DE102005039045A1 - On board circuit for a motor vehicle has two generating systems with second generator output being controlled and with DC to DC converter and feed to a consuming device - Google Patents

On board circuit for a motor vehicle has two generating systems with second generator output being controlled and with DC to DC converter and feed to a consuming device Download PDF

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Abstract

An on-board circuit for a motor vehicle comprises two generators (G1,G2) with the voltage from the second generator (G2A) being at least as large as the first and having its amplitude regulated by a control unit (SG) connected through a regulator (R2). The second generator output (G2A) connects to a DC/DC converter (W), a recuperation unit (K) and a consumer (HV) receiving its supply through electrical coupling to the second generator. An independent claim is also included for an operating process for the above.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bordnetz für ein Kraftfahrzeug mit einem ersten und einem zweiten Generator. Die beiden Generatoren sind derart ausgelegt, dass am Ausgang des ersten Generators eine erste Spannung und am Ausgang des zweiten Generators eine zweite Spannung bereitstellbar ist, wobei die zweite Spannung des zweiten Generators mindestens so groß ist wie die erste Spannung. Die Amplitude der zweiten Spannung ist über eine Steuervorrichtung, welche über eine Regelvorrichtung mit dem zweiten Generator elektrisch verbunden ist, steuerbar.The The invention relates to a vehicle electrical system for a motor vehicle with a first and a second generator. The two generators are designed such that at the output of the first generator, a first Voltage and at the output of the second generator, a second voltage is providable, wherein the second voltage of the second generator at least that big like the first tension. The amplitude of the second voltage is over one Control device which over a control device electrically connected to the second generator is, controllable.

Eine derartige Spannungsversorgungseinrichtung ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 100 42 524 A1 bekannt. Das in dieser Offenlegungsschrift beschriebene Bordnetz weist einen ersten und einen zweiten Generator auf, wobei an den zweiten Generator eine Steuervorrichtung über eine Regeleinrichtung elektrisch gekoppelt ist. An einen Ausgang dieses zweiten Generators ist ein Kondensator und zumindest ein Verbraucher elektrisch angeschlossen. Der Steuereinrichtung können Signale des Kraftfahrzeugs, insbesondere über dessen Betriebszustand, zugeführt werden, so dass eine davon abhängige elektrische Erregung oder elektrische Entregung des zweiten Generators bewirkt werden kann. Die durch den zweiten Generator erzeugte Energie wird zum Aufladen des Kondensators herangezogen. Abhängig von den verschiedensten Anforderungen kann die im Kondensator gespeicherte Energie an den oder die angeschlossenen Verbraucher oder aber auch an den Teil des Bordnetzes, welcher durch den ersten Generator versorgt wird, abgegeben werden. Über die Steuervorrichtung wird auch dann eine elektrische Erregung des zweiten Generators bewirkt, wenn eine Abbremsung des Fahrzeugs erfolgt, um somit die Bremsenergie zu rekuperieren und die durch den Generator abgegebene Energie in dem Kondensator zu speichern. Ein Nachteil der bekannten Spannungsversorgungseinrichtung ist es, dass die Energieversorgung der angeschlossenen Verbraucher relativ aufwändig über den Energiespeicher durchgeführt wird.Such a voltage supply device is known from German Offenlegungsschrift DE 100 42 524 A1 known. The electrical system described in this publication has a first and a second generator, wherein a control device is electrically coupled to the second generator via a control device. To an output of this second generator, a capacitor and at least one consumer is electrically connected. Signals of the motor vehicle, in particular about its operating state, can be supplied to the control device, so that a dependent electrical excitation or electrical deenergization of the second generator can be effected. The energy generated by the second generator is used to charge the capacitor. Depending on the various requirements, the energy stored in the capacitor can be delivered to the connected consumer (s) or else to the part of the vehicle electrical system which is supplied by the first generator. Via the control device, an electrical excitation of the second generator is also effected when a deceleration of the vehicle takes place in order thus to recuperate the braking energy and to store the energy emitted by the generator in the capacitor. A disadvantage of the known power supply device is that the power supply of the connected consumers is relatively complex carried out via the energy storage.

Ein weiteres bekanntes Bordnetz ist aus der deutschen Patentanmeldung DE 103 50 523.7 bekannt. Dieses Bordnetz für ein Kraftfahrzeug weist ebenfalls zwei Generatoren auf, wobei der zweite Generator zur Energieabgabe durch ein über eine Regeleinheit an den zweiten Generator elektrisch gekoppelte Steuereinheit steuerbar ist. An den Ausgang des zweiten Generators sind zumindest zwei Verbraucher elektrisch koppelbar. Die elektrische Kopplung ist dabei derart ausgeführt, dass lediglich immer nur ein einzelner der mindestens zwei Verbraucher an den Ausgang des zweiten Generators elektrisch gekoppelt ist. Als Verbraucher sind diesbezüglich beispielsweise eine Heizvorrichtung oder ein Kühlerlüftermotor genannt. Ein Nachteil dieses Bordnetzes ist darin zu sehen, dass die elektrische Kopplung der zumindest zwei Verbraucher an den Ausgang des zweiten Generators aufwändig und auch im Hinblick auf den Energieverbrauch im gesamten Fahrzeug uneffizient ist.Another known electrical system is known from the German patent application DE 103 50 523.7 known. This electrical system for a motor vehicle also has two generators, wherein the second generator is controllable for energy delivery by a control unit via a control unit to the second generator electrically coupled control unit. At least two consumers can be electrically coupled to the output of the second generator. The electrical coupling is designed such that only ever a single one of the at least two consumers is electrically coupled to the output of the second generator. As consumers in this regard, for example, a heater or a cooling fan motor called. A disadvantage of this vehicle electrical system is the fact that the electrical coupling of the at least two consumers to the output of the second generator is costly and also in terms of energy consumption throughout the vehicle is inefficient.

Daher ist es Aufgabe der Erfindung, ein Bordnetz und ein Verfahren zum Betreiben eines Bordnetzes für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, welches eine aufwandsarme und effiziente Energieversorgung des Bordnetzes in dem Kraftfahrzeug ermöglicht.Therefore It is an object of the invention to provide a vehicle electrical system and a method for Operating a vehicle electrical system for To create a motor vehicle, which is a low-effort and efficient Energy supply of the electrical system in the vehicle allows.

Diese Aufgabe wird durch ein Bordnetz, welches die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist, und ein Verfahren, welches die Merkmale des Patentanspruchs 12 aufweist, gelöst.These Task is by an electrical system, which has the features of the claim 1, and a method which has the features of claim 12, solved.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren für ein Kraftfahrzeug ist mit einem ersten und einem zweiten Generator ausgebildet. Der Ausgang des ersten Generators ist zur Bereitstellung einer ersten Spannung und der Ausgang des zweiten Generators ist zur Bereitstellung einer zweiten Spannung ausgebildet. Die zweite Spannung ist diesbezüglich mindestens so groß wie die erste Spannung. Die Amplitude der zweiten Spannung ist über eine Steuervorrichtung, welche über eine Regelvorrichtung mit dem zweiten Generator elektrisch verbunden ist, steuerbar. Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung ist es, dass der Ausgang des zweiten Generators zum Anschluss eines DC/DC-Wandlers, einer Rekuperationsvorrichtung und lediglich eines einzigen Verbrauchers ausgelegt ist. Zur Energieversorgung des einzigen Verbrauchers mit dem Ausgangsspannungspotenzial des zweiten Generators ist der Verbraucher mit dem Ausgang des zweiten Generators elektrisch koppelbar. Durch das erfindungsgemäße Bordnetz kann erreicht werden, dass die Energieversorgung durch den Generator optimiert werden kann und in effizienter Weise erzeugt werden kann. Indem lediglich ein einziger Verbraucher an den zweiten Generator elektrisch koppelbar ist und dieser direkt durch den zweiten Generator energieversorgbar ist, kann eine aufwandsärmere und effizientere Energieversorgung ermöglicht werden.One inventive method for a motor vehicle is formed with a first and a second generator. Of the Output of the first generator is to provide a first Voltage and the output of the second generator is to provide formed a second voltage. The second tension is in this regard at least as big as the first tension. The amplitude of the second voltage is over one Control device which over a control device electrically connected to the second generator is, controllable. An essential idea of the invention is that the output of the second generator for connection of a DC / DC converter, a recuperation device and only a single consumer is designed. To power the single consumer with the output voltage potential of the second generator is the consumer electrically coupled to the output of the second generator. By the electrical system according to the invention can be achieved that the power supply optimized by the generator can be generated and produced in an efficient way. By doing only a single consumer to the second generator electric can be coupled and this directly powered by the second generator energy is, can be a low-budget and more efficient energy supply.

