DE102013221580A1 - Coupling device and method for operating a coupling device - Google Patents

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Istvan Hegedues-Bite
Andreas Fuessl
Michael KECKEISEN
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Abstract

Eine Kopplungsvorrichtung (110) für ein Fahrzeug weist eine einer ersten Spannungsseite (122) zugeordnete erste Spannungsschnittstelle (112) zum Bereitstellen einer ersten Spannung und eine einer zweiten Spannungsseite (124) zugeordnete zweite Spannungsschnittstelle (114) zum Bereitstellen einer zweiten Spannung auf. Ferner weist die Kopplungsvorrichtung (110) eine Spannungsversorgungseinheit (130) auf, die ausgebildet ist, um die erste Spannung in eine Zwischenspannung zu wandeln, und eine Spannungsversorgungseinrichtung mit einer Eingangsschnittstelle auf, wobei die Spannungsversorgungseinrichtung (132) ausgebildet ist, um unter Verwendung der an der Eingangsschnittstelle anliegenden Zwischenspannung oder zweiten Spannung eine Versorgungsspannung (245) bereitzustellen. Eine Steuereinrichtung (134) ist ausgebildet, um die Versorgungsspannung (245) zu empfangen und zumindest ein Signal (262, 263) auszugeben. Eine Signalübertragungseinheit (136) weist einen der zweiten Spannungsseite (124) zugeordneten Eingangsanschluss und einen der ersten Spannungsseite (122) zugeordneten Ausgangsanschluss auf und ist ausgebildet, um ansprechend auf ein an dem Eingangsanschluss anliegenden eingangsseitigen Signal (261, 262, 263) ein dem eingangsseitigen Signal (261, 262, 263) entsprechendes und galvanisch von dem eingangsseitigen Signal (261, 262, 263) getrenntes ausgangseitiges Signal an dem zumindest einen Ausganganschluss bereitzustellen.A vehicle coupling device (110) has a first voltage interface (112) associated with a first voltage side (122) for providing a first voltage and a second voltage interface (114) associated with a second voltage side (124) for providing a second voltage. Furthermore, the coupling device (110) has a voltage supply unit (130), which is configured to convert the first voltage into an intermediate voltage, and a voltage supply device with an input interface, wherein the voltage supply device (132) is designed to operate using provide an input voltage (245) to the input interface for applying intermediate voltage or second voltage. A control device (134) is designed to receive the supply voltage (245) and to output at least one signal (262, 263). A signal transmission unit (136) has an input terminal associated with the second voltage side (124) and an output terminal associated with the first voltage side (122), and is configured to be an input side in response to an input side signal (261, 262, 263) applied to the input terminal Signal (261, 262, 263) corresponding and galvanically isolated from the input-side signal (261, 262, 263) output side signal to provide at least one output terminal.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kopplungsvorrichtung und auf ein Verfahren zum Betreiben einer Kopplungsvorrichtung für ein Fahrzeug. The present invention relates to a coupling device and to a method of operating a coupling device for a vehicle.

Um Hochleistungsverbraucher im Automotiv Bereich elektrifizieren zu können, ist das herkömmliche 12V/24V Versorgungsnetz (nachfolgend auch Bordnetz BN12 / BN24 genannt) bei Fahrzeugen teilweise an seinen Grenzen gestoßen. Um den Bordnetzstrom mit der steigenden Anzahl an elektrischen Leistungsverbrauchern zu reduzieren, wird eine neue höhere Bordnetzspannung ergänzend ins Fahrzeug implementiert. Für Anwendungen bis ca. 2–3 kW Leistungsklassen kann die Bordnetzspannung auf niedriger als 60V DC ausgelegt werden, um Berührschutzmaßnahmen zu vermeiden. Für diese Anwendungen ist das 48V Bordnetz (BN48) am besten geeignet. In order to be able to electrify high-performance consumers in the automotive sector, the conventional 12V / 24V supply network (also referred to as vehicle electrical system BN12 / BN24) has partially reached its limits in vehicles. In order to reduce the on-board electrical system current with the increasing number of electrical power consumers, a new higher vehicle electrical system voltage will be implemented in addition to the vehicle. For applications up to approx. 2-3 kW power classes, the vehicle electrical system voltage can be designed to be lower than 60V DC in order to avoid touch protection measures. For these applications, the 48V electrical system (BN48) is best suited.

Die DE 102 35 162 A1 offenbart ein Steuergerät für ein Fahrzeug, bei dem die Energieversorgung über einen Wandler läuft, der eine galvanische Trennung bereitstellt. The DE 102 35 162 A1 discloses a control device for a vehicle in which the power supply passes through a converter providing galvanic isolation.

Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung eine verbesserte Kopplungsvorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Betreiben einer Kopplungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Against this background, the present invention provides an improved coupling device and an improved method of operating a coupling device for a vehicle according to the main claims. Advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims and the description below.

Es wird ein Signalkopplungskonzept einer Kopplungsvorrichtung für ein Fahrzeug, beispielsweise einem Steuergerät vorgestellt, welches mit zwei Bordnetzspannungen versorgt wird. Das eine Bordnetz kann ein erstes Bordnetz mit beispielsweise 12V oder 24V sein und das andere Bordnetz kann ein zweites Bordnetz mit beispielsweise 48V sein. It is a signal coupling concept of a coupling device for a vehicle, such as a control unit presented, which is supplied with two board voltages. The one electrical system can be a first electrical system with, for example, 12V or 24V, and the other electrical system can be a second electrical system with, for example, 48V.

Eine Kopplungsvorrichtung für ein Fahrzeug umfasst eine einer ersten Spannungsseite der Kopplungsvorrichtung zugeordnete erste Spannungsschnittstelle zum Verbinden der Kopplungsvorrichtung mit einer ersten Spannungsversorgung zum Bereitstellen einer ersten Spannung und eine einer zweiten Spannungsseite der Kopplungsvorrichtung zugeordnete zweite Spannungsschnittstelle zum Verbinden der Kopplungsvorrichtung mit einer zweiten Spannungsversorgung zum Bereitstellen einer zweiten Spannung. A coupling device for a vehicle comprises a first voltage interface associated with a first voltage side of the coupling device for connecting the coupling device to a first voltage supply for providing a first voltage and a second voltage interface assigned to a second voltage side of the coupling device for connecting the coupling device to a second voltage supply to provide a second voltage Tension.

Bei der Kopplungsvorrichtung kann es sich um ein Gerät des Fahrzeugs handeln. Beispielsweise kann die Kopplungsvorrichtung ausgebildet sein, um ein oder mehrere Signale, beispielsweise Steuersignale oder Datensignale, zu empfangen oder auszugeben. Bei dem Fahrzeug kann es sich beispielsweise um einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen oder beispielsweise auch ein Wasserfahrzeug handeln. Die erste Spannung kann beispielsweise eine 12V oder eine 24V Gleichspannung sein. Die zweite Spannung kann beispielsweise eine 48V Gleichspannung sein. Die zweite Spannung kann somit größer als die erste Spannung sein. Die Spannungsschnittstellen können beispielsweise als Steckverbinder, elektrische Kontakte oder elektrische Leitungen ausgeführt sein. Eine Spannungsschnittstelle kann je einen ersten Potenzialanschluss, beispielsweise einen Plus-Pol und einen zweiten Potenzialanschluss, beispielsweise einen Minus-Pol oder Masseanschluss aufweisen. Die Spannungsversorgungen können beispielsweise als Batterien ausgeführt sein. Der ersten Spannungsseite zugeordnete Einheiten der Kopplungsvorrichtung können über die erste Spannungsschnittstelle mit einer Betriebsspannung versorgt werden. Der zweiten Spannungsseite zugeordnete Einheiten der Kopplungsvorrichtung können über die zweite Spannungsschnittstelle mit einer Betriebsspannung versorgt werden. Die erste Spannungsseite kann galvanisch von der zweiten Spannungsseite getrennt sein. The coupling device may be a device of the vehicle. For example, the coupling device can be designed to receive or output one or more signals, for example control signals or data signals. The vehicle may be, for example, a passenger car, a truck or, for example, a watercraft. The first voltage may be, for example, a 12V or 24V DC. The second voltage may be, for example, a 48V DC voltage. The second voltage may thus be greater than the first voltage. The voltage interfaces can be designed, for example, as plug connectors, electrical contacts or electrical lines. A voltage interface can each have a first potential connection, for example a plus pole and a second potential connection, for example a negative pole or ground connection. The power supplies can be designed, for example, as batteries. The first voltage side associated units of the coupling device can be supplied via the first voltage interface with an operating voltage. The second voltage side associated units of the coupling device can be supplied via the second voltage interface with an operating voltage. The first voltage side can be galvanically isolated from the second voltage side.

Die Vorrichtung weist ferner folgende Merkmale auf:
eine Spannungsversorgungseinheit mit einem der ersten Spannungsseite zugeordneten Eingang und einem der zweiten Spannungsseite zugeordneten Ausgang, wobei die Spannungsversorgungseinheit ausgebildet ist, um eine an dem Eingang anliegende Spannung in eine Zwischenspannung zu wandeln und an dem Ausgang bereitzustellen;
eine der zweiten Spannungsseite zugeordnete Spannungsversorgungseinrichtung, mit einer Eingangsschnittstelle, die zum Empfangen der Zwischenspannung mit dem Ausgang der Spannungsversorgungseinheit und zum Empfangen der zweiten Spannung mit der zweite Spannungsschnittstelle verbunden ist, und wobei die Spannungsversorgungseinrichtung ausgebildet ist, um unter Verwendung einer an der Eingangsschnittstelle anliegenden Spannung eine Versorgungsspannung bereitzustellen;
eine der zweiten Spannungsseite zugeordnete Steuereinrichtung, die einen Versorgungsspannungseingang zum Empfangen der Versorgungsspannung und zumindest einen Signalanschluss zum Ausgeben eines Signals aufweist; und
eine Signalübertragungseinheit mit zumindest einem der zweiten Spannungsseite zugeordneten Eingangsanschluss und zumindest einem der ersten Spannungsseite zugeordneten Ausgangsanschluss, wobei der zumindest eine Eingangsanschluss mit dem zumindest einem Signalanschluss der Steuereinrichtung verbunden ist, und wobei die Signalübertragungseinheit ausgebildet ist, um ansprechend auf ein an dem zumindest einen Eingangsanschluss anliegendem eingangseitigen Signal ein dem eingangseitigen Signal entsprechendes und galvanisch von dem eingangseitigen Signal getrenntes ausgangseitiges Signal an dem zumindest einen Ausganganschluss bereitzustellen. The device further has the following features:
a voltage supply unit having an input associated with the first voltage side and an output associated with the second voltage side, the voltage supply unit being configured to convert an input voltage to an intermediate voltage and to provide it at the output;
a voltage supply device associated with the second voltage side, having an input interface connected to receive the intermediate voltage to the output of the voltage supply unit and to receive the second voltage to the second voltage interface, and wherein the voltage supply device is configured to use a voltage applied to the input interface to provide a supply voltage;
a second voltage side associated control device having a supply voltage input for receiving the supply voltage and at least one signal terminal for outputting a signal; and
a signal transmission unit having at least one input terminal assigned to the second voltage side and at least one output terminal assigned to the first voltage side, wherein the at least one input terminal is connected to the at least one signal terminal of the control unit, and wherein the signal transmission unit is designed to be in response to a at the at least one input terminal An applied input signal on the one Input-side signal corresponding and galvanically isolated from the input-side signal output-side signal to provide at least one output terminal.

