DE102008040625A1 - Schaltungsanordnung und Verfahren zur Stromregelung in einem Bordnetz eines Fahrzeuges - Google Patents

Schaltungsanordnung und Verfahren zur Stromregelung in einem Bordnetz eines Fahrzeuges Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Stromregelung in einem Bordnetz eines Fahrzeuges, mit einem ansteuerbaren Bremswiderstand (1), einem Energiespeicher (6) und einer elektronischen Steuereinheit (5). Um mit möglichst geringem Aufwand eine effektive Verarbeitung generatorischer Ströme unter Berücksichtigung einer Strombegrenzungsregelung zu ermöglichen, ist der Bremswiderstand (1) zur Erfüllung einer Steuerungsbedingung einstellba(5) fließender generatorischer Strom durch einen von dem Energiespeicher (6) ausgehenden, durch den Bremswiderstand (1) fließenden Gegenstrom, unter Berücksichtigung eines vorgegebenen Stromgrenzwertes kompensierbar ist. Bei einem Verfahren zur Ansteuerung der Schaltungsanordnung wird ein über die Steuereinheit (5) fließender generatorischer Strom durch einen von dem Energiespeicher (6) ausgehenden, durch den Bremswiderstand (1) fließenden Gegenstrom kompensiert, wobei der Bremswiderstand (1) derart angesteuert wird, dass ein vorgegebener Stromgrenzwert berücksichtigt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Stromregelung in einem Bordnetz eines Fahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Ansteuerung einer Schaltungsanordnung zur Stromregelung in einem Bordnetz eines Fahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 12.
  • Die fortschreitende Elektrifizierung in Fahrzeugen, mit Bordnetzen, die eine Vielzahl von elektrischen Verbrauchern mit unterschiedlichem Energiebedarf aufweisen und in denen sowohl motorische als auch generatorische Ströme fließen, erfordert ein zunehmend komplexer werdendes Energiemanagement. Zum einen soll die zur Verfügung stehende elektrische Energie möglichst effizient und effektiv eingesetzt werden, wobei eine einwandfreie Funktionsweise des Bordnetzes selbst sowie der angeschlossenen elektrischen Verbraucher zu gewährleisten ist. Zum anderen ist das Bordnetz stets vor der Gefahr von Überlastungen oder Unterversorgungen zu schützen.
  • Beispielsweise werden bei neueren Fahrzeugkonzepten Wankstabilisierungen mit elektromechanischen Aktuatoren, bekannt als „eARS” (electromechanically Active Roll Stabilization oder „ERC”(Electromechanical Roll Control)-Systeme, vorgesehen. Bei einer Wankstabilisierung wirken bekanntermaßen Stabilisatoren über Torsionsmomente auf die Federung des Fahrzeugaufbaus, um bei Kurvenfahrten und bei schlechter Wegstrecke seitliche Wankbewegungen des Fahrzeuges zu verringern. Bei einer aktiven Wankregelung werden über Aktuatoren die Stabilisatoren derart geregelt, dass einerseits die Seitenneigung des Fahrzeugaufbaus bei Kurvenfahrten erheblich reduziert, andererseits bei Geradeausfahrt ein komfortables, weiches Ansprechverhalten eingestellt wird. Im Gegensatz zu herkömmlichen hydraulischen Aktuatoren sind elektromechanische Aktuatoren durch den Wegfall hydraulischer Komponenten besonders kompakt bauend. Zudem können sie aus Energiespargründen nach dem „Power-on-demand”-Prinzip arbeiten, wobei ein kurzzeitiger Strombedarf eines an das Bordnetz angeschlossenen „Power-on-demand”-Systems nur bei einer jeweiligen Aktivierung abgerufen wird und somit im Mittel weniger Energie verbraucht wird.
  • Aus der DE 102 57 211 A1 ist eine aktive Wankstabilisierung mit einem elektromechanischen Aktuator bekannt, der zum Verspannen zweier Stabilisatorteile gegeneinander ansteuerbar ist. Der Elektromotor des Aktuators kann für einen Notbetrieb bei Ausfall der Wankregelung durch Kurzschließen der Motorphasen auch generatorisch betrieben werden. Dadurch wird ein Widerstandmoment zwischen Rotor und Stator der Elektromaschine aufgebracht, welches die Stabilisatorteile gegeneinander dämpft, wodurch eine eingeschränkte passive Stabilisierungsfunktion bei einem Systemausfall aufrechterhalten wird.
