in particular their performance, for example, based on the charge ⁇ state, the aging state, the temperature, the inner ⁇ resistance and / or the terminal voltage, for example, to determine a performance measure. This means that the determination of the performance, in particular for sail operation (with the internal combustion engine switched off), applies to all components of the four on-board network branches. These include:
  • control unit may have a DC / DC converter. This is preferably between the first port and the connected to the second connection.
  • the DC / DC converter is preferably a bidirectional converter. This can support a power exchange between the first and the second terminal, in particular to transfer power from one of said terminals to an energy store which is connected to another of said terminals.
  • the first energy storage can be charged, in particular from the second energy storage.
  • a charging current in the reverse direction can also be transmitted by the DC / DC converter, in particular in order to pre-charge the second energy store.
  • at least one current sensor is connected upstream or downstream of the DC / DC converter, in particular in order to detect the current flowing through the converter.
  • a vehicle electrical system which is equipped with a control unit as described here.
  • the branches of the vehicle electrical system ⁇ vehicle on-board network or connected separately controllable.
  • the vehicle electrical system includes the first, second, third and fourth board network branch.
  • the first electrical system branch is connected to the first connection.
  • the second electrical system branch is connected to the second connection.
  • the third electrical system branch is connected to the third connection.
  • the fourth electrical system branch is connected to the fourth connection.
  • the connection between the vehicle electrical system branch and Subject Author ⁇ fendem connection can be a detachable or permanent electrical connection, such as a plug or screw on the one hand or a solder joint on the other.
  • first energy storage lines can be used, which allow a spatial distance to the other components of more than one meter.
  • the lines are preferably made of aluminum or copper.
  • an internal combustion engine starter is provided, in particular a pinion starter.
  • an electrical energy store is provided approximately in the form of a starter battery in the first electrical system branch. This one is special as a lead-acid battery (or as Li-Ionenakkumulator) executed.
  • At least one operating voltage-variable consumer can be provided in the first vehicle electrical system branch.
  • operating voltage-variable consumers are considered consumers whose supply voltage can vary without their operation is continuously or temporarily disturbed.
  • an interior lighting or an electrical components of an air conditioner (or window heater) can be equipped with a variable
  • a further electrical memory is provided.
  • This can be configured as a lithium accumulator or as a supercapacitor arrangement, lead-acid batteries also being considered.
  • a supercapacitor arrangement is equipped with at least one supercapacitor.
  • the supercapacitor arrangement can comprise one or more supercapacitors, with several supercapacitors being connected in parallel and preferably in series can be connected.
  • the supercapacitor assembly may further comprise DC / DC converters to generate an output voltage from the capacitor voltage that differs from the capacitor voltage, in particular to at least partially compensate for a reduction in the capacitor voltage. This converter may correspond to the converter described here, the connection of which may need to be modified.
  • At least one operating voltage-variable consumer is also optionally provided.
  • the operating voltage variable consumers mentioned herein come into consideration (interior lighting, electrical
  • At least one operating voltage-variable consumer is provided in the third onboard power supply branch, for example an electrical component of an air conditioning system or vehicle interior lighting or another operating voltage-variable consumer as described herein, such as a load variable in the manner in which it can be present in the second onboard power supply branch.
  • an (electro-mechanical) generator is provided in the third electrical system branch. This may be in the form of an alternator or a starter-generator or may generally be an electrical machine, which is about
  • Traction generated such as to support the drive or to move the vehicle, especially in the form of Boos ⁇ ter engine.
  • Starter or starter generators can also be considered as load-variable consumers, as they can perform their function even with voltage drops (up to -60%, -30% or -20% of the rated operating voltage).
  • the nominal operating voltage can be in particular 12 or 14 volts.
  • a consumer is provided with a minimum operating voltage. This is also regarded as a sensitive load or sensitive consumer. This consumer is about an (additional) electric steering or.
  • Sensitive consumers carry out a safety or operational function in the vehicle that concerns driving, braking, steering and signaling (outwards), ie functions that are necessary for the proper functioning of the vehicle
  • an engine control electronics is a consumer with a minimum operating voltage, since voltage dips can lead to at least temporary failure of the engine control function or malfunction required for the safe operation of a vehicle, while an interior lighting at voltage dip is indeed reduced in function, this reduction in luminosity but not security relevant.
  • consumers who realize comfort ⁇ functions can be regarded as a sensitive consumer when the operation is temporarily interrupted by a voltage dip, as in consumer electronics such as music systems, navigation devices and the like.
  • the energy storage of the second electrical system branch can be any energy storage of the second electrical system branch.
  • the energy storage device of the second electrical system branch may be a supercapacitor arrangement or a lithium or NiMH storage battery, whereby lead accumulators may also be used to a small extent.
  • the energy storage of the first electrical system branch may be a lead or NiMH accumulator.
  • the supercapacitor arrangement preferably has a capacity of at least 50 F, 300 F, 500 F, 1000 F, preferably at least 5000 F, 10000 F or 12000 F.
  • the control unit described here can be used in particular for
  • Voltages below 60 volts may be provided, for example for on-board supply branches with 12, 14, 24 or 48 volts as rated voltage.
  • the starter or the starter / generator of the internal combustion engine may also be an electric machine (to generate traction and / or recuperation) or an electric drive, in particular more than 50, 100, 200, 500 or 1000 amps for operation request, such as an electric steering.
  • Figure 1 is a schematic representation of a vehicle on-board network with an embodiment of a erfindungsge ⁇ MAESSEN control unit.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a driving ⁇ generating on-board network with a first vehicle electrical system branch 10, a second vehicle electrical system branch 20, a third vehicle electrical system branch 30 and a fourth vehicle electrical system branch 11.
  • the onboard power supply branches 10, 20, 30 and 11 are by means of a control unit 40 connected with each other.
  • the first electrical system branch 10 comprises a (operating voltage variable ⁇ ) consumer 12 and a starter load 12 ⁇ and a first electrical energy storage 14, for example in the form of a lead-acid battery.
  • the first electrical Ener ⁇ gie Grande 14 is used as a starter battery.
  • the consumer 12 or 12 ⁇ is an electrical consumer with high power requirement suitable for generating voltage drops in the electrical system.
  • the consumer 12 ⁇ is used as a starter motor for a Engine designed, in particular as a belt or pinion starter.
  • the second electrical system branch is provided as an electrical energy storage 22, which is formed for example as a lithium battery ⁇ mulator.
  • the energy storage 22 may be a supercapacitor arrangement.
  • the consumer 24 within the second electrical system branch 20 represents an optional component.
  • the consumer 24 can be implemented, for example, as data control or condition monitoring associated with the second power storage 22 to monitor, control or at least one operating parameter of the second energy storage 22 to regulate, for example, the state of charge.
  • the third electrical system 30 includes a generator 32 (such as an alternator or a starter / generator or an electric machine, in particular for converting electrical power in traction power or vice versa for recuperation) and a consumer 34.
  • the reference numeral 32 is in particular a booster engine referred to, which generates traction power and which is designed as an electrical machine.
  • the consumer 34 corresponds to a load voltage variable consumer.
  • a control unit 40 is connected to the first, second, third and fourth on-board network branches 10, 20, 30 and 11.
  • the control unit connects the four Bordnetze with each other.
  • the control unit in this case connects a supply potential, that is, the positive supply potential of the four electrical systems branches controlled together.
  • the electrical system branches have in the topology, as shown in Figure 1, a common further supply potential, ie mass.
  • the control unit comprises a first terminal 41, a second terminal 42, a third terminal 43 and a fourth terminal 44.
  • the first terminal 41 is for connection to the first Vehicle electrical system branch set 10
  • the second terminal 42 is adapted for connection to the second vehicle electrical system branch 20
  • the third port 43 is adapted for connection to the third board ⁇ network branch 30
  • the fourth terminal 44 is adapted for connection to the fourth vehicle electrical system branch. 11
  • connections 41 - 44 provided as power connections are designed as electrical contacts, for example as plug contacts and / or screw contacts, and are set up in particular because of their cross-section and material,
  • the control unit 40 includes a first switching device 50, a second switching device 51 and a third switching device 52.
  • the first, second and third switching devices are each formed as a MOSFET (n-MOSFET).
  • the third switching device 52 may be formed as an electromechanical controllable switch, such as a relay (power relay) or a contactor.
  • a diode 50 ⁇ is also shown, which is in particular formed as a substrate diode (preferably as a reverse diode).
  • the diode 50 ⁇ is shown to allow a possible flow of current from the first electrical system branch 10 to the fourth electrical system branch 11, which takes place without activation (or in the open switching state) of the switching device 50 when the voltage in the third electrical system branch 30 - taking into account Forward voltage of the diode in question - is correspondingly lower than the voltage in the first electrical system branch 10 (and the second switching ⁇ device 51 is closed). Also parallel to the second switching device 51, a diode 51 'is provided, the passage direction of which leads from the third port 43 to the fourth port 44. By means of this diode, current can also flow from the second terminal 42 to the fourth terminal 44 without activation (or in the open switching state) of the switching device 51. For this purpose, the switching device 50 should be open.
  • the fourth electrical system branch 11 is supplied by the voltage of the first electrical system branch 10 (ie, by its energy store 14), regardless of the switching state of the first switching device 50 in the fourth electrical system branch 11 is lower than the voltage in the third electrical system branch 30, the fourth electrical system branch 11 is supplied by the voltage of the third electrical system branch 10 (ie of its energy storage 22), regardless of the switching state of the second switching device 51.
  • a reverse flow direction is exclusively closed Switching device 50 or 51 possible.
  • the third switching device 52 switchably connects the second terminal to the third terminal. As a result, with the third switching device 52 closed, the fourth on-board network branch 11 can receive current from the second on-board network branch 20.
  • a diode in the form of a discrete diode may be connected in parallel with the third switching device 52, or a substrate diode (in particular a reverse diode) may act in parallel with the third switching device.
  • the third switching device is a MOSFET (in particular an n-MOSFET) having the reverse diode.
  • the diode in parallel with the third switching device 52 has a forward direction, which points from the second terminal 42 to the third terminal 43.
  • An optional DC-DC converter 70 connects the first terminal to the second terminal in a bidirectional manner, so that at a high voltage level or in the event of an excess of energy (or in the case of a high state of charge) in the second vehicle electrical system branch 20 current can be supplied from the second board network branch 20 via the DC bus. DC converter can drain. Furthermore, current can flow in the reverse direction when the second on-board network branch 20 has a low voltage level.
