DE102006037699B4

DE102006037699B4 - Voltage supply device for commercial vehicles

Info

Publication number: DE102006037699B4
Application number: DE102006037699A
Authority: DE
Inventors: Günter Eisermann
Original assignee: MAN Nutzfahrzeuge AG
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 2006-08-11
Filing date: 2006-08-11
Publication date: 2011-03-10
Anticipated expiration: 2026-08-12
Also published as: DE102006037699A1

Abstract

Spannungsversorgungseinrichtung (SV) für Nutzfahrzeuge mit einer ersten Akkumulatoreinheit (AU1) zur Bereitstellung einer Versorgungsspannung (VU) und zumindest einer zweiten Akkumulatoreinheit (AU2), wobei die erste und zweite Akkumulatoreinheit (AU1, AU2) einen ersten und zweiten (A1, A2) und dritten und vierten (A3, A4) Akkumulator aufweisen und über eine Schaltungsanordnung (SA) miteinander verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung (SA) zumindest ein Schaltmittel (SM1) zur Serienschaltung der ersten und zweiten Akkumulatoreinheit (AU1, AU2) aufweist und dass ein Steuergerät (SG) zur Ansteuerung des zumindest einen Schaltmittels (SM1) vorgesehen ist, wobei abhängig von der Spannungsamplitude der durch die erste Akkumulatoreinheit (AU1) bereitgestellten Versorgungsspannung (VU) ein Schalten des Schaltmittels (SM1, SM2) zur Bereitstellung einer erhöhten Versorgungsspannung (VU*) durch das Steuergerät (SG) bewirkt wird, so dass die Versorgungsspannung (VU*) aus den durch den ersten bis dritten Akkumulator (A1, A2, A3) bereitgestellten Einzelspannungen resultiert.Voltage supply device (SV) for commercial vehicles having a first accumulator unit (AU1) for providing a supply voltage (VU) and at least one second accumulator unit (AU2), the first and second accumulator unit (AU1, AU2) having first and second (A1, A2) and third and fourth (A3, A4) have accumulator and can be connected to each other via a circuit arrangement (SA), characterized in that the circuit arrangement (SA) at least one switching means (SM1) for series connection of the first and second accumulator unit (AU1, AU2) and a control device (SG) is provided for controlling the at least one switching means (SM1), wherein, depending on the voltage amplitude of the supply voltage (VU) provided by the first accumulator unit (AU1), switching of the switching means (SM1, SM2) provides an increased supply voltage (VU *) is effected by the control unit (SG), so that the supply voltage (VU *) results from the individual voltages provided by the first to third accumulators (A1, A2, A3).

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannungsversorgungseinrichtung für Nutzfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a power supply device for commercial vehicles according to the preamble of claim 1.

Aus dem Stand der Technik sind bereits unterschiedliche Einrichtungen bekannt, welche in Nutzfahrzeugen wie Omnibussen und Lastkraftwagen zur Bereitstellung einer elektrischen Versorgungsspannung vorgesehen sind.Various devices are already known from the prior art, which are provided in commercial vehicles such as buses and trucks for providing an electrical supply voltage.

So beschreibt beispielsweise die US-Patentschrift Nr. 4,412,137 eine Spannungsversorgungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.For example, describes the U.S. Patent No. 4,412,137 a voltage supply device according to the preamble of patent claim 1.