  • Ein solcher Notbetrieb in einem Wankstabilisierungssystem mit elektromechanischen Stellantrieben sei lediglich beispielhaft für das Auftreten generatorischer Ströme im Bordnetz genannt, die problematische Stromflüsse hervorrufen können. Vielmehr können in Stabilisierungssystemen mit elektromechanischen Stellantrieben auch im regulären Betrieb sowohl motorische als auch generatorische, gleichzeitig oder wechselweise vorkommende, Betriebsmodi vorgesehen sein. Entscheidend dabei ist, dass solche, möglicherweise aus unterschiedlichen Quellen, häufig durch generatorische Energierückspeisungen über elektronische Steuereinheiten in Zwischenkreisen übertragene Ströme, relativ hohe Stromstärken aufweisen können. Daher werden in vielen modernen und zukünftigen Bordnetzarchitekturen Strombegrenzungsmaßnahmen bei der Verarbeitung generatorischer Netzbelastungen erforderlich sein.
  • In der DE 102 26 308 A1 der Anmelderin werden Möglichkeiten zum Abbau überschüssiger elektrischer Energie in einem Bordnetz genannt. Unter anderem kann eine vergleichsweise größer dimensionierte Leistungselektronik über eine Kurzschlussschaltung Strom verbrauchen und in Wärme umwandeln. Weiterhin ist ein so genannter Bremschopper geeignet, überschüssigen Strom über einen Widerstand zu leiten und dort in Wärme umzuwandeln.
  • Bei Schaltungsanordnungen mit elektromechanischen Aktuatoren, die beispielsweise über einen Pulssteller oder eine Wechselrichterschaltung an einem Zwischenkreis des Bordnetzes betrieben werden, können bei einem generatorischen Bremsbetrieb durch zurückgespeiste Energie abzubauende elektrische Ströme auftreten. Bei einer derartigen Schaltungsanordnung sollen Maßnahmen zur Stromregelung und Strombegrenzung aus Kosten- und Bauraumgründen mit einem möglichst geringen Aufwand an Bauteilen und Regelelektronik realisiert werden. Andererseits ist eine ständige Überwachung des Bordnetzstromes mittels eines oder mehrerer Stromsensoren zur fortlaufenden Bestimmung des Strom-Istwertes, um unzulässige Abweichungen zu erkennen und gegebenenfalls Gegenmaßnahmen einzuleiten, relativ aufwendig.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung für ein Bordnetz eines Fahrzeuges und ein Verfahren zu deren Ansteuerung zu entwickeln, die mit möglichst geringem Aufwand eine effektive Verarbeitung generatorischer Ströme unter Berücksichtigung einer Strombegrenzungsregelung ermöglichen.
  • Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein generatorischer Strom, der über eine Steuerelektronik eines elektromechanischen Aktuators das Bordnetz eines Fahrzeuges beaufschlagt, durch einen entgegenwirkenden Batteriestrom eines Energiespeichers, der über einem Bremswiderstand ab fließt, ausgeglichen werden kann, wobei der Bremswiderstand über einen Feldeffekt-Transistor so regelbar ist, dass ein bestimmtes Bordnetzstromniveau eingehalten bzw. nicht unterschritten wird.
  • Demnach geht die Erfindung aus von einer Schaltungsanordnung zur Stromregelung in einem Bordnetz eines Fahrzeuges, mit einem ansteuerbaren Bremswiderstand, einem Energiespeicher und einer elektronischen Steuereinheit. Zur Lösung der gestellten Aufgabe sieht die Erfindung vor, dass der Bremswiderstand zur Erfüllung einer Steuerungsbedingung einstellbar ausgebildet ist, so dass ein über die Steuereinheit fließender generatorischer Strom durch einen von dem Energiespeicher ausgehenden, durch den Bremswiderstand fließenden Gegenstrom, unter Berücksichtigung eines vorgegebenen Stromgrenzwertes, kompensierbar ist.