  • a high voltage level a voltage is referred to, which is above a predetermined upper limit, such as the maximum voltage of the energy storage 22.
  • As a low voltage level is a Voltage referred to, which is below a predetermined lower limit of the energy storage device 22.
  • the DC-DC converter has a control input 80.
  • the switching devices 50-52 each include one
  • Control input in particular a gate terminal which is connected to the circuit arrangement 60.
  • the circuit arrangement 60 controls the circuit state of the first, second and third switching devices 50, 51 and 52.
  • the topology in the form of a five-pole shown in Figure 1 has poles A-E.
  • the pole A is located at the transition of the control unit 40 to the first electrical system branch 10.
  • the pole C is located at the junction of the control unit 40 to the second on-board branch 20 and the positive terminal of the second energy storage 22.
  • the pole B is located on the Transition of the control unit 40 to the third electrical system branch 30.
  • the pole D is provided as a ground terminal of the electrical system branches 10, 20, 30 and 11.
  • the pole E is located at the transition of the control unit 40 to the fourth electrical system branch 11.
  • the current sensors may further comprise a voltage detecting device (for clarity not shown) be provided, which is connected to the (positive) terminal of at least one on-board voltage ⁇ network.
  • a voltage detecting device for clarity not shown
  • all electrical system branches are connected to such a voltage detection device.
  • the voltage sensing device and the current sensors have an output connected to a signal input of the circuitry 60.
  • the circuit arrangement 60 is set up to process the relevant signals and to control the switching devices 50-52 on the basis of the signals.
  • the voltage detection device may include A / D converters provided in the circuit 60.
  • the A / D converters are connected via signal lines to the respective (positive) contact points of the on-board network branches in order to detect their potential with respect to ground or differentially.
  • a current sensor may be connected between the second switching device and the third terminal, between the third switching device and the third terminal and between the second and the third switching device on the one hand and the third terminal on the other hand.

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Abstract

Verfahren zum gesteuerten Verbinden mehrerer Bordnetzzweige eines Fahrzeugs, Steuereinheit zur Ausführung des Verfahrens sowie Fahrzeugbordnetz Es wird eine Steuereinheit (40) zum gesteuerten Austausch elektrischer Leistung zwischen einem ersten, einem zweiten, einem dritten und einem vierten Bordnetzzweig (10; 11; 20; 30) eines Bordnetzes eines Fahrzeugs beschrieben. Diese umfasst eine erste, zweite und dritte Schaltvorrichtung (50) sowie einen ersten, zweiten, dritten und vierten Anschluss(41; 42; 43; 44), der zum Anschluss an den ersten, zweiten, dritten bzw. vierten Bordnetzzweig (10, 20, 30) eingerichtet sind. Die erste Schaltvorrichtung (50) ist zwischen dem ersten Anschluss (41) und dem vierten Anschluss (44) angeschlossen ist, die zweite Schaltvorrichtung (51) ist zwischen dem vierten Anschluss (44) und dem dritten Anschluss (43) angeschlossen, und die dritte Schaltvorrichtung (52) ist zwischen dem zweiten Anschluss (42) und dem dritten Anschluss (43) angeschlossen ist. Ferner wird ein Fahrzeugbordnetz mit einer Steuereinheit sowie mit den ersten bis vierten Bordnetzzweigen beschrieben.

Description

Beschreibung
Verfahren zum gesteuerten Verbinden mehrerer Bordnetzzweige eines Fahrzeugs, Steuereinheit zur Ausführung des Verfahrens sowie Fahrzeugbordnetz
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Fahrzeug-Stromversorgung und betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Steuereinheit, das bzw. die eine stabilisierte Spannungsversorgung erlaubt.
Zum Betrieb elektrischer Verbraucher, die auch als Lasten bezeichnet werden, sind in Kraftfahrzeugen Bordnetze vorgesehen. Einige Arten von Verbrauchern sind besonders empfindlich gegenüber Spannungseinbrüche oder Spannungsspitzen in der Ver- sorgungsspannung, beispielsweise Bordnetzelektronik oder auch die Beleuchtung. Werden derartige sensitive Verbraucher einem Spannungseinbruch oder einer Spannungsspitze ausgesetzt, so kann deren Funktion zumindest teilweise beeinträchtigt werden. Hierbei kann der Betrieb des Fahrzeugs beeinträchtigt sein und/oder es ergeben sich unerwünschte Nebeneffekte wie eine kurzzeitige Verdunkelung der Beleuchtung des Kraftfahrzeugs.
Ferner sind insbesondere in modernen Fahrzeugen dynamische elektrische Verbraucher vorhanden, deren Betrieb einen starken Spannungseinbruch verursachen kann, etwa ein Startermotor eines Start/Stopp-Moduls oder ein Antrieb einer elektrischen Lenkung, wie sie in Einparkassistenten eingesetzt werden. Insbesondere diese dynamischen Verbraucher werden auch während des Betriebs des Fahrzeugs und nicht nur beim ersten Kaltstart bzw. beim Abstellen des Fahrzeugs aktiviert.
In der DE 10 2012 203 467 AI ist eine Bordnetztopologie mit mehreren Unternetzen dargestellt, in der unter anderem sensitive Lasten versorgt werden, deren Funktion von der Betriebsspannung abhängt, sowie Lasten versorgt werden, deren Betriebsspannung von 12 - 14 Volt ohne funktionelle Nachteile für die bestreffende Last (in Grenzen) variabel sein kann. Es wurde jedoch erkannt, dass Verbesserungsbedarf bei der Versorgung von sensitiven Lasten besteht, insbesondere während Startvorgängen.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Herangehensweise aufzuzeigen, mit der sich die Spannungsversorgung in Bordnetzen von Fahrzeugen noch weiter verbessern lässt.
Offenbarung der Erfindung Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Besondere Ausführungsformen ergeben sich mit den Merkmalen der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung ermöglicht auf einfache Weise, ein Bordnetz auch bei elektrischen Verbrauchern mit starker Verbrauchsdynamik zu stabilisieren, insbesondere während Startvorgängen. Dies betrifft auch Startvorgänge aus dem Stillstand und vorallem bei Startvorgängen während des Fahrens und bei Fahrzeuggeschwindigkeiten > 20 km/h. Insbesondere wird bei unterschiedlichen Arten von Startvorgängen sowie bei der Rekuperation die
Spannungsstabilität verbessert. Insbesondere werden vorhandene Energiespeicher effektiv eingesetzt. Gegenüber dem Stand der Technik lässt sich eine robustere und verlässlichere Netz¬ werkstabilisierung realisieren, bei der insbesondere eine Überlastung, beispielsweise Überladung oder zu hohe Betriebstemperaturen eines zusätzlichen Energiespeichers und/oder zumindest einer anderen Komponenten in den Bordnetzzweigen vermieden wird. Zudem kann eine Störung von sensitiven Verbrauchern durch Verbraucher, deren Betrieb Spannungsschwan- kungen im Bordnetz hervorrufen kann, verringert werden.
Es ist im Rahmen der hier beschriebenen Vorgehensweise vorgesehen, dass ein Bordnetz eines Fahrzeugs in mehrere Bord¬ netzzweige zumindest in Hinblick auf Funktion aufgetrennt oder unterteilt ist. Neben Bordnetzzweigen mit dynamischen Verbrauchern, die aufgrund von hohem und sprunghaftem Strombedarf Spannungsschwankungen verursachen können, besteht ein davon abtrennbarer Bordnetzzweig, in dem sensitive Verbraucher vorgesehen sind. Die Spannung, mit der die sensitiven Verbraucher versorgt werden, d.h. die Spannung in dem abtrennbaren Bordnetzzweig, kann stabiler gehalten werden als die Spannung in Bordnetzzweigen mit dynamischen Verbrauchern, da durch die hier vorgeschlagene Schaltungstopologie der mit sensitiven Ver¬ brauchern vorgesehene Bordnetzzweig von anderen Bordnetzzweigen (insbesondere von Bordnetzzweigen mit dynamischen Verbrauchern) zumindest teilweise entkoppelt werden kann. Insbesondere kann der mit sensitiven Verbrauchern vorgesehene Bordnetzzweig gezielt durch Kopplung mit einem Bordnetzzweig, der einen Energiespeicher umfasst, gestützt werden, während andere Bordnetzzweige, die dynamische Verbraucher aufweisen, von einem anderen Energiespeicher oder einer anderen Energiequelle versorgt werden. Die hier vorgeschlagene Steuereinheit ist zum gesteuerten Austausch zwischen mehreren Bordnetzzweigen ausgestattet und realisiert die steuerbare Kopplung oder Abkopplung eines Bordnetzzweigs mit sensitiven Verbrauchern von anderen Bordnetzzweigen, die einen dynamischen Verbraucher aufweisen und/oder einen Energiespeicher (bzw. andere Energiequellen) aufweisen. Es lassen sich Bordnetzzweige verbinden, um dynamische Verbraucher an Energiequellen oder Energiespeicher anzuschließen, während entkoppelt hiervon sensitive Verbraucher mit anderen Energiequellen oder Energiespeicher verbunden werden. Ferner wird ein Bordnetz beschrieben, in dem die erwähnte Entkopplung mittels der hier beschriebenen Steuereinheit realisiert ist.
Es wird daher eine Steuereinheit zum gesteuerten Austausch elektrischer Leistung zwischen einem ersten, einem zweiten, einem dritten und einem vierten Bordnetzzweig eines Bordnetzes eines Fahrzeugs beschrieben.
Die Steuereinheit umfasst eine erste, zweite und dritte
Schaltvorrichtung. Ferner umfasst die Steuereinheit einen ersten, zweiten, dritten und vierten Anschluss . Diese Anschlüsse sind zum Anschluss an die Bordnetzzweige eingerichtet, etwa indem diese als elektrische Steck- oder Schraubkontakt oder auch als Leitungsabschnitt ausgebildet sind, der zu dem betreffenden Bordnetzzweig (oder zumindest einer Komponente hiervon) führt.
