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Die
Erfindung betrifft eine Versorgungseinheit für ein Fahrzeug.
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Ferner
betrifft die Erfindung ein Fahrzeug.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Energieversorgung in
einem Fahrzeug.
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Darüber hinaus
betrifft die Erfindung ein Programm-Element.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein computerlesbares Speichermedium.
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Moderne
Kraftfahrzeuge bilden komplexe Systeme von Hardware und Software.
Zur Regelung und Steuerung des mechatronischen Systems Automobil
kommt eine hohe Zahl verschiedenster Steuergeräte zum Einsatz. Die Gesamtheit
aller Steuergeräte
bildet ein hochgradig vernetztes System auf Grundlage unterschiedlicher
Bussysteme bzw. Kommunikationseinrichtungen. Die mit einem solchen System
gegebene Heterogenität
von Hard- und Software ist hochkomplex. Die Energieversorgung von Automobilen
ist besonders bei komfortabler Ausstattung eine kritische Komponente.
Die Vergabe von Betriebsmitteln an Prozesse soll energiesparend
erfolgen, um Arbeitszeit und Lebensdauer einer Fahrzeugbatterie
zu maximieren.
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Konventionell
wird die Energieversorgung in einem Fahrzeug durch eine Batterie
mit einer bestimmten Versorgungsspannungsamplitude bewerkstelligt.
Ein solches Konzept stößt allerdings
bei der zunehmenden Komplexität
von Fahrzeugen an seine Grenzen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Versorgung für Komponenten
eines Fahrzeug effizient zu gestalten.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch die Gegenstände
der unabhängigen
Patentansprüche.
Vorteilhafte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird eine Versorgungseinheit (insbesondere
eine zentrale Verteilungseinheit) zum Versorgen einer Mehrzahl von
Energieverbrauchern eines Fahrzeugs bereitgestellt, wobei die Versorgungseinheit
eine Energiequellenschnittstelle zum Anschließen einer Energiequelle zum
Bereitstellen elektrischer Energie und eine Mehrzahl von Energiebereitstellungsschnittstellen
aufweist, von denen jede mit mindestens einem der Mehrzahl von Energieverbrauchern
elektrisch koppelbar ist, und von denen jede zum Bereitstellen elektrischer
Energie entsprechend einer der jeweiligen Energiebereitstellungsschnittstelle
zugeordneten vorgegebenen Energieversorgungskonfiguration eingerichtet
ist.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeug geschaffen, das eine
Versorgungseinheit mit den oben beschriebenen Merkmalen zum Versorgen
einer Mehrzahl von Energieverbrauchern des Fahrzeugs aufweist.
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Gemäß noch einem
anderen Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird ein Verfahren zum Versorgen einer Mehrzahl von
Energieverbrauchern eines Fahrzeugs bereitgestellt, wobei bei dem
Verfahren eine Versorgungseinheit mit einer Energiequellenschnittstelle
zum Anschließen
einer Energiequelle zum Bereitstellen elektrischer Energie bereitgestellt wird
und eine Mehrzahl von Energiebereitstellungsschnittstellen der Versorgungseinheit
mit jeweils mindestens einem der Mehrzahl von Energieverbrauchern
elektrisch gekoppelt wird, so dass von jeder der Energiebereitstellungsschnittstellen
entsprechend einer der jeweiligen Energiebereitstellungsschnittstelle
zugeordneten vorgegebenen Energieversorgungskonfiguration dem mindestens
einen elektrisch gekoppelten Energieverbraucher elektrische Energie
bereitgestellt wird.
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In
einem computerlesbaren Speichermedium gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist ein Programm zum Versorgen einer Mehrzahl
von Energieverbrauchern eines Fahrzeugs gespeichert, welches Programm,
wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird, die oben beschriebenen Verfahrensschritte
steuert, aufweist bzw. durchführt.
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Ein
Programm-Element (Computerprogramm-Element) gemäß einem Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung zum Versorgen einer Mehrzahl von Energieverbrauchern
eines Fahrzeugs weist die oben beschriebenen Verfahrensschritte
auf (bzw. steuert oder führt
diese durch), wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird.
