DE102007022301A1 - Kraftfahrzeug-Bordnetz - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug-Bordnetz 10 mit einer Brennkraftmaschine 2 und einem mit dieser mechanisch verbundenen Starter-Generator 3 sowie einem mit der Brennkraftmaschine mechanisch verbindbaren elektrischen Anlasser 6, wobei der Starter-Generator zum wahlweise generatorischen oder motorischen Betrieb über einen bidirektionalen AC/DC-Wandler 4 an eine Versorgungsbatterie 7 angeschlossen ist, im generatorischen Betrieb die Versorgungsbatterie direkt (ohne Zwischenschaltung eines anderen Energiespeichers) lädt sowie im motorischen Betrieb von der Versorgungsbatterie gespeist wird, ferner mit einer Steuervorrichtung 50 zum Steuern des Startvorganges der Brennkraftmaschine durch Ansteuern des Anlassers 6 und/oder des Starter-Generators 3, wobei sowohl an den Starter-Generator als auch an der Versorgungsbatterie Verbraucher 9a, ...9m , 8a, ...8n angeschlossen sind. Um zu vermeiden, dass empfindliche Verbraucher 9a, ...9m zu großen Versorgungsspannungen ausgesetzt sind, wird vorgeschlagen, zwischen Versorgungsbatterie und Starter-Generator eine Schaltereinrichtung 60 anzuordnen, welche im offenen Schalterzustand empfindliche elektrische Verbraucher 9a, ...9m wie Lüfter und/oder Beleuchtungseinrichtungen von der Versorgungsbatterie 7 trennt, wobei im offenen Schalterzustand der Schaltereinrichtung der Starter-Generator zumindest einen empfindlichen Verbraucher und die Versorgungsbatterie zumindest einen unempfindlichen elektrischen Verbraucher 8a, ...8m speist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug-Bordnetz gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
  • Ein solches Kraftfahrzeug-Bordnetz ist aus der EP 1 046 811 A1 bekannt. Durch die Verwendung eines Starter-Generators kann die herkömmliche Lichtmaschine entfallen und gleichzeitig ein Mittel zum Starten des warmen Motors bzw. ein Mittel zum Unterstützen des Anlassers beim Starten des kalten Motors bereitgestellt werden. Der Starter-Generator speist im generatorischen Betrieb die Versorgungsbatterie und versorgt wie die Versorgungsbatterie elektrische Verbraucher wie Lichteinrichtungen, Gebläse, Steuerelektronik, Heizungssysteme, Audiosysteme etc. mit elektrischer Energie. Hierzu ist der Startergenerator mechanisch mit der Brennkraftmaschine verbunden, beispielsweise mittels eines Riemens an der Kurbelwelle. Insofernn ist mit dem generatorischen Betrieb des Starter-Generators ein entsprechender Kraftstoffverbrauch verbunden.
  • Die Spannung des Bordnetzes wird herkömmlicherweise durch die Lichtmaschine bzw. den Starter-Generator bestimmt, welche üblicherweise abhängig von der Temperatur einen Spannungssollwert von etwa 14 Volt besitzt. Da die Batterie eine Gleichgewichtsspannung von ungefähr 12,7 Volt aufweist, wird diese in der Regel geladen. Wenn eine höhere elektrische Leistung als die von der Lichtmaschine bzw. dem Starter-Generator gelieferte angefordert wird, weist diese Topologie den Nachteil auf, dass die Spannungssteuerung verloren geht und die restliche Leistung von der Versorgungsbatterie bereitgestellt werden muss. In diesem Fall fällt die Spannung des Bordnetzes von 14 Volt auf die 12,7 Volt der Versorgungsbatterie. Derartige Spannungsänderungen führen beispielsweise zu Lichtschwankungen und Änderungen der Gebläsegeräusche, was von den Fahrzeuginsassen als unangenehm empfunden werden kann. Derartige spannungsempfindliche Verbraucher wie Lichter, Gebläse etc. werden im Folgenden als „empfindliche Verbraucher", andere Verbraucher als „unempfindliche" Verbraucher bezeichnet.