Die erste Schaltvorrichtung ist zwischen dem ersten Anschluss und dem vierten Anschluss angeschlossen. Die zweite Schaltvorrichtung ist zwischen dem vierten Anschluss und dem dritten Anschluss angeschlossen. Die dritte Schaltvorrichtung ist zwischen dem zweiten Anschluss und dem dritten Anschluss angeschlossen. Die Schaltvorrichtungen sind insbesondere seriell zwischen den betreffenden Anschlüssen angeschlossen bzw.
verbinden diese. Durch die drei Schaltvorrichtungen können insgesamt vier Bordnetzzweige voneinander gesteuert getrennt oder miteinander verbunden werden. Zwischen den einzelnen Anschlüssen ist somit einer der Schaltvorrichtungen vorgesehen bzw. verbindet diese gesteuert. Die Anschlüsse bzw. die
Schaltvorrichtungen befinden sich insbesondere in einer positiven Spannungsebene, während als Bezugspotential ein (ge¬ meinsames) Massepotential vorgesehen ist. Die sich ergebende Topologie kann als Fünfpol angesehen werden, der die vier Anschlüsse und die Masse (bzw. einen entsprechenden Massean- schluss) umfasst.
Die erste Schaltvorrichtung kann eine Diode aufweisen. Diese Diode ist parallel zur ersten Schaltvorrichtung geschaltet ist. Die Durchlassrichtung dieser Diode weist vom ersten Anschluss zum vierten Anschluss. Alternativ oder in Kombination hiermit kann die zweite Schaltvorrichtung eine Diode aufweisen. Diese Diode ist parallel zur zweiten Schaltvorrichtung geschaltet. Die Durchlassrichtung dieser letztgenannten Diode weist vom dritten Anschluss zum vierten Anschluss. Eine Diode verbindet den ersten mit dem vierten Anschluss, wobei die Durchlassrichtung vom ersten zum vierten Anschluss weist. Eine andere Diode verbindet den dritten mit dem vierten Anschluss, wobei deren Durchlassrichtung vom dritten zum vierten Anschluss weist.
Die Diode kann ein diskretes Bauteil sein, das parallel zur Schaltvorrichtung angeschlossen ist. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die Schaltvorrichtung selbst nicht als inhärentes Merkmal eine derartige Diode aufweist, etwa einer Schaltvor¬ richtung in Form eines elektromechanischen Schalters, eines Bipolartransistors, eines IGBT (Insulated Gate Bipolar Tran¬ sistor, Bipolartransistor mit isoliertem Gate) oder eines Feldeffekttransistors (insbesondere ein MOSFET) , dessen
Source-Anschluss nicht direkt mit dem Substrat des Transistors verbunden ist. Die Diode kann innerhalb der Schaltvorrichtung vorgesehen sein oder auch außerhalb der Schaltvorrichtung, wobei die Diode an die betreffenden Anschlüsse angeschlossen. Die Diode kann ferner als Substratdiode (insbesondere als Rückwärtsdiode) vorgesehen sein, die in dem Substrat eines Transistors, ins¬ besondere eines Feldeffekttransistors wie ein MOSFET vorgesehen ist. Als Schaltvorrichtung werden vorzugsweise MOSFETs mit Rückwärtsdiode als parallel geschaltete Diode verwendet
(insbesondere n-MOSFETs) , wobei jedoch auch elektromechanische Schalter verwendet werden können, etwa wenn weniger als ca. 1 Mio. Schaltspiele in der Lebensdauer des Schalters zu erwarten sind (d.h. abhängig von der Anwendung) . Eine als MOSFET ausgeführte Schaltvorrichtung (insbesondere die erste Schaltvorrichtung) kann eine Source aufweisen, die mit dem ersten Anschluss verbunden ist, und kann ein Drain aufweisen, der mit dem vierten Anschluss verbunden ist. Eine weitere als MOSFET ausgeführte Schaltvorrichtung (insbesondere die zweite
Schaltvorrichtung) kann eine Source aufweisen, die mit dem dritten Anschluss verbunden ist, und kann ein Drain aufweisen, der mit dem vierten Anschluss verbunden ist. Die Drains der Schaltvorrichtungen sind miteinander verbunden, wobei mit deren Verbindungsstelle der vierte Anschluss verbunden ist. Die MOSFETs weisen Rückwärtsdioden auf, deren Durchlassrichtungen zu dem vierten Anschluss weisen. Die dritte Schaltvorrichtung kann als elektromechanischer Schalter oder als Halbleiterschalter ausgebildet sein. Eine Diode parallel zur dritten Schaltvor¬ richtung ist optional und kann ggf. weggelassen werden. Parallel zur dritten Schaltvorrichtung können auch zwei Dioden angeordnet. Diese können antiseriell zueinander verschaltet sein. Die Durchlassrichtung der Diode oder der Dioden parallel zur dritten Schaltvorrichtung kann zu dem dritten Anschluss hin weisen oder kann von diesem weg weisen.
Die Schaltvorrichtungen können elektromechanische Schalter oder Halbleiterschalter sein. Insbesondere sind die Schaltvorrichtungen Feldeffekttransistoren, Bipolartransistoren oder IGBTs. Die Schaltvorrichtungen der Steuereinheit können unterschiedlichen Typs oder gleichen Typs sein. Als Typ werden die vorangehend genannten Ausführungen der Schaltvorrichtungen bezeichnet. Insbesondere kann die dritte Schaltvorrichtung als elektromechanischer Schalter ausgebildet sein. Die erste und/oder die zweite Schaltvorrichtung ist vorzugsweise als Halbleiterschalter ausgebildet, insbesondere als MOSFET, wobei in spezifischen Ausführungsformen zumindest eine der ersten und der zweiten Schaltvorrichtung als elektromechanischer Schalter ausgebildet sein können.
Die Steuereinheit kann mit einer Schaltungsanordnung ausgestattet sein, die die Schaltzustände der Schaltvorrichtungen einstellt. Die Schaltungsanordnung ist mit Steuereingängen der Schaltvorrichtungen zum Einstellen von Schaltzuständen der Schaltvorrichtungen verbunden. Die Schaltungsanordnung ist eingerichtet ist, zumindest einen der folgenden Schaltzustände der Schaltvorrichtungen einzustellen:
(a) Ein Entladeschutzzustand, bei dem die dritte Schaltvor¬ richtung geöffnet ist und die erste und die zweite Schalt¬ vorrichtung geöffnet oder geschlossen sind. In diesem Zustand ist ein Energiespeicher, der an dem zweiten Anschluss angeschlossen ist, vor Tiefentladung (d.h. vor Unterspannung) geschützt. Ferner wird dadurch ein weiteres Entladen dieses Energiespeichers verhindert. Der Entladeschutzzustand wird eingestellt, wenn beispielsweise die Spannung an dem zweiten Anschluss unter einer vorgegebenen Grenze liegt oder der Ladezustand (SoC, State of Charge) unter einer vorgegebenen Grenze liegt. Hierzu kann eine Spannungserfassungeinheit vorgesehen sein, die mit dem zweiten Anschluss verbunden ist, um dort die Spannung ggü . Masse zu ermittelt. Die Spannungserfassungeinheit ist mit der Schal¬ tungsanordnung verbunden, um den betreffenden Spannungswert an diese zu übermitteln.
(b) Ein Überspannungsschutzzustand, bei dem die erste, zweite und dritte Schaltvorrichtung geschlossen sind oder bei dem die dritte Schaltvorrichtung geöffnet ist, und die erste und die zweite Schaltvorrichtung geschlossen sind. Alternativ sind in diesem Zustand die erste und die dritte Schaltvorrichtung geöffnet und die zweite Schaltvorrichtung geschlossen.
In diesem Zustand ist ein Energiespeicher, der an dem zweiten Anschluss angeschlossen ist, vor Überladung (d.h. vor Überspannung) geschützt. Ferner wird dadurch ein weiteres Laden dieses Energiespeichers verhindert. Der Energiespeicher wird ferner durch Übertragung von Leistung an andere Anschlüsse entladen, insbesondere durch Leistungsübertragung an den dritten (oder auch an den ersten) Anschluss.
Der Überspannungsschutzzustand wird eingestellt, wenn die Spannung an dem zweiten Anschluss über einer vorgegebenen Grenze liegt. Hierzu kann die Spannungserfassungeinheit verwendet werden. Ferner kann der Überspannungsschutzzustand eingestellt, wenn die Spannung an dem dritten Anschluss über einer vorgegebenen Grenze liegt. In diesem Fall werden die erste und die dritte Schaltvorrichtung geöffnet bzw. sind geöffnet. (c) ein Belastungsschutzzustand, bei dem die erste und/oder die zweite Schaltvorrichtung geöffnet sind. In diesem Zustand wird verhindert, dass Leistung (bzw. Ladung) an einen Energiespeicher übertragen wird, der an dem ersten Anschluss angeschlossen ist. Dadurch wird die Häufigkeit der Ladung verringert, wodurch sich die Lebensdauer des Energiespeichers erhöht, der an dem ersten Anschluss angeschlossen ist. Über den Schaltzustand der ersten Schaltvorrichtung kann definiert werden, wann der vorangehend genannte Energiespeicher geladen wird, und wann ein Laden unterbunden wird.
(d) Ein Ladezustand, bei dem die erste Schaltvorrichtung ge- schlössen ist. Dadurch werden die Ladezustände im Sinne des Zustands (c) limitiert, wobei nur im Ladezustand geladen werden kann und bei offener erster Schaltvorrichtung (d.h. Ladezustand liegt nicht vor) ein Laden unterbunden wird, um durch die verringerte Anzahl von Ladevorgängen den Energiespeicher (insbesondere eine Blei-Säure-Batterie angeschlossen an den ersten Anschluss) zu schonen. Der Ladezustand wird eingestellt, wenn ein Ladebefehl von einer übergeordneten Steuereinheit (die mit der Schaltungsanordnung verbunden ist) ausgegeben wird. (e) Ein Rekuperationszustand, bei dem die erste Schaltvor¬ richtung geöffnet ist und die zweite und die dritte Schalt¬ vorrichtung geschlossen sind. In diesem Zustand kann Leistung von dem dritten Anschluss, an den etwa ein Generator (oder Starter-Generator) angeschlossen sein kann, an andere Anschlüsse übertragen werden, etwa an den zweiten oder vierten Anschluss. Die Leistung kann vom dritten Anschluss an Lasten oder an Energiespeicher übertragen werden, die an den zweiten oder vierten Anschluss angeschlossen sind. Hierbei kann der Generator (bzw. Starter-Generator) elektrische Leistung erzeugen, etwa rekuperierte Leistung, die über die Steuereinheit an Lasten oder Energiespeicher übertragen wird. Diese Leistung ist typischerweise im Bereich von 3 - 5 kW (bei Betriebsspannungen von 12 V - 14 V) oder auch (bei Betriebsspannungen von 40 V oder mehr) bis zu 8 kW oder 20 kW (oder auch mehr) , um eine Bremskraft für das Fahrzeug zu erzeugen und so kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Leistung umzuwandeln.
