DE10149111A1 - Voltage control for vehicle lights and interior lighting - Google Patents
Voltage control for vehicle lights and interior lightingInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spannungsversorgungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit einer Generatoreinrichtung, mit der ein Ladestrom für eine aufladbare Batterie und/oder ein elektrischer Strom für Verbraucher erzeugbar und die zum Antrieb mit einem Kraftfahrzeugmotor verbindbar ist, und einer Anschlussvorrichtung, mit der die aufladbare Batterie mit der Generatoreinrichtung elektrisch verbindbar ist, an die einer oder mehrere Verbraucher anschließbar sind und die Verbindungsleitungen umfasst, die Leitungswiderstände besitzen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung die Spannungsversorgung für die Kraftfahrzeugbeleuchtung. The present invention relates to a voltage supply device for Motor vehicles with a generator device with which a charging current for a rechargeable battery and / or an electrical current for consumers can be generated and which can be connected to a motor vehicle engine for driving, and a connection device with which the rechargeable battery with the Generator device is electrically connectable to which one or more Consumers are connectable and includes the connecting lines that Have line resistances. In particular, the present invention relates to Power supply for automotive lighting.
Die Spannungsversorgung eines Kraftfahrzeugs erfolgt üblicherweise über eine Lichtmaschine bzw. eine Generatoreinrichtung, die über den Kraftfahrzeugmotor angetrieben wird. Parallel zur Lichtmaschine ist eine aufladbare Batterie geschaltet, die die Stromversorgung auch im abgeschalteten Zustand des Kraftfahrzeugmotors gewährleistet und die von der Lichtmaschine geladen wird. A motor vehicle is usually supplied with voltage via an alternator or a generator device that over the Motor vehicle engine is driven. Parallel to the alternator is a rechargeable one Battery switched, the power supply even when switched off Condition of the motor vehicle engine and guaranteed by the alternator is loaded.
In Kraftfahrzeugen befinden sich sehr viele Verbraucher, die mit der üblichen Spannung von etwa 12 Volt von der Lichtmaschine bzw. von der Batterie versorgt werden. Als derartige elektrische Verbraucher befinden sich in dem Bordnetz neben elektronischen Steuerkomponenten auch Beleuchtungseinrichtungen für Fahrlicht und Innenbeleuchtung. In motor vehicles there are very many consumers with the usual Voltage of about 12 volts from the alternator or from the battery be supplied. As such electrical consumers are in the On-board power supply in addition to electronic control components Lighting devices for driving lights and interior lighting.
Im Bordnetz des Fahrzeugs kommt es, bedingt durch transiente Schaltvorgänge größerer Verbraucher zu Spannungsschwankungen bis zu einigen Volt mit einer Dauer von mehreren hundert Millisekunden. So treten massive Spannungsschwankungen insbesondere beim Aufprüfen von ESP-Ventilen, beim Betreiben einer elektrischen Lenkung und dergleichen auf. Beim gleichzeitigen Betrieb von Beleuchtungseinrichtungen, vor allem des Fahrlichts, werden diese Spannungsschwankungen als äußerst störende Leuchtstärkeschwankungen vom menschlichen Auge wahrgenommen. It occurs in the vehicle's electrical system due to transients Switching processes of larger consumers to voltage fluctuations up to a few Volts lasting several hundred milliseconds. So kick massive Voltage fluctuations, especially when testing ESP valves, when operating an electric steering system and the like. At the simultaneous operation of lighting devices, especially the Driving lights, these voltage fluctuations are extremely disruptive Luminosity fluctuations perceived by the human eye.