  • Weiterhin geht die Erfindung aus von einem Verfahren zur Ansteuerung einer Schaltungsanordnung zur Stromregelung in einem Bordnetz eines Fahrzeuges, mit einem ansteuerbaren Bremswiderstand, einem Energiespeicher und einer elektronischen Steuereinheit. Die gestellte Aufgabe bezüglich des Verfahrens wird dadurch gelöst, dass ein über die Steuereinheit fließender generatorischer Strom durch einen von dem Energiespeicher ausgehenden, durch den Bremswiderstand fließenden Gegenstrom kompensiert wird, wobei der Bremswiderstand derart angesteuert wird, dass ein vorgegebener Stromgrenzwert berücksichtigt wird.
  • Bei der Schaltungsanordnung wird ein Bremschopper in einem Zwischenkreis einer Steuereinheit eines Aktuators eingesetzt. Der Bremschopper besteht aus einem vorteilhaft als MOSFET (Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) ausgebildeten Feldeffekt-Transistor und einem ohmschen Widerstand. Der Bremschopper bildet einen regelbaren Bremswiderstand, der durch eine Steuereinheit, im Folgenden auch kurz als ECU (Electronic Control Unit) bezeichnet, ansteuerbar ist. Die prinzipielle Funktionsweise und der Auf bau eines Bremschoppers ist dem Fachmann an sich bekannt. Der Controller steuert den Brems-MOSFET mit einer geeigneten Taktfrequenz an, die eine ausreichend hohe Ansprechdynamik sicherstellt.
  • Die Ansteuerung ist gemäß der Beziehung
    Figure 00050001
    mit den Größen R1 für den ohmscher Widerstand und 0 ≤ α ≤ 1 für die relative Pulsbreite stufenlos einstellbar. Dabei wird vorausgesetzt, dass der durch den Bremswiderstand fließende Strom spannungsproportional ist. Um dies zu erreichen, ist der Bremschopper möglichst induktivitätsarm ausgebildet. Auf eine, sonst übliche, Freilaufdiode wird verzichtet. Entsprechend kann die Stromstärke bei einer pulsweitenmodulierten Ansteuerung im Bordnetz zwischen Null und einem Maximalwert mit relativ hoher Steilheit pendeln. Um dem entgegenzuwirken, können zusätzliche Filtermittel an der Schnittstelle zum Bordnetz geschaltet sein.
  • Erfindungsgemäß ist für den regelbaren Bremswiderstand eine Steuerungsbedingung vorgesehen. Demnach wird ein generatorischer ECU-Strom durch einen durch den Bremswiderstand fließenden Gegenstrom von einem Energiespeicher, beispielsweise von der Fahrzeugbatterie, kompensiert. Um zu gewährleisten, dass dabei der Bordnetzstrom einen Grenzwert sicher nicht unterschreitet, also stets IBat > –Ilim gilt, wird der Bremswiderstand nach der Beziehung
    Figure 00050002
    mit den Größen RBrems = Bremswiderstandswert, UBat = Energiespeicher-Spannung, RBat = Energiespeicher-Innenwiderstand, RKabel = Zuleitungskabel-Widerstand, Ilim Stromgrenzwert, und IECU = Steuereinheit-Strom, gesteuert. Darin ist der eingeprägte ECU-Strom vorzeichenbehaftet, also negativ, einzusetzen.
  • Als Nebenbedingung ist sicherzustellen, dass für Ströme IECU ≥ –Ilim der Bremswiderstandszweig offen geschaltet ist. Der über die ECU fließende Batteriestrom ist mit relativ geringem Aufwand aus den Motorströmen der Aktuatoren innerhalb der ECU berechenbar. Da die Batteriespannung bekannt ist und die Innen- und Kabelwiderstände als Konstanten vorgegeben sind, lässt sich somit der Bremswiderstand entsprechend der obigen Grenzwertbedingung vergleichsweise einfach variieren. Dies hat den Vorteil, dass auf eine relativ aufwendige Stromsensorik, die eine Begrenzungsregelung mit den fortlaufenden Istwerten des Bordnetzstromes speist, wodurch im Ergebnis ebenfalls eine Ableitung generatorischer Ströme möglich wäre, verzichtet werden kann.