Bevorzugt ist der Verbraucher über einen Schalter direkt mit dem Ausgang des zweiten Generators elektrisch koppelbar und im gekoppelten Zustand des Verbrauchers mit dem zweiten Generator ist ein vom zweiten Generator zu erzeugender Spannungswert durch die Steuervorrichtung abhängig vom erforderlichen Betriebszustand des Verbrauchers und unabhängig vom Betriebszustand des Kraftfahrzeugs vorgebbar. Dann, wenn der einzige Verbraucher zur Energieversorgung mit dem zweiten Generator elektrisch gekoppelt ist, die primäre Aufgabe des zweiten Generators, den durch die Steuervorrichtung vorgegebenen Spannungswert bereitzustellen, unabhängig davon, wie in diesem Falle der Betriebszustand des Kraftfahrzeugs ist.Preferably, the consumer is electrically coupled via a switch directly to the output of the second generator and in the coupled state of the consumer with the second generator is to be generated by the second generator voltage value by the control device depending on the required operating state of the consumer chers and independently of the operating state of the motor vehicle specifiable. Then, when the single load is electrically coupled to the second generator for powering, the primary task of the second generator is to provide the voltage set by the controller, regardless of how the operating state of the motor vehicle is in this case.

Eine vorteilhafte Ausführung kennzeichnet sich dadurch, dass die Rekuperationsvorrichtung und der einzige Verbraucher gleichzeitig an den Ausgang des zweiten Generators elektrisch gekoppelt sind.A advantageous embodiment characterized in that the Rekuperationsvorrichtung and the single consumer at the same time to the output of the second generator are electrically coupled.

Es kann auch vorgesehen sein, dass im elektrisch entkoppelten Zustand des Verbrauchers vom zweiten Generator ein vom zweiten Generator zu erzeugender Spannungswert durch die Steuervorrichtung abhängig vom Betriebszustand des Kraftfahrzeugs vorgebbar ist. Bevorzugt erweist es sich, wenn in einem Betriebszustand Schubbetrieb des Kraftfahrzeugs der durch die Steuervorrichtung vorgebbare Spannungswert im Wesentlichen gleich dem maximal erzeugbaren Spannungswert des zweiten Generators ist. Als Schubbetrieb wird derjenige Betriebszustand des Fahrzeugs verstanden, welcher im gestarteten Zustand des Kraftfahrzeugs ein Nicht-Betätigen des Gaspedals beschreibt oder die Gaspedalstellung von einem mehr in einen weniger gedrückten Zustand geführt wird. Dadurch kann erreicht werden, dass im Falle des entkoppelten Zustands des Verbrauchers und einem gleichzeitigen Nicht-Betätigen des Gaspedals oder Reduzierens der Gaspedalstellung bzw. einer Bremsung der zweite Generator zur Erzeugung seiner maximalen Energie erregt wird, welche in der Rekuperationsvorrichtung speicherbar ist. Indem dem zweiten Generator in einer derartigen Schubbetriebsphase der maximal erzeugbare Spannungswert vorgegeben wird, kann in relativ kurzer Zeit eine relativ große Energiemenge erzeugt werden, welche in der Rekuperationsvorrichtung gespeichert werden kann.It can also be provided that in the electrically decoupled state of the consumer from the second generator and the second generator to be generated voltage value by the control device depending on Operating state of the motor vehicle can be specified. Preferably proves it is when in an operating state overrun operation of the motor vehicle the predeterminable by the control device voltage value substantially equal to the maximum generatable voltage value of the second generator is. As a pushing operation of that operating condition of the vehicle understood, which in the started state of the motor vehicle Non-operating of the accelerator pedal or the accelerator pedal position of one more in a less depressed state guided becomes. This can be achieved that in the case of decoupled State of the consumer and a simultaneous non-actuation of the Accelerators or reducing accelerator pedal position or braking the second generator is energized to generate its maximum energy which is storable in the recuperation device. By doing the second generator in such a coasting phase of the maximum producible voltage value can be specified in relative terms a relatively short time Amount of energy to be generated, which in the Rekuperationsvorrichtung can be stored.

In vorteilhafter Weise ist in einem Betriebszustand Beschleunigungsbetrieb des Kraftfahrzeugs der durch die Steuervorrichtung vorgebbare Spannungswert im Wesentlichen gleich dem minimal erzeugbaren Spannungswert des zweiten Generators. Als Beschleunigungsbetrieb wird derjenige Betriebszustand des Kraftfahrzeugs verstanden, bei dem die Gaspedalstellung von einer weniger gedrückten Position in eine stärker gedrückte Position gebracht wird. Die Positionsänderung des Gaspedals muss dabei innerhalb einer entsprechenden Zeit um eine entsprechende Positionsdifferenz verändert werden, um den Betriebszustand Beschleunigungsbetrieb zu charakterisieren bzw. auszulösen. Diesbezüglich kann beispielsweise vorgesehen sein, dass bei einer Änderung der Gaspedalstellung von einem ersten in einen zweiten Positionszustand dann als Maß für die Auslösung des Beschleunigungsbetriebs herangezogen wird, wenn die Differenz des Weges zwischen der ersten und der zweiten Gaspedalstellung größer als 10 % des Weges ist, den das Gaspedal maximal betätigbar ist. Indem in einem derartigen Beschleunigungsbetrieb der vorgebbare Spannungswert im Wesentlichen gleich dem minimal erzeugbaren Spannungswert des zweiten Generators ist, kann erreicht werden, dass möglichst viel Energie zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs zur Verfügung steht.In Advantageously, acceleration mode is in an operating state of the motor vehicle of the predeterminable by the control device voltage value essentially equal to the minimum producible voltage value of second generator. As the acceleration operation, that operating state becomes the motor vehicle understood in which the accelerator pedal position of one less pressed Position in a stronger pressed Position is brought. The change in position of the accelerator pedal must be within a corresponding time by a corresponding position difference changed be used to characterize the operating state acceleration mode or trigger. In this regard can For example, be provided that when changing the accelerator pedal position from a first to a second position state then as a measure of the release of the Acceleration operation is used when the difference of Way between the first and second accelerator pedal position greater than 10% of the way is the accelerator pedal is actuated maximum. By being in one Such acceleration operation, the predetermined voltage value in Essentially equal to the minimum producible voltage value of the second Generators, can be achieved that as much energy for propulsion of the motor vehicle available stands.