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Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung können
sowohl mittels eines Computerprogramms, das heißt einer Software, als auch
mittels einer oder mehrerer spezieller elektrischer Schaltungen,
das heißt
in Hardware, oder in beliebig hybrider Form, das heißt mittels
Software-Komponenten und Hardware-Komponenten, realisiert werden.
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Gemäß einem
exemplarischen Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist ein Energieverteiler für ein Fahrzeugsystem (zum Beispiel
ein Automobil bzw. Kraftfahrzeug) geschaffen, welcher als zentrale
Verteilungseinheit in einem Bordnetz die Energieverteilung effizient
gestalten kann. Eine solche zentrale Versorgungseinheit enthält eine
interne elektrische Energiequelle zum Bereitstellen elektrischer
Energie zum Versorgen von unterschiedlichen Energieverbrauchern
in dem Fahrzeug oder ist mit einer solchen externen Energiequelle
koppelbar. An jeder von mehreren Energiebereitstellungsschnittstellen
ist gemäß einer
zugeordneten Energieversorgungskonfiguration ein spezieller Modus
der Energiebereitstellung realisiert. An jede Energiebereitstellungsschnittstelle kann
ein Energieverbraucher mit entsprechendem Anforderungsprofil selektiv
angeschlossen werden. An diesen Energiebereitstellungsschnittstellen
können
nicht nur unterschiedliche Spannungsamplituden bereitgestellt werden,
sondern es ist auch möglich dort
Wechsel- oder Gleichspannungen bereitzustellen, oder ein Energieversorgungssignal
mit sonstigen Charakteristika (zum Beispiel Sägezahnprofil, Rechteckprofil,
etc.), die zum Betreiben eines jeweiligen Energieverbrauchers erforderlich
sind.
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Im
Weiteren werden bevorzugte Ausführungsformen
der Versorgungseinheit beschrieben. Diese gelten auch für das Verfahren,
für das
Fahrzeug, für
das Programm-Element und für
das computerlesbare Speichermedium.
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Unterschiedlichen
der Mehrzahl von Energiebereitstellungsschnittstellen können unterschiedliche
Energieversorgungskonfigurationen vorgegeben sein. Insbesondere
kann basierend auf einem einzigen Energieeingangssignal von der
Energiequelle (zum Beispiel einer 12 Volt-Versorgungsgleichspannung
einer Fahrzeugbatterie) an verschiedenen Ausgängen der Versorgungseinheit
ein unterschiedliches Profil bereitgestellter Spannungen (Gleich-
oder Wechselspannung, Amplitude einer Spannung, Frequenz einer Wechselspannung,
etc.) als unterschiedliche Energieversorgungskonfigurationen vorgesehen
sein.
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Unterschiedliche
der Mehrzahl von Energiebereitstellungsschnittstellen können insbesondere zum
Bereitstellen unterschiedlicher elektrischer Versorgungsspannungen
eingerichtet sein. So kann es in einem Kraftfahrzeug erforderlich
oder wünschenswert
sein, 12 Volt, 35 Volt oder andere Spannungsamplituden zum Versorgen
unterschiedlicher Abnehmer bereitzustellen. Diese Abnehmer mit unterschiedlichen
Anforderungen können
erfindungsgemäß einfach
an die zugehörige
Energiebereitstellungsschnittstelle angekoppelt werden, ohne dass
es einer separaten Aufbereitung oder Umwandlung (mittels eines Transformators,
einer Konverterschaltung, etc.) einer bereitgestellten Spannung
durch die jeweiligen Energieabnehmer bedarf. Konventionell dezentrale
Spannungsumwandlungen können
somit erfindungsgemäß in einer
gemeinsamen zentralen Einheit integriert sein.
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Zumindest
eine der Mehrzahl von Energiebereitstellungsschnittstellen kann
zum Bereitstellen einer elektrischen Gleichspannung eingerichtet
sein. Diese Gleichspannung kann durch eine zentrale Steuerung in
der Versorgungseinheit mit hohen Glättungsgenauigkeiten bereitgestellt
werden und an einen Gleichspannungsabnehmer angekoppelt werden.
Insbesondere kann eine Spannungsglättung oder eine Spannungsgleichrichtung
in der Versorgungseinheit vorgenommen werden.
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Zumindest
eine der Mehrzahl von Energiebereitstellungsschnittstellen kann
zum Bereitstellen einer elektrischen Wechselspannung eingerichtet sein.