  • Der mittlere Bremszweigstrom in dieser Anordnung lässt sich nach der Beziehung
    Figure 00060001
    berechnen. Daran ist erkennbar, dass der größte Anteil des Bremszweigstromes durch die Batteriespannung hervorgerufen wird. Lediglich ein kleinerer Anteil entsteht durch den ECU-Strom. Im Bremszweig können sich bei der Ableitung des generatorischen Stromes somit erhebliche Verlustleistungen PBrems = I2 BremsRBrems einstellen, die eine Kompensation vergleichsweise hoher generatorischer Stromstärken ermöglicht.
  • Außerdem können Sicherheitsmaßnahmen für den Fall eines Ausfalls des Feldeffekt-Transistors des Bremswiderstandes vorgesehen sein. Als eine einfache Sicherheitsmaßnahme kann der niederohmige Widerstand direkt auf den Batteriespannungszweig geschaltet werden, wodurch der anfallende Strom unmittelbar abfließen kann. Da durch den Ausfall des Feldeffekt-Transistors das Gesamtsystem ausfallen kann, ist als eine erweiterte Sicherheitsmaßnahme ein in Reihe geschalteter zweiter, redundanter Feldeffekt-Transistor sinnvoll. Zudem ist eine fortlaufende Diagnose des Bremswiderstandes bezüglich seiner Kontaktierung und seines jeweiligen Widerstandswertes zur Überwachung seiner Funktionstüchtigkeit und zur frühen Fehlererkennung vorteilhaft. Beispielsweise könnte am Bremswiderstand ein Teilspannungswert abgegriffen werden, der, vergleichbar mit einem High-Pegel eines Digitaleinganges, verwendbar ist.
  • Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung basiert auf einer Konzeptuntersuchung zur Wankstabilisierung. Messreihen und Feldversuche haben gezeigt, dass mittels eines die Steuerungsbedingung erfüllenden stufenlos regelbaren Bremswiderstandes grundsätzlich alle im praktischen Fahrbetrieb vorkommenden generatorischen Wankstabilisierungsströme mit Hilfe des Bremswiderstandes beherrschbar sind. Die Erfindung ist daher besonders gut in derartig ausgerüsteten Fahrzeugen einsetzbar, jedoch ist sie nicht auf Anwendungen in Verbindung mit solchen Systemen beschränkt, sondern grundsätzlich zur Ansteuerung eines Bremswiderstandes zur Begrenzung generatorischer Ströme im Bordnetz geeignet.
  • Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung eines Ausführungsbeispiels beigefügt. In dieser zeigt
  • 1 eine Prinzip-Schaltung für eine Ansteuerung eines Bremswiderstandes zur Verarbeitung generatorischer Ströme in einem Bordnetz,
  • 2 ein Bremswiderstandsdiagramm einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, und
  • 3 ein Verlustleistungsdiagramm einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.
  • Demnach ist in 1 eine Schaltungsanordnung in einem Bordnetz eines Kraftfahrzeuges mit einem als Bremschopper ausgebildeten Bremswiderstand 1 dargestellt, der aus einem MOSFET 2 und einem ohmschen Widerstand 3 besteht. Der Bremswiderstand 1 ist in einem Bremszweig 9 geschaltet, der Teil eines Zwischenkreises 4 einer Steuereinheit (ECU) 5 zur Steuerung eines oder mehrerer nicht dargestellter Aktuatoren eines Wankstabilisierungssystems 10 ist. Der Zwischenkreis 4 ist mit einem Energiespeicher 6, beispielsweise einer 24 V-Fahrzeugbatterie, des Bordnetzes verbunden. Zudem ist ein Innenwiderstand 7 der Batterie 6 sowie ein weiterer Widerstand 8 der elektrischen Zuleitung zum Zwischenkreis 4 angedeutet, für die jeweils beispielhaft ein Wert von 20 mΩ angenommen wird.
  • Die ECU 5 liefert einen eingeprägten Strom IECU. Der Wert RBrems des Bremswiderstandes 1 ist über eine getaktete Ansteuerung des MOSFETs 2 gemäß der Gleichung
    Figure 00080001
    stufenlos einstellbar, wobei R1 den Wert des ohmschen Widerstandes 3 beschreibt, und der Wert a die Aussteuerung, also die relative Pulsbreite des MOSFETs 2 angibt, welcher Werte von 0 ≤ a ≤ 1 annehmen kann, wobei der Stromfluss entsprechend einer für die Ansteuerung vorgesehenen Spannungs-Pulsweitenmodulation im Bordnetz pendelt.