Eine Spannungsversorgungseinheit kann beispielsweise ein Spannungswandler sein. Die am Eingang der Spannungsversorgungseinheit anliegende Spannung kann der ersten Spannung entsprechen. Die Zwischenspannung kann gleich der am Eingang anliegenden Spannung sein oder sich von der am Eingang anliegenden Spannung unterscheiden. Eine Spannungsversorgungseinrichtung kann beispielsweise ein Spannungswandler sein, der ausgebildet ist, um unter Verwendung der Zwischenspannung und zusätzlich oder alternativ unter Verwendung der zweiten Spannung die Versorgungsspannung bereitzustellen. Insbesondere kann die Spannungsversorgungseinrichtung ausgebildet sein, um je nach Verfügbarkeit der Zwischenspannung sowie der zweiten Spannung die Versorgungsspannung entweder unter Verwendung der Zwischenspannung oder unter Verwendung der zweiten Spannung bereitzustellen. Die Steuerschaltung kann beispielsweise eine integrierte Schaltung umfassen. Die Steuereinrichtung kann ausgebildet sein, um einen Zustand der Kopplungsvorrichtung oder einen Zustand einer Einrichtung der Kopplungsvorrichtung zu steuern. Zusätzlich oder alternativ kann die Steuereinrichtung ausgebildet sein, um über den Signalanschluss oder weitere Signalanschlüsse ein oder mehrere Signale zu empfangen oder auszugeben. Je nach Ausführungsform kann die Steuereinrichtung beispielsweise eine Steuerfunktionalität und/oder eine Diagnosefunktionalität umsetzen. Die Versorgungsspannung der Steuereinrichtung kann auch dann noch aufrechterhalten werden, wenn entweder nur die erste Spannung oder nur die zweite Spannung zur Verfügung steht, und die andere der beiden Spannungen beispielsweise ausgefallen ist. Ein Signalanschluss kann als eine Eingangsschnittstelle, eine Ausgangsschnittstelle oder als eine bidirektionale Schnittstelle ausgeführt sein. Die Signalübertragungseinheit kann ausgebildet sein, um ein oder mehrere Signale von der ersten Spannungsseite zu der zweiten Spannungsseite und/oder in entgegengesetzter Richtung zu übertragen und dabei eine galvanische Trennung zwischen eingangseitigen und entsprechendem ausgangseitigen Signal zu realisieren. A voltage supply unit may be, for example, a voltage converter. The voltage applied to the input of the voltage supply unit may correspond to the first voltage. The intermediate voltage may be equal to the voltage applied to the input or different from the voltage applied to the input. A voltage supply device may, for example, be a voltage converter which is designed to supply the supply voltage using the intermediate voltage and additionally or alternatively using the second voltage. In particular, the voltage supply device can be designed to provide the supply voltage either using the intermediate voltage or using the second voltage, depending on the availability of the intermediate voltage and the second voltage. The control circuit may comprise, for example, an integrated circuit. The control device may be configured to control a state of the coupling device or a state of a device of the coupling device. Additionally or alternatively, the control device may be configured to receive or output one or more signals via the signal connection or further signal connections. Depending on the embodiment, the control device can implement, for example, a control functionality and / or a diagnostic functionality. The supply voltage of the control device can still be maintained even if either only the first voltage or only the second voltage is available, and the other of the two voltages has failed, for example. A signal terminal may be implemented as an input interface, an output interface or as a bidirectional interface. The signal transmission unit may be configured to transmit one or more signals from the first voltage side to the second voltage side and / or in the opposite direction, thereby realizing a galvanic isolation between the input side and the corresponding output side signal.

Die Kopplungsvorrichtung kann ein Gerät darstellen, das mit zwei Bordnetzspannungen, beispielsweise einer Leistungsversorgung für die zweite Spannung und einer Logikversorgung für die erste Spannung versorgt wird. Gemäß einer Ausführungsform gilt für ein solches Gerät die Anforderung, dass das Gerät beim Ausfall der Leistungsenergieversorgung immer noch diagnosefähig bleibt, und im Fehlerfall eine Fehlermeldung an ein übergeordnetes System weiterleiten kann. The coupling device may represent a device that is supplied with two on-board voltages, for example a power supply for the second voltage and a logic supply for the first voltage. According to one embodiment, the requirement for such a device is that the device still remains capable of diagnosis if the power supply fails, and in the event of an error it can forward an error message to a higher-level system.

Gemäß einer Ausführungsform ist es dabei nicht erforderlich, für die Gerätediagnose- und Gerätesteuerung eingesetzte Baugruppen einer von der 48V Bordnetzseite abgetrennten Bordnetzseite, beispielsweise dem 12V oder 24V Bordnetz, zuzuordnen. Somit ist es ebenfalls nicht erforderlich, dass die logische Kopplung zwischen den Diagnosebaugruppen sowie den Steuerungsbaugruppen und der Leistungselektronik über galvanisch getrennte Bausteine erfolgt, die zwischen der Bordnetzseite des 12V oder 24V Bordnetz und der Bordnetzseite des 48V Bordnetz eingesetzt werden. According to one embodiment, it is not necessary to allocate modules used for device diagnosis and device control to an on-board electrical system side separated from the 48V vehicle electrical system side, for example, the 12V or 24V vehicle electrical system. Thus, it is also not necessary that the logical coupling between the diagnostic modules and the control modules and the power electronics via galvanically isolated components that are used between the electrical system side of the 12V or 24V electrical system and the electrical system side of the 48V board network.

Gemäß einer Ausführungsform ist es somit nicht nötig, die Versorgung der Diagnosebaugruppen und/oder Steuerungsbaugruppen, beispielsweise die Steuereinrichtung, von der Leistungselektronik (BN48) zu entkoppeln und lediglich durch die zweite Bordnetzversorgung (BN12/BN24) herzustellen. Stattdesessen können die Diagnosebaugruppen und/oder Steuerungsbaugruppen zusätzlich mit dem 48V Bordnetz gekoppelt werden. Dies stellt eine redundante Versorgung der Leistungselektronik dar und somit ist die Leistungselektronik beim Fehlerfall versorgt. Es ist nicht mehr erforderlich, die logische Kopplung zwischen den Diagnosebaugruppen und/oder Steuerungsbaugruppen und der Leistungselektronik über galvanisch getrennte Signalbausteine erfolgen zu lassen. Ferner werden Signal der zweiten Bordnetzversorgung und Kommunikationsleitungen ohne galvanische Trennung an die logische Steuereinheit angeschlossen. Dadurch können solche Gerätearten auch Fail Safe Maßnehmen einleiten. According to one embodiment, it is thus not necessary to decouple the supply of the diagnostic modules and / or control modules, for example the control device, from the power electronics (BN48) and to produce them only through the second onboard power supply (BN12 / BN24). Instead, the diagnostic modules and / or control modules can additionally be coupled to the 48V vehicle electrical system. This represents a redundant supply of the power electronics and thus the power electronics is supplied in the event of a fault. It is no longer necessary to make the logical coupling between the diagnostic modules and / or control modules and the power electronics via galvanically isolated signal modules. Furthermore, signal of the second on-board power supply and communication lines are connected without galvanic isolation to the logic control unit. As a result, such device types can also initiate Fail Safe measures.

Gemäß einer Ausführungsform können der Eingang und der Ausgang der Spannungsversorgungseinheit galvanisch voneinander getrennt sein. Dazu kann die Spannungsversorgungseinheit beispielsweise als ein Transformator ausgeführt sein. Über einen Transformator kann eine zuverlässige galvanische Trennung realisiert werden. According to one embodiment, the input and output of the power supply unit may be galvanically isolated from each other. For this purpose, the power supply unit can be designed, for example, as a transformer. A transformer can be used to realize a reliable galvanic isolation.

Die Signalübertragungseinheit kann zumindest einen der ersten Spannungsseite zugeordneten weiteren Eingangsanschluss und zumindest einen der zweiten Spannungsseite zugeordneten weiteren Ausgangsanschluss aufweisen. Dabei kann der zumindest eine weitere Ausgangsanschluss mit einem Signalanschluss der Steuereinrichtung verbunden sein. Ferner kann die Signalübertragungseinheit ausgebildet sein, um ansprechend auf ein an dem zumindest einen weiteren Eingangsanschluss anliegenden weiteren eingangseitigen Signal ein dem weiteren eingangseitigen Signal entsprechendes und galvanisch von dem weiteren eingangseitigen Signal getrenntes weiteres ausgangseitiges Signal an dem zumindest einen weiteren Ausganganschluss bereitzustellen. Auf diese Weise können Signale von der ersten Spannungsseite zu der zweiten Spannungsseite übertragen werden. The signal transmission unit may have at least one further input terminal assigned to the first voltage side and at least one further output terminal assigned to the second voltage side. In this case, the at least one further output terminal can be connected to a signal terminal of the control device. Furthermore, the signal transmission unit can be designed to generate, in response to a further input signal present at the at least one further input terminal, a further output-side signal corresponding to the further input-side signal and galvanically separated from the further input-side signal at the at least one further output terminal provide. In this way, signals can be transmitted from the first voltage side to the second voltage side.

Die Kopplungsvorrichtung kann eine der ersten Spannungsseite der Kopplungsvorrichtung zugeordnete Schnittstelle zum Empfangen eines Aufwachsignals aufweisen. Ferner kann die Kopplungsvorrichtung eine der ersten Spannungsseite der Kopplungsvorrichtung zugeordnete Kombiniereinrichtung aufweisen. Die Kombiniereinrichtung kann ausgebildet sein, um den Eingang der Spannungsversorgungseinheit abhängig von dem Aufwachsignal mit der ersten Spannungsschnittstelle zu verbinden. Die Schnittstelle zum Empfangen des Aufwachsignals kann Teil einer Kommunikationsschnittstelle der Kopplungsvorrichtung sein. Das Aufwachsignal kann von extern an die Kopplungsvorrichtung bereitgestellt werden, um die Kopplungsvorrichtung zu aktivieren, beispielsweise aus einem Ruhemodus in einen Betriebsmodus zu versetzen. The coupling device may have an interface assigned to the first voltage side of the coupling device for receiving a wake-up signal. Furthermore, the coupling device can have a combination device assigned to the first voltage side of the coupling device. The combining device can be designed to connect the input of the voltage supply unit to the first voltage interface as a function of the wake-up signal. The interface for receiving the wake-up signal may be part of a communication interface of the coupling device. The wake-up signal may be externally provided to the coupling device to activate the coupling device, for example, to put from a sleep mode into an operating mode.

Dabei kann die Signalübertragungseinheit ausgebildet sein, um das Aufwachsignal an dem zumindest einen weiteren Eingangsanschluss zu empfangen und ein dem Aufwachsignal entsprechendes ausgangseitiges Aufwachsignal über den zumindest einen weiteren Ausgangsanschluss an die Steuereinrichtung auszugeben. Auf diese Weise kann die Steuereinrichtung über ein Anliegen des Aufwachsignals informiert werden. In this case, the signal transmission unit can be designed to receive the wake-up signal at the at least one further input terminal and to output to the control device an output-side wake-up signal corresponding to the wake-up signal via the at least one further output terminal. In this way, the controller can be informed of a concern of the wake-up signal.