Wiederum können
unterschiedliche Wechselspannungsschnittstellen unterschiedliche
Charakteristika aufweisen, zum Beispiel unterschiedliche Frequenzen
und/oder Amplituden der jeweiligen Wechselspannungen.
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Zumindest
eine der Mehrzahl von Energiebereitstellungsschnittstellen kann
zum Bereitstellen einer geschützten
und geregelten elektrischen Versorgungsspannung eingerichtet sein.
Auf diese Weise kann zentral in einer Versorgungseinheit bestimmten
Anforderungen von Energieabnehmern Rechnung getragen werden, indem
zentral ein Schutz und eine Regelung der elektrischen Versorgungsspannung
vorgenommen wird. Auch ein Überspannungsschutz
oder dergleichen kann bereits zentral innerhalb der Versorgungseinheit
vorgenommen werden.
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Die
Versorgungseinheit kann eine Speichereinrichtung aufweisen, die
eingerichtet ist, im Falle einer entladenen oder leeren Fahrzeugbatterie
Energie zum Durchführen
zumindest einer Notoperation bereitzustellen. Selbst wenn eine Fahrzeugbatterie
keine ausreichende Energie mehr bereitstellen kann, um bestimmte,
definierte oder definierbare Schlüsseloperationen innerhalb des
Kraftfahrzeugs durchzuführen,
kann die Speichereinrichtung als eine Art Notstromaggregat dienen,
um auch in einem solchen unerwünschten
Fall die Absicherung von bestimmten Grundfunktionen vorzunehmen.
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Die
Versorgungseinheit kann eine Programmiereinrichtung aufweisen, die
zum benutzerseitigen Programmieren (zum Beispiel benutzerdefinierten Einstellen)
von zumindest einem Teil der Energieversorgungskonfigurationen eingerichtet
ist. Zum Beispiel kann ein Benutzer, wie ein Fahrzeugkonstrukteur,
beim Designen der Energieversorgung des Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs
an der Versorgungseinheit bestimmte Parameter vorgeben, basierend
auf welchen die Versorgungseinheit dann an den diversen Schnittstellen
elektrische Energie bereitstellt. Dies kann das Festlegen bestimmter
Spannungswerte, Wechselstromfrequenzen, oder sonstiger Parameter
beinhalten. Eine solche Programmiereinrichtung kann eine Benutzerschnittstelle
aufweisen, die es einem Benutzer zum Beispiel über Knöpfe, Schalter, eine Tastatur
oder einen Joystick ermöglicht,
bestimmte Parameter einzustellen. Ferner kann eine solche Programmiereinheit
auch eine Anzeigeeinheit, wie zum Beispiel ein LCD-Display, aufweisen,
welche es einem Benutzer ermöglicht,
bequem mit der Versorgungseinheit während des Programmierens zu
kommunizieren.
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Die
Versorgungseinheit kann mindestens eine Kommunikationsschnittstelle
aufweisen, die mit einem Datenbus kommunizierfähig koppelbar ist oder die
einen solchen Datenbus bereitstellt oder überwacht, womit über die
Versorgungseinheit Kommunikationsnachrichten zwischen kommunizierfähig gekoppelten
Abnehmern und/oder zwischen Abnehmer und Versorgungseinheit übermittelt
werden können.
Auf diese Art und Weise kann die Versorgungseinheit nicht nur zum
Bereitstellen elektrischer Versorgungsenergie dienen, sondern auch
Steuersignale in einem Bordnetz bereitstellen und über einen
Datenbus mit entsprechenden Abnehmern kommunizieren oder die Kommunikation
von Abnehmern untereinander organisieren. Somit ist nicht nur eine
Energieversorgung, sondern auch eine zentrale Steuerung von Kommunikationsfunktionen über die
Versorgungseinheit möglich.
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Insbesondere
kann die Kommunikationsschnittstelle mit einem Controller Area Network (CAN)
koppelbar sein. Ein Controller Area Network (oder CAN Bus) ist ein
asynchrones serielles Feldbussystem für die Vernetzung von Steuergeräten in Automobilen.
Unter Verwendung eines CAN Bus können
Kabelbäume
reduziert und dadurch Gewicht eingespart werden.