  • Bei vollständiger Spannungsproportionalität kann die Stromstärke somit zwischen Null und einen Maximalwert variieren. Zur Vermeidung unzulässig hoher Stromschwankungen dl/dt sind gegebenenfalls zusätzliche (nicht dargestellte) elektronische Filtermittel vorgesehen. Beispielsweise kann ein der ECU 5 zugehöriger Elko (Elektrolytkondensator) als ein Filterkomponente verwendet werden.
  • Im Betrieb des elektromechanischen Wankstabilisierungssystems 10 wird ein generatorischer Strom der ECU 5 durch einen, durch den Bremswiderstand 1 fließenden Gegenstrom der Batterie 6 kompensiert, wobei der Bremswiderstand 1 nach der Beziehung
    Figure 00080002
    gesteuert wird, so dass bei einem typischen Grenzwert von 15 A ein Bordnetzstrom von IBat > –15 A nicht unterschritten wird. Mit den oben genannten Werten ergibt sich somit ein Bremswiderstand von
    Figure 00080003
    wobei zum einen das Vorzeichen des eingeprägten Stromes IECU zu beachten ist, und zum anderen wegen des Gültigkeitsbereiches der Gleichung bei IECU ≥ –15 A der Bremszweig 8 offen sein muss.
  • Die 2 zeigt einen Verlauf des daraus resultierenden Wertes des getakteten Bremswiderstandes 1. In dem Bremswiderstandsdiagramm ist ein steil konvergierender Anstieg des Bremswiderstandswertes RBrems bei Annäherung an den Stromgrenzwert Ilim = 15 A zu erkennen, während bei größeren generatorischen Strömen ein entsprechend hoher Gegenstrom fließt und der erforderliche Bremswiderstand 1 gegen Null läuft, d. h. mit zunehmend ansteigender relativen Pulsbreite a niedriger angesteuert wird. Bei einer Wahl eines ohmschen Widerstandes 3 mit einem typischen Widerstandswert R1 = 0,3 Ω für den Bremswiderstand 1 lässt sich bei einer relativen Pulsbreite von a = 0,55 des Brems-MOSFETs 2 somit problemlos ein generatorischer Strom von 60 A kompensieren, wobei sogar noch eine Unterspannungsreserve vorhanden ist.
  • Betrachtet man im obigen Beispiel den mittleren Bremszweigstrom
    Figure 00090001
    können sich beachtliche Verlustleistungen PBrems = I2 BremsRBrems im kW-Bereich im Bremszweig 9 ergeben, wie an dem Verlustleistungsdiagramm in 3 erkennbar ist. Als Folge des Verlaufs des Bremswiderstandes RBrems stellt sich ein linear abnehmender Verlauf der Verlustleistung PBrems mit dem ECU-Strom ein.
  • In ersten Feldversuchen mit einem Wankstabilisierungssystem 10 mit zwei Aktuatoren, auf welche die Stromgrenze IBat > –(7,5 A + 7,5 A) verteilt wurde, konnte die Effektivität der erfindungsgemäßen Ansteuerung des regelbaren Bremswiderstandes 1 mit der obigen beispielhaften Komponentenauslegung der Schaltungsanordnung verifiziert werden. Auf einer Schlechtwegstrecke wurde im Mittel im Bremswiderstand 1 eine elektrische Batterieleistung von etwa 30 W bis 40 W verheizt, wobei Spitzenleistungen von etwa 2 kW auftraten.
  • Bei einer Slalomfahrt wurde hingegen der Bremswiderstand 1 kaum beansprucht und durch diesen somit keine nennenswerte zusätzliche Batterieleistung aufgenommen. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist demnach in der Lage, die im praktischen Betrieb auftretenden generatorischen Ströme mit Hilfe des Bremswiderstandes 1 effektiv und sicher abzuleiten.