Es kann vorgesehen sein, dass in einem Betriebszustand Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs der zweite Generator deaktiviert ist. Als Normalbetrieb wird derjenige Betriebszustand des Kraftfahrzeugs verstanden, bei dem im Wesentlichen eine gleichmäßige Fahrt durchgeführt wird. Dies bedeutet, es wird weder ein Bremsen oder ein Schubbetrieb, wie er oben definiert wurde, durchgeführt, noch wird ein Beschleunigungsbetrieb gemäß der oben angegebenen Erläuterung durchgeführt. Somit kann im Normalbetrieb zwar auch ein Verzögern oder leichtes Beschleunigen des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden, welches jedoch in dem Rahmen erfolgt, welches nicht durch die Betriebszustände Schubbetrieb und Beschleunigungsbetrieb erfasst wird. Als weitere Möglichkeit kann im Betriebszustand Normalbetrieb vorgesehen sein, dass der zweite Generator aktiviert ist und der vom zweiten Generator zu erzeugende Spannungswert ein Spannungswert aus dem ersten Drittel des vom zweiten Generator erzeugbaren Spannungsintervalls ist. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass der vorgebbare Spannungswert etwa 40 % über dem maximal erzeugbaren Spannungswert des ersten Generators liegt, falls in dem Teilbereich des Bordnetzes, welches durch den ersten Generator mit Energie versorgbar ist, eine Energieunterversorgung detektiert wird. Als dritte Alternative des Betriebs des zweiten Generators im Falle eines Normalbetriebs des Kraftfahrzeugs kann vorgesehen sein, dass der zweite Generator aktiviert ist und der vom zweiten Generator zu erzeugende Spannungswert ein Spannungswert aus dem ersten Drittel des vom zweiten Generator erzeugbaren Spannungsintervalls ist, insbesondere etwa 40 % über dem maximal erzeugbaren Spannungswert des ersten Generators liegt, falls der Wirkungsgrad des zweiten Generators mit diesem Spannungswert und einem aktivierten DC/DC-Wandler größer ist als der Wirkungsgrad des ersten Generators. Im Hinblick auf die drei Möglichkeiten, in denen der zweite Generator im Betriebszustand Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs eingesetzt werden kann, kann somit in effizienter und effektiver Weise eine optimale Energieversorgung der Komponenten des Bordnetzes erzielt werden. In vorteilhafter Weise kann vorgesehen sein, dass im Falle des Normalbetriebs des Kraftfahrzeugs und in denjenigen Möglichkeiten, in denen dann der zweite Generator aktiviert ist, der vom Generator zu erzeugende Spannungswert etwa 20V ist. Im Hinblick auf eine Spannungsversorgung des ersten Generators mit 14V und einer Spannungsversorgung des zweiten Generators mit einer variablen Spannung zwischen 14V und 42V, kann in diesem Fall eine verbesserte Spannungsversorgung der Komponenten des Bordnetzes gewährleistet werden.It can be provided that in a normal operating state of the motor vehicle, the second generator is deactivated. Normal operation is understood to be that operating state of the motor vehicle in which essentially a smooth travel is carried out. That is, neither braking nor coasting operation as defined above is performed, nor is accelerating operation performed according to the above explanation. Thus, in normal operation, although a deceleration or slight acceleration of the motor vehicle can be performed, but which takes place in the frame, which is not detected by the operating conditions overrun operation and acceleration operation. As a further option, it can be provided in the normal operating state that the second generator is activated and the voltage value to be generated by the second generator is a voltage value from the first third of the voltage interval that can be generated by the second generator. In particular, it may be provided that the predefinable voltage value is approximately 40% above the maximum generatable voltage value of the first generator, if in the partial area of the vehicle electrical system, which is supplied with energy by the first generator, an energy shortage is detected. As a third alternative of the operation of the second generator in the case of normal operation of the motor vehicle, it may be provided that the second generator is activated and the voltage value to be generated by the second generator is a voltage value from the first third of the voltage interval that can be generated by the second generator, in particular approximately 40%. is above the maximum generatable voltage value of the first generator, if the efficiency of the second generator with this voltage value and an activated DC / DC converter is greater than the efficiency of the first generator. With regard to the three possibilities in which the second generator can be used in the normal operating state of the motor vehicle, an optimum energy supply of the components of the vehicle electrical system can thus be achieved in an efficient and effective manner. In an advantageous manner, it may be provided that in the case of normal operation of the motor vehicle and in those possibilities in which the second generator is then activated, the voltage value to be generated by the generator is approximately 20V. In the Hin Looking at a power supply of the first generator with 14V and a power supply of the second generator with a variable voltage between 14V and 42V, in this case, an improved power supply of the components of the electrical system can be ensured.

In besonders vorteilhafter Weise kann vorgesehen sein, dass der einzige Verbraucher eine Heizvorrichtung ist und die Rekuperationsvorrichtung einen Energiespeicher, insbesondere eine Kondensator, insbesondere einen Super-Cap, aufweist.In Particularly advantageously, it can be provided that the only Consumer is a heater and the recuperation device an energy store, in particular a capacitor, in particular a super cap, having.

In vorteilhafter Weise ist der Ausgang des zweiten Generators mit einem Puls-Wechselrichter elektrisch verbunden. Bevorzugt ist der Puls-Wechselrichter mit der Regelvorrichtung, dem einzigen Verbraucher und der Rekuperationsvorrichtung elektrisch verbunden. Durch den Puls-Wechselrichter am Ausgang des zweiten Generators kann erreicht werden, dass der zweite Generator als Elektromotor verwendet werden kann. In der Funktion als Elektromotor kann der zweite Generator zur Beschleunigungsunterstützung des Kraftfahrzeugs oder zum Motorstart dienen. Es kann somit auch ein aktives Boosten durchgeführt werden und ein Start-Stop-System bereitgestellt werden.In Advantageously, the output of the second generator with a Pulse inverter electrical connected. Preferably, the pulse inverter with the control device, the only consumer and the recuperation device electrically connected. By the pulse inverter at the output of the second Generator can be achieved that the second generator as an electric motor can be used. In the function of an electric motor, the second generator for acceleration assistance of the motor vehicle or to start the engine. It can thus be carried out an active boost and a start-stop system are provided.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist zum Betreiben eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs ausgelegt. Das Kraftfahrzeug umfasst dabei einen ersten und einen zweiten Generator, wobei am Ausgang des ersten Generators eine erste Spannung und am Ausgang des zweiten Generators eine zweite Spannung bereitstellbar ist, wobei die zweite Spannung mindestens so groß wie die erste Spannung ist und die Amplitude der zweiten Spannung über eine Steuervorrichtung, die an eine Regeleinheit des zweiten Generators elektrisch gekoppelt ist, steuerbar ist. Der Ausgang des zweiten Generators ist zum Anschluss eines DC/DC-Wandlers, einer Rekuperationsvorrichtung und eines einzigen Verbrauchers ausgelegt, wobei der einzige Verbraucher zur Energieversorgung durch den zweiten Generator über einen Schalter direkt mit dem Ausgang des zweiten Generators elektrisch gekoppelt wird und im gekoppelten Zustand des Verbrauchers mit dem zweiten Generator ein vom zweiten Generator zu erzeugender Spannungswert durch die Steuervorrichtung abhängig vom erforderlichen Betriebszustand des Verbrauchers und unabhängig vom Betriebszustand des Kraftfahrzeugs vorgegeben wird. Die Energieversorgung im Bordnetz kann dadurch in effektiver und effizienter Weise und aufwandsarm durchgeführt werden.One inventive method is designed to operate a vehicle electrical system of a motor vehicle. The motor vehicle comprises a first and a second generator, wherein at the output of the first generator, a first voltage and on Output of the second generator, a second voltage available is, wherein the second voltage is at least as large as the first voltage and the amplitude of the second voltage via a control device, which is electrically coupled to a control unit of the second generator is, is controllable. The output of the second generator is for connection a DC / DC converter, a Rekuperationsvorrichtung and a single Consumer designed, being the only consumer to power through the second generator over a switch directly to the output of the second generator electrically is coupled and in the coupled state of the consumer with the second generator to be generated by the second generator voltage value by the control device dependent from the required operating condition of the consumer and independently of Operating state of the motor vehicle is specified. The energy supply in the electrical system can be done in an effective and efficient way and carried out with little effort become.

Die vorstehend im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Bordnetz erwähnten bevorzugten Ausführungsformen und ihre Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Verfahren.The mentioned above in connection with the electrical system according to the invention preferred embodiments and their advantages apply correspondingly for the method according to the invention.

Weitere vorteilhafte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous embodiments emerge from the dependent claims.

Im Nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:in the The following will be an embodiment of the invention explained in more detail with reference to schematic drawings. Show it:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bordnetzes; 1 a first embodiment of a vehicle electrical system according to the invention;

2 ein schematisches Blockschaltbild zur Erläuterung eines ersten Betriebszustands des Bordnetzes; 2 a schematic block diagram for explaining a first operating state of the electrical system;

3 ein schematisches Blockschaltbild zur Erläuterung eines zweiten Betriebszustands des Bordnetzes; 3 a schematic block diagram for explaining a second operating state of the electrical system;

4 ein schematisches Blockschaltbild eines dritten Betriebszustands des Bordnetzes; 4 a schematic block diagram of a third operating state of the electrical system;

5 eine Darstellung der Fahrzeuginnenraumtemperatur in Abhängigkeit von der Zeit; 5 a representation of the vehicle interior temperature as a function of time;

6 die Abhängigkeit des Drehmoments des Generatorantriebs des zweiten Generators in Abhängigkeit der Motordrehzahl; und 6 the dependence of the torque of the generator drive of the second generator as a function of the engine speed; and

7 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bordnetzes. 7 a further embodiment of an electrical system according to the invention.