Die Spannungsschwankungen führen ferner zu Spannungsüberhöhungen, die deutlich über 12 Volt liegen. Die üblicherweise verwendeten Glühlampen, z. B. vom H7-System, werden optimalerweise mit einer Spannung von 13,2 Volt betrieben. Derartige, auf maximale Leuchtstärke getrimmte Glühlampensysteme verlieren wesentlich an Lebensdauer, wenn sie auch nur kurzfristig mit deutlich höheren Spannungen, z. B. etwa 16 Volt, betrieben werden. Hinzu kommt, dass ein Lampenwechsel bei den aktuellen Scheinwerfersystemen konzeptbedingt sehr aufwendig ist, was zu erhöhten Reparaturkosten führt. The voltage fluctuations also lead to voltage increases, that are well above 12 volts. The commonly used light bulbs, z. B. from the H7 system, are optimally with a voltage of 13.2 volts operated. Such, trimmed to maximum brightness Incandescent lamp systems lose much of their lifespan, if only in the short term with significantly higher voltages, e.g. B. operated about 16 volts become. In addition, a lamp change in the current Headlight systems is very complex due to the concept, which leads to increased Repair costs leads.
In diesem Zusammenhang ist aus der Patentschrift DE 198 44 749 C1 ein Verfahren und eine Einrichtung zur Spannungsversorgung von Leuchtmitteln bei Kraftfahrzeugen bekannt. Dabei wird mit einem Spannungsbegrenzer eine der Nennspannung der Leuchtmittel entsprechende konstante Netzspannung erzeugt. Diese wird anstelle der Spannung des Bordnetzes zur Erregung der Leuchtmittel verwendet. Durch diese Spannungsbegrenzung wird eine Erhöhung der Zuverlässigkeit und der Verfügbarkeit des Kraftfahrzeugs durch eine Vergrößerung der Lebensdauer der Leuchtmittel erreicht. Leuchtstärkeschwankungen treten aber immer noch auf. In this context, from DE 198 44 749 C1 Method and device for the voltage supply of lamps known in motor vehicles. Doing so with a voltage limiter a constant corresponding to the nominal voltage of the lamps Mains voltage generated. This is used instead of the voltage of the vehicle electrical system Excitation of the illuminant used. Because of this voltage limitation will increase the reliability and availability of the Motor vehicle achieved by increasing the life of the lamps. Luminance fluctuations still occur.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, die für Betreiber von Fahrzeugen störenden Leuchtstärkeschwankungen zu reduzieren. The object of the present invention is therefore that for operators to reduce fluctuations in the luminance of vehicles.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Spannungsversorgungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit einer Generatoreinrichtung, mit der ein Ladestrom für eine aufladbare Batterie und/oder ein elektrischer Strom für Verbraucher erzeugbar und die zum Antrieb mit einem Kraftfahrzeugmotor verbindbar ist, und einer Anschlussvorrichtung, mit der die aufladbare Batterie mit der Generatoreinrichtung elektrisch verbindbar ist, an die einer oder mehrere Verbraucher anschließbar sind und die Verbindungsleitungen umfasst, die Leitungswiderstände besitzen, sowie einer Spannungsstabilisationseinrichtung, mit der sekundärseitig zumindest einer der Verbraucher mit einer gegenüber positiven und/oder negativen Schwankungen stabilisierten Spannung versorgbar und die primärseitig an die Batterie anschließbar und/oder die Generatoreinrichtung angeschlossen ist. Durch das Ausgleichen auch negativer Spannungsschwankungen durch die Spannungsstabilisationseinrichtung können wahrnehmbare Reduktionen der Leuchtstärke von Beleuchtungseinrichtungen bzw. Leuchtmittel im Bordnetz aufgrund der sonst üblichen Spannungsschwankungen deutlich reduziert werden. According to the invention, this object is achieved by Power supply device for motor vehicles with a generator device, with the a charging current for a rechargeable battery and / or an electrical current Can be generated for consumers and the one to drive Motor vehicle engine is connectable, and a connection device with which the rechargeable Battery is electrically connectable to the generator device to which one or several consumers can be connected and the connecting lines includes line resistances, and one Voltage stabilization device with which at least one of the consumers has on the secondary side one stabilized against positive and / or negative fluctuations Power can be supplied and the primary side can be connected to the battery and / or the generator device is connected. By the Compensate for negative voltage fluctuations through the Voltage stabilization device can perceptibly reduce the luminosity of Lighting devices or illuminants in the vehicle electrical system due to otherwise usual voltage fluctuations can be significantly reduced.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besteht die Spannungsstabilisationseinrichtung aus einer Spannungsregelungseinrichtung, mit der innerhalb eines vorgegebenen Regelbereichs positive und negative Schwankungen einer Primär- bzw. Eingangsspannung durch einen Regelkreis für eine Sekundär- bzw. Ausgangsspannung reduzierbar sind. Die Ausgangsspannung wird dabei laufend mit einem Sollwert verglichen. Durch Steuerung eines Stellglieds wird sie derart verstellt, dass die Abweichung auf ein Minimum zurückgeht. In an advantageous development of the invention Voltage stabilization device from a voltage control device with which positive and negative within a given control range Fluctuations in a primary or input voltage through a control loop for a secondary or output voltage can be reduced. The The output voltage is continuously compared with a setpoint. By control an actuator, it is adjusted such that the deviation on Minimum declines.