Ferner ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 102 48 658 A1 eine Vorrichtung zur Teil- und Gesamtbordnetzstabilisierung bei Start-/Stoppbetrieb bekannt. Die Vorrichtung umfasst einen Starter, einen Generator und einen ersten Energiespeicher in Form eines Superkondensators bzw. Supercap-Moduls, wobei der Starter in einem ersten Schaltungszweig zum Start über einen ersten Schalter mit dem Generator, dem ersten Energiespeicher und einem damit verbundenen Bordnetz verbindbar ist. Ferner ist der Starter ebenfalls über den ersten Schalter in einem weiteren Schaltungszweig mit einem Aufwärts- bzw. DC/DC-Wandler, einem zweiten Energiespeicher, einem Umschalter, einem Leistungsverteiler in Reihe schaltbar und dadurch mit zumindest einem stark spannungsabhängigen Verbraucher verbindbar. Bei einem Start ist der erste Schalter und der Umschalter geschlossen, so dass zumindest ein stark spannungsabhängiger Verbraucher aus der Reihenschaltung des ersten Energiespeichers und des zweiten Energiespeichers mit Energie versorgt wird.Furthermore, for example, from the German patent application DE 102 48 658 A1 a device for partial and total on-board network stabilization during start / stop operation known. The device comprises a starter, a generator and a first energy store in the form of a supercapacitor or supercap module, the starter being connectable in a first circuit branch to the start via a first switch to the generator, the first energy store and an associated electrical system. Furthermore, the starter can also be connected in series via the first switch in a further circuit branch with an up-converter or DC-DC converter, a second energy store, a changeover switch, a power distributor and can therefore be connected to at least one heavily voltage-dependent consumer. At a start, the first switch and the changeover switch are closed, so that at least one heavily voltage-dependent consumer is supplied with energy from the series connection of the first energy store and the second energy store.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2004 043 129 A1 ist eine Vorrichtung zur Spannungsversorgung in einem Kraftfahrzeugbordnetz mit einer elektrischen Maschine, insbesondere einem Starter-Generator, bekannt. Die Vorrichtung ist über einen Pulswechselrichter und einen Wechselschalter mit einem Ladungsspeicher verbindbar. Der Wechselschalter stellt alternativ eine Verbindung mit dem Pulswechselrichter und einer Batterie sowie einem Doppelschichtkondensator her. In einem speziellen Start- oder Boostbetrieb kann der Kondensator in Serie zum Bordnetz oder zur Batterie geschalten werden. Es wird dabei eine Spannungserhöhung für die elektrische Maschine erzielt. In diesem Betriebszustand erfolgt beispielsweise ein Start mit 18 Volt in einem ansonsten auf 12 Volt liegenden Bordnetz.From the German patent application DE 10 2004 043 129 A1 is a device for power supply in a motor vehicle electrical system with an electric machine, in particular a starter generator, known. The device can be connected to a charge storage device via a pulse inverter and a changeover switch. The changeover switch alternatively establishes a connection with the pulse inverter and a battery as well as a double-layer capacitor. In a special start or boost mode, the capacitor can be connected in series with the vehicle electrical system or the battery. It is thereby achieved a voltage increase for the electric machine. In this operating state, for example, a start with 18 volts takes place in an otherwise 12 volt electrical system.

Des Weiteren ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 100 57 259 A1 ein Zweispannungsbordnetz für ein Kraftfahrzeug bekannt, das eine 12 Volt- und 36 Volt-Versorgungsspannung bereitstellt. Das Mehrspannungsbordnetz verfügt über eine durch Schalter unterbrechbare Reihenschaltung von drei Batterien, wobei zusätzlich weitere Schalter vorgesehen sind, und wobei durch eine Betätigung der Schalter auf zwei 12 V-Versorgungsleitungen zwei verschiedene Ausgangsspannungen erzeugbar sind. Der erste Schalter ist hierbei zwischen der ersten und der zweiten Batterie angeordnet, und der zweite Schalter ist zwischen der zweiten und der dritten Batterie angeordnet. Das Zweispannungsbordnetz verfügt ferner über zwei Multiplexschalter.Furthermore, from the German patent application DE 100 57 259 A1 a two-voltage electrical system for a motor vehicle, which provides a 12 volt and 36 volt supply voltage. The multi-voltage electrical system has a switchable by switch series connection of three batteries, with additional switches are provided, and wherein two different output voltages can be generated by operating the switch on two 12 V supply lines. The first switch is in this case arranged between the first and the second battery, and the second switch is arranged between the second and the third battery. The two-voltage on-board network also has two multiplex switches.