In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bordnetzes B gezeigt. Das Bordnetz B weist einen ersten Generator G1 auf, der an seinem Ausgang G1A eine Spannung von 14V bereitstellt. Des Weiteren umfasst das Bordnetz B einen zweiten Generator G2, welcher an seinem Ausgang G2A eine Spannung zwischen 14V und 42V bereitstellen kann. Dem ersten Generator G1 ist eine Regeleinheit R1 zugeordnet, welche eine Erregerspule ES1 steuert. In entsprechender Weise ist dem zweiten Generator G2 eine Regeleinheit R2 zugeordnet, welche eine Erregerspule ES2 steuert. Die Regeleinheit R1 ist zum Überwachen der vom Generator G1 erzeugten Spannung mit dem Ausgang G1A des ersten Generators G1 elektrisch verbunden. Darüber hinaus ist die Regeleinheit R1 mit einem Steuergerät SG elektrisch verbunden. In entsprechender Weise ist die Regeleinheit R2 mit dem Ausgang G2A des zweiten Generators G2 elektrisch verbunden, um die Ausgangsspannung des zweiten Generators G2 zu messen. Des Weiteren ist auch die Regeleinheit R2 mit dem Steuergerät SG elektrisch verbunden. An dem 14V-Netz ist eine Fahrzeugbatterie FB mit einer Nennspannung von 12V elektrisch verbunden. Des Weiteren ist mit dem 14V-Netz ein Starter M über einen Schalter S1 elektrisch verbunden. Ferner ist ein 14V-Verbraucher V über einen Schalter S2 mit dem 14V-Netz elektrisch kontaktiert.In 1 a first embodiment of a vehicle electrical system B according to the invention is shown. The electrical system B has a first generator G1, which provides a voltage of 14V at its output G1A. Furthermore, the electrical system B comprises a second generator G2, which can provide a voltage between 14V and 42V at its output G2A. The first generator G1 is associated with a control unit R1, which controls an exciter coil ES1. In a corresponding manner, the second generator G2 is assigned a control unit R2, which controls an exciter coil ES2. The control unit R1 is electrically connected to the output G1A of the first generator G1 for monitoring the voltage generated by the generator G1. In addition, the control unit R1 is electrically connected to a control unit SG. In a corresponding manner, the control unit R2 is electrically connected to the output G2A of the second generator G2 in order to measure the output voltage of the second generator G2. Furthermore, the control unit R2 is also electrically connected to the control unit SG. On the 14V mains, a vehicle battery FB is electrically connected to a rated voltage of 12V. Furthermore, a starter M is electrically connected to the 14V network via a switch S1. Further, a 14V consumer V via a switch S2 with the 14V network contacted electrically.

Mit dem vom zweiten Generator G2 versorgten Teil des Bordnetzes sind über einen Schalter S3 lediglich ein einziger Verbraucher, welcher im Ausführungsbeispiel als Heizvorrichtung HV ausgebildet ist, elektrisch verbunden. Die Heizvorrichtung HV ist wie aus der 1 zu erkennen ist, zur Energieversorgung direkt mit dem Ausgang G2A des zweiten Generators G2 elektrisch koppelbar. Des Weiteren ist mit dem Ausgang G2A des zweiten Generators G2 eine Re kuperationsvorrichtung elektrisch verbunden, welche einen Kondensator K aufweist. Der Kondensator K ist im Ausführungsbeispiel als Super-Cap ausgebildet. Sowohl der einzige Verbraucher bzw. die einzige Heizvorrichtung HV als auch der Kondensator K sind mit einem im Steuergerät SG angeordneten DC/DC-Wandler W elektrisch verbunden. In entsprechender Weise ist auch das 14V-Netz mit dem DC/DC-Wandler W elektrisch verbunden. Über diesen DC/DC-Wandler W ist es möglich, die Spannung, die vom zweiten Generator G2 bereitgestellt wird, sowie die im Kondensator K gespeicherte Energie dem 14V-Netz zuzuführen. Anzumerken ist, dass derartige Super-Cap-Kondensatoren in der Lage sind, relativ große elektrische Energien in einer kurzen Zeit aufzunehmen.With the supplied from the second generator G2 part of the electrical system are connected via a switch S3, only a single consumer, which is formed in the embodiment as a heater HV, electrically connected. The heater HV is like from the 1 can be seen, for power supply directly to the output G2A of the second generator G2 electrically coupled. Furthermore, a Re kuperationsvorrichtung is electrically connected to the output G2A of the second generator G2, which has a capacitor K. The capacitor K is formed in the embodiment as a super-cap. Both the only consumer or the only heating device HV and the capacitor K are electrically connected to a DC / DC converter W arranged in the control unit SG. In a corresponding manner, the 14V network is also electrically connected to the DC / DC converter W. Via this DC / DC converter W, it is possible to supply the voltage provided by the second generator G2 as well as the energy stored in the capacitor K to the 14V network. It should be noted that such supercap capacitors are capable of taking up relatively large electrical energies in a short time.

Dem Steuergerät SG können verschiedene Steuersignale SS zugeführt werden. Derartige Steuersignale können beispielsweise Signale über den Betriebszustand des Kraftfahrzeugs sein. Mit den an das Steuergerät SG übertragenen Signalen SS kann abhängig davon eine elektrische Erregung oder Entregung des zweiten Generators G2 durch das Steuergerät SG gesteuert werden. Wie in dem Ausführungsbeispiel in 1 gezeigt, kann die Heizvorrichtung HV beispielsweise als ein PTC-Element ausgeführt sein. Wie des Weiteren aus der 1 zu erkennen ist, weist der Kondensator K eine stetige elektrische Verbindung zu dem Ausgang G2A des zweiten Generators G2 auf.The control unit SG different control signals SS can be supplied. Such control signals can be, for example, signals about the operating state of the motor vehicle. With the signals SS transmitted to the control unit SG, an electrical excitation or deenergization of the second generator G2 can be controlled by the control unit SG depending on this. As in the embodiment in 1 For example, the heater HV may be implemented as a PTC element. As further from the 1 can be seen, the capacitor K has a continuous electrical connection to the output G2A of the second generator G2.