Die Steuereinrichtung kann ausgebildet sein, um ein Selbsthaltesignal an den Eingangsanschluss der Signalübertragungseinheit auszugeben. Der Ausgangsanschluss der Signalübertragungseinheit kann mit der Kombiniereinrichtung verbunden sein. Dadurch kann ein dem Selbsthaltesignal entsprechendes ausgangseitiges Selbsthaltesignal an die Kombiniereinrichtung bereitgestellt werden. Die Kombiniereinrichtung kann ausgebildet sein, um den Eingang der Spannungsversorgungseinheit abhängig von dem ausgangseitigen Selbsthaltesignal von der ersten Spannungsschnittstelle zu trennen. Auf diese Weise kann beispielsweise ein Übergang von einem Betriebszustand in einen Ruhezustand der Kopplungsvorrichtung hinausgezögert werden, beispielsweise um von der Steuereinrichtung vor Einnahme des Ruhezustandes noch durchzuführende Aufgaben zu Ende führen zu können. The control device may be designed to output a latching signal to the input terminal of the signal transmission unit. The output terminal of the signal transmission unit may be connected to the combiner. As a result, an output-side self-holding signal corresponding to the self-holding signal can be provided to the combining device. The combining device can be designed to disconnect the input of the voltage supply unit from the first voltage interface as a function of the output-side self-holding signal. In this way, for example, a transition from an operating state to an idle state of the coupling device can be delayed, for example, to be able to complete tasks to be performed by the control device before taking the idle state.

Die Kopplungsvorrichtung kann eine Sende-Empfangseinrichtung aufweisen. Die Sende-Empfangseinrichtung kann zwischen einer Kommunikationsschnittstelle der Kopplungsvorrichtung und einem der ersten Spannungsseite zugeordneten weiteren Anschluss der Signalübertragungseinheit angeordnet sein. Die Sende-Empfangseinrichtung kann beispielsweise als ein Transceiver ausgeführt sein. Die Kommunikationsschnittstelle kann eine äußere Schnittstelle der Kopplungsvorrichtung darstellen. Über die Kommunikationsschnittstelle kann die Kopplungsvorrichtung beispielsweise mit einer weiteren Vorrichtung, beispielsweise in Form eines Steuergeräts, eines Sensors oder eines Aktors gekoppelt werden. The coupling device may have a transceiver. The transceiver device can be arranged between a communication interface of the coupling device and a further connection of the signal transmission unit assigned to the first voltage side. The transceiver can be implemented, for example, as a transceiver. The communication interface may represent an external interface of the coupling device. Via the communication interface, the coupling device can be coupled, for example, with a further device, for example in the form of a control device, a sensor or an actuator.

Dabei kann die Kopplungsvorrichtung eine weitere Kombiniereinrichtung aufweisen, die ausgebildet ist, um eine Spannungsversorgung der Sende-Empfangseinrichtung unter Verwendung des Aufwachsignals und des ausgangseitigen Selbsthaltesignals zu steuern. In this case, the coupling device can have a further combination device which is designed to control a voltage supply of the transceiver using the wake-up signal and the output-side self-holding signal.

Gemäß einer Ausführungsform kann die erste Spannung eine Gleichspannung kleiner als 40V und die zweite Spannung eine Gleichspannung größer als 40V und beispielsweise kleiner als 60V sein. Dadurch eignet sich die Vorrichtung insbesondere zum Einsatz im Automobilbereich. According to one embodiment, the first voltage may be a DC voltage less than 40V and the second voltage may be a DC voltage greater than 40V and, for example, less than 60V. As a result, the device is particularly suitable for use in the automotive sector.

Ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung für ein Fahrzeug, wobei die Kopplungsvorrichtung eine einer ersten Spannungsseite der Kopplungsvorrichtung zugeordnete erste Spannungsschnittstelle zum Verbinden der Kopplungsvorrichtung mit einer ersten Spannungsversorgung zum Bereitstellen einer ersten Spannung und eine einer zweiten Spannungsseite der Kopplungsvorrichtung zugeordnete zweite Spannungsschnittstelle zum Verbinden der Kopplungsvorrichtung mit einer zweiten Spannungsversorgung zum Bereitstellen einer zweiten Spannung aufweist, umfasst die folgenden Schritte:
Bereitstellen der ersten Spannung von der ersten Spannungsschnittstelle an einen der ersten Spannungsseite zugeordneten Eingang einer Spannungsversorgungseinheit;
Wandeln der an dem Eingang der Spannungsversorgungseinheit anliegenden Spannung in eine Zwischenspannung und Bereitstellen der Zwischenspannung an einem der zweiten Spannungsseite zugeordneten Ausgang der Spannungsversorgungseinheit;
Bereitstellen der Zwischenspannung und der zweiten Spannung an eine Eingangsschnittstelle einer der zweiten Spannungsseite zugeordneten Spannungsversorgungseinrichtung und Bereitstellen einer Versorgungsspannung an eine der zweiten Spannungsseite zugeordnete Steuereinrichtung durch die Spannungsversorgungseinrichtung unter Verwendung einer an der Eingangsschnittstelle anliegenden Spannung;
Ausgeben eines Signals durch die Steuereinrichtung an einen der zweiten Spannungsseite zugeordneten Eingangsanschluss einer Signalübertragungseinheit; und
Bereitstellen eines dem Signal entsprechenden und galvanisch von dem Signal galvanisch getrennten ausgangseitigen Signals an einem der zweiten Spannungsseite zugeordneten Ausganganschluss der Signalübertragungseinheit. A method of operating a device for a vehicle, the coupling device having a first voltage interface associated with a first voltage side of the coupling device for connecting the coupling device to a first voltage supply for providing a first voltage and a second voltage interface associated with a second voltage side of the coupling device for connecting the coupling device a second power supply for providing a second voltage, comprises the following steps:
Providing the first voltage from the first voltage interface to an input of a voltage supply unit associated with the first voltage side;
Converting the voltage applied to the input of the voltage supply unit into an intermediate voltage and providing the intermediate voltage to an output of the voltage supply unit assigned to the second voltage side;
Providing the intermediate voltage and the second voltage to an input interface of a voltage supply device associated with the second voltage side and providing a supply voltage to a control device associated with the second voltage side by the voltage supply device using a voltage present at the input interface;
Outputting a signal by the control device to an input terminal of a signal transmission unit assigned to the second voltage side; and
Providing an output signal corresponding to the signal and galvanically isolated from the signal on one of the second signal Voltage side associated output terminal of the signal transmission unit.

Die Schritte des Verfahrens können vorteilhaft unter Verwendung der genannten Vorrichtung umgesetzt werden. Eine Vorrichtung kann ein elektrisches Gerät sein, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine oder mehrere geeignete Spannungsschnittstellen aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein können. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Spannungsschnittstellen beispielsweise Teil einer integrierten Schaltung sein, in der Funktionen der Vorrichtung umgesetzt sind. Die Spannungsschnittstellen können auch eigene, integrierte Schaltkreise beinhalten oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Spannungsschnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind. The steps of the method can be advantageously implemented using said device. A device may be an electrical device that processes sensor signals and outputs control signals in response thereto. The device may have one or more suitable voltage interfaces, which may be formed in hardware and / or software. For example, in a hardware embodiment, the voltage interfaces may be part of an integrated circuit in which functions of the device are implemented. The voltage interfaces may also include their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In a software training, the voltage interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen: The invention will be described by way of example with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 1 a schematic representation of a vehicle according to an embodiment of the present invention;

2 ein Blockschaltbild einer Kopplungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und 2 a block diagram of a coupling device according to an embodiment of the present invention; and

3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer Kopplungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 3 a flowchart of a method for operating a coupling device according to an embodiment of the present invention.

In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird. In the following description of preferred embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and similarly acting, wherein a repeated description of these elements is omitted.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Fahrzeug 100 kann beispielsweise ein Kraftfahrzeug, ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug sein. Das Fahrzeug 100 weist zwei Bordnetze auf. Ein erstes der Bordnetze wird von einer ersten Spannungsversorgung in Form einer ersten Batterie 102 und das zweite der Bordnetze wird von einer zweiten Spannungsversorgung in Form einer zweiten Batterie 104 des Fahrzeugs 100 gespeist. Die erste Batterie 102 ist ausgebildet, um eine erste Spannung bereitzustellen. Die zweite Batterie 104 ist ausgebildet, um eine zweite Spannung bereitzustellen, die größer als die erste Spannung ist. Beispielsweise können die Batterien 102, 104 von einer oder mehreren Lichtmaschinen des Fahrzeugs 100 geladen werden. 1 shows a schematic representation of a vehicle 100 according to an embodiment of the present invention. The vehicle 100 may be, for example, a motor vehicle, an electric vehicle or a hybrid vehicle. The vehicle 100 has two electrical systems. A first of the vehicle electrical system is supplied by a first power supply in the form of a first battery 102 and the second of the vehicle electrical system is from a second power supply in the form of a second battery 104 of the vehicle 100 fed. The first battery 102 is configured to provide a first voltage. The second battery 104 is configured to provide a second voltage that is greater than the first voltage. For example, the batteries 102 . 104 of one or more alternators of the vehicle 100 getting charged.

Das Fahrzeug 100 weist eine Kopplungsvorrichtung 110 auf. Die Kopplungsvorrichtung 110 weist eine erste Spannungsschnittstelle 112 zu dem ersten Bordnetz und eine zweite Spannungsschnittstelle 114 zu dem zweiten Bordnetz auf. Die Kopplungsvorrichtung 110 weist eine erste Spannungsseite 122 auf, die der von der ersten Batterie 102 bereitgestellten ersten Spannung zugeordnet ist und eine zweite Spannungsseite 124 auf, die der von der zweiten Batterie 104 bereitgestellten zweiten Spannung zugeordnet ist. Stromkreise der beiden Spannungsseiten 122, 124 können so voneinander getrennt sein, dass keine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den beiden Spannungsseiten 122, 124 besteht und somit keine Ladungsträger von einem Stromkreis der ersten Spannungsseite 122 zu einem Stromkreis der zweiten Spannungsseite 124 fließen können, oder umgekehrt. The vehicle 100 has a coupling device 110 on. The coupling device 110 has a first voltage interface 112 to the first electrical system and a second voltage interface 114 to the second electrical system. The coupling device 110 has a first voltage side 122 on top of that of the first battery 102 assigned to the first voltage and a second voltage side 124 on, that of the second battery 104 assigned second voltage is assigned. Circuits of the two voltage sides 122 . 124 can be so separated from each other that no electrically conductive connection between the two voltage sides 122 . 124 exists and thus no charge carriers from a circuit of the first voltage side 122 to a circuit of the second voltage side 124 can flow, or vice versa.

Die Kopplungsvorrichtung 110 weist ferner eine Spannungsversorgungseinheit 130, eine Spannungsversorgungseinrichtung 132, eine Steuereinrichtung 134 und eine Signalübertragungseinheit 136 auf. Die Spannungsversorgungseinrichtung 132 und die Steuereinrichtung 134 sind der zweiten Spannungsseite 124 zugeordnet. Die Spannungsversorgungseinheit 130 und die Signalübertragungseinheit 136 bilden Schnittstellen zwischen den Spannungsseiten 122, 124. The coupling device 110 also has a power supply unit 130 , a power supply device 132 , a control device 134 and a signal transmission unit 136 on. The power supply device 132 and the controller 134 are the second voltage side 124 assigned. The power supply unit 130 and the signal transmission unit 136 form interfaces between the voltage sides 122 . 124 ,

Die Spannungsversorgungseinheit 130 ist ausgebildet, um basierend auf einer an der ersten Spannungsschnittstelle 112 anliegenden ersten Spannung der ersten Batterie 102 eine Zwischenspannung zu erzeugen und an die Spannungsversorgungseinrichtung 132 bereitzustellen. The power supply unit 130 is configured to be based on one at the first voltage interface 112 applied first voltage of the first battery 102 to generate an intermediate voltage and to the voltage supply device 132 provide.

Die Signalübertragungseinheit 136 ist ausgebildet, um elektrische Signale zwischen den Spannungsseiten 122, 124 zu übertragen ohne eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den Spannungsseiten 112, 124 zu bilden. The signal transmission unit 136 is designed to receive electrical signals between the voltage sides 122 . 124 to transfer without an electrically conductive connection between the voltage sides 112 . 124 to build.