  • Die beschriebenen Spannungsschwankungen treten in herkömmlichen Kraftfahrzeug-Bordnetzen vergleichsweise selten auf, da der Spannungssollwert der Lichtmaschine bzw. des Starter-Generators konstant und größer als die Versorgungsbatteriespannung gehalten wird. Hierzu wird der Starter-Generator in seiner Größe so ausgelegt, dass ein Verlust der Spannungssteuerung in den meisten Betriebssituationen vermieden werden kann. Mit dem Halten des Spannungssollwertes über der Versorgungsbatteriespannung ist jedoch der Nachteil verbunden, dass die Versorgungsbatterie permanent geladen wird. Diese permanente Ladung führt zu Gasungsverlusten in der Batterie, was wiederum den Wirkungsgrad des elektrischen Systems vermindert, da Leistung verloren geht.
  • Neuere Entwicklungen im Kraftfahrzeugbereich stellen weitere Anforderungen an das Bordnetz herkömmlicher Fahrzeuge. Einerseits wird durch die Entwicklung weiterer Verbraucher wie elektromechanischer Ventile, elektrischen Wasserpumpen, elektrisch unterstützten Turboladern, elektrisch getriebenen Kompressoren, elektrisch unterstützten Lenkungen und aktiven Feder- und Dämpfungssystemen erhöhte Anforderungen an das Bordnetz gestellt, wobei derartige neue elektrische Subsysteme unterschiedliche Leistungsanforderungen im Vergleich zu den herkömmlichen elektrischen Verbrauchern besitzen. Im Unterschied zu einer geringen elektrischen Leistung über einen langen Zeitraum benötigen diese Verbraucher eine hohe Leistung über einen kurzen Zeitraum. Andererseits werden durch gesetzliche Vorgaben immer höhere Anforderungen an den Spritverbrauch, insbesondere zur Erniedrigung der CO2-Emmission erhoben.
  • Diese Anforderungen führen zu bedeutenden Veränderungen in zukünftigen Kraftfahrzeug-Bordnetzen. 5 zeigt die Bordnetzspannung eines gattungsbildenden Bordnetzes, wobei im Betrieb unterschiedliche Bordnetzspannungen auftreten. In der Figur sind unterschiedlichen Betriebsphasen mit den Bezugszeichen 1, 2 und 3 gekennzeichnet. Dabei wird in der Phase 1 durch den generatorisch betriebenen Starter-Generator beim Verzögern des Fahrzeuges eine erhöhte Bordnetzspannung erzeugt, in der Phase 2 eine zeitlich befristete Entladung der Batterie durchgeführt, um die in der Phase 1 zugeführte Ladung wieder vollständig zu entnehmen. Das Bezugszeichen 3 zeigt eine Betriebsphase an mit einem Zwischenpegel der Batteriespannung nahe oder gleich der Leerlaufspannung. Wie aus 5 ersichtlich, schwankt die Ausgangsspannung beträchtlich, was von den Fahrzeuginsassen aufgrund der empfindlichen elektrischen Verbraucher des Fahrzeuges bemerkt wird.
  • Insofern liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die empfindlichen elektrischen Verbraucher des Kraftfahrzeuges so zu stabilisieren, dass die beschriebenen Nachteile zumindest vermindert sind.
  • Diese Aufgabe löst die Erfindung auf überraschend einfache Weise schon mit einem Kraftfahrzeug-Bordnetz mit den Merkmalen von Anspruch 1. Dabei umfasst das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug-Bordnetz eine Brennkraftmaschine und einen mit dieser mechanisch verbundenen Starter-Generator sowie einen mit der Brennkraftmaschine mechanisch verbindbaren elektrischen Anlasser, wobei der Starter-Generator zum wahlweise generatorischen oder motorischen Betrieb über einen bidirektionalen AC/DC-Wandler an eine Versorgungsbatterie angeschlossen ist, der Starter-Generator im generatorischen Betrieb die Versorgungsbatterie direkt, d. h. ohne Zwischenschaltung eines anderen Energiespeichers wie eines Ultra-Caps lädt sowie im motorischen Betrieb von der Versorgungsbatterie gespeist wird.