Im Hinblick auf ein schnelles Heizen, beispielsweise des Fahrzeuginnenraums, wird der Schalter S3 geschlossen und die Heizvorrichtung HV ist zur Energieversorgung durch den zweiten Generator G2 direkt mit dessen Ausgang G2A elektrisch gekoppelt. In diesem Zustand ist zusätzlich der Kondensator K elektrisch mit dem Ausgang G2A des zweiten Generators G2 elektrisch verbunden. Abhängig von dem gewünschten Heizzustand, welcher durch eine entsprechende Eingabe eines Fahrzeuginsassen durchgeführt werden kann, wird ein entsprechendes Signal an das Steuergerät SG übertragen. Abhängig von der gewünschten Heizleistung wird von dem Steuergerät SG über die Regeleinheit R2 ein Signal an den Generator G2 übertragen, mit dem der durch den Generator G2 zu erzeugende Spannungswert vorgegeben wird. Abhängig von dem durch den zweiten Generator G2 erzeugten Spannungswert liefert das elektrisch gekoppelte Heizelement HV die erwünschte Heizleistung. Wird eine entsprechende Heizphase erwünscht, wird die Zeitdauer des Heizens durch das Ein- bzw. Ausschalten der Heizung durch einen Fahrzeuginsassen bestimmt. Während dieser Heizphase ist es die primäre Aufgabe des zweiten Generators G2 die entsprechende Spannung für die Heizvorrichtung HV bereitzustellen, um die für die erwünschte Temperatur erforderliche Heizleistung erzeugen zu können. Während dieser Heizphase, d. h. während der Zeitdauer, in der die Heizvorrichtung HV über den geschlossenen Schalter S3 mit dem Ausgang G2A des zweiten Generators G2 elektrisch gekoppelt ist, ist der weitere Betriebszustand des Kraftfahrzeugs von untergeordneter Bedeutung. Dies bedeutet, dass während einer Heizphase unabhängig vom sonstigen Betriebszustand des Kraftfahrzeugs, d. h. unabhängig davon, ob sich das Kraftfahrzeug in einem Schubbetrieb oder einem Beschleunigungsbetrieb oder einem Normalbetrieb befindet, die für die erwünschte Temperatur erforderliche Heizleistung der Heizvorrichtung HV durch eine entsprechend bereitzustellende Spannung des zweiten Generators G2 vorrangig durchgeführt wird. Der zweite Generator G2 versucht dabei, die über das Steuergerät SG vorgegebene zu erzeugende Spannung einzustellen. Insbesondere dann, wenn eine sehr hohe Heizleistung und somit ein sehr hoher zu erzeugender Spannungswert vom zweiten Generator G2 gefordert wird, kann dieser erforderliche Spannungswert gegebenenfalls dann, wenn die Motordrehzahl relativ niedrig ist, nicht immer gewährleistet werden. Allerdings ist für Heizverbraucher eine konstante Spannung nicht zwingend notwendig. Dennoch gewährleistet eine hohe Spannung auch eine hohe Heizleistung. Der zweite Generator G2 liefert mit zunehmender Motordrehzahl und Spannung die bis zu dreifache Leistung. Des Weiteren ist es möglich, dass, falls erforderlich, das 14V-Netz über den DC/DC-Wandler W mit Energie des Super-Caps bzw. des Kondensators K versorgt wird, falls in diesem Kondensator K Energie gespeichert ist.in the With regard to rapid heating, for example of the vehicle interior, the switch S3 is closed and the heater HV is for power supply by the second generator G2 directly with whose output G2A is electrically coupled. In this condition is additionally the Capacitor K is electrically connected to the output G2A of the second generator G2 electrically connected. Dependent from the desired Heating state, which by an appropriate input of a vehicle occupant carried out can be, a corresponding signal is transmitted to the control unit SG. Dependent from the desired Heating power is from the control unit SG via the control unit R2 Transmit signal to the generator G2, with the predetermined by the generator G2 voltage value becomes. Dependent from the voltage generated by the second generator G2 voltage value the electrically coupled heating element HV the desired heating power. Will one appropriate heating phase desired, is the duration of heating by turning on or off the heater determined by a vehicle occupant. During this heating phase is it's the primary one Task of the second generator G2 the corresponding voltage for the heater HV to provide the for the desired one Temperature to produce required heating power. During this heating phase, d. H. while the length of time in which the heater HV via the closed switch S3 is electrically coupled to the output G2A of the second generator G2 is, the further operating state of the motor vehicle is of minor Importance. This means that while independent of a heating phase from the other operating condition of the motor vehicle, d. H. independent of the motor vehicle in a pushing operation or an acceleration operation or a normal operation, which is required for the desired temperature Heating power of the heater HV by an appropriately provided Voltage of the second generator G2 is performed priority. The second generator G2 tries to set the predetermined via the control unit SG to set the voltage to be generated. Especially if one very high heating power and thus a very high voltage value to be generated required by the second generator G2, this may required Voltage value, if appropriate, when the engine speed is relative is low, not always guaranteed become. However, it is for Heizverbraucher a constant voltage is not mandatory. Yet guaranteed a high voltage and a high heat output. The second generator G2 supplies up to as much engine speed and voltage as possible triple power. Furthermore, it is possible that, if necessary, the 14V network over the DC / DC converter W with energy of the super-cap or the capacitor K is supplied if stored in this capacitor K energy is.

Wird eine Heizphase beendet, beispielsweise durch Betätigen eines entsprechenden Bedienelements durch einen Fahrzeuginsassen, wird der Schalter S3 geöffnet und die Heizvorrichtung HV von dem Ausgang G2A des zweiten Generators G2 elektrisch entkoppelt. In diesem entkoppelten Zustand der Heizvorrichtung HV vom zweiten Generator G2 wird dem zweiten Generator G2 ein Steuersignal durch das Steuergerät SG zur Erzeugung eines entsprechenden Spannungswerts abhängig vom Betriebszustand des Kraftfahrzeugs übertragen. Die den Betriebszustand des Kraftfahrzeugs wiedergebenden Signale werden als Signale SS an das Steuergerät SG übertragen. Diese Steuersignale SS können beispielsweise ein Schubbetriebssignal oder ein Beschleunigungsbetriebssignal oder ein Normalbetriebssignal sein. Anzumerken ist, dass diese genannten Signale SS lediglich beispielhaft sind und weitere Signale dem Steuergerät SG zuführbar sind, insbesondere um eine elektrische Erregung oder elektrische Entregung des zweiten Generators abhängig vom Betriebszustand des Kraftfahrzeugs erzeugen zu können.If a heating phase is ended, for example by actuation of a corresponding operating element by a vehicle occupant, the switch S3 is opened and the heating device HV is electrically decoupled from the output G2A of the second generator G2. In this decoupled state of the heating device HV from the second generator G2, the second generator G2 is a control signal transmitted by the control unit SG for generating a corresponding voltage value depending on the operating state of the motor vehicle. The signals representing the operating state of the motor vehicle are transmitted as signals SS to the control device SG. These control signals SS, for example, a push operation signal or an acceleration operation signal or a Normalbe be drive signal. It should be noted that these mentioned signals SS are merely exemplary and further signals can be supplied to the control unit SG, in particular in order to be able to generate electrical excitation or electrical deenergization of the second generator depending on the operating state of the motor vehicle.

Wird dem Steuergerät SG beispielsweise ein Schubbetriebssignal und/oder ein Bremssignal zugeführt, wird über das Steuergerät SG eine elektrische Erregung des zweiten Generators G2 eingeleitet. Insbesondere erfolgt diesbezüglich eine Erregung des zweiten Generators G2 derart, dass er über das Steuergerät SG zur Erzeugung des maximal erzeugbaren Spannungswerts des zweiten Generators G2 erregt wird. Die durch den zweiten Generator G2 dabei erzeugte Energie wird zum Aufladen des Kondensators K herangezogen. Des Weiteren ist es möglich, den zweiten Generator G2, welcher in Wirkverbindung mit einer Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs steht, als Unterstützung der Bremsen heranzuziehen, falls an dem Steuergerät SG ein entsprechendes Bremssignal (zusätzlich) anliegt und eine entsprechende Erregung des zweiten Generators G2 über das Steuergerät SG durchgeführt wird. In einem derartigen Schubbetrieb und/oder einem zusätzlichen Bremsen kann dadurch eine Rekuperation der Bremsenergie erreicht werden. Die bei dem Schub- oder Bremsbetrieb des Kraftfahrzeugs durch den zweiten Generator G2 erzeugte Energie wird in der Rekuperationsvorrichtung, welche den Super-Cap-Kondensator K umfasst, gespeichert. Zusätzlich ist es möglich, dass während des Schub- oder Bremsbetriebs ein Teil der vom zweiten Generator G2 erzeugten Energie über den DC/DC-Wandler W an das 14V-Netz abgegeben wird.Becomes the control unit SG, for example, a coasting signal and / or a brake signal supplied will over the control unit SG initiated an electrical excitation of the second generator G2. In particular, this is done in this regard an excitation of the second generator G2 such that it via the control unit SG for Generation of the maximum generatable voltage value of the second generator G2 is energized. The case generated by the second generator G2 Energy is used to charge the capacitor K. Furthermore is it possible the second generator G2, which in operative connection with an internal combustion engine of the motor vehicle is to be used as support for the brakes, if on the control unit SG a corresponding brake signal (additionally) is applied and a corresponding Excitation of the second generator G2 is performed via the control unit SG. In Such a pushing operation and / or additional braking can thereby a recuperation of the braking energy can be achieved. The or brake operation of the motor vehicle by the second generator G2 generated energy is in the Rekuperationsvorrichtung, which includes the supercap capacitor K stored. In addition is it is possible that while the thrust or braking operation part of the second generator G2 generated energy over the DC / DC converter W is delivered to the 14V network.