Die Steuereinrichtung 124 ist ausgebildet, um über die Signalübertragungseinheit 136 übertragene Signale bereitzustellen und/oder zu empfangen und auszuwerten. The control device 124 is designed to be over the signal transmission unit 136 provide transmitted signals and / or receive and evaluate.

Die Kopplungsvorrichtung 110 kann mit einer weiteren Vorrichtung 140, beispielsweise einem Steuergerät, einem Sensor oder einen Aktor des Fahrzeugs 100 gekoppelt sein. Beispielsweise kann die Kopplungsvorrichtung 110 ausgebildet sein, um von einem Steuergerät 140 Steuersignale, beispielsweise ein Aufwachsignal, zu empfangen oder Steuersignale oder Diagnosesignale an das Steuergerät 140 auszugeben. The coupling device 110 can with another device 140 , For example, a control unit, a sensor or an actuator of the vehicle 100 be coupled. For example, the coupling device 110 be trained to by a control unit 140 Control signals, such as a wake-up signal to receive or Control signals or diagnostic signals to the controller 140 issue.

Die Spannungsschnittstellen 112, 114, die Spannungsversorgungseinheit 130, die Spannungsversorgungseinrichtung 132, die Steuereinrichtung 134 und die Signalübertragungseinheit 136 können über elektrische Leitungen direkt oder über weitere Elemente elektrisch miteinander gekoppelt sein. The voltage interfaces 112 . 114 , the power supply unit 130 , the power supply device 132 , the control device 134 and the signal transmission unit 136 can be electrically coupled to each other via electrical lines or directly via other elements.

Die Kopplungsvorrichtung 110 kann ein Gehäuse aufweisen, das die Spannungsversorgungseinheit 130, die Spannungsversorgungseinrichtung 132, die Steuereinrichtung 134 und die Signalübertragungseinheit 136 umschließt. Die Spannungsschnittstellen 112, 114 können in das Gehäuse integriert sein. Alternativ können die Spannungsversorgungseinheit 130, die Spannungsversorgungseinrichtung 132, die Steuereinrichtung 134 und die Signalübertragungseinheit 136 auch in eigenen Gehäusen, und beispielsweise beabstandet zueinander angeordnet sein. The coupling device 110 may include a housing that houses the power supply unit 130 , the power supply device 132 , the control device 134 and the signal transmission unit 136 encloses. The voltage interfaces 112 . 114 can be integrated into the housing. Alternatively, the power supply unit 130 , the power supply device 132 , the control device 134 and the signal transmission unit 136 also in their own housings, and for example spaced from each other.

2 zeigt ein Blockschaltbild einer Kopplungsvorrichtung 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei kann es sich um die in 1 gezeigte Kopplungsvorrichtung 110 handeln. Ferner sind in 2 eine Einrichtung 102 zum Bereitstellen einer ersten Bordnetzspannung, beispielsweise in Form einer ersten Batterie, und eine Einrichtung 104 zum Bereitstellen einer zweiten Bordnetzspannung, beispielsweise in Form einer zweiten Batterie, sowie eine weitere Vorrichtung 140 gezeigt. 2 shows a block diagram of a coupling device 110 according to an embodiment of the present invention. This may be the in 1 shown coupling device 110 act. Furthermore, in 2 An institution 102 for providing a first vehicle electrical system voltage, for example in the form of a first battery, and a device 104 for providing a second vehicle electrical system voltage, for example in the form of a second battery, as well as a further device 140 shown.

Im betriebsbereiten Zustand ist die Kopplungsvorrichtung 110 über die erste Spannungsschnittstelle 112 mit der Einrichtung 102 zum Bereitstellen der ersten Bordnetzspannung und über die zweite Spannungsschnittstelle 114 mit der Einrichtung 104 zum Bereitstellen der zweiten Bordnetzspannung verbunden. Die beiden Einrichtungen 102, 104 können auch stellvertretend für zwei voneinander getrennte Bordnetze oder Versorgungsnetze aufgefasst werden. In the ready state, the coupling device 110 over the first voltage interface 112 with the device 102 for providing the first vehicle electrical system voltage and via the second voltage interface 114 with the device 104 connected to provide the second vehicle electrical system voltage. The two facilities 102 . 104 can also be understood as representative of two separate electrical systems or supply networks.

Die erste Spannungsschnittstelle 112 weist einen ersten Potenzialanschluss und einen zweiten Potenzialanschluss auf. Der erste Potenzialanschluss ist mit dem Plus-Pol der ersten Einrichtung verbunden und der zweite Potenzialanschluss ist mit dem Minus-Pol der ersten Einrichtung 102 verbunden. Die zweite Spannungsschnittstelle 114 weist einen ersten Potenzialanschluss und einen zweiten Potenzialanschluss auf. Der erste Potenzialanschluss ist mit dem Plus-Pol der zweiten Einrichtung 104 verbunden und der zweite Potenzialanschluss ist mit dem Minus-Pol der zweiten Einrichtung 104 verbunden. The first voltage interface 112 has a first potential connection and a second potential connection. The first potential terminal is connected to the plus pole of the first device and the second potential terminal is connected to the minus pole of the first device 102 connected. The second voltage interface 114 has a first potential connection and a second potential connection. The first potential connection is with the plus pole of the second device 104 connected and the second potential terminal is connected to the negative pole of the second device 104 connected.

Die Kopplungsvorrichtung 110 weist die Spannungsversorgungseinheit 130, die Spannungsversorgungseinrichtung 132, die Steuereinrichtung 134 und die Signalübertragungseinheit 136 auf. The coupling device 110 indicates the power supply unit 130 , the power supply device 132 , the control device 134 and the signal transmission unit 136 on.

Ein Eingang der Spannungsversorgungseinheit 130 ist direkt oder, wie in 2 gezeigt, über eine erste Kombiniereinrichtung 250 mit der ersten Spannungsschnittstelle 112 verbunden. Die Spannungsversorgungseinheit 130 ist ausgebildet, um eine Zwischenspannung zu erzeugen und an einem Ausgang der Spannungsversorgungseinheit 130 auszugeben. Eingang und Ausgang der Spannungsversorgungseinheit 130 liegen auf unterschiedlichen Spannungsseiten 122, 124 der Kopplungsvorrichtung 110 und können galvanisch voneinander entkoppelt sein. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Spannungsversorgungseinheit 130 ausgebildet, um die Zwischenspannung mit einem der zweiten Spannung entsprechendem Spannungspegel bereitzustellen. An input of the power supply unit 130 is direct or, as in 2 shown, via a first combination device 250 with the first voltage interface 112 connected. The power supply unit 130 is configured to generate an intermediate voltage and at an output of the power supply unit 130 issue. Input and output of the power supply unit 130 lie on different voltage sides 122 . 124 the coupling device 110 and can be galvanically decoupled from each other. According to one embodiment, the power supply unit 130 configured to provide the intermediate voltage at a voltage level corresponding to the second voltage.

Die Spannungsversorgungseinrichtung 132 weist eine Eingangsschnittstelle auf, die gemäß diesem Beispiel zwei separate Eingänge umfasst, von denen einer mit dem Ausgang der Spannungsversorgungseinheit 130 und der andere mit der zweiten Spannungsschnittstelle 114 verbunden ist. Wenn zumindest eine Spannung, also entweder die Zwischenspannung oder die zweite Spannung an der Eingangsschnittstelle der Spannungsversorgungseinrichtung 132 anliegt, kann die Spannungsversorgungseinrichtung 132 eine Versorgungsspannung 245 erzeugen und an einem Ausgang der Spannungsversorgungseinrichtung 132 ausgeben. The power supply device 132 has an input interface, which according to this example comprises two separate inputs, one of which is connected to the output of the power supply unit 130 and the other with the second voltage interface 114 connected is. If at least one voltage, ie either the intermediate voltage or the second voltage at the input interface of the voltage supply device 132 is applied, the power supply device 132 a supply voltage 245 generate and at an output of the power supply device 132 output.

Die Steuereinrichtung 134 weist einen Versorgungsspannungseingang auf, der mit dem Ausgang der Spannungsversorgungseinrichtung 132 verbunden ist. Auf diese Weise kann die Steuereinrichtung 134 von der Spannungsversorgungseinrichtung 132 mit zum Betrieb der Steuereinrichtung 134 erforderlicher elektrischer Energie versorgt werden. Die Steuereinrichtung 134 weist einen oder mehrere Signalanschlüsse zum Empfangen und/oder Ausgeben von Signalen aus. Beispielhaft ist in 2 eine Steuereinrichtung 134 mit einem Signalanschluss zum Empfangen eines ersten Signals 261, einem Signalanschluss zum Ausgeben eines zweiten Signals 262 und einem mit einer oder mehreren Kommunikationsleitungen 263 verbundenen bidirektionalen Signalanschluss gezeigt. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung 134 auch weitere oder weniger als die gezeigten Signalanschlüsse aufweisen. The control device 134 has a supply voltage input connected to the output of the voltage supply device 132 connected is. In this way, the control device 134 from the power supply device 132 with to the operation of the control device 134 required electrical energy to be supplied. The control device 134 has one or more signal terminals for receiving and / or outputting signals. Exemplary is in 2 a control device 134 with a signal terminal for receiving a first signal 261 , a signal terminal for outputting a second signal 262 and one with one or more communication lines 263 connected bidirectional signal port shown. According to an alternative embodiment, the control device 134 also have more or less than the signal terminals shown.