Der Rekuperationszustand wird eingestellt, wenn das Fahrzeug unter Erzeugung von Rekuperationsleistung abgebremst wird, insbesondere mittels des Generators, der an den dritten Anschluss angeschlossen ist. (f) Ein Voreinstellungszustand, bei dem die erste Schaltvor¬ richtung geöffnet ist und die zweite und die dritte Schalt¬ vorrichtung geschlossen sind. Durch die offene erste Schaltvorrichtung wird verhindert, dass sich der zweite Energiespeicher sich zum ersten Energiespeicher hin entlädt. Ein Ladestrom zum ersten Energiespeicher wird unterbunden. Ferner wird ermöglicht, dass der zweite Energiespeicher das Bordnetz im Ruhezustand (d.h. im Voreinstel- lungszustand) versorgt.
Dieser Zustand ist vor Fahrtbeginn eingestellt bzw. wird eingestellt, wenn das Fahrzeug abgestellt wird. Dieser Zustand entspricht einem Ruhemodus des Fahrzeuges.
(g) Ein Boostzustand, bei dem die erste Schaltvorrichtung geschlossen ist, die zweite Schaltvorrichtung geöffnet ist und die dritte Schaltvorrichtung geschlossen ist. Dieser Zustand ermöglicht die Übertragung von Leistung von dem zweiten Anschluss (bzw. von dem daran angeschlossenen Energiespeicher) an den dritten Anschluss (insbesondere an die daran angeschlossenen elektrische Maschine, die als Motor arbeiten kann, d.h. ein Booster-Motor) . Es kann elektrische Leistung an den Booster-Motor übertragen werden, der Traktionsleistung erzeugt. Der Boostzustand wird eingestellt, wenn ein elekt¬ rischer Zusatzantrieb aktiv ist. Der elektrische Zusatzantrieb ist als Booster-Motor ausgebildet. (h) Ein Erststartzustand, bei dem die erste Schaltvorrichtung (50) geöffnet ist und die zweite und die dritte Schaltvorrichtung (51, 52) geschlossen sind.
Hierbei wird Leistung vom zweiten Anschluss (etwa von einer daran angeschlossenen Batterie) an den dritten Anschluss übertragen, insbesondere an einen daran angeschlossenen Starter oder an einen daran angeschlossenen Starter-Generator oder an einen daran angeschlossenen Booster-Motor, der Traktionsleistung erzeugt und als elektrische Maschine ausgebildet ist. Alternativ kann der erste Energiespeicher einen Starter antreiben, die beide im gleichen Bordnetzzweig (angeschlossen an dem ersten Anschluss) sind. Je nach Betriebsparameter wie Temperatur des Verbren- nungsmotors kann die erstgenannte Möglichkeit oder die zweitgenannte Alternative umgesetzt werden.
Alternativ können Starter-Generator am dritten Anschluss und Starter am ersten Anschluss gleichzeitig bzw. synchron den Startvorgang des Verbrennungsmotors herbeiführen, wobei hierzu die entsprechenden Schaltvorrichtungen geschlossen werden.
Dieser Zustand wird eingestellt, wenn das Fahrzeug und ins¬ besondere dessen Verbrennungsmotor gestartet wird.
(i) Ein erweiterter Startzustand, bei dem die zweite Schalt¬ vorrichtung geschlossen ist und die erste und die dritte Schaltvorrichtung geschlossen sind. Ferner ermöglicht dies die (davon unabhängige) Übertragung von Leistung von dem zweiten Anschluss an den vierten Anschluss, etwa um Leistung von einem Energiespeicher, der an den zweiten Anschluss angeschlossen ist, an sensitive Verbraucher zu übertragen, die an den vierten Anschluss angeschlossen sind. Dieser Zustand wird eingestellt, wenn das Fahrzeug und ins¬ besondere dessen Verbrennungsmotor gestartet wird, insbesondere bei einem sich bewegenden Fahrzeug, vorzugsweise bei Ge¬ schwindigkeiten unterhalb einer vorgegebenen Grenze wie etwa 50 km/h oder 20 km/h oder auch 5 km/h.
Bei Startvorgängen kann der Starter Leistung von dem ersten Energiespeicher erhalten. Als weitere Variante kann ein Starter an dem dritten Anschluss zum Starten verwendet werden. Hierbei erhält der Starter Leistung von dem zweiten Energiespeicher.
(j) Ein Schnellstartzustand, bei dem die erste, die zweite und die dritte Schaltvorrichtung (50 - 52) geschlossen sind. Dies ermöglicht einen Leistungsfluss von den ersten und zweiten Anschlüssen an den dritten Anschluss. Dadurch kann Leistung von einem Energiespeicher, der an den ersten Anschluss angeschlossen ist sowie Leistung von einem (weiteren) Energiespeicher, der an den zweiten Anschluss angeschlossen ist, an den Starter bzw. Starter-Generator und/oder Booster-Motor übertragen werden, der an den dritten Anschluss angeschlossen ist.
Der Schnellstartzustand wird eingestellt, wenn sich das Fahrzeug bewegt, insbesondere mit einer Geschwindigkeit G, und der
Verbrennungsmotor gestartet wird. Die Geschwindigkeit G liegt über einer Grenze, welcher größer ist als die zum erweiterten Startzustand definierte Grenze, und beträgt mindestens 20 km/h, 50 km/h, 80 km/h oder 90 km/h oder auch mindestens 120 km/h. Über einer weiteren Grenze, die größer ist als die vorangehend genannten Grenzen, wird vorzugsweise kein Startvorgang ausgeführt. Alternativ kann der Schnellstartzustand auch einge¬ stellt werden unabhängig von der Geschwindigkeit G. Insbesondere wird (als Leistungsfähigkeitsmaß) der Ladezustand, die Spannung, der maximal abrufbarer Strom oder der Innenleitwert des ersten und zweiten Energiespeichers erfasst. Der Innen¬ leitwert ist insbesondere der Innenleitwert des betreffenden Energiespeichers, kann jedoch auch die Summe aus dem Innen- leitwert des betreffenden Energiespeichers und dem Leitwert weiterer Komponenten sein, etwa der Schaltvorrichtungen und/oder elektrischer Kontaktelemente und/oder elektrischer Leitungen. Für zumindest eine der genannten Größen wird ermittelt, ob diese über einer vorbestimmten Grenze, unter einer vorbestimmten Grenze oder außerhalb eines vorbestimmten Intervalls liegt.
Falls dies zutrifft, wird der Schnellstartzustand freigegeben und gemäß einem entsprechenden Befehl eingestellt, oder wird direkt eingestellt. Die genannten Größen können von einer Speicherzustandserfassungseinheit ermittelt werden, die ins- besondere mit einer Schaltungsanordnung verbunden ist, welche den Schaltungszustand der Schaltvorrichtung steuert. Die Speicherzustandserfassungseinheit kann mit zumindest einem Stromsensor verbunden sein, die einen Strom erfasst, die in der Steuereinheit und insbesondere an einem Anschluss oder an einem Energiespeicher fließt, und/oder kann mit zumindest einer Spannungserfassungsvorrichtung verbunden sein, die eine
Spannung oder ein Potential in der Steuereinheit erfasst, insbesondere an einer der Energiespeicher oder an einem der Anschlüsse .
Wenn ermittelt wird, dass der erste und/oder zweite Energie¬ speicher in der Lage sind, einen Startvorgang auszuführen bzw. Energie dafür zur Verfügung zu stellen, dann kann ein Verbrennungsmotor bei fahrendem Fahrzeug ausgestellt werden, wobei das Ausstellen des Verbrennungsmotors blockiert wird, wenn die der erste und/oder zweite Energiespeicher nicht in der Lage sind, einen Startvorgang auszuführen bzw. durch bereitstellen von Energie zu unterstützen. Ob der erste und/oder zweite Energiespeicher in der Lage sind, einen Startvorgang auszuführen bzw. zu unterstützen wird anhand der in vorangehenden Abschnitt genannten Größen ermittelt, insbesondere durch Vergleich mit den betreffenden vorbestimmten Grenzen. Dies ermöglicht bei fah- rendem Fahrzeug, den Verbrennungsmotor auszustellen und zu
Segeln (d.h. antriebslos zu Rollen) , wenn vorher ermittelt wurde, dass die Energiespeicher zum erneuten Starten des Verbrennungsmotor in der Lage sind. Beim erneute Starten wird insbesondere der Schnellstartzustand eingestellt. Zunächst wird vorzugsweise nur einer der Energiespeicher (d.h. der erste oder der zweite Energiespeicher) verwendet, um den Starter (der vorzugsweise an dem dritten Anschluss angeschlossen ist) zu versorgen. Ferner können beide Energiespeicher verwendet werden, um den Startvorgang gemeinsam durchzuführen, insbesondere wenn ermittelt wurde, dass ein (oder zwei) Startvorgänge mit nur einem Energiespeicher erfolglos versucht wurden.