Diese, während eines Schub- oder Bremsbetriebs im Kondensator K gespeicherte elektrische Energie, kann während eines Beschleunigungsbetriebs des Kraftfahrzeugs über den DC/DC-Wandler W an das 14V-Netz abgegeben werden. Während eines derartigen Beschleunigungsbetriebs des Kraftfahrzeugs soll möglichst keine elektrische Erregung des zweiten Generators G2 erfolgen, um möglichst viel Energie zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs zur Verfügung stellen zu können. Diesbezüglich wird dem zweiten Generator G2 über das Steuergerät SG ein Steuersignal übertragen, welches den Generator G2 dazu veranlasst, eine möglichst geringe Energieversorgung bzw. eine möglichst geringe Spannung am Ausgang G2A bereitzustellen. Während eines derartigen Beschleunigungsbetriebs des Kraftfahrzeugs wird der Strom für den DC/DC-Wandler W auf das Maximum erhöht um die Verbrennungskraftmaschine zu entlasten. Die Reduzierung des Generatorspannungswertes sowie die Erhöhung des Stroms für den DC/DC-Wandler W auf das Maximum während eines derartigen Beschleunigungsbetriebs des Kraftfahrzeugs wird als „passives Boostern" bezeichnet.These, while a thrust or braking operation in the capacitor K stored electrical Energy, can while an acceleration operation of the motor vehicle via the DC / DC converter W are delivered to the 14V network. During such a Acceleration operation of the motor vehicle should as possible no electrical excitation of the second generator G2 take place to preferably provide a lot of energy for propulsion of the motor vehicle to be able to. In this regard, is the second generator G2 over the control unit SG transmit a control signal, which causes the generator G2, the lowest possible power supply or one as possible to provide low voltage at output G2A. During one Such acceleration operation of the motor vehicle becomes the current for the DC / DC converter W increased to the maximum to relieve the internal combustion engine. The reduction of the Generator voltage value and the increase of the current for the DC / DC converter W to the maximum during Such acceleration operation of the motor vehicle is as "passive Boosters ".

Im Hinblick auf den Rekuperationsvorgang während eines Schub- oder Bremsbetriebs wirkt der zweite Generator G2 als Umwandler von mechanischer in elektrische Energie und der Wirkungsgrad ist umso besser, je höher die Ausgangsspannung am Ausgang G2A am zweiten Generator G2 eingestellt wird.in the Regarding the Rekuperationsvorgang during a push or brake operation the second generator G2 acts as a converter of mechanical in electrical energy and efficiency is better, the higher the Output voltage at the output G2A on the second generator G2 is set.

Befindet sich das Kraftfahrzeug in einem Normalbetrieb, sind mehrere Möglichkeiten im Hinblick auf eine Ansteuerung des zweiten Generators G2 über die Regeleinheit R2 und das Steuergerät SG möglich. Es kann diesbezüglich vorgesehen sein, dass der zweite Generator G2 deaktiviert wird. Als zweite Alternative ist es möglich, dass der zweite Generator G2 im aktivierten Zustand ist und der vom zweiten Generator zu erzeugende Spannungswert ein Spannungswert ist, welcher aus dem ersten Drittel des vom zweiten Generator G2 erzeugbaren Spannungsintervalls ist. Insbesondere kann diesbezüglich vorgesehen sein, dass der vom zweiten Generator G2 zu erzeugende Spannungswert etwa 40 % über dem maximal erzeugbaren Spannungswert des ersten Generators G2 liegt. Die Durchführung der zweiten Alternative während des Normalbetriebs des Kraftfahrzeugs kann dann durchgeführt werden, falls in dem 14V-Netz eine Energieunterversorgung vorliegt. Im Ausführungsbeispiel ist es diesbezüglich vorteilhaft, wenn der Ausgangsspannungswert des zweiten Generators G2 auf einen Spannungswert von etwa 20 V eingestellt wird.is If the motor vehicle is in normal operation, there are several possibilities with regard to a control of the second generator G2 via the Control unit R2 and the control unit SG possible. It can be provided in this regard be that the second generator G2 is deactivated. As second Alternative is it possible that the second generator G2 is in the activated state and the voltage value to be generated by the second generator is a voltage value is, which from the first third of the second generator G2 can be generated voltage interval. In particular, may be provided in this regard be that the voltage to be generated by the second generator G2 about 40% over the maximum generatable voltage value of the first generator G2. The implementation of second alternative during the normal operation of the motor vehicle can then be carried out if there is a power shortage in the 14V network. In the embodiment is it advantageous in this regard when the output voltage value of the second generator G2 to a Voltage value of about 20 V is set.

Als weitere, dritte Alternative kann während des Normalbetriebs des Kraftfahrzeugs vorgesehen sein, dass der zweite Generator G2 aktiviert ist und der vom zweiten Generator G2 zu erzeugende Spannungswert ebenfalls ein Spannungswert aus dem ersten Drittel des vom zweiten Generator G2 erzeugbaren Spannungsintervalls ist. Insbesondere kann auch hier vorgesehen sein, dass der zu erzeugende Spannungswert etwa 40 % über dem maximal erzeugbaren Spannungswert des ersten Generators G1 liegt. Die dritte Alternative kann dann durchgeführt werden, falls der Wirkungsgrad des zweiten Generators G2 mit diesem zu erzeugenden Spannungswert und einem aktivierten DC/DC-Wandler W größer ist als der Wirkungsgrad des ersten Generators G1. Auch für die dritte Alternative ist im Ausführungsbeispiel die Einstellung eines Ausgangsspannungswerts am Ausgang G2A des zweiten Generators G2 von etwa 20V vorteilhaft.When another, third alternative may during normal operation of the Motor vehicle be provided that the second generator G2 activated is and the voltage to be generated by the second generator G2 also a voltage value from the first third of the second Generator G2 can be generated voltage interval. In particular, too be provided here that the voltage value to be generated approximately 40% over the maximum generatable voltage value of the first generator G1. The third alternative can then be performed if the efficiency of the second generator G2 with this voltage value to be generated and an activated DC / DC converter W is greater than the efficiency of the first generator G1. Also for the third alternative is the setting in the exemplary embodiment an output voltage value at the output G2A of the second generator G2 of about 20V advantageous.

In der Darstellung in 2 ist derjenige Zustand gezeigt, bei dem eine Funktion Schnellheizung durchgeführt werden soll. Diese ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem schematischen Schaltbild gemäß 1 der Schalter S3 geschlossen ist. Wie aus dem Ausführungsbeispiel in 2 zu erkennen ist, wird über den Generator G2 eine entsprechende Spannung zur Erzeugung der Heizleistung an der Heizvorrichtung HV erzeugt. Des Weiteren wird ein entsprechender Energieübertrag über den DC/DC-Wandler W an das 14V-Netz im Ausführungsbeispiel gemäß 2 durchgeführt. Der Betriebszustand des Kraftfahrzeugs ist im Hinblick auf die vom Generator G2 für die Heizvorrichtung HV zu erzeugende Spannung von untergeordneter Bedeutung.In the illustration in 2 the state is shown in which a function quick heating is to be performed. This is characterized in that in the schematic diagram according to 1 the switch S3 is closed. As from the embodiment in 2 it can be seen is generated via the generator G2 a corresponding voltage for generating the heating power to the heater HV. Furthermore, a corresponding energy transfer via the DC / DC converter W to the 14V network in the embodiment according to 2 carried out. The operating state of the motor vehicle is of secondary importance with regard to the voltage to be generated by the generator G2 for the heating device HV.

Im Ausführungsbeispiel gemäß 3 ist der Vorgang einer Rekuperation dargestellt. Wie bereits erwähnt, ist in diesem Falle die Heizvorrichtung HV vom zweiten Generator G2 elektrisch entkoppelt. Die beim Schub- oder Bremsbetrieb erzeugte Bremsenergie wird entsprechend rekuperiert und an den Kondensator K zur Speicherung abgegeben. Wie aus der 3 weiter zu erkennen ist, wird auch ein entsprechender Teil der rückgewonnenen Energie über den DC/DC-Wandler W an das 14V-Netz übertragen. Wie im Ausführungsbeispiel gemäß 3 zu erkennen ist, ist der erste Generator G1 nicht in Betrieb.In the embodiment according to 3 the process of recuperation is shown. As already mentioned, in this case the heating device HV is electrically decoupled from the second generator G2. The braking energy generated during pushing or braking operation is recuperated accordingly and delivered to the capacitor K for storage. Like from the 3 can be seen further, a corresponding portion of the recovered energy via the DC / DC converter W is transmitted to the 14V network. As in the embodiment according to 3 can be seen, the first generator G1 is not in operation.