Die Signalübertragungseinheit 136 weist der zweiten Spannungsseite 124 zugeordnete Eingangsanschlüsse zum Empfangen von Signalen und Ausgangsanschlüsse zum Ausgeben von Signalen auf. Die der zweiten Spannungsseite 124 zugeordneten Anschlüsse der Signalübertragungseinheit 136 sind über Leitungen mit den Signalanschlüssen der Steuereinrichtung 134 verbunden. Die Signalübertragungseinheit 136 weist für jeden der zweiten Spannungsseite 124 zugeordneten Anschluss einen der ersten Spannungsseite 122 zugeordneten Anschluss auf. Auf diese Weise können Signale über die Signalübertragungseinheit 136 zwischen den Spannungsseiten 122, 124 übertragen werden. Dabei sind die der ersten Spannungsseite 122 zugeordneten Anschlüsse galvanisch von den der zweiten Spannungsseite 124 zugeordneten Anschlüssen der Signalübertragungseinheit 136 entkoppelt. Beispielsweise ist die Signalübertragungseinheit 136 gemäß dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ausgebildet, um über eine Leitung 265 von der ersten Spannungsseite 122 ein Signal zu empfangen und auf der zweiten Spannungsseite 124 als erstes Signal 261 an die Steuereinrichtung auszugeben. Dabei ist die Signalübertragungseinheit 136 ausgebildet, um das erste Signal 261 als ein von dem über die Leitung 265 empfangenen Signal galvanisch entkoppeltes Signal bereitzustellen. The signal transmission unit 136 indicates the second voltage side 124 associated input terminals for receiving signals and output terminals for outputting signals. The second voltage side 124 associated terminals of the signal transmission unit 136 are via lines to the signal terminals of the controller 134 connected. The signal transmission unit 136 points to each of the second voltage side 124 associated connection one of the first voltage side 122 assigned port on. In this way, signals can be transmitted via the signal transmission unit 136 between the tension sides 122 . 124 be transmitted. These are the first voltage side 122 assigned connections galvanically from the second voltage side 124 associated terminals of the signal transmission unit 136 decoupled. For example, the signal transmission unit 136 according to the in 2 shown embodiment to a line 265 from the first voltage side 122 to receive a signal and on the second voltage side 124 as the first signal 261 to issue to the controller. In this case, the signal transmission unit 136 trained to receive the first signal 261 as one of that over the line 265 received signal to provide galvanically decoupled signal.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Kopplungsvorrichtung 110 eine Schnittstelle 270 zum Empfangen eines Aufwachsignals auf. Das Aufwachsignal kann durch Schließen eines Schalters 271 bereitgestellt werden, der innerhalb einer die Einrichtung 102 zum Bereitstellen der ersten Spannung mit der Schnittstelle 270 verbindenden Leitung angeordnet ist. Der Schalter 271 kann beispielsweise von einer weiteren Vorrichtung angesteuert werden. Ein Spannungspegel eines aktiven Aufwachsignals kann somit einem Spannungspegel der von der Einrichtung 102 bereitgestellten ersten Spannung entsprechen. Die Schnittstelle 270 ist innerhalb der Kopplungsvorrichtung 110 über die Leitung 265 mit einem Eingang der ersten Kombiniereinrichtung 250 verbunden. Die erste Kombiniereinrichtung 250 ist ausgebildet, um die von der Einrichtung 102 bereitgestellte Spannung, also beispielsweise die an der ersten Spannungsschnittstelle 112 anliegende erste Spannung an den Eingang der Spannungsversorgungseinheit 130 bereitzustellen, wenn das Aufwachsignal an der Kombiniereinrichtung 250 anliegt. Dazu weist die erste Kombiniereinrichtung 250 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein UND-Gatter 275 auf. According to one embodiment, the coupling device 110 an interface 270 for receiving a wake-up signal. The wake-up signal can be achieved by closing a switch 271 be provided within a the facility 102 for providing the first voltage with the interface 270 is arranged connecting line. The desk 271 can be controlled for example by another device. A voltage level of an active wake-up signal may thus be at a voltage level from that of the device 102 provided first voltage correspond. the interface 270 is inside the coupling device 110 over the line 265 with an input of the first combination device 250 connected. The first combination device 250 is trained to by the facility 102 provided voltage, so for example at the first voltage interface 112 applied first voltage to the input of the power supply unit 130 when the wake-up signal at the combiner device 250 is applied. For this purpose, the first Kombiniereinrichtung 250 according to this embodiment, an AND gate 275 on.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Schnittstelle 270 über die Leitung 265 mit einem der ersten Spannungsseite 122 zugeordneten Spannungsanschluss der Signalübertragungseinheit 136 verbunden. Die Signalübertragungseinheit 136 ist ausgebildet, um das über die Leitung 265 übertragene Aufwachsignal zu empfangen und ein dem Aufwachsignal entsprechendes Aufwachsignal als erstes Signal 261 an die Steuereinrichtung 134 auszugeben. According to one embodiment, the interface is 270 over the line 265 with one of the first voltage side 122 associated voltage connection of the signal transmission unit 136 connected. The signal transmission unit 136 is trained to do that over the line 265 receive transmitted Aufwachsignal and a Aufwachsignal the corresponding wake-up signal as the first signal 261 to the controller 134 issue.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Steuereinrichtung 134 ausgebildet, um als das zweite Signal 262 ein Selbsthaltesignal an die Signalübertragungseinheit 136 auszugeben. Die Signalübertragungseinheit 136 ist ausgebildet, um ein dem Selbsthaltesignal entsprechendes ausgangsseitiges Selbsthaltesignal an einem der ersten Spannungsseite 122 zugeordneten Ausgangsanschluss auszugeben. Die erste Kombiniereinrichtung 250 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen Eingang zum Empfangen des ausgangsseitigen Selbsthaltesignals auf. Die erste Kombiniereinrichtung 250 ist ausgebildet, um die von der Einrichtung 102 bereitgestellte Spannung abhängig von der an der ersten Spannungsschnittstelle 112 anliegenden Spannung, des Aufwachsignals und des ausgangsseitigen Selbsthaltesignals an den Eingang der Spannungsversorgungseinheit 130 bereitzustellen oder nicht mehr bereitzustellen. Dazu weist die erste Kombiniereinrichtung 250 ein dem UND-Gatter 275 vorgeschaltetes ODER-Gatter 277 auf. Den Eingängen des ODER-Gatters 277 werden über entsprechende Leitungen das Aufwachsignal und das ausgangsseitige Selbsthaltesignal zugeführt. Ein Ausgang des ODER-Gatters 277, der ein Ergebnis der Oder-Verknüpfung des Aufwachsignals und des ausgangsseitigen Selbsthaltesignals darstellt, ist mit einem Eingang des UND-Gatters 275 verbunden. Ein weiterer Eingang des UND-Gatters 275 ist mit der ersten Spannungsschnittstelle 112 verbunden. Der Ausgang des UND-Gatters 275 ist mit dem Eingang der Spannungsversorgungseinheit 130 verbunden. According to one embodiment, the control device 134 designed to be as the second signal 262 a latching signal to the signal transmission unit 136 issue. The signal transmission unit 136 is formed to a self-holding signal corresponding output-side latch signal on one of the first voltage side 122 output assigned output port. The first combination device 250 has according to this embodiment, an input for receiving the output-side latch signal. The first combination device 250 is trained to by the facility 102 provided voltage depending on the at the first voltage interface 112 applied voltage, the wake-up signal and the output-side self-holding signal to the input of the power supply unit 130 to provide or not to provide anymore. For this purpose, the first Kombiniereinrichtung 250 an AND gate 275 upstream OR gate 277 on. The inputs of the OR gate 277 The wake-up signal and the output-side self-holding signal are supplied via corresponding lines. An output of the OR gate 277 which is a result of the OR operation of the wake-up signal and the output-side self-hold signal is connected to one input of the AND gate 275 connected. Another input of the AND gate 275 is with the first voltage interface 112 connected. The output of the AND gate 275 is connected to the input of the power supply unit 130 connected.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Selbsthaltesignal 262 über eine Leitung an die Spannungsversorgungseinrichtung 132 bereitgestellt. Die Spannungsversorgungseinrichtung 132 kann dementsprechend ausgebildet sein, um die Versorgungsspannung 245 abhängig von dem Selbsthaltesignal 262 bereitzustellen. According to one embodiment, the self-hold signal 262 via a cable to the voltage supply device 132 provided. The power supply device 132 can be designed accordingly to the supply voltage 245 depending on the latch signal 262 provide.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die die Kopplungsvorrichtung 110 ausgebildet, um über eine Kommunikationsschnittstelle 280 der Kopplungsvorrichtung 110 mit einer weiteren Vorrichtung 140 zu kommunizieren. Dazu weist die Kopplungsvorrichtung 110 eine Sende-Empfangseinrichtung 283 auf, die zwischen die Kommunikationsschnittstelle 280 und die Signalübertragungseinheit 136 geschaltet ist. Die Sende-Empfangseinrichtung 283 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel der ersten Spannungsseite 122 der Kopplungsvorrichtung 110 zugeordnet. Die Sende-Empfangseinrichtung 283 ist ausgebildet, um von der Kommunikationsschnittstelle 280 empfangene Signale an die Signalübertragungseinheit 136 weiterzuleiten. Entsprechend ist die Sende-Empfangseinrichtung 283 ausgebildet, um von der Signalübertragungseinheit 136 empfangene Signale an die Kommunikationsschnittstelle 280 weiterzuleiten. Somit können von der Vorrichtung 140 empfangene Signale über die Sende-Empfangseinrichtung 283 und die Signalübertragungseinheit 136 an die Steuereinrichtung 134 übertragen werden. In entgegengesetzter Richtung können von der Steuereinrichtung 134 ausgegebene Signale über die Signalübertragungseinheit 136, die Sende-Empfangseinrichtung 283 und die Kommunikationsschnittstelle 280 an die Vorrichtung 140 übertragen werden. Die Sende-Empfangseinrichtung 283 kann beispielsweise ausgebildet sein, um einen Signalpegel von über die Kommunikationsschnittstelle 280 übertragenen Signalen an einen Signalpegel der Anschlüsse der Signalübertragungseinheit 136 anzupassen. According to one embodiment, this is the coupling device 110 trained to communicate via a communication interface 280 the coupling device 110 with another device 140 to communicate. For this purpose, the coupling device 110 a transceiver 283 on that between the communication interface 280 and the signal transmission unit 136 is switched. The transceiver 283 is the first voltage side according to this embodiment 122 the coupling device 110 assigned. The transceiver 283 is designed to work from the communication interface 280 received signals to the signal transmission unit 136 forward. Accordingly, the transceiver is 283 designed to be from the signal transmission unit 136 received signals to the communication interface 280 forward. Thus, from the device 140 received signals via the transceiver 283 and the signal transmission unit 136 to the controller 134 be transmitted. In the opposite direction can by the control device 134 output signals via the signal transmission unit 136 , the transceiver 283 and the communication interface 280 to the device 140 be transmitted. The transceiver 283 For example, it may be configured to provide a signal level from over the communication interface 280 transmitted signals to a signal level of the terminals of the signal transmission unit 136 adapt.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Kopplungsvorrichtung 110 eine Spannungsversorgung 285 zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung 286 an die Sende-Empfangseinrichtung 283 auf. Die Spannungsversorgung 285 ist ausgebildet, um die Versorgungsspannung 286 abhängig von dem Aufwachsignal und dem Selbsthaltesignal 262 an die Kopplungsvorrichtung 110 bereitzustellen. Dazu ist eine zweite Kombiniereinrichtung 287 vorgesehen, die ausgebildet ist, um die an der ersten Spannungsschnittstelle 112 anliegenden Spannung abhängig von dem Aufwachsignal und dem ausgangsseitigen Selbsthaltesignal an die Spannungsversorgung 285 bereitzustellen. Dazu weist die zweite Kombiniereinrichtung 287 ein weiteres ODER-Gatter und ein weiteres UND-Gatter auf. Den Eingängen des weiteren ODER-Gatters werden über entsprechende Leitungen das Aufwachsignal und das ausgangsseitige Selbsthaltesignal zugeführt. Ein Ausgang des weiteren ODER-Gatters, das eine Oder-Verknüpfung des Aufwachsignals und des ausgangsseitigen Selbsthaltesignals darstellt, ist mit einem Eingang des weiteren UND-Gatters verbunden. Ein weiterer Eingang des weiteren UND-Gatters ist mit der ersten Spannungsschnittstelle 112 verbunden. Der Ausgang des weiteren UND-Gatters ist mit dem Eingang der Spannungsversorgung 285 verbunden. According to one embodiment, the coupling device 110 a power supply 285 for providing a supply voltage 286 to the transceiver 283 on. The power supply 285 is designed to supply voltage 286 depending on the wake-up signal and the self-hold signal 262 to the coupling device 110 provide. This is a second combination device 287 provided, which is adapted to the at the first voltage interface 112 applied voltage depending on the Aufwachsignal and the output-side latch signal to the power supply 285 provide. For this purpose, the second combination device 287 another OR gate and another AND gate. The inputs of the further OR gate, the wake-up signal and the output-side self-holding signal are supplied via corresponding lines. An output of the further OR gate, which constitutes an OR operation of the wake-up signal and the output-side self-hold signal, is connected to an input of the further AND gate. Another input of the further AND gate is with the first voltage interface 112 connected. The output of the further AND gate is connected to the input of the power supply 285 connected.