Aus der US-Patentschrift Nr. 4,754,730 ist ein Startsystem für Fahrzeuge bekannt. Um auch bei kalten Witterungsbedingungen einen Fahrzeugstart zu gewährleisten verfügt das Startsystem über zwei 12 Volt-Batterien. Die zwei Batterien sind über ein Relais parallel geschalten und mit dem Anlasser verbunden, um ihn während des Startvorgangs des Motors mit einer höheren Spannung zu versorgen. Das Relais wird von einem Schalter betätigt, welcher manuell mittels eines Fahrzeug-Konduktors bedient werden, sofern der Motor nicht startet, wenn die Batterien in Reihe verbunden sind. Der Schalter ist hierbei vorzugsweise ein thermostatischer Schalter, welcher in Abhängigkeit der Motortemperatur das Relais bedient.From the U.S. Patent No. 4,754,730 is a starting system known for vehicles. To ensure a vehicle start even in cold weather conditions, the start system has two 12 volt batteries. The two batteries are connected in parallel via a relay and connected to the starter to supply it with a higher voltage during the starting process of the motor. The relay is actuated by a switch which is operated manually by means of a vehicle conductor, unless the engine starts when the batteries are connected in series. The switch is in this case preferably a thermostatic switch, which operates the relay depending on the engine temperature.

Beispielsweise ist des Weiteren aus der DE 101 59 796 A1 eine Stromversorgungseinrichtung mit zwei Akkumulatoreneinheiten sowie zwei Generatoreinheiten in einem Nutzfahrzeug mit Verbrennungsmotor bekannt, bei dem ein Anlasserstromkreis und ein Karosseriestromkreis vorgesehen sind.For example, further from the DE 101 59 796 A1 a power supply device with two accumulator units and two generator units in a commercial vehicle with an internal combustion engine, in which a starter circuit and a body circuit are provided.

Ferner ist aus der DE 197 24 356 C2 eine Energieversorgungsschaltung für ein Kraftfahrzeugbordnetz umfassend zwei in Serie geschaltete Batterieeinheiten bekannt, mittels denen unterschiedliche Versorgungsspannungen bei einem hohen Wirkungsgrad und unter in Kraftfahrzeugen typischen Randbedingungen bereitgestellt werden.Furthermore, from the DE 197 24 356 C2 a power supply circuit for a motor vehicle electrical system comprising two series-connected battery units known by means of which different supply voltages are provided at a high efficiency and under motor vehicle typical boundary conditions.

Ausgehend von dem genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Spannungsversorgungseinrichtung für Nutzfahrzeuge anzugeben, welche insbesondere beim Startvorgang eines Nutzfahrzeuges eine im Vergleich zur Bordspannung erhöhte Versorgungsspannung bereitstellen kann, die nicht zu Schäden und Einbußen an den Verbrauchern führt.Based on the cited prior art, the present invention has the object to provide a power supply device for commercial vehicles, which can provide a particular compared to the on-board voltage increased supply voltage especially when starting a commercial vehicle, which does not lead to damage and loss of consumers.

Die Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Patentanspruches 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.The object is achieved on the basis of the preamble of claim 1 by its characterizing features. Advantageous developments of the invention can be found in the dependent claims.

Nach Maßgabe der Erfindung ist daher eine Spannungsversorgungseinrichtung für Nutzfahrzeuge vorgesehen. Die Spannungsversorgungseinrichtung umfasst eine erste Akkumulatoreinheit zur Bereitstellung der Versorgungsspannung und zumindest eine zweite Akkumulatoreinheit, wobei die erste und zweite Akkumulatoreinheit einen ersten und zweiten und dritten und vierten Akkumulator aufweisen und über eine Schaltungsanordnung miteinander verbindbar sind. Der wesentliche Aspekt der erfindungsgemäßen Spannungsversorgungseinrichtung ist darin zu sehen, dass die Schaltungsanordnung zumindest ein Schaltmittel zur Serienschaltung der ersten und zweiten Akkumulatoreinheit aufweist. Ferner ist ein Steuergerät zur Ansteuerung des zumindest einen Schaltmittels vorgesehen, wobei abhängig von der Spannungsamplitude der durch die erste Akkumulatoreinheit bereitgestellten (ersten) Versorgungsspannung ein Schalten des Schaltmittels zur Bereitstellung einer erhöhten Versorgungsspannung durch das Steuergerät bewirkt wird, so dass die Versorgungsspannung aus den durch den ersten bis dritten Akkumulator bereitgestellten Einzelspannungen resultiert.In accordance with the invention, therefore, a voltage supply device for Commercial vehicles provided. The voltage supply device comprises a first accumulator unit for providing the supply voltage and at least one second accumulator unit, the first and second accumulator unit having a first and second and third and fourth accumulator and can be connected to one another via a circuit arrangement. The essential aspect of the voltage supply device according to the invention is to be seen in that the circuit arrangement has at least one switching means for series connection of the first and second accumulator unit. Furthermore, a control device for controlling the at least one switching means is provided, wherein depending on the voltage amplitude of the first accumulator unit provided (first) supply voltage switching of the switching means for providing an increased supply voltage is effected by the controller, so that the supply voltage from the by the first to third accumulator provided individual voltages results.