  • Ferner umfasst das Bordnetz eine Steuervorrichtung zum Steuern des Startvorgangs der Brennkraftmaschine durch Ansteuern des Anlassers und/oder des Starter-Generators, wobei sowohl an den Starter-Generator als auch an der Versorgungsbatterie Verbraucher angeschlossen sind. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug-Bordnetz zeichnet sich durch eine zwischen Versorgungsbatterie und Starter-Generator angeordnete Schaltereinrichtung auf, welche im offenen Schalterzustand empfindliche elektrische Verbraucher wie Lüfter und/oder Beleuchtungseinrichtungen von der Versorgungsbatterie trennt, wobei im offenen Schalterzustand der Schaltereinrichtung der Starter-Generator zumindest einen empfindlichen elektrischen Verbraucher und die Versorgungsbatterie zumindest einen unempfindlichen elektrischen Verbraucher speist.
  • Durch die angegebene Gestaltung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Bordnetzes wird erreicht, dass bei Bedarf insbesondere in Betriebssituationen, in welchen die Versorgungsbatterie entladen werden soll, die empfindlichen elektrischen Verbraucher von der Versorgungsbatterie getrennt werden können, sodass keine für Fahrzeuginsassen störende Situationen entstehen, da die empfindlichen elektrischen Verbraucher direkt vom Starter-Generator gespeist werden. Derartige Betriebssituationen, in welchen die zwischen Versorgungsbatterie und Starter-Generator angeordnete Schaltereinrichtung öffnet, können beispielsweise durch das Auftreten einer erhöhten Leistungsanforderung an das Bordnetz oder auch die Überladung der Versorgungsbatterie in einer Phase des generatorisch betriebenen Starter-Generators beim Verzögern des Fahrzeuges verursacht werden.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Um das Auftreten von Spannungsspitzen an den empfindlichen elektrischen Verbrauchern insbesondere beim Trennen von Verbrauchern vom Bordnetz zu vermeiden, kann es zweckmäßig sein, elektrisch parallel zur besagten Schaltereinrichtung eine Spannungsbegrenzungseinrichtung, wie eine Zenerdiode vorzusehen. Hierdurch wird erreicht, dass erzeugte Spannungsspitzen nicht über die empfindlichen Verbraucher, sondern über den Spannungsbegrenzer abfließen. Dabei kann die Spannungsbegrenzungseinrichtung entweder der Schaltungseinrichtung direkt parallel geschaltet sein oder einer Reihenschaltung, welche zumindest die Schaltereinrichtung und die Versorgungsbatterie umfasst.
  • Um sicherzustellen, dass die an den empfindlichen elektrischen Verbrauchern anliegende Spannung in allen in 5 gezeigten Betriebsphasen im Wesentlichen konstant ist, kann vorgesehen sein, dass in einem, vom Starter-Generator zu einem solchen empfindlichen Verbraucher verlaufenden Versorgungspfad wahlweise eine Widerstandseinrichtung einschaltbar ist. Diese Widerstandseinrichtung kann vorzugsweise in der Betriebsphase 1, siehe 5, zugeschaltet werden, um die an dem jeweiligen Verbraucher anliegende Spannung zu vermindern und in etwa auf den der Betriebsphase 3 bestehenden Wert einzustellen. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Widerstandseinrichtung von einer Steuereinrichtung angesteuert wird, welche das gesamte Bordnetz steuert. Besonders zweckmäßig ist es, wenn das Bordnetz neben der beschriebenen Schaltereinrichtung und der Widerstandseinrichtung auch eine Spannungsbegrenzungseinrichtung aufweist, welche parallel zur Schaltereinrichtung angeordnet ist, um die besagten Spannungsspitzen beim Trennen von Verbrauchern vom Bordnetz abzuleiten, ohne dass diese auf die empfindlichen elektrischen Verbraucher einwirken.
  • Um die Verlustleistung an der im Versorgungspfad eines empfindlichen elektrischen Verbrauchers angeordnete Widerstandseinrichtung zu vermeiden, kann vorgesehen sein, diese Widerstandsvorrichtung durch einen DC/DC-Wandler zu ersetzen. Dieser wandelt dann die vom Starter-Generator im generatorischen Betrieb gelieferte hohe Spannung in eine vorgewählte, niedrigere Sollspannung für den jeweiligen empfindlichen Verbraucher.