Vorzugsweise weist die Steuereinheit eine Speicherzustands- erfassungseinheit auf, die mit der Schaltungsanordnung verbunden ist. Die Speicherzustandserfassungseinheit ist ferner mit einem Stromsensor und/oder einer Spannungserfassungsvorrichtung verbunden und ist eingerichtet, um ein Leistungsfähigkeitsmaß zumindest einer der Energiespeicher zu ermitteln, insbesondere anhand der Daten des Stromsensors oder der Spannungserfas- sungsvorrichtung . Die Speicherzustandserfassungseinheit oder die Schaltungsanordnung ist insbesondere eingerichtet, bei einem Leistungsfähigkeitsmaß, das über einer vorgegebenen Grenze liegt, eine Verbrennungsmotor-Abschaltempfehlung zu erzeugen. Die Schaltungsanordnung stellt vorzugsweise bei Erhalt eines Verbrennungsmotor-Einschaltbefehls den erweiterten Startzu¬ stand (i) oder den Schnellstartzustand (j) ein. Die Steuereinheit umfasst optional einen Eingang zum Anschluss an eine überge- ordnete Motorsteuerungseinheit, welche den Verbrennungsmo¬ tor-Abschaltbefehl und den Verbrennungsmotor-Einschaltbefehl erzeugt. Zudem umfasst die Steuereinheit optional einen Ausgang, an dem die Verbrennungsmotor-Abschaltempfehlung angegeben werden kann, insbesondere an die übergeordnete Motorsteue- rungseinheit . Ferner verfügt die Steuereinheit vorzugsweise über einen Geschwindigkeitseingang, über den die Steuereinheit Geschwindigkeitsdaten des Fahrzeugs erhalten kann. Die Steuereinheit kann bei der Ansteuerung der Zustände (i) und (j) (oder auch anderer Zustände) eine zusätzliche, zu erfüllende Bedingung vorsehen, die darin besteht, dass die Geschwindigkeit über einer vorgegebenen Grenze (oder unter einen vorgegebenen Grenze liegt) .
Die Grenze, über dem das Leistungsfähigkeitsmaß liegen muss, um eine Abschaltempfehlung zu erzeugen, hängt vorzugsweise von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs ab, die insbesondere an dem Geschwindigkeitseingang anliegt. Je größer die Geschwindigkeit, desto höher liegt die Grenze, da bei höheren Geschwindigkeiten erfolglos bleibende Startversuche des Verbrennungsmotors kritischer sind, als bei geringen Geschwindigkeiten. Alternativ oder in Kombination zur Geschwindigkeit kann ein vorausliegendes Gefälle der Fahrstrecke als eine Größe verwendet werden, die die Grenze beeinflusst. Das Leistungsfähigkeitsmaß gibt die abrufbare Energiemenge in dem betreffenden Energiespeicher wieder und gibt insbesondere wieder, für welche Anzahl an Startvorgängen des Verbrennungsmotors die abrufbare Energiemenge ausreicht. Die voran- gehend genannte Grenze kann einem ganzzahligen Vielfachen einer Energiemenge entsprechen, die zum Durchführen eines Start¬ vorgangs dem Energiespeicher entnommen wird, gegebenenfalls zuzüglich einer vorbestimmten Sicherheitsmarge. Das ganzzahlige Vielfache kann beispielsweise bei einer Geschwindigkeit von mehr als 80 km/h (mindestens) 4 betragen, bei einer Geschwindigkeit von mehr als 40 km/h (jedoch nicht mehr als 80 km/h) 3 betragen und kann ggf. bei Geschwindigkeiten unter bspw.40 km/h 2 betragen. Anstatt der genannten Geschwindigkeitswerte können allgemein mehrere (d.h. 2, 3 oder mehr) unterschiedliche Ge¬ schwindigkeitsintervalle (geschlossene oder offene Intervalle) verwendet werden, die unterschiedlichen positiven, ganzen Zahlen N zugeordnet sind, wobei die Zahlen N den vorangehend genannten Vielfachen entsprechen.
Zudem kann die Steuereinheit einen Aktivitätseingang aufweisen, an dem die Steuereinheit ein Signal empfangen kann, der den Aktivitätszustand des Verbrennungsmotors wiedergibt. Die hier beschriebenen Ein- und Ausgänge können Schnittstellen sein, insbesondere Busschnittstellen, und sind insbesondere kör¬ perlich integriert zu einer oder zu mehreren Schnittstellenelementen .
Wird ein vom ersten Bordnetzzweig (bzw. vom ersten Anschluss) abgehender Strom (insbesondere zum zweiten oder dritten
Bordnetzzweig bzw. zweiten oder dritten Anschluss) erfasst, der über einer vorbestimmten Grenze liegt, oder wird eine Spannung am vierten Anschluss gemessen, die unter eine vorgestimmten Grenze liegt, wird die zweite Schaltvorrichtung geöffnet. Dadurch erhält der dritte Anschluss, an dem der Starter oder Starter-Generator angeschlossen ist, nur noch Leistung von dem zweiten Energiespeicher, wobei der erste Energiespeicher entlastet wird und den vierten Bordnetzzweig über den vierten Anschluss versorgen kann. Die erste Schaltvorrichtung bleibt hierbei geschlossen. Sind am vierten Anschluss sensitive Lasten oder sensitive Verbraucher angeschlossen, so wird deren Versorgung gewährleistet und Spannungseinbrüche werden vermieden, da die sensitiven Verbraucher durch Öffnen der zweiten Schaltvorrichtung von dem Starter (als störende Last) abgekoppelt werden und eine eigene (getrennte) Spannungsversorgung in Form des ersten Energiespeichers erhalten. Es kann vorgesehen sein, dass bei Geschwindigkeiten, die wie oben bemerkt über einer Grenzgeschwindigkeit liegen, ein Startvorgang von einem Starter/Generator im dritten Bordnetzzweig auszuführen ist. Um die Energie für den Startvorgang bereitzustellen, wird der zweite Energiespeicher verwendet. Um den vierten Bord- netzzweig ungestört weiterhin versorgen zu können, wird der zweite Schalter geöffnet, wodurch eine Beeinflussung durch den Startvorgang vermieden wird. Da die Energie für den Startvorgang aus dem zweiten Energiespeicher entnommen wird, wird zunächst die Leistungsfähigkeitsmaß des zweiten Energiespeicher (anhand der Ladezustand, die Klemmenspannung, Alterungszustand, Temperatur und/oder der Innenwiderstand) überprüft. Falls das Leis¬ tungsfähigkeitsmaß ausreichend ist (über eine vorgegebenen Grenze liegt) , dann wird der zweite Schalter geöffnet und der Startvorgang wird durchgeführt. Ferner wird das zu erfüllende Leistungsfähigkeitsmaß ist umso höher, je größer die Ge¬ schwindigkeit des Fahrzeugs ist. Dies gewährleistet, dass mehr als einen Startvorgang (kurz aufeinanderfolgend) mit dem zweiten Energiespeicher insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten sicher ausgeführt werden kann. Kurz aufeinanderfolgende Startvorgänge treten auf, wenn ein erster (oder auch ein nächster) Startvorgang nicht zum erfolgreichen Starten des Verbrennungsmotors führt. Das Leistungsfähigkeitsmaß des ersten Energiespeichers wird in gleicher Weise überprüft, um sicherzugehen, dass dieser den vierten Bordnetzzweig versorgen kann, während der zweite Schalter geöffnet ist. Sind die Leistungsfähigkeitsmaße des zweite und/oder der erste Energiespeicher in diesem Sinne nicht ausreichend, so wird keine Verbrennungsmotor-Ausschalt¬ empfehlung abgegeben bzw. der Verbrennungsmotor nicht ausgestellt. Somit ergibt sich bei zu geringen Leistungsfähigkeitsmaß kein Fortbewegungszustand mit ausgeschaltetem Verbrennungs¬ motor . Das zu erfüllende Leistungsfähigkeitsmaß ist umso höher, je größer die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist. Dies gewähr¬ leistet, dass mehr als einen Startvorgang (kurz aufeinanderfolgend) mit dem zweiten Energiespeicher insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten sicher ausgeführt werden kann. Kurz aufeinanderfolgende Startvorgänge treten auf, wenn ein erster (oder auch ein nächster) Startvorgang nicht zum erfolgreichen Starten des Verbrennungsmotors führt. Eine weitere Möglichkeit ist es, dass ein Stromsensor zwischen zwei Anschlüssen und insbesondere zwischen einem Anschluss und einer Schaltvorrichtung vorgesehen ist. Der Stromsensor kann einen Ausgang aufweisen, der mit der Schaltungsanordnung verbunden ist. Es kann ein Stromsensor vorgesehen sein, zwischen dem ersten Anschluss und der ersten Schaltvorrichtung angeschlossen ist. Alternativ oder in Kombination hiermit kann ein Stromsensor zwischen dem dritten Anschluss und der dritten Schaltvorrichtung angeschlossen sein. Die Orte, an denen Stromsensoren vorliegen können, sind in Figur 1 mit einem X gekennzeichnet.
Mittels der Stromsensoren können beispielsweise Strompfade und/oder Schaltzustände bzw. die Schaltvorrichtungen überwacht werden. Ferner können die Energiespeicher überwacht werden, insbesondere deren Leistungsfähigkeit, etwa anhand des Lade¬ zustands, des Alterungszustands, der Temperatur, des Innen¬ widerstands und/oder der Klemmenspannung, um beispielsweise ein Leistungsfähigkeitsmaß zu ermitteln. D.h. die Ermittlung der Leistungsfähigkeit insbesondere für den Segelbetrieb (bei ausgeschaltetem Verbrennungsmotor) gilt für alle Komponenten der vier Bordnetzzweige. Diese umfassen:
elektrische Speicher, Schaltvorrichtungen, Kontakte, elektrische Verbindungen, Leitungen, elektrische Maschinen und die Steuereinheiten selbst.