Besonders vorteilhaft wird durch die erfindungsgemäße Spannungsversorgungseinrichtung in einem Nutzfahrzeug abhängig vom Ladezustand einer zur Bereitstellung der Bordnetzspannung von beispielsweise 24 Volt vorgesehen Akkumulatoreinheit eine weitere Akkumulatoreinheit zugeschaltet, wenn die Bordnetzspannung unter einen vorgegebenen Schwellwert abgesunken ist. Insbesondere beim Startvorgang wird somit durch Serienschaltung zumindest zweier Akkumulatoreinheiten eine erhöhte Versorgungsspannung bereitgestellt. Sinkt die durch die erste Akkumulatoreinheit bereitgestellte Spannung beispielsweise auf unter 18 Volt ab, so ist durch Serienschaltung der beiden Akkumulatoreinheiten eine Erhöhung auf zwischen 26 bis zu 36 Volt möglich.Depending on the state of charge of a battery unit provided to provide the vehicle electrical system voltage of, for example, 24 volts, a further battery unit is switched on particularly advantageously by the power supply device according to the invention in a commercial vehicle when the vehicle electrical system voltage has fallen below a predetermined threshold value. In particular during the starting process, an increased supply voltage is thus provided by series connection of at least two accumulator units. If the voltage provided by the first accumulator unit drops, for example, to below 18 volts, an increase to between 26 and 36 volts is possible by connecting the two accumulator units in series.

Im Folgenden wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel anhand einer Zeichnung dargestellt.In the following the invention will be illustrated by way of example with reference to a drawing.

Die Figur zeigt in einem schematischen Blockschaltbild eine Spannungsversorgungseinrichtung SV mit zumindest einer Schaltungsanordnung SA, einer ersten Akkumulatoreinheit AU1 und einer zweiten Akkumulatoreinheit AU2, wobei die erste und zweite Akkumulatoreinheit AU1, AU2 über die Schaltungsanordnung SA miteinander verbindbar sind.The FIGURE shows a schematic block diagram of a voltage supply device SV with at least one circuit arrangement SA, a first accumulator unit AU1 and a second accumulator unit AU2, wherein the first and second accumulator unit AU1, AU2 can be connected to one another via the circuit arrangement SA.

Durch die erste Akkumulatoreinheit AU1 wird beispielsweise eine Versorgungsspannung VU bereitgestellt, welche der Bordspannung des Bordnetzes eines Fahrzeuges, insbesondere Nutzfahrzeuges entspricht.By the first accumulator unit AU1, for example, a supply voltage VU is provided, which corresponds to the on-board voltage of the electrical system of a vehicle, in particular commercial vehicle.

Die erste Akkumulatoreinheit AU1 weist hierzu in einer bevorzugten Ausführungsform einen ersten und zweiten Akkumulator A1, A2 auf, die vorzugsweise in Serie zueinander geschalteten und baugleich ausgebildet sind. In einer bevorzugten Ausführungsform sind der erste und zweite Akkumulator A1, A2 als Batterieeinheiten mit einer Spannung von jeweils ca. 12 Volt ausgebildet, wodurch sich eine Bordnetzspannung von ca. 24 Volt ergibt.For this purpose, in a preferred embodiment, the first accumulator unit AU1 has a first and a second accumulator A1, A2, which are preferably connected in series with one another and of identical construction. In a preferred embodiment, the first and second accumulator A1, A2 are formed as battery units with a voltage of about 12 volts, resulting in a vehicle electrical system voltage of about 24 volts.