  • Zweckmäßigerweise umfasst das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug-Bordnetz eine Steuereinrichtung zum Steuern der Schaltereinrichtung. Dabei ist es vorteilhaft, wenn diese Steuereinrichtung als zentrale Steuereinrichtung für das Bordnetz ausgebildet ist, welche insbesondere auch den bidirektionalen AC/DC-Wandler für die Einstellung des generatorischen bzw. motorischen Betriebs des Starter-Generators und darüber hinaus die Ladung der Versorgungsbatterie steuert.
  • Die Steuereinrichtung kann dabei im Falle eines Versorgungsbedarfes der eingeschalteten Verbraucher über einen vorgegebenen Schwellwert hinaus die Schaltereinrichtung zum Öffnen ansteuern, sodass in jedem Fall sichergestellt ist, dass die empfindlichen elektrischen Verbraucher mit der ihr zugeordneten Sollbetriebsspannung betrieben werden. Darüber hinaus kann es auch zweckmäßig sein, wenn die Steuereinrichtung den Ladezustand der Versorgungsbatterie steuert und im Fall einer Überladung die Entladung der Batterie durch die Einstellung eines offenen Schalterzustandes der Schaltereinrichtung einleitet. In beiden Fällen kann es zweckmäßig sein, wenn die Steuereinrichtung die Schaltereinrichtung zum Öffnen für ein, durch einen Steueralgorithmus berechnetes Zeitintervall ansteuert. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, die Entladung der Batterie so lange aufrecht zu erhalten, bis ein vorgegebener Soll-Ladezustand der Batterie erreicht ist.
  • Um sicherzustellen, dass die empfindlichen elektrischen Verbraucher auch im offenen Schaltzustand der Schaltereinrichtung eine vorgegebene Soll-Betriebsspannung erhalten, kann es zweckmäßig sein, wenn die Steuereinrichtung insbesondere während des offenen Schaltzustandes der Schaltereinrichtung ein Mittel ansteuert zum Einstellen oder Regeln der Versorgungsspannung für einen, von dem Starter-Generator gespeisten, empfindlichen Verbraucher.
  • Die Erfindung wird im Folgenden durch das Beschreiben einiger Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
  • 1 den Aufbau einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bordnetzes;
  • 2a, 2b eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Bordnetzes unter Nutzung einer Spannungsbegrenzungseinrichtung;
  • 3a, 3b eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Bordnetzes unter Nutzung eines Mittels zum Festlegen der Versorgungsspannung von empfindlichen elektrischen Verbraucher;
  • 4 ein gattungsgemäßes Kraftfahrzeug-Bordnetz; und
  • 5 den Spannungsverlauf eines herkömmlichen Kraftfahrzeug-Bordnetzes in verschiedenen Betriebsphasen
  • 4 zeigt ein gattungsgemäßes Kraftfahrzeug-Bordnetz, welches mit einem generatorisch oder motorisch betreibbaren Starter-Generator 3 ausgestattet ist. Der Generator 3 ist über einen Keilriemen mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 2 verbunden und ist elektrisch an einen bidirektionalen AC/DC-Wandler 4 angeschlossen, welcher von einer Steuereinrichtung 5 gesteuert wird.
  • Wird der Starter-Generator 3 generatorisch betrieben, liegen die einzelnen Verbraucher wie Anlasser 6, nichtempfindliche elektrische Verbraucher 8a, ... 8n bzw. empfindliche elektrische Verbraucher 9a, ... 9n parallel zur Versorgungsbatterie 7, d. h. in dieser Betriebsphase kann der Starter-Generator die Versorgungsbatterie 7 direkt, d. h. ohne Zwischenschaltung eines anderen Energiespeichers wie einer Kondensatoreinrichtung laden bzw. die angegebenen elektrischen Verbraucher speisen.
  • Im motorischen Betrieb des Starter-Generators dient dieser zum Starten der Brennkraftmaschine, insbesondere zum Warmstarten, sodass zu diesem Zweck der Anlasser 6 abgeschaltet bleiben kann. In dieser Betriebsphase wird der Starter-Generator 3 von der Versorgungsbatterie 7 gespeist und der bidirektionale AC/DC-Wandler 4 zum Wandeln der Batteriespannung in eine Wechselspannung für den Starter-Generator 3 angesteuert.