Weiterhin kann die Steuereinheit einen DC/DC-Wandler aufweisen. Dieser ist vorzugsweise zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss angeschlossen sein. Der DC/DC-Wandler ist vorzugsweise ein bidirektionaler Wandler. Dieser kann einen Leistungsaustausch zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss unterstützen, insbesondere um Leistung von einem der genannten Anschlüsse an einen Energiespeicher zu übertragen, der an einen anderen der genannten Anschlüsse angeschlossen ist. Mit dem DC/DC-Wandler kann der erste Energiespeicher geladen werden, insbesondere aus dem zweiten Energiespeicher. Ferner kann auch ein Ladestrom in umgekehrter Richtung von dem DC/DC-Wandler übertragen werden, insbesondere um den zweiten Energiespeicher vorzuladen. Vorzugsweise ist dem DC/DC-Wandler mindestens ein Stromsensor vor- oder nachgeschaltet, insbesondere um den durch den Wandler fließenden Strom zu erfassen. Weiterhin wird ein Fahrzeugbordnetz beschrieben, das mit einer wie hier beschriebenen Steuereinheit ausgestattet ist. Mittels der Steuereinheit werden die Bordnetzzweige des Fahrzeug¬ bordnetzes steuerbar getrennt bzw. verbunden. Das Fahrzeugbordnetz umfasst den ersten, zweiten, dritte und vierten Bordnetzzweig. Der erste Bordnetzzweig ist mit dem ersten Anschluss verbunden. Der zweite Bordnetzzweig ist mit dem zweiten Anschluss . Der dritte Bordnetzzweig ist mit dem dritten Anschluss verbunden . Der vierte Bordnetzzweig ist mit dem vierten Anschluss verbunden. Die Verbindung zwischen Bordnetzzweig und betref¬ fendem Anschluss kann eine lösbare oder unlösbare elektrische Verbindung sein, beispielsweise eine Steck- oder Schraubverbindung einerseits bzw. eine Lötverbindung andererseits. Insbesondere zum Anschluss des ersten Energiespeichers können Leitungen verwendet werden, die einen räumlichen Abstand zu den weiteren Komponenten von mehr als einem Meter ermöglichen. Die Leitungen sind vorzugsweise aus Aluminium oder auch aus Kupfer. In dem ersten Bordnetzzweig ist ein Verbrennungsmotorstarter vorgesehen, insbesondere ein Ritzelstarter. Ferner ist in dem ersten Bordnetzzweig ein elektrischer Energiespeicher etwa in Form einer Starterbatterie vorgesehen. Diese ist insbesondere als Bleiakkumulator (oder auch als Li-Ionenakkumulator) ausgeführt .
In dem ersten Bordnetzzweig kann ferner zumindest ein be- triebsspannungsvariabler Verbraucher vorgesehen sein. Als betriebsspannungsvariabler Verbraucher werden Verbraucher angesehen, deren Versorgungsspannung variieren kann, ohne dass deren Betrieb fortdauernd oder temporär gestört wird. Etwa eine Innenraumbeleuchtung oder eine elektrische Komponenten einer Klimaanlage (oder Scheibenheizung) kann mit einer variablen
Spannung versorgt werden, wobei zwar die Ausgangsleistung mit der Spannung variiert, jedoch der Betrieb nicht grundsätzlich durch eine variierende Versorgungsspannung gestört wird. So können betriebsspannungsvariable Verbraucher durch eine variable Versorgungsspannung auch (kurze) Aussetzer im Betrieb aufweisen, die jedoch keine Auswirkungen auf sicherheitsrelevante Funk¬ tionen des Fahrzeugs haben. Fällt etwa die Innenraumbeleuchtung oder die Klimaanlage kurzzeitig (etwa für ca. 100 ms, ca. 1 s oder für ca. 10 s) aus, so kann sich der Fahrer nach dem Ausfall wieder optisch orientieren, ohne dass durch den Ausfall ein Sicherheitsproblem entstanden wäre. Eine Klimaanlage oder Schei¬ benheizung ist ein Wandler von elektrischer Energie, dessen Ausgangsgröße ein integrierendes Verhalten aufweist (Wärme oder Kälte etwa akkumuliert sich mit der Zeit) . Ein betriebsspan- nungsvariabler Verbraucher ist somit auch ein Wandler elektrischer Energie, dessen Minderleistung oder Ausfall für eine Zeitspanne durch den integrativen Charakter nicht zu einer wesentlich variierenden Ausgangsgröße (etwa Innenraumtempe¬ ratur) führt.
In dem zweiten Bordnetzzweig ist ein weiterer elektrischer Speicher vorgesehen. Dieser kann als Lithiumakkumulator oder als Superkondensatoranordnung ausgebildet sein, wobei auch Bleiakkumulatoren in Betracht kommen. Eine Superkondensator- anordnung ist mit mindestens einem Superkondensator („Supercap") ausgestattet. Die Superkondensatoranordnung kann ein oder mehrere Superkondensatoren umfassen, wobei bei mehreren Su- perkondensatoren diese parallel und vorzugsweise seriell verbunden sein können. Die Superkondensatoranordnung kann ferner DC/DC-Wandler umfassen, um anhand der Kondensatorspannung eine Ausgangsspannung zu erzeugen, die von der Kondensatorspannung abweicht, insbesondere um eine Verringerung der Kondensator- Spannung zumindest teilweise zu kompensieren. Dieser Wandler kann dem hier beschriebenen Wandler entsprechen, dessen An- schluss ggf. modifiziert werden muss.
Der weitere elektrische Speicher kann eine geringere Spei- cherkapazität als der elektrische Speicher im ersten Bord¬ netzzweig haben. In dem zweiten Bordnetzzweig ist ferner optional zumindest ein betriebsspannungsvariabler Verbraucher vorgesehen. Als betriebsspannungsvariabler Verbraucher im zweiten Bordnetz kommen die hierin genannten betriebsspannungsvariablen Verbraucher in Betracht (Innenraumbeleuchtung, elektrische
Komponente einer Klimaanlage, elektrische Heizung, Scheiben¬ heizung, ... ) .
In dem dritten Bordnetzzweig ist zumindest ein betriebsspan- nungsvariabler Verbraucher vorgesehen, etwa eine elektrische Komponente einer Klimaanlage oder eine Fahrzeuginnenbeleuchtung oder ein anderer betriebsspannungsvariabler Verbraucher wie er hierin beschrieben ist, etwa ein betriebsspannungsvariabler Verbraucher in der Art, wie er im zweiten Bordnetzzweig vorliegen kann. Ferner ist in dem dritten Bordnetzzweig ein (elektro- mechanischer) Generator vorgesehen. Dieser kann in Form einer Lichtmaschine oder eines Starter-Generators sein oder kann allgemein eine elektrische Maschine sein, die etwa
Traktionsleistung erzeugt, etwa um den Antrieb zu unterstützen oder das Fahrzeug zu bewegen, insbesondere in Form des Boos¬ ter-Motors .
Auch Starter oder Starter-Generatoren können als betriebsspannungsvariable Verbraucher betrachtet werden können, da diese Ihre Funktion auch bei Spannungseinbrüchen (von bis zu -60 %, -30 % oder -20 % der Nennbetriebsspannung) ausführen können. Die Nennbetriebsspannung kann insbesondere 12 oder 14 Volt betragen. In dem vierten Bordnetzzweig ist ein Verbraucher mit einer Minimal-Betriebsspannung vorgesehen. Dieser wird auch als sensitive Last oder sensitiver Verbraucher angesehen. Dieser Verbraucher ist etwa eine (zusätzliche) elektrische Lenkung bzw . Lenkverstärkung, eine Fahrzeugbeleuchtung, eine Cockpitanzeige oder Cockpitbeleuchtung, eine Verbrennungsmotorsteuerung oder eine Bordelektronik. Sensitive Verbraucher führen eine sicherheits- oder betriebsrelevante Funktion im Fahrzeug aus, die das Fahren, Bremsen, Lenken sowie das Signalisieren (nach außen) betrifft, d.h. Funktionen, die zum ordnungsgemäßen
Betrieb eines Fahrzeugs (hinsichtlich Vorschriftsmäßigkeit von Verkehrsmitteln im Sinne einer Hauptuntersuchung bzw.
Sicherheitsprüfung im Sinne des § 29 StVZO Deutschlands) er¬ forderlich sind, sowie auch Fahrerassistenzsysteme. Etwa eine Motorsteuerungselektronik ist ein Verbraucher mit einer Minimal-Betriebsspannung, da Spannungseinbrüche zum zumindest temporären Ausfall der Motorsteuerungsfunktion oder Fehlfunktionen führen können, die zum sicheren Betrieb eines Fahrzeugs erforderlich ist, während eine Innenraumbeleuchtung bei Spannungseinbruch zwar in der Funktion vermindert wird, diese Verminderung der Leuchtkraft jedoch nicht sicherheitsrelevant ist. Gegebenenfalls können auch Verbraucher, die Komfort¬ funktionen realisieren, als sensitiver Verbraucher angesehen werden, wenn durch einen Spannungseinbruch der Betrieb temporär unterbrochen wird, wie bei Unterhaltungselektronik wie Musikanlagen, Navigationsgeräten und ähnlichem.
Der Energiespeicher des zweiten Bordnetzzweigs kann ein
Kurzzeitspeicher sein, dessen Kapazität deutlich geringer ist als die des Energiespeichers des ersten Bordnetzes, etwa um einen Faktor von mindestens 1/2, 1/10 oder 1/20 oder besonders be¬ vorzugt mindestens 1/50 oder 1/100, als die Kapazität des Energiespeichers des ersten Bordnetzzweigs. Der Energiespeicher des zweiten Bordnetzzweigs kann eine Superkondensatoranordnung sein oder ein Lithium oder NiMH-Akkumulator, wobei in geringem Umfang auch Blei-Akkumulatoren verwendet werden können. Der Energiespeichers des ersten Bordnetzzweigs kann ein Blei- oder NiMH-Akkumulator sein. Bei einer Verwendung einer Superkondensatoranordnung hat diese vorzugsweise eine Kapazität von mindestens 50 F, 300 F, 500 F, 1000 F, vorzugsweise von mindestens 5000 F, 10000 F oder 12000 F. Die hier beschriebene Steuereinheit kann insbesondere für
Spannungen unter 60 Volt vorgesehen sein, beispielsweise für Bordnetzzweige mit 12, 14, 24 oder 48 Volt als Nennspannung.
Der Verbraucher im ersten (oder auch im dritten) Bordnetzzweig, d. h. im speziellen der Starter oder der Starter/Generator des Verbrennungsmotors, kann ferner eine elektrische Maschine (zur Erzeugung von Traktionsleistung und/oder zur Rekuperation) oder ein elektrischer Antrieb sein, der insbesondere mehr als 50, 100, 200, 500 oder 1000 Ampere zum Betrieb anfordert, etwa eine elektrische Lenkung.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Die Figur 1 ist eine schematische Darstellung eines Fahr- zeugbordnetzes mit einer Ausführungsform einer erfindungsge¬ mäßen Steuereinheit.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen Die Figur 1 ist eine schematische Darstellung eines Fahr¬ zeugbordnetzes mit einem ersten Bordnetzzweig 10, einem zweiten Bordnetzzweig 20, einem dritten Bordnetzzweig 30 und einem vierten Bordnetzzweig 11. Die Bordnetzzweige 10, 20, 30 und 11 sind mittels einer Steuereinheit 40 miteinander verbunden. Der erste Bordnetzzweig 10 umfasst einen (betriebsspannung¬ variablen) Verbraucher 12 bzw. einen Starter Verbraucher 12 λ sowie einen ersten elektrischen Energiespeicher 14 etwa in Form eines Blei-Säure-Akkumulators. Der erste elektrische Ener¬ giespeicher 14 wird als Starterbatterie verwendet. Der Ver- braucher 12 bzw. 12 λ ist ein elektrischer Verbraucher mit hoher Stromanforderung geeignet zur Erzeugung von Spannungseinbrüchen im Bordnetz. Der Verbraucher 12 λ ist als Startermotor für ein Verbrennungsmotor ausgebildet, insbesondere als Riemen- oder Ritzelstarter.