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Es
ist auch möglich,
dass die Kommunikationsschnittstelle mit einem Local Interconnect
Network (LIN) koppelbar ist. Ein Local Interconnect Network (LIN
Bus) ist ein Feldbusstandard, der die effiziente Vernetzung von
Sensoren, Aktoren und sonstigen Komponenten im Fahrzeugbau ermöglicht.
Ein Beispiel für
den Einsatz eines solchen LIN Bus ist die Vernetzung innerhalb einer
Tür oder
eines Sitzes eines Kraftfahrzeugs.
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Die
Versorgungseinheit kann eine Stabilisatoreinheit zum unterbrechungsfreien
Bereitstellen elektrischer Energie im Falle eines Spannungseinbruchs
an der Energiequelle aufweisen. Bei bestimmten Operationen innerhalb
eines Kraftfahrzeugs (zum Beispiel Umschalten zwischen unterschiedlichen
Betriebsmodi, beispielsweise im Rahmen einer Start-Stop-Anwendung)
kann es herkömmlich
zu Spannungseinbrüchen
kommen. Bei einem Automobil, das beim Stoppen bzw. beim Auskuppeln
zwecks Kraftstoffeinsparung automatisch den Verbrennungsmotor ausschaltet
und erst beim Einkoppeln oder Gasgeben den Verbrennungsmotor wieder
einschaltet, kann das Aus- bzw. Einschalten konventionell zu einem
unerwünschten
Spannungseinbruch bei der Versorgung des Bordnetzes kommen. Dies
kann Peripherie-Anwendungen, wie zum Beispiel ein Navigationsgerät oder ein
Autoradio, in unerwünschter
Weise kurzfristig von der elektrischen Energiezufuhr abkoppeln.
Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung kann in dem zentralen Energieverteiler eine Funktion
implementiert sein, die im Falle eines Spannungseinbruchs beim Restart
im Bordnetz diesen Spannungsabbruch überbrücken kann, um Peripherie-Anwendungen
durchgehend mit elektrischer Energie versorgen zu können. Zu
diesem Zweck kann zum Beispiel ein DC/DC Konverter mit einem Step-Up-Converter
ausgestattet werden.
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Die
Versorgungseinheit kann eine Steuereinheit aufweisen, die zwischen
der Energiequellenschnittstelle und der Mehrzahl von Energiebereitstellungsschnittstellen
verschaltet ist, und die zum Bereitstellen elektrischer Energie
entsprechend der Energieversorgungskonfigurationen basierend auf
elektrischer Energie an der Energiequellenschnittstelle eingerichtet
ist. Eine solche Steuereinheit kann zum Beispiel einen Mikroprozessor,
eine CPU (Central Processing Unit), eine elektrische Konverterschaltung,
etc., aufweisen und kann ein bereitgestelltes Energieversorgungssignal
so umwandeln, dass an den jeweiligen Energieversorgungsschnittstellen
ein Energieversorgungssignal gewünschter
Charakteristik (zum Beispiel Gleichspannung mit vorgegebener Amplitude,
Wechselspannung mit vorgegebener Amplitude und Frequenz, etc.) angeboten
wird.
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Im
Weiteren werden zusätzliche
Ausgestaltungen des Fahrzeugs beschrieben. Diese gelten auch für die Versorgungseinheit,
für das
Verfahren, für
das Programm-Element und für
das computerlesbare Speichermedium.
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Das
Fahrzeug kann zum Beispiel ein Automobil (zum Beispiel ein Kraftfahrzeug,
insbesondere ein Personenkraftfahrzeug oder Lastkraftfahrzeug) sein.
Es ist aber auch möglich,
das erfindungsgemäße Verteilersystem
in einem Zug, in einem Luftfahrzeug (zum Beispiel einem Flugzeug,
einem Hubschrauber oder einem Zeppelin) oder in einem Schiff zu
implementieren.