Eine besonders vorteilhafte Weiterentwicklung besteht darin, dass die Spannungsstabilisationseinrichtung als Gleichstrom/Gleichstrom- Wandlereinrichtung bzw. DC/DC-Wandler ausgelegt ist. Vorzugsweise werden mit diesem DC/DC-Wandler Primärspannungen von 9 bis 16 Volt in eine für übliche Leuchtmittel optimale Sekundärspannung von 13,2 Volt mit nur geringen Schwankungen im Bereich von zehntel Volt gewandelt. A particularly advantageous further development is that the Voltage stabilization device as direct current / direct current Converter device or DC / DC converter is designed. Preferably With this DC / DC converter, primary voltages from 9 to 16 volts into one for conventional bulbs optimal secondary voltage of 13.2 volts with only small fluctuations in the range of tenths of a volt.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, die ein Prinzipschaltbild zu einer erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt. The present invention will now be described with reference to the accompanying drawings explained, which is a block diagram of an inventive Embodiment shows.
Die nachfolgend beschriebene Ausführungsform stellt lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. The embodiment described below only sets preferred embodiment of the present invention.
Ein Bordnetz umfasst, wie in der Zeichnung dargestellt ist, als Strom- bzw. Spannungsquelle eine Batterie und eine parallel geschaltete Lichtmaschine bzw. einen Generator G. Darüber hinaus umfasst das Bordnetz mehrere Bordnetzverbraucher BNV1 . . . BNVY. Die Bordnetzverbraucher BNV1 . . . BNVY sind zur Batterie bzw. Lichtmaschine mittels entsprechender Zuleitungen parallel geschaltet. Das Zuleitungssystem weist bezogen auf die Batterie plusseitige Zuleitungswiderstände Z1,P . . . Z2,P und minusseitige Zuleitungswiderstände Z1,N . . . ZZ,N auf. An on-board electrical system comprises, as shown in the drawing, a battery and a generator or generator G connected in parallel as a current or voltage source. In addition, the on-board electrical system comprises a plurality of on-board electrical system consumers BNV 1 . , , BNV Y. The electrical system consumers BNV 1 . , , BNV Y are connected in parallel to the battery or alternator by means of corresponding supply lines. The supply line system has supply lead resistances Z 1, P with respect to the battery. , , Z 2, P and negative lead resistances Z 1, N. , , Z Z, N on.
Die Spannungsversorgung der Leuchtmittel bzw. Beleuchtungseinrichtungen erfolgt über Kopplung indirekt durch das Bordnetz. Als Kopplungselement ist ein DC/DC-Wandler als Spannungsstabilisationseinrichtung primärseitig an das Bordnetz und sekundärseitig an einen Beleuchtungsstromkreis angeschlossen. The voltage supply for the illuminants or lighting devices takes place indirectly via the vehicle electrical system via coupling. As a coupling element a DC / DC converter on the primary side as a voltage stabilization device the electrical system and on the secondary side to a lighting circuit connected.