Gemäß 4 ist ein Betriebszustand Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine erste Alternative dargestellt, bei der der zweite Generator G2 deaktiviert ist und eine Energieabgabe über den Kondensator K über den DC/DC-Wandler W an das 14V-Netz erfolgt. Wie aus der 4 zu erkennen ist, ist auch der erste Generator G1 im gezeigten Ausführungsbeispiel deaktiviert.According to 4 is shown an operating state normal operation of the motor vehicle. In this exemplary embodiment, a first alternative is shown, in which the second generator G2 is deactivated and energy is output via the capacitor K via the DC / DC converter W to the 14V network. Like from the 4 can be seen, the first generator G1 is disabled in the embodiment shown.

In der Darstellung gemäß 5 ist gezeigt, wie sich bei einer Funktion Schnellheizung die Fahrzeuginnenraumtemperatur, insbesondere die Temperatur im Kopfbereich der Fahrzeuginsassen in Abhängigkeit der Zeit entwickelt. Wie zu erkennen ist, ist durch das erfindungsgemäße Bordnetz eine wesentlich schnellere Aufheizung im Fahrzeuginnenraum, insbesondere im Kopfbereich der Fahrzeuginsassen, möglich. Startet man bei einer Fahrzeuginnenraumtemperatur von etwa – 18° C erfolgt ein Anstieg der Fahrzeuginnenraumtemperatur während der ersten fünf Minuten auf einen Wert von etwa + 8° C. Wie aus der 5 zu erkennen ist, ist in Bordnetzen ohne eine derartige Schnellheizfunktion lediglich ein Aufheizen von – 18° C auf einen Wert von etwa – 10° C während der ersten fünf Minuten möglich. Auch im weiteren Verlauf der beiden gezeigten Kurven gemäß 5 ist zu erkennen, dass durch das erfindungsgemäße Bordnetz mit der entsprechenden Heizvorrichtung auch im weiteren zeitlichen Verlauf der Aufheizphase ein besseres Aufheizen mit der Zuheizung über das Bordnetz möglich ist. Insbesondere am Anfang ist jedoch eine deutlich verbesserte und schnellere Aufheizung des Fahrzeuginnenraums durch das erfindungsgemäße Bordnetz mit der entsprechenden Zuheizung gewährleistet.In the illustration according to 5 It is shown how, in a function of rapid heating, the vehicle interior temperature, in particular the temperature in the head region of the vehicle occupants, develops as a function of time. As can be seen, the vehicle electrical system according to the invention enables much faster heating in the vehicle interior, in particular in the head region of the vehicle occupants. Starting at a vehicle interior temperature of about - 18 ° C, an increase in the vehicle interior temperature during the first five minutes to a value of about + 8 ° C. As from the 5 can be seen, is in on-board networks without such a Schnellheizfunktion only a heating of - 18 ° C to a value of about - 10 ° C during the first five minutes possible. Also in the further course of the two curves shown in accordance with 5 It can be seen that through the vehicle electrical system according to the invention with the corresponding heating device in the further time course of the heating phase, a better heating with the auxiliary heating via the electrical system is possible. Especially at the beginning, however, a significantly improved and faster heating of the vehicle interior is ensured by the vehicle electrical system according to the invention with the corresponding auxiliary heating.

In 6 ist eine Darstellung gezeigt, bei der das Drehmoment D des Antriebs des ersten Generators G1 bei einer Belastung von etwa 40A in Abhängigkeit der Motordrehzahl nM aufgezeigt ist. Wie der 6 zu entnehmen ist, weist bei einer Motordrehzahl nM von etwa 7500/min das Drehmoment des ersten Generators G1 einen Wert von etwa 12Nm auf. Des Weiteren ist aus der Darstellung gemäß 6 zu erkennen, dass mit steigender Motordrehzahl das Drehmoment D des Generators G1 abnimmt. So ist bei einer Motordrehzahl von etwa 1000 U/min das Drehmoment des Generators G1 etwa 9Nm und bei einer Motordrehzahl von etwa 20000/min etwa SNm. Dieses Drehmoment steht insbesondere im Beschleunigungsfall dem Fahrzeugantrieb zur Verfügung, da der Generator G1 in diesem Fahrzustand entlastet wird und die Stromversorgung des 14V Bordnetzes in diesem Fall über den Super-Cap K und den DC/DC-Wandler W gewährleistet wird.In 6 an illustration is shown in which the torque D of the drive of the first generator G1 is shown at a load of about 40A as a function of the engine speed n M. Again 6 can be seen, at an engine speed n M of about 7500 / min, the torque of the first generator G1 has a value of about 12Nm. Furthermore, from the illustration according to 6 to recognize that with increasing engine speed, the torque D of the generator G1 decreases. Thus, at an engine speed of about 1000 rpm, the torque of generator G1 is about 9Nm and at an engine speed of about 20,000 rpm, about SNm. This torque is available especially in the case of acceleration the vehicle drive, since the generator G1 is relieved in this driving condition and the power supply of the 14V electrical system is ensured in this case via the super-cap K and the DC / DC converter W.

In 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Bordnetzes B gemäß der Erfindung gezeigt. Im Unterschied zur Ausführung gemäß 1 weist das Bordnetz einen Puls-Wechselrichter PWR auf, welcher mit dem Ausgang G2A des zweiten Generators G2 elektrisch verbunden ist. Wie in 7 zu erkennen ist, ist der Ausgang der Regelvorrichtung R2 mit einem Eingang des Puls-Wechselrichters PWR elektrisch verbunden. Des Weiteren ist im Ausführungsbeispiel gemäß 7 die Heizvorrichtung HV und der Kondensator K mit einem Ausgang des Puls-Wechselrichters PWR elektrisch verbunden. Die Heizvorrichtung HV und der Kondensator K sind somit über den Puls-Wechselrichter PWR mit dem Ausgang G2A des zweiten Generators G2 elektrisch verbunden bzw. mit diesem elektrisch gekoppelt. Durch den Puls-Wechselrichter PWR kann erreicht werden, dass der zweite Generator G2 als Elektromotor betrieben werden kann und dadurch zur Beschleunigungsunterstützung des Kraftfahrzeugs oder zum Starten des Verbrennungsmotors herangezogen werden kann. Das aktive Boosten oder die Funktion als Start-Stop-System des zweiten Generators G2 kann beispielsweise bei Ausgangsspannungen des zweiten Generators G2 von etwa 16V bis etwa 32V bevorzugt erfolgen. Die Rekuperation kann bevorzugt bei Ausgangsspannungen von größer etwa 32V erfolgen. Wird der zweite Generator G2 zusammen mit dem Puls-Wechselrichter PWR als Elektromotor verwendet, können elektrische Leistungen von etwa 3KW für eine bestimmte Zeitdauer, beispielweise etwa 5s, bereitgestellt werden. Für das elektrische Boosten kann eine elektrische Leistung von etwa 4KW für eine bestimmte Zeitdauer, etwa 5s, erzeugt werden.In 7 shows a further embodiment of a vehicle electrical system B according to the invention. In contrast to the execution according to 1 The vehicle electrical system has a pulse inverter PWR, which is electrically connected to the output G2A of the second generator G2. As in 7 can be seen, the output of the control device R2 is electrically connected to an input of the pulse inverter PWR. Furthermore, in the embodiment according to 7 the heater HV and the capacitor K are electrically connected to an output of the pulse inverter PWR. The heater HV and the capacitor K are thus electrically connected via the pulse inverter PWR to the output G2A of the second generator G2 or electrically coupled thereto. By the pulse inverter PWR can be achieved that the second generator G2 can be operated as an electric motor and thereby can be used to accelerate the assistance of the motor vehicle or to start the engine. The active boosting or the function as a start-stop system of the second generator G2 can preferably take place, for example, at output voltages of the second generator G2 of approximately 16V to approximately 32V. Recuperation may preferably be at output voltages greater than about 32V. If the second generator G2 is used together with the pulse inverter PWR as the electric motor, electrical powers of about 3KW can be provided for a certain period of time, for example about 5 s. For electrical boosting, an electrical power of about 4KW may be generated for a certain period of time, say 5 seconds.

Die zu den 1 bis 6 ausgeführten Erläuterungen gelten auch für das in 7 dargestellte Ausführungsbeispiel.The to the 1 to 6 Explanatory notes also apply to the 7 illustrated embodiment.