  • 5 zeigt den schon beschriebenen herkömmlichen Verlauf der Bordnetzspannung für drei verschiedene Betriebsphasen, namentlich eine Rekuperationsphase 1, in welcher Verzögerungsenergie im generatorischen Betrieb des Starter-Generators in elektrische Energie zum Laden der Versorgungsbatterie erzeugt wird, eine zweite Betriebsphase 2, in welcher die Batterie entladen wird, sowie eine dritte Betriebsphase 3, in welcher die Batteriespannung etwa der Sollspannung im Leelauf entspricht. Wie oben stehend erläutert, sind die Phasen 1 und 2 verantwortlich für Betriebssituationen der empfindlichen elektrischen Verbraucher, welche durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Netzes erfindungsgemäß zumindest teilweise vermieden werden.
  • In einer ersten Ausführungsform, die in 1 dargestellt ist, wird hierzu die Verwendung eines Schalters 60 vorgeschlagen, welcher zwischen Versorgungsbatterie und Starter-Generator angeordnet ist. Dieser Schalter wird von der Steuereinrichtung 50 angesteuert, welche auch den bidirektionalen AC/DC-Wandler 4 steuert.
  • Soweit die verschiedenen Bestandteile des Bordnetzes 10 sich nicht von denen des herkömmlichen Netzes 1 der 4 unterscheiden, sind die gleichen Bezugszeichen für die gleichen Bauteile verwendet. Der Schalter 60 wird von der Steuerung 50 immer dann zum Öffnen gesteuert, wenn die Batterie insbesondere zur Vermeidung oder Aufhebung eines Überladezustandes entladen werden muss. Soweit der Schalter 60 offen ist, werden die empfindlichen elektrischen Verbraucher 9a, ... 9n über den Starter-Generator 3 versorgt. Um im Wesentlichen unabhängig vom Betrieb des Generators eine konstante Spannung bereitzustellen, ist der bidirektionale AC/DC-Wandler 4 zur Abgabe einer geregelten Gleichspannung an die Verbraucher 9a, ... 9n ausgelegt. In solchen Fällen, in welchen die Batterie nicht entladen werden muss, ist der Schalter 60 geschlossen.
  • In den beiden in den 2a und 2b angegebenen Ausführungsformen ist zusätzlich eine Zenerdiode 70 vorgesehen, welche dem Schalter 60 parallel liegt. Hierdurch wird erreicht, dass Spannungsspitzen, welche insbesondere durch das Entfernen einer empfindlichen Last 9a, ... 9n entstehen können, über die Versorgungsbatterie 7 gemäß der Ausführungsform der 2a abfließen können oder gemäß der in 2b dargestellten Ausführungsform direkt nach Masse fliegen. Die Ansteuerung des Schalters 60 unterscheidet sich in den Ausführungsformen der 2a, b nicht von der in 1 dargestellten.
  • Um in der Rekuperationsphase 1, siehe 5, eine erhöhte Speisespannung für die sensiblen Verbraucher 9a, ... 9n zu vermeiden, ist in der in 3a dargestellten Ausführungsform vorgesehen, in den Versorgungspfad eines empfindlichen Verbrauchers wahlfrei einen Widerstand 80a, ... 80n einzuschalten, sodass ein Teil der erhöhten Speisespannung an diesen Widerständen abfällt und somit im Idealfall die Speisespannung an den Verbrauchern 9a, ... 9n auch während der Rekuperation konstant gehalten werden kann. In dem in 3a dargestellten Beispiel steuert die Steuereinrichtung 50 in der Rekuperationsphase sowohl den Schalter 60 zum Schließen als auch die Schalter 90a, ... 90n zum Einschalten des jeweiligen Widerstandes 80a, ... 80n in den Versorgungspfad des jeweiligen Verbrauchers 9a, ... 9n.
  • Während der Entladungsphase der Versorgungsbatterie (Phase 2 in 5) ist der Schalter 60 geöffnet, sodass über die Batterie nur nichtempfindliche Verbraucher 8a, ... 8n entladen werden. Dagegen sind die Schalter 90a, ... 90n in dieser Phase so eingestellt, dass die auswählbaren Widerstände 80a, ... 80n überbrückt sind, wobei die Spannung des Starter-Generators 3 auf einen festen Wert gesteuert oder geregelt ist, sodass die Anschlussspannung der empfindlichen Verbraucher im Vergleich zur ersten Betriebsphase gleich bleibt.