Die erste Akkumulatoreinheit AU1 ist mit einem ersten Schaltmittel SM1 verbunden, welches bevorzugt als Schaltrelais ausgebildet ist. Der Schaltzustand des ersten Schaltmittels SM1 wird über ein von einem Steuergerät SG erzeugtes erstes Steuersignal ss1 gesteuert, welches hierzu im Steuergerät SG beispielsweise mittels einer darin ausgeführten Steuerroutine SR erzeugt und an das erste Schaltmittel SM1 übertragen wird.The first accumulator unit AU1 is connected to a first switching means SM1, which is preferably designed as a switching relay. The switching state of the first switching means SM1 is controlled via a generated by a control unit SG first control signal ss1, which is generated for this purpose in the control unit SG, for example by means of a executed therein control routine SR and transmitted to the first switching means SM1.

Das erste Schaltmittel SM1 ist über ein erstes Schaltmodul S1 mit einer Startereinheit ES des Nutzfahrzeuges verbunden, über welche die Brennkraftmaschine bzw. die Motoreinheit des Nutzfahrzeuges gestartet wird. Die Startereinheit ES weist beispielsweise mehrere Anschlussklemmen auf, von denen vorzugsweise Klemme mit der Kennung 30 über das erste Schaltmodul S1 mit dem ersten Schaltmittel SM1 verbunden ist. Das erste Schaltmodul S1 bildet beispielsweise den Batteriehauptnotschalter aus.The first switching means SM1 is connected via a first switching module S1 to a starter unit ES of the commercial vehicle, via which the internal combustion engine or the engine unit of the commercial vehicle is started. The starter unit ES has, for example, a plurality of terminals, of which preferably terminal with the identifier 30 is connected to the first switching means SM1 via the first switching module S1. The first switching module S1 forms, for example, the main battery emergency switch.

An der Startereinheit ES liegt somit bei durchgeschalteten ersten Schaltmittel SM1 sowie bei geschalteten ersten Schaltmodul S1 die durch die erste Akkumulatoreinheit AU1 bereitgestellte Versorgungsspannung VU an.Thus, when the first switching means SM1 is switched on and the first switching module S1 is connected, the supply voltage VU provided by the first accumulator unit AU1 is applied to the starter unit ES.

Zur Ermittlung der Spannungsamplitude AM der aktuell an der Startereinheit ES anliegenden erste Versorgungsspannung VU ist diese mit dem Steuergerät SG verbunden. Hierzu ist das Steuergerät SG zur Ermittlung und Auswertung der Spannungsamplitude AM der aktuellen Versorgungsspannung VU und Erzeugung des vom Auswerteergebnis abhängigen ersten Steuersignals ss1 zur Ansteuerung des ersten Schaltmittels SM1 eingerichtet. Insbesondere wird hierzu mittels der im Steuergerät SG ausgeführten Steuerroutine SR die ermittelte Spannungsamplitude AM mit einer vorgegebnen Soll-Versorgungsspannung VUS verglichen und bei einem Unterschreiten der vorgegebnen Soll-Versorgungsspannung VUS durch die ermittelte Spannungsamplitude AM zumindest das erste Steuersignal ss1 zur Ansteuerung des ersten Schaltmittels SM1 erzeugt. Die Soll-Versorgungsspannung VUS kann beispielsweise zwischen 16 und 20 Volt, vorzugsweise 18 Volt betragen.In order to determine the voltage amplitude AM of the first supply voltage VU currently present at the starter unit ES, it is connected to the control unit SG. For this purpose, the control unit SG for determining and evaluating the voltage amplitude AM of the current supply voltage VU and generating the evaluation result dependent on the first control signal ss1 for controlling the first switching means SM1 is set up. In particular, for this purpose, the determined voltage amplitude AM is compared with a predetermined nominal supply voltage VUS by means of the control routine SR executed in the control unit SG, and at least the first control signal ss1 for driving the first switching means SM1 is generated when the predefined nominal supply voltage VUS falls below the predetermined voltage supply VUS , The nominal supply voltage VUS can be, for example, between 16 and 20 volts, preferably 18 volts.

Unterschreitet insbesondere beim Start der Motoreinheit aufgrund des aktuellen Ladezustandes der ersten Akkumulatoreinheit AU1 die aktuell ermittelte Versorgungsspannung VU die genannte Soll-Versorgungsspannung VUS, so wird gesteuert über das erste Steuersignal ss1 das erste Schaltmittel SM1 geöffnet und somit die Verbindung zwischen der ersten Akkumulatoreinheit AU1 und der Startereinheit ES unterbrochen.If, in particular when the motor unit is started, the currently determined supply voltage VU falls below the named nominal supply voltage VUS due to the current state of charge of the first accumulator unit AU1, control is effected via the first control signal ss1 opens the first switching means SM1, and thus the connection between the first accumulator unit AU1 and the starter unit ES is interrupted.