Claims (12)

Bordnetz für ein Kraftfahrzeug mit einem ersten (G1) und einem zweiten Generator (G2), wobei am Ausgang des ersten Generators (G1) eine erste Spannung und am Ausgang (G2A) des zweiten Generators (G2) eine zweite Spannung bereitstellbar ist, die mindestens so groß ist, wie die erste Spannung, und wobei die Amplitude der zweiten Spannung über eine Steuervorrichtung (SG), welche über eine Regelvorrichtung (R2) mit dem zweiten Generator (G2) elektrisch verbunden ist, steuerbar ist, wobei der Ausgang (G2A) des zweiten Generators (G2) zum Anschluss eines DC/DC-Wandlers (W), einer Rekuperationsvorrichtung (K) und eines einzigen Verbrauchers (HV) ausgelegt ist, und der einzige Verbraucher (HV) zur Energieversorgung mit dem Ausgangsspannungspotenzial des zweiten Generators (G2) mit dem Ausgang (G2A) des zweiten Generators (G2) elektrisch koppelbar ist.Electrical system for a motor vehicle with a first (G1) and a second generator (G2), wherein at the output of the first generator (G1) a first voltage and at the output (G2A) of the second generator (G2) a second voltage is at least as large as the first voltage, and wherein the amplitude of the second voltage via a control device (SG), which over a control device (R2) with the second generator (G2) electrically connected, is controllable, wherein the output (G2A) of the second Generator (G2) for connecting a DC / DC converter (W), a recuperation device (K) and a single consumer (HV) is designed, and the single load (HV) for power supply with the output voltage potential of the second generator (G2) to the output (G2A) of the second generator (G2) electrically coupled. Bordnetz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rekuperationsvorrichtung (K) und der einzige Verbraucher (HV) gleichzeitig an den Ausgang (G2A) des zweiten Generators (G2) elektrisch koppelbar sind.Vehicle electrical system according to Claim 1, characterized that the recuperation device (K) and the only consumer (HV) simultaneously to the output (G2A) of the second generator (G2) electrically coupled. Bordnetz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der einzige Verbraucher (HV) über einen Schalter (S3) direkt mit dem Ausgang (G2A) des zweiten Generators (G2) elektrisch koppelbar ist und im gekoppelten Zustand des Verbrauchers (HV) mit dem zweiten Generator (G2) ein vom zweiten Generator (G2) zu erzeugender Spannungswert durch die Steuervorrichtung (SG) abhängig vom erforderlichen Betriebszustand des Verbrauchers (HV) und unabhängig vom Betriebszustand des Kraftfahrzeugs vorgebbar ist.Vehicle electrical system according to Claim 1 or 2, characterized that the only consumer (HV) via a switch (S3) directly with the output (G2A) of the second generator (G2) electrically coupled is and in the coupled state of the consumer (HV) with the second Generator (G2) one of the second generator (G2) to be generated voltage value by the control device (SG) depending on the required operating state of the consumer (HV) and independent can be specified by the operating state of the motor vehicle. Bordnetz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im elektrisch entkoppelten Zustand des Verbrauchers (HV) vom zweiten Generator (G2) ein vom zweiten Generator (G2) zu erzeugender Spannungswert durch die Steuervorrichtung (SG) abhängig vom Betriebszustand des Kraftfahrzeugs vorgebbar ist.Vehicle electrical system according to one of the preceding claims, characterized characterized in that in the electrically decoupled state of the consumer (HV) from the second generator (G2) and from the second generator (G2) generating voltage value by the control device (SG) depending on Operating state of the motor vehicle can be specified. Bordnetz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Betriebszustand Schubbetrieb des Kraftfahrzeugs der durch die Steuervorrichtung (SG) vorgebbare Spannungswert im Wesentlichen gleich dem maximal erzeugbaren Spannungswert des zweiten Generators (G2) ist.Vehicle electrical system according to Claim 4, characterized that in an operating state overrun operation of the motor vehicle of the substantially predetermined by the control device (SG) voltage value equal to the maximum generatable voltage value of the second generator (G2) is. Bordnetz nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Betriebszustand Beschleunigungsbetrieb des Kraftfahrzeugs der durch die Steuervorrichtung (SG) vorgebbare Spannungswert im Wesentlichen gleich dem minimal erzeugbaren Spannungswert des zweiten Generators (G2) ist.Vehicle electrical system according to claim 4 or 5, characterized that in an operating state accelerating operation of the motor vehicle the voltage value which can be predetermined by the control device (SG) Essentially equal to the minimum producible voltage value of the second Generator (G2) is. Bordnetz nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass – in einem Betriebszustand Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs der zweite Generator (G2) deaktiviert ist, oder – der zweite Generator (G2) aktiviert ist und der vom zweiten Generator (G2) zu erzeugende Spannungswert ein Spannungswert aus dem ersten Drittel des vom zweiten Generator (G2) erzeugbaren Spannungsintervalls ist, insbesondere etwa 40 % über dem maximal erzeugbaren Spannungswert des ersten Generators (G1) liegt.Vehicle electrical system according to one of Claims 4 to 6, characterized that - in an operating state of normal operation of the motor vehicle, the second Generator (G2) is disabled, or The second generator (G2) is activated and the voltage to be generated by the second generator (G2) a voltage value from the first third of the second generator (G2) voltage interval is, in particular about 40% above that maximum generated voltage value of the first generator (G1) is located. Bordnetz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle des aktivierten zweiten Generators (G2) der zu erzeugende Spannungswert etwa 20 V ist.Vehicle electrical system according to Claim 7, characterized in the case of the activated second generator (G2), the one to be generated Voltage value is about 20V. Bordnetz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der einzige Verbraucher eine Heizvorrichtung (HV) ist und die Rekuperationsvorrichtung einen Energiespeicher (K), insbesondere einen Kondensator, insbesondere einen Super-Cap, aufweist.Vehicle electrical system according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the only consumer is a heating device (HV) and the recuperation device has an energy store (K), in particular a capacitor, in particular a super-cap has. Bordnetz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang (G2A) des zweiten Generators (G2) mit einem Puls-Wechselrichter (PWR) elektrisch verbunden ist.Vehicle electrical system according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the output (G2A) of the second generator (G2) is electrically connected to a pulse inverter (PWR). Bordnetz nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelvorrichtung (R2), der einzige Verbraucher (HV) und die Rekuperationsvorrichtung (K) mit dem Puls-Wechselrichter (PWR) elektrisch verbunden sind.Vehicle electrical system according to Claim 10, characterized that the regulating device (R2), the only consumer (HV) and the Rekuperationsvorrichtung (K) with the pulse inverter (PWR) electrically are connected. Verfahren zum Betreiben eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs, wobei das Kraftfahrzeug einen ersten (G1) und einen zweiten Generator (G2) umfasst, wobei am Ausgang des ersten Generators (G1) eine erste Spannung und am Ausgang (G2A) des zweiten Generators (G2) eine zweite Spannung bereitstellbar ist, wobei die zweite Spannung mindestens so groß wie die erste Spannung ist und die Amplitude der zweiten Spannung über eine Steuervorrichtung (SG), die an eine Regeleinheit (R2) des zweiten Generators (G2) elektrisch gekoppelt ist, steuerbar ist, wobei mit dem Ausgang (G2A) des zweiten Generators (G2) ein DC/DC-Wandler (W), eine Rekuperationsvorrichtung (K) und ein einziger Verbraucher (HV) elektrisch koppelbar sind, wobei der einzige Verbraucher (HV) zur Energieversorgung mit dem Ausgangsspannungspotenzial des zweiten Generators (G2) mit dem Ausgang (G2A) des zweiten Generators (G2) elektrisch gekoppelt wird.Method for operating a vehicle electrical system of a motor vehicle, wherein the motor vehicle has a first (G1) and a second generator (G2), wherein at the output of the first generator (G1) a first Voltage and at the output (G2A) of the second generator (G2) a second Voltage is available, with the second voltage at least as big as the first voltage is and the amplitude of the second voltage across a Control device (SG) connected to a control unit (R2) of the second Generator (G2) is electrically coupled, is controllable, with the output (G2A) of the second generator (G2) is a DC / DC converter (W), a recuperation device (K) and a single consumer (HV) are electrically coupled, with the only consumer (HV) for power supply with the output voltage potential of the second generator (G2) to the output (G2A) of the second generator (G2) electrically is coupled.
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