  • In den dritten Phase 3 ist der Schalter 60 zwischen Batterie und Starter-Generator 3 geschlossen, wobei die empfindlichen Verbraucher 9a, ... 9n direkt, ohne die jeweiligen Widerstände 80a, ... 80n an den Starter-Generator 3 angeschlossen sind. Auch in diesem Fall wird die Ausgangsspannung des Starter-Generators 3 auf einen Wert geregelt, der etwa gleich dem Wert in den vorhergehenden Betriebsphasen ist. Diese Sollspannung muss nicht notwendigerweise gleich der Leerlaufspannung der Batterie sein.
  • In nicht dargestellter Weise kann die in 3a angegebene Ausführungsform auch wie in den vorhergehenden Beispielen eine Zenerdiode zur Ableitung von Spannungsspitzen aufweisen.
  • Zur Vermeidung der Verlustleistung in den wahlweise zuschaltbaren Widerständen 80a, ... 80n in der in 3a dargestellten Ausführungsform wird in einer Weiterbildung vorgeschlagen, in die jeweiligen Versorgungspfade der empfindlichen elektrischen Verbraucher 9a, ... 9n keine Widerstände vorzusehen, sondern eine elektronische Schaltungseinrichtung, insbesondere einen DC/DC-Wandler, wobei entweder für jeden der Verbraucher 9a, ... 9n ein getrennter solcher Wandler vorgesehen sein kann oder wie in der in 3b dargestellten Ausführungsform ein einzelner Wandler 100 für alle Verbraucher 9a, ... 9n. Dieser DC/DC-Wandler stellt in der Rekuperationsphase 1, siehe 5 sicher, dass die Speisespannung für die empfindlichen elektrischen Verbraucher 9a, ... 9n in keinem Fall eine vorgegebene Grenze, im DC/DC-Wandler festgelegte überschreiten kann. Während dieser ersten Phase wird wiederum der Schalter 60 durch die Steuereinrichtung 50 zum Schließen angesteuert, sodass die vom Starter-Generator 3 unter Umständen abgegebene erhöhte Spannung heruntergeregelt wird. Während der Phase 2 wird die Batterie entladen, insofern ist der Schalter 60 geöffnet, sodass die Entladung der Batterie über die nichtempfindlichen Verbraucher 8a, ... 8n erfolgt. Die von dem Starter-Generator abgegebene Spannung wird wie beschrieben durch den DC/DC-Wandler 90 auf einen vorbestimmten Wert heruntergeregelt. Während der dritten Phase 3 wird der Schalter 60 zum Schließen angesteuert, wobei die Ausgangsspannung des Starter-Generators 3 auf einen vorbestimmten Wert geregelt wird, welcher den der vorhergehenden Phasen 1, 2 entspricht und nicht unbedingt gleich der Leerlaufspannung der Batterie sein muss.
  • In der in 3b dargestellten Ausführungsform wird der Schalter 60 geöffnet und damit die Batterie entladen, sodass letztlich mit dieser Maßnahme im Wesentlichen vermieden werden kann, dass die Versorgungsbatterie 7 ausgast. In einer nicht dargestellten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass elektrische Kenndaten der Batterie erfasst werden und von der Steuerung zum Öffnen bzw. Schließen des Schalters 60 verwendet werden.