Die zweite Akkumulatoreinheit AU2 weist beispielhaft einen dritten und vierten Akkumulator A3, A4 auf, welche ebenfalls in einer bevorzugten Ausführungsform baugleich ausgebildet sind. Der dritte und vierte Akkumulator A3, A4 der zweiten Akkumulatoreneinheit AU2 sind zum Ladeausgleich über ein Lademodul LM miteinander verbunden, wobei ferner ein zweites Schaltmittel SM2 zur Ansteuerung des Lademoduls LM und zur Verbindung des dritten und vierten Akkumulators A3, A4 vorgesehen ist.The second accumulator unit AU2 has, by way of example, a third and fourth accumulator A3, A4, which are likewise of identical design in a preferred embodiment. The third and fourth accumulators A3, A4 of the second accumulator unit AU2 are connected to each other for charge compensation via a charging module LM, further comprising a second switching means SM2 for driving the charging module LM and for connecting the third and fourth accumulators A3, A4.

Das zweite Schaltmittel SM2 ist ferner mit der ersten Akkumulatoreinheit AU1 verbunden. Somit ist abhängig vom jeweiligen Schaltzustand des zweiten Schaltmittel SM2 eine Serienschaltung der ersten Akkumulatoreinheit AU1 mit dem dritten Akkumulator A3 der zweiten Akkumulatoreinheit AU2 oder der Aufbau eines Ladekreises zwischen dem dritten und vierten Akkumulator A3, A4 sowie dem Lademodul LM möglich. Der dritte Akkumulator A3 ist zur vollständigen Serienschaltung über das erste Schaltmodul S1 mit der Startereinheit ES verbunden.The second switching means SM2 is further connected to the first accumulator unit AU1. Thus, a series circuit of the first accumulator AU1 with the third accumulator A3 of the second accumulator AU2 or the construction of a charging circuit between the third and fourth accumulator A3, A4 and the loading module LM is possible depending on the respective switching state of the second switching means SM2. The third accumulator A3 is connected for complete series connection via the first switching module S1 with the starter unit ES.

Bei Unterschreiten der Soll-Versorgungsspannung VUS wird durch das Steuergerät SG zusätzlich ein zweites Steuersignal ss2 erzeugt, welches an das zweite Schaltmittel SM2 übertragen wird. Abhängig vom zweiten Steuersignal ss2 schaltet das zweite Schaltmittel SM2 um, so dass eine Serienschaltung zwischen dem ersten, zweiten und vierten Akkumulator A1, A2, A3 entsteht, wodurch eine erhöhte Versorgungsspannung VU* erzeugt wird, die an der Startereinheit ES anliegt.If the setpoint supply voltage VUS is undershot, the control unit SG additionally generates a second control signal ss2, which is transmitted to the second switching device SM2. Depending on the second control signal ss2, the second switching means SM2 switches so that a series connection between the first, second and fourth accumulators A1, A2, A3 is created, whereby an increased supply voltage VU * is generated, which is applied to the starter unit ES.