In dem zweiten Bordnetzzweig ist als elektrischer Energie- Speicher 22 vorgesehen, der beispielsweise als Lithium-Akku¬ mulator ausgebildet ist. Alternativ kann als der Energiespeicher 22 eine Superkondensatoranordnung sein. Der Verbraucher 24 innerhalb des zweiten Bordnetzzweigs 20 stellt eine optionale Komponente dar. Der Verbraucher 24 kann beispielsweise rea- lisiert sein als Datensteuerung oder Zustandsüberwachung, die dem zweiter Leistungsspeicher 22 zugeordnet ist, um zumindest einen Betriebsparameter des zweiten Energiespeichers 22 zu überwachen, zu steuern oder zu regeln, beispielsweise den Ladungs zustand .
Das dritte Bordnetz 30 umfasst einen Generator 32 (etwa eine Lichtmaschine oder ein Starter/Generator oder eine elektrische Maschine, insbesondere zur Wandlung von elektrischer Leistung in Traktionsleistung oder umgekehrt zur Rekuperation) sowie einen Verbraucher 34. Mit dem Bezugszeichen 32 wird insbesondere ein Booster-Motor bezeichnet, der Traktionsleistung erzeugt und der als elektrische Maschine ausgebildet ist.
Der Verbraucher 34 entspricht einen betriebsspannungsvariablen Verbraucher.
Eine Steuereinheit 40 ist mit dem ersten, zweiten, dritten und vierten Bordnetzzweig 10, 20, 30 und 11 verbunden. Insbesondere verbindet die Steuereinheit die vier Bordnetze untereinander. Die Steuereinheit verbindet hierbei ein Versorgungspotential , d. h. das positive Versorgungspotential der vier Bordnetzzweige gesteuert miteinander. Die Bordnetzzweige haben in der Topo- logie, wie sie in Figur 1 dargestellt ist, ein gemeinsames weiteres Versorgungspotential, d. h. Masse. Zum Anschluss der Bordnetzzweige 10, 20, 30, 11 an die Steuereinheit 40 umfasst die Steuereinheit einen ersten Anschluss 41, einen zweiten Anschluss 42, einen dritten Anschluss 43 und einen vierten Anschluss 44. Der erste Anschluss 41 ist zur Verbindung mit dem ersten Bordnetzzweig 10 eingerichtet, der zweite Anschluss 42 ist zur Verbindung mit dem zweiten Bordnetzzweig 20 eingerichtet, der dritte Anschluss 43 ist zur Verbindung mit dem dritten Bord¬ netzzweig 30 eingerichtet und der vierte Anschluss 44 ist zur Verbindung mit dem vierten Bordnetzzweig 11 eingerichtet.
Die vier als Leistungsanschlüsse vorgesehene Anschlüsse 41 - 44 sind als elektrische Kontakte ausgeführt, beispielsweise als Steckkontakte und/oder Schraubkontakte, und sind insbesondere aufgrund ihres Querschnitts und Materials eingerichtet,
Stromstärken von mindestens 50 Ampere, insbesondere von min¬ destens 100 Ampere und vorzugsweise von mindestens 200 Ampere oder mindestens 600 oder 1000 Ampere zu übertragen. Die Steuereinheit 40 umfasst eine erste Schaltvorrichtung 50, eine zweite Schaltvorrichtung 51 und eine dritte Schaltvorrichtung 52. Die erste, zweite und dritte Schaltvorrichtung sind jeweils als MOSFET (n-MOSFET) ausgebildet. Alternativ kann die dritte Schaltvorrichtung 52 als elektromechanischer steuerbarer Schalter ausgebildet sein, etwa als Relais (Leistungsrelais) oder ein Schütz . In der ersten Schaltvorrichtung 50 ist zudem eine Diode 50 λ eingezeichnet, die insbesondere als Substratdiode (vorzugsweise als Rückwärtsdiode) ausgebildet ist. Die Diode 50 λ ist dargestellt, um einen möglichen Stromfluss vom ersten Bordnetzzweig 10 zum vierten Bordnetz zweig 11 zu erlauben, der auch ohne Ansteuerung (bzw. im offenen Schaltzustand) der Schaltvorrichtung 50 stattfindet, wenn die Spannung im dritten Bordnetzzweig 30 - unter Berücksichtigung der Durchlassspannung der betreffenden Diode - entsprechend geringer ist als die Spannung im ersten Bordnetzzweig 10 (und die zweite Schalt¬ vorrichtung 51 geschlossen ist) . Auch parallel zu der zweiten Schaltvorrichtung 51 ist eine Diode 51' vorgesehen, deren Durchlassrichtung vom dritten Anschluss 43 zum vierten Anschluss 44 führt. Durch diese Diode kann auch ohne Ansteuerung (bzw. im offenen Schaltzustand) der Schaltvorrichtung 51 Strom von dem zweiten Anschluss 42 zum vierten Anschluss 44 fließen. Hierzu sollte die Schaltvorrichtung 50 geöffnet sein. Wenn daher die Spannung im vierten Bordnetzzweig 11 geringer ist als die Spannung im ersten Bordnetzzweig 10, wird der vierte Bordnetzzweig 11 von der Spannung des ersten Bordnetzzweigs 10 (d.h. von dessen Energiespeicher 14) versorgt, unabhängig vom Schaltzustand der ersten Schaltvorrichtung 50. Wenn die Spannung im vierten Bordnetzzweig 11 geringer ist als die Spannung im dritten Bordnetzzweig 30, wird der vierte Bordnetzzweig 11 von der Spannung des dritten Bordnetzzweigs 10 (d.h. von dessen Energiespeicher 22) versorgt, unabhängig vom Schaltzustand der zweiten Schaltvorrichtung 51. Eine umgekehrte Flussrichtung ist ausschließlich bei geschlossener Schaltvorrichtung 50 bzw. 51 möglich. Die dritte Schaltvorrichtung 52 verbindet schaltbar den zweiten Anschluss mit dem dritten Anschluss. Dadurch kann bei geschlossener dritter Schaltvorrichtung 52 der vierte Bord- netzzweig 11 Strom von dem zweiten Bordnetzzweig 20 erhalten.
Parallel zur dritten Schaltvorrichtung 52 kann eine Diode in Form einer diskreten Diode geschaltet sein, oder es kann eine Substratdiode (insbesondere eine Rückwärtsdiode) parallel zur dritten Schaltvorrichtung wirken. Im letztgenannten Fall ist die dritte Schaltvorrichtung ein MOSFET (insbesondere ein n-MOSFET) , der die Rückwärtsdiode aufweist. Die Diode parallel zur dritten Schaltvorrichtung 52 hat eine Durchlassrichtung, die vom zweiten Anschluss 42 zum dritten Anschluss 43 weist. Dadurch kann auch ohne Ansteuerung der dritten Schaltvorrichtung 52 (bzw. bei offenem Schaltzustand) Strom von dem zweiten Bordnetzzweig in den dritten Bordnetzzweig fließen.
Ein optionaler DC-DC-Wandler 70 verbindet den ersten Anschluss mit dem zweiten Anschluss in bidirektionaler Weise, so dass bei hohem Spannungspegel oder bei Energieüberschuss (bzw. bei hohem Ladezustand) im zweiten Bordnetz zweig 20 Strom von dem zweiten Bordnetzzweig 20 über den DC-DC-Wandler abfließen kann. Ferner kann Strom in umgekehrter Richtung fließen, wenn der zweite Bordnetzzweig 20 einen geringen Spannungspegel aufweist. Als hoher Spannungspegel wird eine Spannung bezeichnet, die über einer vorgegebenen Obergrenze liegt, etwa die Maximalspannung des Energiespeichers 22. Als geringer Spannungspegel wird eine Spannung bezeichnet, die unter einer vorgegebenen Untergrenze des Energiespeichers 22 liegt. Der DC-DC-Wandler weist einen Steuereingang 80 auf. Die Schaltvorrichtungen 50 - 52 umfassen jeweils einen
Steuerungseingang, insbesondere einen Gate-Anschluss , der mit der Schaltungsanordnung 60 verbunden ist. Die Schaltungsanordnung 60 steuert den Schaltungszustand der ersten, zweiten und dritten Schaltvorrichtung 50, 51 und 52.
Die in Figur 1 dargestellte Topologie in Formeines Fünfpols weist Pole A- E auf. Der Pol A befindet sich an dem Übergang der Steuereinheit 40 zum ersten Bordnetzzweig 10. Der Pol C befindet sich an dem Übergang der Steuereinheit 40 zum zweiten Bord- netzzweig 20 bzw. zum positiven Anschluss des zweiten Energiespeichers 22. Der Pol B befindet sich an dem Übergang der Steuereinheit 40 zum dritten Bordnetzzweig 30. Der Pol D ist als Masseanschluss der Bordnetzzweige 10, 20, 30 und 11 vorgesehen. Der Pol E befindet sich an dem Übergang der Steuereinheit 40 zum vierten Bordnetzzweig 11.