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Die
Versorgungseinheit in dem Fahrzeug kann die einzige Komponente darstellen,
die zum Bereitstellen elektrischer Energie in dem Fahrzeug eingerichtet
ist. Außer
der erfindungsgemäßen elektrischen
Versorgungseinheit können
in einem Fahrzeug natürlich
auch noch ein Antriebssystem zum Bereitstellen mechanischer Energie
geschaffen sein, das zum Beispiel auf der Basis fossiler Brennstoffe, Brennstoffzellen,
etc. basieren kann. Die Versorgungseinheit kann während des
Betriebs des Kraftfahrzeugs ähnlich
wie eine konventionelle Fahrzeugbatterie laufend aufgeladen werden,
zum Beispiel indem mechanische Energie der Fahrzeugbewegung in elektrische
Energie umgewandelt wird. Auch die Umwandlung von Solarenergie in
elektrische Energie, die dann in einer Versorgungseinheit gespeichert wird,
ist möglich.
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Die
Versorgungseinheit kann eingerichtet sein, ein gesamtes Bordnetz
oder ein Teil eines Bordnetzes des Fahrzeugs mit elektrischer Energie
zu versorgen. Als Bordnetz kann die Gesamtheit aller elektronischer
oder elektrischer Komponenten in einem Automobil, Flugzeug, Zug
oder anderem Fahrzeug bezeichnet werden. Zu solchen Komponenten können unter
anderem die Ver kabelung, Steuergeräte, Sensoren, Anzeigeelemente
(zum Beispiel Warn- und Kontrollleuchten, Displays), Aktoren (zum
Beispiel Elektromotoren, Leuchten und Beleuchtungssystem), Bussysteme,
Energiespeicher (zum Beispiel Batterien, Kondensatoren) oder Generatoren zählen.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass Ausführungsformen der Erfindung
mit Bezug auf unterschiedliche Erfindungsgegenstände beschrieben wurden. Insbesondere
sind einige Ausführungsformen
der Erfindung mit Vorrichtungsansprüchen und andere Ausführungsformen
der Erfindung mit Verfahrensansprüchen beschrieben. Dem Fachmann
wird jedoch bei der Lektüre
dieser Anmeldung sofort klar werden, dass, sofern nicht explizit
anders angegeben, zusätzlich
zu einer Kombination von Merkmalen, die zu einem Typ von Erfindungsgegenstand
gehören,
auch eine beliebige Kombination von Merkmalen möglich ist, die zu unterschiedlichen
Typen von Erfindungsgegenständen
gehören.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus
der folgenden beispielhaften Beschreibung derzeit bevorzugter Ausführungsformen.
Die einzelnen Figuren der Zeichnung dieser Anmeldung sind lediglich
als schematisch und als nicht maßstabsgetreu anzusehen.
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1 zeigt
eine Versorgungseinheit für
ein Fahrzeug gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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2 zeigt
ein Fahrzeug mit einer Versorgungseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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Die
Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich. Gleiche
oder ähnliche
Komponenten in unterschiedlichen Figuren sind mit gleichen Bezugsziffern
versehen.
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Um
die Energieeffizienz in einem Bordnetz zu verbessern, steigen die
Anforderungen an die Lasten. Es kann erforderlich sein, neue Funktionen
in das Bordnetz zu integrieren. Mit Hilfe von DC/DC (Gleichstrom/Gleichstrom)
und DC/AC (Wechselrichter) Konvertern kann abhängig von der jeweiligen Applikation
das Bordnetz um Bereiche stabiler, variabler oder mit höherer Spannungslagen
erweitert werden.
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Konventionell
erfolgt in einem Bordnetz die Generierung der verschiedenen elektrischen
Spannungen zur Versorgung der Abnehmer in einzelnen dezentralen
Steuergeräten
der Abnehmer. Jede einzelne Applikation generiert die entsprechende
Versorgungsspannung selbst auf der Basis einer einzigen zentral
bereitgestellten Spannung, wie etwa einer 12 Volt Gleichspannung
einer Fahrzeugbatterie. Als Beispiel hierfür kann eine Keyless Drive Applikation
für einen
LF-Antennentreiber, eine Servolenkung oder eine Wechselstromgenerierung
für eine
Benzinfüllstandsanzeige
genannt werden.
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Im
Unterschied zu solchen konventionellen Ansätzen besteht ein Gedanke der
vorliegenden Erfindung darin, in einem Fahrzeug eine zentrale Spannungseinheit
zu schaffen, welche die diversen Steuergeräte der Abnehmer mit unterschiedlichsten Spannungen
versorgen kann. Zudem kann diese Einheit einen Speicher vorhalten,
welcher Notoperationen bei leerer Fahrzeugbatterie zulässt. Zum
Beispiel kann auf diese Weise eine Immobilizerfunktion zum Entriegeln
eines Fahrzeugs oder eine Fahrzeughornfunktion aufrechterhalten
werden.