Das Bordnetz unterliegt, wie erwähnt, aufgrund transienter Schaltvorgänge gewisser Bordnetzverbraucher BNV1 . . . BNVY Spannungsschwankungen, die in der Regel im Bereich zwischen 9 und 16 Volt liegen. Der DC-/DC-Wandler ist in der Lage, derartige Primärspannungen in eine konstante Sekundärspannung von 13,2 Volt zu wandeln. As mentioned, the vehicle electrical system is subject to certain electrical system consumers BNV 1 due to transient switching operations. , , BNV Y voltage fluctuations, which are usually in the range between 9 and 16 volts. The DC / DC converter is able to convert such primary voltages into a constant secondary voltage of 13.2 volts.
Im Leuchtmittelstromkreis sind die verschiedenen Leuchtmittel des Kraftfahrzeugs parallel geschaltet. Hierzu zählen sowohl das Fahrlicht, z. B. Abblendlicht und Fernlicht, als auch die Innenbeleuchtung. The various illuminants of the are in the illuminant circuit Motor vehicle connected in parallel. This includes both the driving lights, e.g. B. Low beam and high beam, as well as the interior lighting.
Durch die spezifische Kopplung des Beleuchtungsstromkreises an das Bordnetz werden die Leuchtmittel mit einer stabilisierten Spannung versorgt, wobei sowohl positive als auch negative Schwankungen des Bordnetzes, denen die Bordnetzverbraucher BNV1 . . . BNVY ausgesetzt sind, ausgeglichen werden. Dies beinhaltet nicht nur das Begrenzen der Spannung im Leuchtmittelkreis nach oben, sondern auch das Anheben niedrigerer Primärspannungen auf das konstante Sekundärspannungsniveau von 13,2 Volt. Due to the specific coupling of the lighting circuit to the vehicle electrical system, the lamps are supplied with a stabilized voltage, both positive and negative fluctuations in the vehicle electrical system, which the vehicle electrical system consumers BNV 1 . , , BNV Y are exposed to be compensated. This includes not only limiting the voltage in the lamp circuit upwards, but also raising lower primary voltages to the constant secondary voltage level of 13.2 volts.
In den an das Bordnetz gekoppelten Stromkreis können auch andere spannungssensible Elektronikkomponenten eingefügt werden. Darüber hinaus können in einer erfindungsgemäßen Weiterbildung mehrere Spannungsstabilisationseinrichtungen in das Bordnetz integriert werden, so dass mehrere an das Bordnetz gekoppelte Stromkreise zur Verfügung stehen. In den jeweiligen Stromkreisen können unterschiedliche Spannungsniveaus oder Schwankungstoleranzen herrschen. Others can also be connected to the on-board electrical system voltage-sensitive electronic components can be inserted. Furthermore can in a further development according to the invention Voltage stabilization devices are integrated into the vehicle electrical system, so that several circuits connected to the vehicle electrical system are available. In the respective circuits can have different voltage levels or Fluctuation tolerances prevail.
Claims (7)
einer Generatoreinrichtung, mit der ein Ladestrom für eine aufladbare Batterie und/oder ein elektrischer Strom für Verbraucher erzeugbar und die zum Antrieb mit einem Kraftfahrzeugmotor verbindbar ist, und
einer Anschlussvorrichtung, mit der die aufladbare Batterie mit der Generatoreinrichtung elektrisch verbindbar ist, an die einer oder mehrere Verbraucher anschließbar sind und die Verbindungsleitungen umfasst, die Leitungswiderstände besitzen,
gekennzeichnet durch
eine Spannungsstabilisationseinrichtung, mit der sekundärseitig zumindest einer der Verbraucher mit einer gegenüber positiven und/oder negativen Schwankungen stabilisierten Spannung versorgbar und die primärseitig an die Batterie anschließbar und/oder die Generatoreinrichtung angeschlossen ist. 1. Power supply device for motor vehicles with
a generator device with which a charging current for a rechargeable battery and / or an electrical current for consumers can be generated and which can be connected for driving with a motor vehicle engine, and
a connecting device with which the rechargeable battery can be electrically connected to the generator device, to which one or more consumers can be connected and which comprises connecting lines which have line resistances,
marked by
a voltage stabilization device with which at least one of the consumers can be supplied with a voltage stabilized with respect to positive and / or negative fluctuations on the secondary side and which can be connected to the battery on the primary side and / or the generator device is connected.
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