Es sind Stromsensoren an den Stellen vorgesehen, die mit einem Kreuz gekennzeichnet sind, um den dort fließenden Strom zu erfassen. Es kann ferner eine Spannungserfassungsvorrichtung (zur besseren Übersicht nicht dargestellt) vorgesehen sein, die mit dem (positiven) Anschluss zumindest eines Bordspannungs¬ netzes verbunden ist. Vorzugsweise sind alle Bordnetzzweige mit einer derartigen Spannungserfassungsvorrichtung verbunden. Die Spannungserfassungsvorrichtung und die Stromsensoren haben einen Ausgang, der mit einem Signaleingang der Schaltungsanordnung 60 verbunden ist. Die Schaltungsanordnung 60 ist eingerichtet, die betreffenden Signale zu verarbeiten und anhand der Signale die Schaltvorrichtungen 50 - 52 zu steuern. Die Spannungserfassungsvorrichtung kann A/D-Wandler aufweisen, die in der Schaltungsanordnung 60 vorgesehen sind. Die A/D-Wandler sind über Signalleitungen mit den betreffenden (positiven) Kontaktstellen der Bordnetzzweige verbunden, um deren Potential gegenüber Masse oder differentiell zu erfassen. Ein Stromsensor kann zwischen der zweiten Schaltvorrichtung und dem dritten Anschluss, zwischen der dritten Schaltvorrichtung und dem dritten Anschluss sowie zwischen der zweiten und der dritten Schaltvorrichtung einerseits und dem dritten Anschluss ande- rerseits geschaltet sein.
Bezugs zeichenliste
10, 20, 30, 11 erster - vierter Bordnetzzweig
12 betriebsspannungsvariabler Verbraucher
(optional)
12 ' Verbraucher (Startermotor oder Starter
(z.B. Ritzelstarter)
14 Starterbatterie
22 weiterer elektrischer Speicher
24, 34 betriebsspannungsvariabler Verbraucher
32 Starter oder Starter/Generator oder
Starter/Generator mit Booster-Motor
40 Steuereinheit
41 - 44 erster bis vierter Anschluss
50 - 52 erste bis dritte Schaltvorrichtung 50', 51' Diode
60 Schaltungsanordnung zur Steuerung der
SchaltVorrichtungen
70 DC/DC-Wandler
80 Dateneingang
A-E Pole
X beispielhafte Stelle für Stromsensor

Claims

Steuereinheit (40) zum gesteuerten Austausch elektrischer
Leistung zwischen einem ersten, einem zweiten, einem dritten und einem vierten Bordnetzzweig (10; 11; 20; 30) eines Bordnetzes eines Fahrzeugs, umfassend:
eine erste Schaltvorrichtung (50),
eine zweite Schaltvorrichtung (51),
eine dritte (52) Schaltvorrichtung, sowie
einen ersten, zweiten, dritten und vierten Anschluss ( 41 ; 42; 43; 44), der zum Anschluss an den ersten, zweiten, dritten bzw. vierten Bordnetzzweig (10, 20, 30, 11) eingerichtet sind, wobei
die erste Schaltvorrichtung (50) zwischen dem ersten Anschluss (41) und dem vierten Anschluss (44) angeschlossen ist,
die zweite Schaltvorrichtung (51) zwischen dem vierten Anschluss (44) und dem dritten Anschluss (43) angeschlossen ist und
die dritte Schaltvorrichtung (52) zwischen dem zweiten Anschluss (42) und dem dritten Anschluss (43) angeschlossen ist .
Steuereinheit (40) nach Anspruch 1, wobei die erste Schaltvorrichtung (50) eine Diode (50') aufweist, die parallel zur ersten Schaltvorrichtung (50) geschaltet ist, und deren Durchlassrichtung vom ersten Anschluss zum vierten Anschluss weist, und/oder wobei die zweite
Schaltvorrichtung (51) eine Diode (51') aufweist, die parallel zur Schaltvorrichtung geschaltet ist, und deren Durchlassrichtung vom dritten Anschluss zum vierten Anschluss weist.
Steuereinheit (40) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Schaltvorrichtungen elektromechanische Schalter oder Halbleiterschalter sind, insbesondere Feldeffekt¬ transistoren, Bipolartransistoren oder IGBTs. Steuereinheit (40) nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einer Schaltungsanordnung (60), die mit Steuereingängen der Schaltvorrichtungen (50 - 52) zum Einstellen von Schaltzuständen der Schaltvorrichtungen (50 - 52) verbunden ist, wobei die Schaltungsanordnung (60) eingerichtet ist, zumindest einen der folgenden Schaltzustände der
Schaltvorrichtungen (50 - 52) einzustellen:
(a) ein Entladeschutzzustand, bei dem die dritte
Schaltvorrichtung (52) geöffnet ist und die erste und die zweite Schaltvorrichtung (50, 51) geöffnet oder geschlossen sind;
(b) ein Überspannungsschutzzustand, bei dem die erste, zweite und dritte Schaltvorrichtung (50 - 52) geschlossen sind oder bei dem die dritte Schaltvorrichtung (52) geöffnet ist, und die erste und die zweite Schaltvorrichtung ge¬ schlossen sind, oder bei dem die erste und die dritte Schaltvorrichtung (50, 52) geöffnet sind und die zweite Schaltvorrichtung (51) geschlossen ist;
(c) ein Belastungsschutzzustand, bei dem die erste und/oder die zweite Schaltvorrichtung (50 - 51) geöffnet sind;
(d) ein Ladezustand, bei dem
die erste und die dritte Schaltvorrichtung (50, 52) ge¬ schlossen sind, oder
bei dem die erste Schaltvorrichtung (50) offen ist und die zweite und die dritte Schaltvorrichtung (51) geschlossen sind, oder
bei dem die erste und die zweite Schaltvorrichtung ( (50, 51) geschlossen sind und die dritte Schaltvorrichtung (52) offen ist, oder
bei dem die erste, die zweite und die dritte Schaltvor¬ richtung (50-52) geschlossen sind.
(e) ein Rekuperationszustand, bei dem die erste Schalt¬ vorrichtung (50) geöffnet ist und die zweite und die dritte Schaltvorrichtung (51, 52) geschlossen sind;
(f) ein Voreinstellungszustand, bei dem die erste
Schaltvorrichtung (50) geöffnet ist und die zweite und die dritte Schaltvorrichtung (51, 52) geschlossen sind; (g) ein Boostzustand, bei dem die erste Schaltvorrichtung (50) geschlossen ist, die zweite Schaltvorrichtung (51) geöffnet ist und die dritte Schaltvorrichtung (52) ge¬ schlossen ist;
(h) ein Erststartzustand, bei dem die erste Schaltvor¬ richtung (50) geöffnet ist und die zweite und die dritte Schaltvorrichtung (51, 52) geschlossen sind;
(i) ein erweiterter Startzustand, bei dem die zweite Schaltvorrichtung (51) geschlossen ist und die erste und die dritte Schaltvorrichtung (50, 52) geschlossen sind; und
(j) ein Schnellstartzustand, bei dem die erste, die zweite und die dritte Schaltvorrichtung (50 - 52) geschlossen sind.
Steuereinheit (40) nach Anspruch 4, die ferner eine Speicherzustandserfassungseinheit aufweist, die mit der Schaltungsanordnung (60) verbunden ist und die mit einem Stromsensor und/oder einer Spannungserfassungsvorrichtung verbunden ist, um ein Leistungsfähigkeitsmaß zumindest einer der Energiespeicher zu ermitteln, wobei die Speicherzustandserfassungseinheit oder die Schaltungsanord¬ nung (60) eingerichtet ist, bei einem Leistungsfähigkeitsmaß über einer vorgegebenen Grenze eine Verbrennungsmotor-Abschaltempfehlung zu erzeugen, wobei die Schaltungsanordnung (60) eingerichtet ist, bei Erhalt eines Verbrennungsmotor-Einschaltbefehls, insbesondere über einen Eingang, der an eine übergeordnete Motorsteue¬ rungseinheit anschließbar ist, den erweiterten Startzustand (i) oder den Schnellstartzustand (j) einzustellen.
Steuereinheit nach Anspruch 5, wobei die Steuereinheit ferner einen Geschwindigkeitseingang aufweist, wobei die Grenze bei einem ersten, an dem Geschwindigkeitseingang anliegenden Geschwindigkeitswert, kleiner ist als bei einem zweiten Geschwindigkeitswert, der größer als der erste Geschwindigkeitswert ist.
Steuereinheit (40) nach einem der vorangehenden Ansprüche, die ferner einen Stromsensor zwischen dem ersten Anschluss (41) und der ersten Schaltvorrichtung (50) und/oder einen Stromsensor zwischen dem dritten Anschluss (43) und der dritten Schaltvorrichtung (52) aufweist.
Steuereinheit (40) nach einem der vorangehenden Ansprüche, die ferner einen DC/DC-Wandler (70) aufweist, der zwischen dem ersten Anschluss (41) und dem zweiten Anschluss (42) angeschlossen ist, wobei insbesondere dem DC/DC-Wandler (70) ein Stromsensor vor- oder nachgeschaltet ist, um den durch den Wandler DC/DC-Wandler zu erfassen.
Fahrzeugbordnetz mit einer Steuereinheit (40) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend:
- den ersten Bordnetzzweig (10), der mit dem ersten Anschluss (41) verbunden ist;
- den zweiten Bordnetzzweig (20), der mit dem zweiten Anschluss (42) verbunden ist,
- den dritten Bordnetzzweig (30), der mit dem dritten Anschluss (43) verbunden ist, und
- den vierten Bordnetzzweig (11), der mit dem vierten Anschluss (44) verbunden ist, wobei
in dem ersten Bordnetzzweig (10) ein Verbrennungsmotorstarter (12') und ein elektrischer Speicher in Form einer Starterbatterie (14), insbesondere eines Bleiakkumulators, vorgesehen ist,
in dem zweiten Bordnetzzweig (20) ein weiterer elektrischer Speicher (22) in Form eines Lithiumakkumulators oder einer Superkondensatoranordnung und optional zumindest ein betriebsspannungsvariabler Verbraucher vorgesehen ist, in dem dritten Bordnetzzweig (30) ein Generator (32) in Form einer Lichtmaschine oder eines Starter-Generators sowie zumindest ein betriebsspannungsvariabler Verbraucher, etwa eine elektrische Komponente einer Klimaanlage oder eine Fahrzeuginnenbeleuchtung, vorgesehen ist, und
in dem vierten Bordnetzzweig (11) ein Verbraucher (15) mit einer Minimal-Betriebsspannung, etwa eine elektrische Lenkung, eine Fahrzeugbeleuchtung, eine Motorsteuerung oder eine Bordelektronik, aufweist.
PCT/EP2015/053304 2014-02-19 2015-02-17 Verfahren zum gesteuerten verbinden mehrerer bordnetzzweige eines fahrzeugs, steuereinheit zur ausführung des verfahrens sowie fahrzeugbordnetz WO2015124560A1 (de)

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