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Ein
Vorteil einer solchen zentralisierten Konstruktion ergibt sich aus
dem Vorsehen einer zentralen Energieeinheit, welche entsprechend
dem Bedarf einzelner Funktionen konfiguriert werden kann. Mehrfachaufwendungen
für gleiche
Anwendungen entfallen dadurch, das heißt es können Platz, Gesamtkosten und
Gewicht eingespart werden.
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1 zeigt
eine Versorgungseinheit 100 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
der Erfindung zum Versorgen einer Mehrzahl von Energieverbrauchern
eines Fahrzeugs (nicht gezeigt in 1) mit elektrischer
Energie.
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Die
Versorgungseinheit 100 enthält eine Energiequellenschnittstelle 102 zum
Anschließen
an eine in 1 nicht gezeigte Fahrzeugbatterie
als Energiequelle zum Bereitstellen elektrischer Energie. In dem
Ausführungsbeispiel
von 1 ist die Energiequelle in Form von Anschlüssen Vbat
und Masse schematisch dargestellt, welche einen Versorgungsspannungsanschluss
sowie einen Massenanschluss der Batterie darstellen sollen.
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Ferner
ist an der Versorgungseinheit 100 eine Mehrzahl von Energiebereitstellungsschnittstellen 104 bereitgestellt,
von denen jede mit mindestens einem der Mehrzahl von Energieverbrauchern
elektrisch koppelbar ist, und von denen jede zum Bereitstellen elektrischer
Energie entsprechend einer der jeweiligen Energiebereitstellungsschnittstelle
zugeordneten vorgegebenen Energieversorgungskonfiguration eingerichtet
ist.
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Im
Weiteren werden unterschiedliche solcher Energieversorgungskonfigurationen
exemplarisch beschrieben.
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Eine
Schnittstelle 104a kennzeichnet einen Leistungsausgang,
an den zum Beispiel eine elektrische Servolenkung angeschlossen
sein kann. Hier kann eine ausreichend große Leistung bereitgestellt werden,
um solche energieintensiven Anwendungen mit elektrischer Energie
zu versorgen.
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Eine
Notfallschnittstelle 104b ist zum Versorgen bestimmter
Funktionen vorgesehen, wenn eine Fahrzeugbatterie leer ist und somit
zwischen den Anschlüssen
Vbat, Masse keine ausreichend große Spannung mehr bereitgestellt
werden kann. An der Notfallschnittstelle 104b kann eine
Versorgung eines Immobilizers, eine Versorgung von Verriegelungseinheiten,
etc. vorgesehen sein. Dies kann es ermöglichen, einen Limp Home Schlüssel einzusparen.
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An
einer ersten Gleichspannungsschnittstelle 104c kann eine
geschützte
und hoch geregelte Spannung von 35 Volt für diverse Applikationen bereitgestellt
werden. Applikationen, die mit einer Spannung von 35 Volt betrieben
werden können,
sind zum Beispiel ein Keyless Drive Antennentreiber oder eine LF-Ladestation
für wiederaufladbare
Displayschlüssel.
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An
einer zweiten Gleichstellungsschnittstelle 104d kann eine
geschützte
und geregelte 12 Volt Spannung für
diverse Applikationen bereitgestellt werden. Zum Beispiel können kapazitive
Sensoren in Türgriffen
mit einer solchen Spannung versorgt werden.
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Schließlich ist
in 1 eine Wechselspannungsschnittstelle 104e vorgesehen,
an welcher eine geschützte
und geregelte Wechselspannung (AC) für diverse Applikationen, wie
zum Beispiel eine Kraftstofffüllstandsanzeige
vorgesehen sein können.
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Eine
Steuereinheit 112 ist zwischen der Energiequellenschnittstelle 102 und
der Mehrzahl von Energiebereitstellungsschnittstellen 104 angeordnet und
dient zum Bereitstellen elektrischer Energie entsprechend der verschiedenen
Energieversorgungskonfigurationen basierend auf elektrischer Energie der
Energiequellenschnittstelle 102.