Nach Öffnen des ersten Schaltmittels SM1 wird somit das zweite Schaltmittel SM2 umgeschaltet, wodurch der dritte Akkumulator A3 in Reihe zum ersten und zweiten Akkumulator geschaltet wird. Hierdurch ergibt sich eine erhöhte zweite Versorgungsspannung VU* resultierend aus den durch den ersten bis dritten Akkumulator A1, A2, A3 bereitgestellten Einzelspannungen. Die zur Bereitstellung der erhöhten zweiten Versorgungsspannung VU* erforderliche Spannungsumschaltung erfolgt insbesondere nach einem über die Startereinheit ES eingeleiteten Startvorgang, insbesondere nach dem Einspuren der Starterritzels. Hierzu wird während der mittels durch das zweite Schaltmittel SM2 bewirkten Umschalten bzw. Zuschalten des dritten Akkumulators A3 der Leistungsstromkreis der Startereinheit ES unterbrochen, jedoch nicht der Steuerstromkreis. Hierdurch wird sichergestellt, dass es zu keinem flusspuren des Starterritzels kommt und ein dadurch bedingter Abfall der Steuermagnetschalter („Kontaktverschweißung”) hervorgerufen wird.After opening the first switching means SM1 thus the second switching means SM2 is switched, whereby the third accumulator A3 is connected in series with the first and second accumulator. This results in an increased second supply voltage VU * as a result of the individual voltages provided by the first to third accumulators A1, A2, A3. The voltage changeover required to provide the increased second supply voltage VU * takes place, in particular, according to a starting process introduced via the starter unit ES, in particular after the starter pinion has been meshed in. For this purpose, the power circuit of the starter unit ES is interrupted during the switching or connection of the third accumulator A3 caused by the second switching means SM2, but not the control circuit. This ensures that there is no flow traces of the starter pinion and a consequent drop in the control magnet switch ("contact welding") is caused.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Steuergerät SG zusätzlich zur Ermittlung und Auswertung der Außentemperatur eingerichtet. Insbesondere durch die im Steuergerät SG ausgeführte Steuerroutine SR wird zusätzlich die ermittelte Außentemperatur ermittelt und abhängig davon das erste und/oder zweite Steuersignal ss1, ss2 zum Schalten des ersten bzw. zweiten Schaltmittels SM1 SM2 erzeugt, d. h. abhängig von der jeweils vorliegenden Außentemperatur eine erhöhte Versorgungsspannung VU* zum Starten der Motoreinheit bereitgestellt. Somit eignet sich die dargestellte Schaltungsanordnung SA insbesondere auch für Startvorgänge bei tiefen Temperaturen beispielsweise ab –25°C.In a preferred embodiment, the control unit SG is additionally set up for the determination and evaluation of the outside temperature. In particular, by the executed in the control unit SG control routine SR the determined external temperature is additionally determined and depending on the first and / or second control signal ss1, ss2 for switching the first and second switching means SM1 SM2 generated, d. H. depending on the particular outside temperature provided an increased supply voltage VU * to start the motor unit. Thus, the illustrated circuit arrangement SA is particularly suitable for starting operations at low temperatures, for example from -25 ° C.

Nach erfolgten Start der Motoreinheit des Nutzfahrzeuges wird gesteuert über das Steuergerät SG zunächst das zweite Schaltmittel SM2 zurückgeschaltet, d. h. ein entsprechendes zweites Steuersignal ss2 im Steuergerät SG erzeugt und an das zweite Schaltmittel SM2 übertragen. Hierdurch wird der dritte Akkumulator A3 wiederum in Reihe zum vierten Akkumulator A4 geschaltet. Aufgrund der kurzzeitigen Serienschaltung des dritten Akkumulators A3 mit dem ersten und zweiten Akkumulator A1, A2 ist dieser einer elektrischen Belastung ausgesetzt und weist dadurch eine im Vergleich zum vierten Akkumulator A4 reduzierte Kapazität auf. Bedingt durch derartige unterschiedliche Ladezustände kann eine Schädigung der dritten und vierten Akkumulatoreinheit A3, A4 auftreten. Zur Vermeidung dieser werden über das Lademodul, welches beispielsweise als marktübliches Ladegerät ausgebildet ist, die Ladezustände der dritten und vierten Akkumulatoreinheit A3, A4 ausgeglichen.After the start of the engine unit of the commercial vehicle is controlled via the control unit SG, first the second switching means SM2 switched back, d. H. generates a corresponding second control signal ss2 in the control unit SG and transmitted to the second switching means SM2. As a result, the third accumulator A3 is in turn connected in series with the fourth accumulator A4. Due to the short-term series connection of the third accumulator A3 with the first and second accumulator A1, A2 this is exposed to an electrical load and thereby has a reduced capacity compared to the fourth accumulator A4. Due to such different states of charge may damage the third and fourth accumulator A3, A4 occur. In order to avoid this, the charging states of the third and fourth accumulator units A3, A4 are compensated via the charging module, which is designed, for example, as a commercially available charger.