Die Kopplungsvorrichtung 110 kann ein Gehäuse aufweisen, das die in 2 gezeigten Elemente der Kopplungsvorrichtung 110 umschließen kann. Die Spannungsschnittstellen 112, 114 sowie die Schnittstellen 270, 280 können als Schnittstellen, beispielsweise Anschlüsse, des Gehäuses ausgeführt sein. The coupling device 110 may have a housing, which in 2 shown elements of the coupling device 110 can enclose. The voltage interfaces 112 . 114 as well as the interfaces 270 . 280 can be designed as interfaces, such as connections, of the housing.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von 2 detailliert beschrieben. Dabei ist die Einrichtung 102 ausgebildet, um eine erste Bordnetzspannung, beispielsweise eine 12V Bordnetzspannung (BN12) oder eine 24V Bordnetzspannung (BN24) bereitzustellen. Die Einrichtung 104 ist ausgebildet, um eine zweite Bordnetzspannung, beispielsweise eine 48V Bordnetzspannung (BN 48) bereitzustellen. Die Vorrichtung 140 steht stellvertretend für vernetzte Steuergeräte oder ein übergeordnetes System. Die Spannungsversorgung 285 ist als eine Spannungsversorgungs-Baugruppe der Signalübertragungseinheit 136 sowie der Sende-Empfangseinrichtung 283 ausgeführt, die wiederum als ein Transceiver realisiert ist. Der Transceiver weist eine Versorgungsspannung 286 auf. Die Kopplungsvorrichtung 110 selbst ist als ein Steuergerät ausgeführt. Die Spannungsversorgungseinheit 130 ist als eine Spannungsversorgungs-Baugruppe ausgeführt. Die Spannungsversorgungseinrichtung 132 ist ebenfalls als eine Spannungsversorgungs-Baugruppe ausgeführt, die ausgebildet ist, um die Versorgungsspannung 245 der Steuereinrichtung 134 bereitzustellen. Die Steuereinrichtung 134 ist als eine logische Steuereinheit, beispielsweise in Form eines Mikrokontrollers ausgeführt. Die Signalübertragungseinheit 136 ist als eine Baugruppe mit galvanisch getrennter Signalübertragung ausgeführt. Die erste Spannungsschnittstelle 112 ist über eine Bordnetz-(BN12/BN24)Versorgungsleitung 289 mit einem Eingang der Kombiniereinrichtung 250, gemäß dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel mit einem Eingang des UND-Gatters 275 verbunden. Die Leitung 265 ist als eine Versorgungsspannung (BN12/BN24) Wake-up Leitung ausgeführt. Das erste Signal 261 stellt ein Diagnosesignal der Versorgungsspannung (BN12/BN24) Wake-up Leitung dar. Das zweite Signal 262 stellt ein Selbsthaltesignal der logischen Steuereinheit 134 dar. Die Leitungen 263 sind als Kommunikationsleitungen der logischen Steuereinheit 134 ausgeführt. In the following an embodiment of the invention with reference to 2 described in detail. Here is the device 102 designed to provide a first vehicle electrical system voltage, for example a 12V vehicle electrical system voltage (BN12) or a 24V vehicle electrical system voltage (BN24). The device 104 is designed to provide a second vehicle electrical system voltage, for example a 48V vehicle electrical system voltage (BN 48). The device 140 is representative of networked control units or a higher-level system. The power supply 285 is as a power supply assembly of the signal transmission unit 136 and the transceiver 283 executed, which in turn is implemented as a transceiver. The transceiver has a supply voltage 286 on. The coupling device 110 itself is designed as a control unit. The power supply unit 130 is designed as a power supply module. The power supply device 132 is also designed as a power supply module, which is designed to supply the supply voltage 245 the control device 134 provide. The control device 134 is implemented as a logical control unit, for example in the form of a microcontroller. The signal transmission unit 136 is designed as an assembly with galvanically isolated signal transmission. The first voltage interface 112 is via a wiring system (BN12 / BN24) supply line 289 with an input of the combination device 250 , according to the in 2 shown embodiment with an input of the AND gate 275 connected. The administration 265 is designed as a supply voltage (BN12 / BN24) wake-up line. The first signal 261 represents a diagnostic signal of the supply voltage (BN12 / BN24) wake-up line. The second signal 262 provides a latching signal to the logic control unit 134 dar. The lines 263 are as communication lines of the logical control unit 134 executed.

Die logische Steuereinheit 134 wird durch eine Baugruppe 132 versorgt, die Verbindungen zum zweiten Bordnetz 104 (BN48) und Verbindungen zu einer Baugruppe 130, die direkt oder galvanisch entkoppelt vom ersten Bordnetz 102 (BN12/BN24) versorgt wird, besitzen kann. Um das Steuergerät 110 über die Wakeup Leitung 265 wecken zu können, ist die Spannungsversorgung 132 der logischen Steuereinheit 134 beim Aufwecken zu aktivieren. Diese Aktivierung erfolgt durch die logische UND-Verknüpfung 275 der BN12/BN24 Versorgungsspannung auf der Leitung 289 und des Wake·up Signals auf der Leitung 265. Durch diese Verknüpfung 275 wird auch die Ruhestromanforderung des ersten Bordnetzes 102 (BN12/BN24) erfüllt, da bei abgeschaltetem Wake-up Signal die Spannungsversorgungsbaugruppe 130 deaktiviert wird. Die Wake·up Leitung 265 wird ferner von der logischen Steuereinheit 134 überwacht, um das Steuergerät 110 über die Wake-up Leitung 265 ausschalten zu können. The logical control unit 134 is through an assembly 132 supplied, the connections to the second electrical system 104 (BN48) and connections to an assembly 130 that is directly or galvanically decoupled from the first electrical system 102 (BN12 / BN24) is supplied. To the controller 110 via the wakeup line 265 Being able to wake up is the power supply 132 the logical control unit 134 when waking up to activate. This activation is done by the logical AND operation 275 the BN12 / BN24 supply voltage on the line 289 and the wake-up signal on the line 265 , Through this link 275 is also the quiescent current demand of the first electrical system 102 (BN12 / BN24), since the power supply module is switched off when the wake-up signal is switched off 130 is deactivated. The wake up line 265 is further from the logical control unit 134 monitored to the controller 110 via the wake-up line 265 to turn off.

Die Überwachung und Diagnose erfolgt über eine Baugruppe 136, die eine galvanisch getrennte Signalübertragung von konstanten Gleichspannungen (DC) und pulsierenden Gleichspannungssignalen, beispielsweise digitale Kommunikationssignale, zwischen den BN12/BN24 und BN48 Seiten 122, 124 herstellen kann. Diese Kopplung ermöglicht es, das Steuergerät 110 ein- und auszuschalten, um die Ruhestromanforderung auf den BN12/BN24 und BN48 Bordnetzspannungen 102, 104 einhalten zu können. Monitoring and diagnostics are carried out via an assembly 136 which provides galvanically isolated signal transmission from constant DC voltages and pulsating DC signals, for example digital communication signals, between the BN12 / BN24 and BN48 sides 122 . 124 can produce. This coupling makes it possible control unit 110 to switch on and off the quiescent current request on the BN12 / BN24 and BN48 on-board system voltages 102 . 104 to be able to comply.

In der Regel wird die logische Steuereinheit 134 vor dem Abschalten Daten in einen nichtflüchtigen Datenspeicher ablegen. Während des Speichervorganges darf die Versorgungsspannung 145 der logischen Steuereinheit 134 nicht unterbrochen werden. Um die redundante Spannungsversorgung der logischen Steuereinheit 134 auch bei abgeschaltetem Wake-up Signal gewährleisten zu können, wird eine logische ODER-Verknüpfung 277 des Wake-up-Signals und eines Selbsthaltesignals 262 der logischen Steuereinheit 134 realisiert. Dadurch kann die logische Steuereinheit 134 die Spannungsversorgungsbaugruppen 130, 132, 285 kontrolliert abschalten, um die Versorgungsspannung 145 während des Abschaltvorgangs aufrecht zu halten und gegebenenfalls die Einleitung von Fail-Safe Maßnahmen kontrolliert und gesteuert zu ermöglichen. As a rule, the logical control unit 134 store data in a non-volatile memory before switching off. During the storage process, the supply voltage may 145 the logical control unit 134 not be interrupted. To the redundant power supply of the logical control unit 134 Even when the wake-up signal is switched off, it becomes a logical OR operation 277 the wake-up signal and a latch signal 262 the logical control unit 134 realized. This allows the logical control unit 134 the power supply modules 130 . 132 . 285 controlled shutdown to the supply voltage 145 be maintained during the shutdown and, where appropriate, the initiation of fail-safe measures controlled and controlled to allow.

Das Steuergerät 110 kann eine Kommunikationsschnittstelle 280 zu anderen Steuergeräten 132 besitzen, die mit der ersten Versorgungsspannung 102 (BN12/BN24) versorgt werden. Um die Kommunikationsverbindungsleitungen der Kommunikationsschnittstelle 280 vor Überspannung, verursacht beispielsweise durch einen Kurzschluss zur zweiten Bordspannung 104 (BN48) zu schützen, wird ein Konzept verwendet, womit die Kommunikationsleitungen der Kommunikationsschnittstelle 280 durch die Baugruppe 136, die eine galvanisch getrennte Signalübertragung von DC- und pulsierenden DC-Spannungssignalen, beispielsweise von digitalen Kommunikationssignalen zwischen den BN12/BN24 und BN48 Seiten 122, 124 herstellen kann, mi den Kommunikationsleitungen 263 der Steuereinrichtung 134 verbunden werden. Die galvanisch getrennte Signalübertragung kann durch optische, induktive und / oder kapazitive Signalübertragung stattfinden. The control unit 110 can be a communication interface 280 to other controllers 132 own that with the first supply voltage 102 (BN12 / BN24) are supplied. To the communication links of the communication interface 280 overvoltage, caused for example by a short circuit to the second on-board voltage 104 (BN48), a concept is used with which the communication lines of the communication interface 280 through the assembly 136 which provides galvanically isolated signal transmission of DC and pulsating DC voltage signals, for example digital communication signals between the BN12 / BN24 and BN48 sides 122 . 124 can connect to the communication lines 263 the control device 134 get connected. The galvanically isolated signal transmission can take place by optical, inductive and / or capacitive signal transmission.

Der Transceiver 283 ermöglicht die Transformation von Spannungs- oder Strompegel des Kommunikationsnetzwerkes in andere Größen, beispielsweise einen TTL-Spannungspegel. Der Transceiver 283 kann von der BN12/BN24 Seite 122 und/oder von der BN48 Seite 124 aus versorgt werden. Um die Ruhestromanforderung der Transceiver-Versorgungsbaugruppe 285 einhalten zu können, wird deren Spannungsversorgung durch die zweite Kombiniereinrichtung 287 in Betrieb gesetzt, und zwar durch die logische.UND-Verknüpfung der Versorgungsleitung 289 und dem Ergebnis der ODER-Verknüpfung aus dem Wake-up Signal 265 und dem Selbsthaltesignal 262 der logischen Steuereinheit 134, bzw. dem von der Signalübertragungseinheit 134 ausgegebenen Selbsthaltesignal. Diese logische Verknüpfung in der zweiten Kombiniereinrichtung 287 ermöglicht es auch bei Abschaltung die Kommunikationsschnittstelle 280 weiterhin mit Spannung zu versorgen und somit die Kommunikation bis zum kontrollierten Abschaltungszeitpunkt, dessen Vorgabe durch die logische Steuereinheit 134 erfolgt, aufrecht zu halten. The transceiver 283 allows the transformation of voltage or current levels of the communication network into other sizes, such as a TTL voltage level. The transceiver 283 can from the BN12 / BN24 side 122 and / or from the BN48 side 124 be supplied from. To the power-off request of the transceiver power pack 285 to be able to comply with their power supply by the second combiner 287 put into operation, through the logical. AND connection of the supply line 289 and the result of the OR operation from the wake-up signal 265 and the self-holding signal 262 the logical control unit 134 or that of the signal transmission unit 134 issued latching signal. This logical link in the second combiner 287 allows the communication interface even when switched off 280 continue to supply voltage and thus the communication to the controlled shutdown time, whose specification by the logical control unit 134 done, keep upright.