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Somit
ist mit der Versorgungseinheit 100 ein zentraler Energieverteiler
mit der Steuerelektronik 112 und einem Speichermedium 106 sowie
(nicht gezeigten) DC/DC Umsetzern und DC/AC Umsetzern bereitgestellt,
welche zum zentralen elektrischen Energieversorgen eines Kraftfahrzeugs
dient.
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Insbesondere
kann die Speichereinrichtung 106 im Falle einer leeren
Fahrzeugbatterie Energie zum Durchführen zumindest einer Notoperation
bereitstellen.
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Mittels
einer Programmiereinrichtung 108 kann benutzerseitig zumindest
ein Teil der Energieversorgungskonfigurationen einprogrammiert werden.
Zum Beispiel kann die Spannungsamplitude der ersten Gleichspannungsschnittstelle 104c von
35 Volt auf zum Beispiel 40 Volt oder 30 Volt abgeändert werden,
wenn dies im Rahmen einer Fahrzeugentwicklung gewünscht wird.
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Ferner
sind in 1 zwei Kommunikationsschnittstellen 110 gezeigt,
die einen Anschluss der Versorgungseinheit 100 an ein LIN-Network
bzw. an ein CAN-Network ermöglichen.
Somit kann die Versorgungseinheit 100 nicht nur effizient
Energie in einem Bordnetz verteilen, sondern auch den Austausch
von Kommunikationsnachrichten zwischen unterschiedlichen Komponenten
des Fahrzeugs verwalten.
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2 zeigt
schematisch ein Personenkraftfahrzeug 200, in dem die Versorgungseinheit 100 aus 1 implementiert
ist. Insbesondere ist in 2 auch eine Kraftfahrzeugbatterie 204 gezeigt,
welche der Versorgungseinheit 100 die erforderliche elektrische
Energie bereitstellt. Die Kraftfahrzeugbatterie 204 kann
alternativ auch in die Versorgungseinheit 100 integriert
sein, zum Beispiel im Inneren eines gemeinsamen Gehäuses vorgesehen
sein.
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2 zeigt
schematisch das Bordnetz des Personenkraftfahrzeugs 200,
in dem eine Vielzahl von Abnehmern 202 von der zentralen
Versorgungseinheit 100 gleichzeitig mit elektrischer Energie
versorgt werden. In 2 ist auch gezeigt, dass die
Versorgungseinheit 100 eine Kommunikationsschnittstelle 206 aufweist,
die zum drahtlosen Kommunizieren mit zwei Abnehmern 202 vorgesehen
ist, welche ebenfalls eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle 208 aufweisen.
Alternativ oder ergänzend
kann auch eine drahtgebundene Kommunikation innerhalb des Bordnetzes
unter Einbindung der zentralen Versorgungseinheit 100 stattfinden.
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Wie
in 2 gezeigt, gibt es Abnehmer 202, die
unmittelbar mit der Versorgungseinheit 100 gekoppelt sind.
Andere Abnehmer 202 sind hinter Abnehmer 202 geschaltet,
welche direkt mit der Versorgungseinheit 100 gekoppelt
sind. Somit sind manche der Energieabnehmer 202 direkt,
andere indirekt mit der Versorgungseinheit 100 gekoppelt.
Einige der Abnehmer 202 werden von der Versorgungseinheit 100 lediglich
mit Energie versorgt, ein anderer der Abnehmer 202 ist
lediglich zum drahtlosen Kommunizieren mit der Versorgungseinheit 100 gekoppelt, und
eine dritte Art von Abnehmern 202 kann sowohl von der zentralen
Versorgungseinheit 100 mit elektrischer Energie versorgt
werden als auch mit dieser kommunizierfähig gekoppelt sein.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass die hier beschriebenen Ausführungsformen
lediglich eine beschränkte
Auswahl an möglichen
Ausführungsvarianten
der Erfindung darstellen. So ist es möglich, die Merkmale einzelner
Ausführungsformen
in geeigneter Weise miteinander zu kombinieren, so dass für den Fachmann
mit den hier expliziten Ausführungsvarianten
eine Vielzahl von verschiedenen Ausführungsformen als offensichtlich
offenbart anzusehen sind.