Unabhängig hiervon wird die erste Versorgungsspannung VU über ein zweites Schaltmodul SM2 als Bordnetzspannung bereitgestellt, d. h. auch bei einer zum Start der Motoreinheit des Nutzfahrzeuges bereitgestellten erhöhten Versorgungsspannung VU* entspricht die Bordnetzspannung weiterhin der ersten Versorgungsspannung VU, welche durch die erste Akkumulatoreinheit AU1 bereitgestellt wird. Alternativ kann jedoch auch die erhöhte Versorgungsspannung VU* als Bordnetzspannung zur Verfügung gestellt werden.Regardless of this, the first supply voltage VU is provided via a second switching module SM2 as the vehicle electrical system voltage, d. H. Even with an increased supply voltage VU * provided for starting the motor unit of the commercial vehicle, the vehicle electrical system voltage continues to correspond to the first supply voltage VU, which is provided by the first accumulator unit AU1. Alternatively, however, the increased supply voltage VU * can be made available as vehicle electrical system voltage.

Zur Vermeidung eines Stromflusses nach dem Umschalten von der Versorgungsspannung VU auf die erhöhte Versorgungsspannung VU* und vice versa kann zwischen der ersten Akkumulatoreinheit AU1 und der Startereinheit ES eine Diodenschaltung D vorgesehen sein. Zum erforderlichen Umschalten der Diodenschaltung D weist diese ein drittes Schaltmittel SM3 auf, welche über ein drittes durch das Steuergerät SG ebenfalls erzeugtes Steuersignal ss3 angesteuert wird.To avoid a current flow after switching from the supply voltage VU to the increased supply voltage VU * and vice versa, a diode circuit D can be provided between the first accumulator unit AU1 and the starter unit ES. For the required switching of the diode circuit D, this has a third switching means SM3, which is controlled via a third also generated by the control unit SG control signal ss3.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

A1

first accumulator

A2

second accumulator

A3

third accumulator

A4

fourth accumulator

AU1

first accumulator unit

AU2

second accumulator unit

IT

starter unit

LM

loading module

S1

first switching module

S2

second switching module

SG

control unit

SM1

first switching means

SM2

second switching means

SM3

third switching means

SR

control routine

SV

Power supply means

VU

supply voltage

VU *

increased supply voltage

Claims

Voltage supply device (SV) for commercial vehicles having a first accumulator unit (AU1) for providing a supply voltage (VU) and at least one second accumulator unit (AU2), the first and second accumulator unit (AU1, AU2) having first and second (A1, A2) and third and fourth (A3, A4) have accumulator and can be connected to each other via a circuit arrangement (SA), characterized in that the circuit arrangement (SA) at least one switching means (SM1) for series connection of the first and second accumulator unit (AU1, AU2) and a control device (SG) is provided for controlling the at least one switching means (SM1), wherein, depending on the voltage amplitude of the supply voltage (VU) provided by the first accumulator unit (AU1), switching of the switching means (SM1, SM2) provides an increased supply voltage (VU *) is effected by the control unit (SG), so that the supply voltage (VU *) results from the individual voltages provided by the first to third accumulators (A1, A2, A3).

Power supply device according to claim 1, characterized in that the control device for determining and evaluating the voltage amplitude of the supply voltage (VU) and generating at least one of the evaluation result dependent control signal (ss1, ss2) for controlling the at least one switching means (SM1, SM2) is established.

Voltage supply device according to claim 2, characterized in that the control unit (SG) is adapted to compare the determined voltage amplitude with a predetermined desired supply voltage, wherein by the control unit (SG) at a predetermined value supply voltage falls below the determined voltage amplitude at least one control signal (ss1, ss2) for driving the at least one switching means (SM1, SM2) is generated.

Power supply device according to claim 3, characterized in that the at least one switching means (SM1, SM2, SM3) is designed as a switching relay.

Voltage supply device according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (SG) for providing an increased supply voltage (VU *) is set up as a function of a starting operation initiated via a starter unit (ES).

Voltage supply device according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (SG) is set up to determine and evaluate the outside temperature.

Voltage supply device according to one of the preceding claims, characterized in that a voltage between 16 and 20 volts, preferably 18 volts is specified as the desired supply voltage.

Power supply device according to one of the preceding claims, characterized in that the circuit arrangement (SA) has a charging module (LM) for charging the third accumulator (A3) of the second accumulator unit (AU2).

Commercial vehicle with at least one voltage supply device (SV) according to one of the preceding claims.