Das beschriebene Konzept dient zur Kopplung von Signalen zweier Bordnetzspannungen 102, 104 sowie von Kommunikationsleitungen bei Steuergeräten, bei denen vorzugsweise die logische Steuereinheit 134 und Diagnosebaugruppen auf der Seite der zweiten Bordnetzspannung 104 eingesetzt werden. Durch den Einsatz des beschriebenen Kopplungskonzeptes kann eine Steuerschaltung einer Leistungselektronik der Kopplungsvorrichtung 110 redundant von beiden Bordnetzen 102, 104 aus versorgt werden, um die Verfügbarkeit und Sicherheit des Gesamtsystems zu erhöhen und die aktive Regelung eines Aktuators der Kopplungsvorrichtung 110 auch beim Ausfall der Leistungsenergieversorgung 104 zu ermöglichen. Durch die aufrechterhaltenen Diagnosemöglichkeiten können auch je nach Fehlerursache individuelle Fail Safe Maßnahmen eingeleitet werden. Um diese Funktionen darstellen zu können, sind besondere Maßnahmen für die Kopplung von Signalleitungen der zwei Spannungsseiten 222, 224 und von Kommunikationsleitungen nötig, wie es hier näher erläutert ist. The concept described is used to couple signals of two vehicle electrical system voltages 102 . 104 and of communication lines in control devices, in which preferably the logical control unit 134 and diagnostic modules on the side of the second vehicle electrical system voltage 104 be used. By using the described coupling concept, a control circuit of a power electronics of the coupling device 110 redundant from both on-board networks 102 . 104 are supplied to increase the availability and safety of the overall system and the active control of an actuator of the coupling device 110 even if the power supply fails 104 to enable. Due to the sustained diagnostic options, individual fail-safe measures can also be initiated, depending on the cause of the error. In order to represent these functions, special measures for the coupling of signal lines of the two voltage sides 222 . 224 and communication lines necessary, as explained in more detail here.

Durch die redundante Spannungsversorgung kann die Gerätediagnose mit der Überwachung beider Bordnetzspannungen 102, 104 erweitert werden, um auch einen Ausfall oder einen Leitungsbruch des jeweiligen Bordnetzversorgungskreises überwachen zu können. Due to the redundant power supply, the device diagnostics can be used to monitor both vehicle voltages 102 . 104 be extended to monitor a failure or line breakage of each board supply network.

Um Masseschleifen, sogenannte Groundschleifen, zu vermeiden, dürfen die Minus-Leitungen der Bordnetzspannungen 102, 104 innerhalb des Geräts 110 nicht direkt miteinander verbunden werden. Der beschriebene Ansatz ist dadurch gekennzeichnet, dass eine technische Lösung für die Kopplung von Signalleitungen der zwei Spannungsseiten 222, 224 und von Kommunikationsleitungen mit einer logischen Steuereinheit 134, beispielsweise einem Mikrocontroller ermöglicht wird, der vorteilhaft auf der zweiten Spannungsseite 224 eingesetzt wird In order to avoid ground loops, so-called ground loops, the minus lines of the vehicle electrical system voltages may be used 102 . 104 within the device 110 not be connected directly. The described approach is characterized in that a technical solution for the coupling of signal lines of the two voltage sides 222 . 224 and communication lines with a logical control unit 134 For example, a microcontroller is made possible, which is advantageous on the second voltage side 224 is used

Durch das Kopplungskonzept und durch den modularen Aufbau können auch Varianten mit lediglich einer Bordnetzversorgung 102, 104 dargestellt werden, ohne eine Zusatzgerätevariante entwickeln zu müssen. Die Variantenbildung ist durch Bestückungsoptionen darstellbar. Ferner können auch für entwicklungsbegleitende Tätigkeiten weitere Transceiver-Bausteine, mit und/oder ohne galvanische Trennung zur Steuereinheit 134, eingesetzt werden, um erweiterte Diagnosemöglichkeiten in der Entwicklungsphase zu gewährleisten. Due to the coupling concept and the modular structure can also variants with only a board power supply 102 . 104 be presented without having to develop an accessory variant. The variant formation can be represented by equipment options. Furthermore, further transceiver components, with and / or without electrical isolation from the control unit, can also be used for development-accompanying activities 134 , are used to provide advanced diagnostics in the development phase.

3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer Kopplungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei kann es sich um die in den vorangegangenen Figuren gezeigte Kopplungsvorrichtung handeln. 3 FIG. 12 shows a flowchart of a method for operating a coupling device according to an embodiment of the present invention. This may be the coupling device shown in the preceding figures.

In einem Schritt 301 wird eine erste Spannung von der ersten Spannungsschnittstelle an einen der ersten Spannungsseite zugeordneten Eingang der Spannungsversorgungseinheit bereitgestellt. In einem Schritt 303 wird die an dem Eingang der Spannungsversorgungseinheit anliegende Spannung in eine Zwischenspannung gewandelt und an einem der zweiten Spannungsseite zugeordneten Ausgang der Spannungsversorgungseinheit bereitgestellt. In einem Schritt 305 werden die Zwischenspannung und eine zweite Spannung an die Eingangsschnittstelle der der zweiten Spannungsseite zugeordneten Spannungsversorgungseinrichtung bereitgestellt. Ferner wird eine Versorgungsspannung an die der zweiten Spannungsseite zugeordnete Steuereinrichtung durch die Spannungsversorgungseinrichtung unter Verwendung einer der an den Eingangsschnittstellen anliegenden Spannungen bereitgestellt. In einem Schritt 307 wird ein Signal durch die Steuereinrichtung an einen der zweiten Spannungsseite zugeordneten Eingangsanschluss der Signalübertragungseinheit ausgegeben. In einem Schritt 309 wird ein dem Signal entsprechendes und galvanisch von dem eingangseitigen Signal getrenntes ausgangseitiges Signal an einem der zweiten Spannungsseite zugeordneten Ausganganschluss der Signalübertragungseinheit bereitgestellt. In one step 301 a first voltage is provided from the first voltage interface to one of the first voltage side associated input of the power supply unit. In one step 303 the voltage applied to the input of the voltage supply unit is converted into an intermediate voltage and provided at an output of the voltage supply unit assigned to the second voltage side. In one step 305 For example, the intermediate voltage and a second voltage are provided to the input interface of the voltage supply device associated with the second voltage side. Further, a supply voltage to the second voltage side associated control means is provided by the voltage supply means using one of the voltages applied to the input interfaces. In one step 307 a signal is output by the control device to an input terminal of the signal transmission unit assigned to the second voltage side. In one step 309 an output-side signal corresponding to the signal and galvanically isolated from the input-side signal is provided at an output connection of the signal transmission unit assigned to the second voltage side.

Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden. Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden. The embodiments described and shown in the figures are chosen only by way of example. Different embodiments may be combined together or in relation to individual features. Also, an embodiment can be supplemented by features of another embodiment. Furthermore, method steps according to the invention can be repeated as well as carried out in a sequence other than that described.

Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“ Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist. If an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, this can be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment, either only the first Feature or only the second feature.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100 100
Fahrzeug vehicle
102 102
erste Batterie first battery
104 104
zweite Batterie second battery
110 110
Kopplungsvorrichtung coupling device
112 112
erste Spannungsschnittstelle first voltage interface
114 114
zweite Spannungsschnittstelle second voltage interface
122 122
erste Spannungsseite first voltage side
124 124
zweite Spannungsseite second voltage side
130 130
Spannungsversorgungseinheit Power supply unit
132 132
Spannungsversorgungseinrichtung Power supply means
134 134
Steuereinrichtung control device
136 136
Signalübertragungseinheit Signal transmission unit
140 140
weitere Vorrichtung another device
250 250
Kombiniereinrichtung combiner
261 261
erstes Signal first signal
262 262
zweites Signal second signal
263 263
Kommunikationsleitungen communication lines
265 265
Leitung management
270 270
Schnittstelle interface
271 271
Schalter switch
275 275
UND-Gatter AND gate
277 277
ODER-Gatter OR gate
280 280
Kommunikationsschnittstelle Communication Interface
283 283
Sende-Empfangseinrichtung Transceiver
285 285
Spannungsversorgung power supply
286 286
Versorgungsspannung supply voltage
287 287
zweite Kombiniereinrichtung second combination device
289 289
Versorgungsleitung supply line
301 301
Schritt des Bereitstellens Step of providing
303 303
Schritt des Wandelns Step of walking
305 305
Schritt des Bereitstellens Step of providing
307 307
Schritt des Bereitstellens Step of providing
309 309
Schritt des Bereitstellens Step of providing

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10235162 A1 [0003] DE 10235162 A1 [0003]

Claims (10)