  • 1
    Bordnetz
    2
    Brennkraftmaschine
    3
    Starter-Generator
    4
    Bidirektionaler AC/DC-Wandler
    5
    Steuereinrichtung
    6
    Anlasser
    7
    Versorgungsbatterie
    8a, ... 8n
    Nichtempfindlicher elektrischer Verbraucher
    9a, ... 9m
    Empfindlicher elektrischer Verbraucher
    10
    Bordnetz
    50
    Steuereinrichtung
    60
    Schalter
    70
    Zenerdiode
    80a, ... 80n
    Widerstand
    90a, ... 90n
    Wechselschalter
    100
    DC-DC-Wandler
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 1046811 A1 [0002]

Claims (10)

  1. Kraftfahrzeug-Bordnetz mit einer Brennkraftmaschine und einem mit dieser mechanisch verbundenen Starter-Generator sowie einem mit der Brennkraftmaschine mechanisch verbindbaren elektrischen Anlasser, wobei der Starter-Generator zum wahlweise generatorischen oder motorischen Betrieb über einen bidirektionalen AC/DC-Wandler an eine Versorgungsbatterie angeschlossen ist, im generatorischen Betrieb die Versorgungsbatterie direkt (ohne Zwischenschaltung eines anderen Energiespeichers) lädt sowie im motorischen Betrieb von der Versorgungsbatterie gespeist wird, ferner mit einer Steuervorrichtung zum Steuern des Startvorganges der Brennkraftmaschine durch Ansteuern des Anlassers und/oder des Starter-Generators, wobei sowohl an den Starter-Generator als auch an der Versorgungsbatterie Verbraucher angeschlossen sind, gekennzeichnet durch einen zwischen Versorgungsbatterie (7) und Starter-Generator (3) angeordnete Schaltereinrichtung (60), welche im offenen Schalterzustand empfindliche elektrische Verbraucher (9a, .., 9m) wie Lüfter und/oder Beleuchtungseinrichtungen von der Versorgungsbatterie (7) trennt, wobei im offenen Schalterzustand der Schaltereinrichtung (60) der Starter-Generator (3) zumindest einen empfindlichen Verbraucher (9a, ..., 9m) und die Versorgungsbatterie (7) zumindest einen unempfindlichen elektrischen Verbraucher (8a, ..., 8n) speist.
  2. Kraftfahrzeug-Bordnetz nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine elektrisch parallel zur Schaltereinrichtung (60) angeordnete Spannungsbegrenzungseinrichtung, insbesondere eine Zenerdiodeneinrichtung (70).
  3. Kraftfahrzeug-Bordnetz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsbegrenzungseinrichtung (70) zu einer Reihenschaltung parallel geschaltet ist, welche zumindest die Schaltereinrichtung (60) und die Versorgungsbatterie (7) umfasst.
  4. Kraftfahrzeug-Bordnetz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einem, vom Starter-Generator (3) zu einem empfindlichen Verbraucher (9a, ..., 9m) verlaufenden Versorgungspfad wahlweise eine Widerstandseinrichtung (90a, ..., 90m) einschaltbar ist.
  5. Kraftfahrzeug-Bordnetz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einem, vom Starter-Generator (3) zu einem empfindlichen Verbraucher (9a, ..., 9m) verlaufenden Versorgungspfad ein DC/DC-Wandler (100) angeordnet ist.
  6. Kraftfahrzeug-Bordnetz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (50) die Schaltereinrichtung (60) steuert.
  7. Kraftfahrzeug-Bordnetz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (50) im Falle eines Versorgungsbedarfes der eingeschalteten Verbraucher über einen vorgegebenen Schwellwert hinaus die Schaltereinrichtung (60) zum Öffnen ansteuert.
  8. Kraftfahrzeug-Bordnetz nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (50) die Schaltereinrichtung (60) zum Öffnen für ein, durch einen Steueralgorithmus berechnetes Zeitintervall ansteuert.
  9. Kraftfahrzeug-Bordnetz nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (50) während des offenen Schaltzustandes der Schaltereinrichtung (60) ein Mittel ansteuert zum Einstellen oder Regeln der Versorgungsspannung für einen, von dem Starter-Generator gespeisten, empfindlichen Verbraucher (9a, ..., 9m) auf einen Sollwert.
  10. Kraftfahrzeug-Bordnetz nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladezustand der Versorgungsbatterie (7) von der Steuereinrichtung erfassbar ist und nach dem Erreichen eines Überladezustandes die Schaltereinrichtung (60) in den offenen Schaltzustand gesteuert ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1046811A1 (de) 1999-04-23 2000-10-25 DaimlerChrysler AG Elektrische Antriebsanordnung für Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1046811A1 (de) 1999-04-23 2000-10-25 DaimlerChrysler AG Elektrische Antriebsanordnung für Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen

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