Kopplungsvorrichtung (110) für ein Fahrzeug (100), wobei die Kopplungsvorrichtung (110) eine einer ersten Spannungsseite (122) der Kopplungsvorrichtung (110) zugeordnete erste Spannungsschnittstelle (112) zum Verbinden der Kopplungsvorrichtung (110) mit einer ersten Spannungsversorgung (102) zum Bereitstellen einer ersten Spannung und eine einer zweiten Spannungsseite (124) der Kopplungsvorrichtung (110) zugeordnete zweite Spannungsschnittstelle (114) zum Verbinden der Kopplungsvorrichtung (110) mit einer zweiten Spannungsversorgung (104) zum Bereitstellen einer zweiten Spannung umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsvorrichtung (110) ferner folgende Merkmale aufweist: eine Spannungsversorgungseinheit (130) mit einem der ersten Spannungsseite (122) zugeordneten Eingang und einem der zweiten Spannungsseite (124) zugeordneten Ausgang, wobei die Spannungsversorgungseinheit (130) ausgebildet ist, um eine an dem Eingang anliegende Spannung in eine Zwischenspannung zu wandeln und an dem Ausgang bereitzustellen; eine der zweiten Spannungsseite (124) zugeordnete Spannungsversorgungseinrichtung (132), mit einer Eingangsschnittstelle, die zum Empfangen der Zwischenspannung mit dem Ausgang der Spannungsversorgungseinheit (130) und zum Empfangen der zweiten Spannung mit der zweite Spannungsschnittstelle (114) verbunden ist, und wobei die Spannungsversorgungseinrichtung (132) ausgebildet ist, um unter Verwendung einer an der Eingangsschnittstelle anliegenden Spannung eine Versorgungsspannung (245) bereitzustellen; eine der zweiten Spannungsseite (124) zugeordnete Steuereinrichtung (134), die einen Versorgungsspannungseingang zum Empfangen der Versorgungsspannung (245) und zumindest einen Signalanschluss zum Ausgeben eines Signals (262, 263) aufweist; und eine Signalübertragungseinheit (136) mit zumindest einem der zweiten Spannungsseite (124) zugeordneten Eingangsanschluss und zumindest einem der ersten Spannungsseite (122) zugeordneten Ausgangsanschluss, wobei der zumindest eine Eingangsanschluss mit dem zumindest einem Signalanschluss der Steuereinrichtung (134) verbunden ist, und wobei die Signalübertragungseinheit (136) ausgebildet ist, um ansprechend auf ein an dem zumindest einen Eingangsanschluss anliegenden eingangseitigen Signal (261, 262, 263) ein dem eingangseitigen Signal (261, 262, 263) entsprechendes und galvanisch von dem eingangseitigen Signal (261, 262, 263) getrenntes ausgangseitiges Signal an dem zumindest einen Ausganganschluss bereitzustellen. Coupling device ( 110 ) for a vehicle ( 100 ), wherein the coupling device ( 110 ) one of a first voltage side ( 122 ) of the coupling device ( 110 ) associated first voltage interface ( 112 ) for connecting the coupling device ( 110 ) with a first power supply ( 102 ) for providing a first voltage and a second voltage side ( 124 ) of the coupling device ( 110 ) associated second voltage interface ( 114 ) for connecting the coupling device ( 110 ) with a second power supply ( 104 ) for providing a second voltage, characterized in that the coupling device ( 110 ) further comprises: a power supply unit ( 130 ) with one of the first voltage side ( 122 ) and one of the second voltage side ( 124 ), the power supply unit ( 130 ) is configured to convert a voltage applied to the input into an intermediate voltage and to provide it at the output; one of the second voltage side ( 124 ) power supply device ( 132 ), having an input interface for receiving the intermediate voltage with the output of the power supply unit ( 130 ) and for receiving the second voltage with the second voltage interface ( 114 ), and wherein the power supply device ( 132 ) is configured to supply a supply voltage (using a voltage applied to the input interface ( 245 ) to provide; one of the second voltage side ( 124 ) associated control device ( 134 ) having a supply voltage input for receiving the supply voltage ( 245 ) and at least one signal terminal for outputting a signal ( 262 . 263 ) having; and a signal transmission unit ( 136 ) with at least one of the second voltage side ( 124 ) associated input terminal and at least one of the first voltage side ( 122 ), the at least one input terminal being connected to the at least one signal terminal of the control device ( 134 ), and wherein the signal transmission unit ( 136 ) in response to an input side signal (11) applied to the at least one input terminal. 261 . 262 . 263 ) an input signal ( 261 . 262 . 263 ) corresponding and galvanic from the input side signal ( 261 . 262 . 263 ) provide a separate output side signal at the at least one output port. Kopplungsvorrichtung (110) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingang und der Ausgang der Spannungsversorgungseinheit (130) galvanisch voneinander getrennt sind. Coupling device ( 110 ) according to claim 1, characterized in that the input and the output of the power supply unit ( 130 ) are galvanically separated from each other. Kopplungsvorrichtung (110) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalübertragungseinheit (136) zumindest einen der ersten Spannungsseite (122) zugeordneten weiteren Eingangsanschluss und zumindest einen der zweiten Spannungsseite (124) zugeordneten weiteren Ausgangsanschluss aufweist, wobei der zumindest eine weitere Ausgangsanschluss mit einem Signalanschluss der Steuereinrichtung (134) verbunden ist, und wobei die Signalübertragungseinheit (136) ausgebildet ist, um ansprechend auf ein an dem zumindest einen weiteren Eingangsanschluss anliegenden weiteren eingangseitigen Signal (265) ein dem weiteren eingangseitigen Signal (265) entsprechendes und galvanisch von dem weiteren eingangseitigen Signal (265) getrenntes weiteres ausgangseitiges Signal (261) an dem zumindest einen weiteren Ausganganschluss bereitzustellen. Coupling device ( 110 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the signal transmission unit ( 136 ) at least one of the first voltage side ( 122 ) associated further input terminal and at least one of the second voltage side ( 124 ), wherein the at least one further output terminal is connected to a signal terminal of the control device ( 134 ), and wherein the signal transmission unit ( 136 ) is configured to be responsive to a further input signal (11) applied to the at least one further input terminal ( 265 ) a further input signal ( 265 ) corresponding and galvanic from the further input side signal ( 265 ) separate further output side signal ( 261 ) to provide at least one further output terminal. Kopplungsvorrichtung (110) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsvorrichtung (110) eine der ersten Spannungsseite (122) der Kopplungsvorrichtung (110) zugeordnete Schnittstelle zum Empfangen eines Aufwachsignals (265) und eine der ersten Spannungsseite (122) der Kopplungsvorrichtung (110) zugeordnete Kombiniereinrichtung (250) aufweist, wobei die Kombiniereinrichtung (250) ausgebildet ist, um den Eingang der Spannungsversorgungseinheit (130) abhängig von dem Aufwachsignal (265) mit der ersten Spannungsschnittstelle (112) zu verbinden. Coupling device ( 110 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling device ( 110 ) one of the first voltage side ( 122 ) of the coupling device ( 110 ) associated interface for receiving a wake-up signal ( 265 ) and one of the first voltage side ( 122 ) of the coupling device ( 110 ) associated with combining device ( 250 ), wherein the combining device ( 250 ) is formed around the input of the power supply unit ( 130 ) depending on the wake-up signal ( 265 ) with the first voltage interface ( 112 ) connect to. Kopplungsvorrichtung (110) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalübertragungseinheit (136) ausgebildet ist, um das Aufwachsignal (265) an dem zumindest einen weiteren Eingangsanschluss zu empfangen und ein dem Aufwachsignal (265) entsprechendes ausgangseitiges Aufwachsignal (161) über den zumindest einen weiteren Ausgangsanschluss an die Steuereinrichtung (134) auszugeben. Coupling device ( 110 ) according to claim 4, characterized in that the signal transmission unit ( 136 ) is designed to receive the wake-up signal ( 265 ) to receive at the at least one further input terminal and a the Aufwachsignal ( 265 ) corresponding output-side wake-up signal ( 161 ) via the at least one further output connection to the control device ( 134 ). Kopplungsvorrichtung (110) gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (134) ausgebildet ist, um ein Selbsthaltesignal (262) an den Eingangsanschluss der Signalübertragungseinheit (136) auszugeben, der Ausgangsanschluss der Signalübertragungseinheit (136) mit der Kombiniereinrichtung (250) verbunden ist, um ein dem Selbsthaltesignal (262) entsprechendes ausgangseitiges Selbsthaltesignal an die Kombiniereinrichtung (250) bereitzustellen, und die Kombiniereinrichtung (250) ausgebildet ist, um den Eingang der Spannungsversorgungseinheit (130) abhängig von dem ausgangseitigen Selbsthaltesignal von der ersten Spannungsschnittstelle (112) zu trennen. Coupling device ( 110 ) according to claim 4 or 5, characterized in that the control device ( 134 ) is designed to generate a self-holding signal ( 262 ) to the input terminal of the signal transmission unit ( 136 ), the output terminal of the signal transmission unit ( 136 ) with the combination device ( 250 ) is connected to the self-holding signal ( 262 ) corresponding output-side self-holding signal to the combination device ( 250 ), and the combining device ( 250 ) is formed around the input of the power supply unit ( 130 ) depending on the output side latch signal from the first voltage interface ( 112 ) to separate. Kopplungsvorrichtung (110) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsvorrichtung (110) eine Sende-Empfangseinrichtung (283) aufweist, die zwischen einer Kommunikationsschnittstelle (280) der Kopplungsvorrichtung (110) und einem der ersten Spannungsseite (222) zugeordneten weiteren Anschluss der Signalübertragungseinheit (136) angeordnet ist. Coupling device ( 110 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling device ( 110 ) a transceiver device ( 283 ) between a communication interface ( 280 ) of the coupling device ( 110 ) and one of the first voltage side ( 222 ) associated further connection of the signal transmission unit ( 136 ) is arranged. Kopplungsvorrichtung (110) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsvorrichtung (110) eine weitere Kombiniereinrichtung (287) aufweist, die ausgebildet ist, um eine Spannungsversorgung der Sende-Empfangseinrichtung (283) unter Verwendung des Aufwachsignals (165) und des ausgangseitigen Selbsthaltesignals zu steuern. Coupling device ( 110 ) according to claim 7, characterized in that the coupling device ( 110 ) a further combining device ( 287 ), which is designed to supply a voltage to the transceiver device ( 283 ) using the wake-up signal ( 165 ) and the output side latch signal. Kopplungsvorrichtung (110) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Spannung der ersten Spannungsversorgung (102) eine Gleichspannung kleiner als 40V und die zweite Spannung der zweiten Spannungsversorgung (104) eine Gleichspannung größer als 40V und kleiner als 60V ist. Coupling device ( 110 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the first voltage of the first power supply ( 102 ) a DC voltage less than 40V and the second voltage of the second power supply ( 104 ) is a DC voltage greater than 40V and less than 60V. Verfahren zum Betreiben einer Kopplungsvorrichtung (110) für ein Fahrzeug (100), wobei die Kopplungsvorrichtung (110) eine einer ersten Spannungsseite (122) der Kopplungsvorrichtung (110) zugeordnete erste Spannungsschnittstelle (112) zum Verbinden der Kopplungsvorrichtung (110) mit einer ersten Spannungsversorgung (102) zum Bereitstellen einer ersten Spannung und eine einer zweiten Spannungsseite (124) der Kopplungsvorrichtung (110) zugeordnete zweite Spannungsschnittstelle (114) zum Verbinden der Kopplungsvorrichtung (110) mit einer zweiten Spannungsversorgung (104) zum Bereitstellen einer zweiten Spannung aufweist, und wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen (301) der ersten Spannung von der ersten Spannungsschnittstelle (112) an einen der ersten Spannungsseite (122) zugeordneten Eingang einer Spannungsversorgungseinheit (130); Wandeln (303) der an dem Eingang der Spannungsversorgungseinheit (130) anliegenden Spannung in eine Zwischenspannung und Bereitstellen der Zwischenspannung an einem der zweiten Spannungsseite (124) zugeordneten Ausgang der Spannungsversorgungseinheit (130); Bereitstellen (305) der Zwischenspannung und der zweiten Spannung an eine Eingangsschnittstelle einer der zweiten Spannungsseite (124) zugeordneten Spannungsversorgungseinrichtung (132) und Bereitstellen einer Versorgungsspannung an eine der zweiten Spannungsseite (124) zugeordneten Steuereinrichtung (134) durch die Spannungsversorgungseinrichtung (132) unter Verwendung einer an der Eingangsschnittstelle anliegenden Spannung; Ausgeben (307) eines Signals (262, 263) durch die Steuereinrichtung (134) an einen der zweiten Spannungsseite (124) zugeordneten Eingangsanschluss einer Signalübertragungseinheit (136); und Bereitstellen (309) eines dem Signal (261, 262, 263) entsprechenden und galvanisch von dem Signal (261, 262, 263) galvanisch getrennten ausgangseitigen Signals an einem der zweiten Spannungsseite (124) zugeordneten Ausganganschluss der Signalübertragungseinheit (136). Method for operating a coupling device ( 110 ) for a vehicle ( 100 ), wherein the coupling device ( 110 ) one of a first voltage side ( 122 ) of the coupling device ( 110 ) associated first voltage interface ( 112 ) for connecting the coupling device ( 110 ) with a first power supply ( 102 ) for providing a first voltage and a second voltage side ( 124 ) of the coupling device ( 110 ) associated second voltage interface ( 114 ) for connecting the coupling device ( 110 ) with a second power supply ( 104 ) for providing a second voltage, and wherein the method comprises the steps of: providing ( 301 ) of the first voltage from the first voltage interface ( 112 ) to one of the first voltage side ( 122 ) associated input of a power supply unit ( 130 ); Convert ( 303 ) at the input of the power supply unit ( 130 ) voltage in an intermediate voltage and providing the intermediate voltage at one of the second voltage side ( 124 ) associated output of the power supply unit ( 130 ); Provide ( 305 ) of the intermediate voltage and the second voltage to an input interface of a second voltage side ( 124 ) associated power supply device ( 132 ) and providing a supply voltage to one of the second voltage side ( 124 ) associated control device ( 134 ) by the power supply device ( 132 ) using a voltage applied to the input interface; Output ( 307 ) of a signal ( 262 . 263 ) by the control device ( 134 ) to one of the second voltage side ( 124 ) associated input terminal of a signal transmission unit ( 136 ); and deploy ( 309 ) of the signal ( 261 . 262 . 263 ) and galvanic of the signal ( 261 . 262 . 263 ) galvanically isolated output side signal on one of the second voltage side ( 124 ) associated output terminal of the signal transmission unit ( 136 ).
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