  • 1
    Bremswiderstand, Bremschopper
    2
    Feldeffekt-Transistor, MOSFET
    3
    Ohmscher Widerstand
    4
    Zwischenkreis
    5
    Steuereinheit, ECU
    6
    Energiespeicher, Fahrzeugbatterie
    7
    Batterie-Innenwiderstand
    8
    Zuleitungskabelwiderstand
    9
    Bremszweig
    10
    Wankstabilisierung
    a
    Pulsbreite
    IBat
    Batteriestrom
    IBrems
    Bremsstrom
    IECU
    Steuereinheit-Strom
    Ilim
    Stromgrenzwert
    PBrems
    Bremsverlustleistung
    R1
    Ohmscher Widerstandswert
    RBat
    Batterie-Innenwiderstandswert
    RBrems
    Bremswiderstand
    RKabel
    Zuleitungskabel-Widerstandswert
    UBat
    Batteriespannung
  • 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
    • - DE 10257211 A1 [0004]
    • - DE 10226308 A1 [0006]

Claims (12)

  1. Schaltungsanordnung zur Stromregelung in einem Bordnetz eines Fahrzeuges, mit einem ansteuerbaren Bremswiderstand (1), einem Energiespeicher (6) und einer elektronischen Steuereinheit (5), dadurch gekennzeichnet, dass der Bremswiderstand (1) zur Erfüllung einer Steuerungsbedingung einstellbar ausgebildet ist, so dass ein über die Steuereinheit (5) fließender generatorischer Strom durch einen von dem Energiespeicher (6) ausgehenden, durch den Bremswiderstand (1) fließenden Gegenstrom, unter Berücksichtigung eines vorgegebenen Stromgrenzwertes, kompensierbar ist.
  2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsbedingung der Beziehung
    Figure 00120001
    mit den Größen RBrems = Bremswiderstandswert, UBat = Energiespeicher-Spannung, RBat = Energiespeicher-Innenwiderstand, RKabel = Zuleitungskabel-Widerstand, Ilim = Stromgrenzwert und IECU = Steuereinheit-Strom, genügt.
  3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremswiderstand (1) als ein in einem Bremszweig (9) angeordneter Bremschopper ausgebildet ist, der einen ohmschen Widerstand (3) und einen auf diesen Widerstand (3) wirksamen getakteten Feldeffekt-Transistor (2) umfasst, der über die Steuereinheit (5) pulsweitenmoduliert ansteuerbar ist.
  4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremswiderstandswert (RBrems) über eine stufenlose Einstellung der Pulsbreite a des Feldeffekt-Transistors (2) nach der Beziehung
    Figure 00130001
    mit den Größen R1 = ohmscher Widerstand, a = relative Pulsbreite, variierbar ist.
  5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Feldeffekt-Transistor (2) als ein MOSFET ausgebildet ist.
  6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Sicherheitsmaßnahmen für den Fall eines Ausfalls des Feldeffekt-Transistors (2) des Bremswiderstandes (1) vorgesehen sind.
  7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als eine erste Sicherheitsmaßnahme, bei einem Ausfall des Feldeffekt-Transistors (2) der ohmsche Widerstand (3) des Bremswiderstandes (1) direkt mit dem Energiespeicher (6) elektrisch verbunden ist.
  8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass als eine zweite Sicherheitsmaßnahme ein zweiter, redundanter Feldeffekt-Transistors zu dem ersten Feldeffekt-Transistors (2) in Reihe geschaltet ist.
  9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als eine dritte Sicherheitsmaßnahme Diagnosemittel zur Überwachung der Funktionstüchtigkeit des Bremswiderstandes (1) vorgesehen sind.
  10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine als generatorische Stromquelle wirkende Steuereinheit (5) wenigstens einem elektromechanischen Aktuator zugeordnet ist.
  11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass diese Schaltungsanordnung in einem Kraftfahrzeugbordnetz mit einer Wankstabilisierung (10) mit wenigstens einem elektromechanischen Aktuator implementiert ist.
  12. Verfahren zur Ansteuerung einer Schaltungsanordnung zur Stromregelung in einem Bordnetz eines Fahrzeuges, mit einem ansteuerbaren Bremswiderstand (1), einem Energiespeicher (6) und einer elektronischen Steuereinheit (5), dadurch gekennzeichnet, dass ein über die Steuereinheit (5) fließender generatorischer Strom durch einen von dem Energiespeicher (6) ausgehenden, durch den Bremswiderstand (1) fließenden Gegenstrom kompensiert wird, wobei der Bremswiderstand (1) derart angesteuert wird, dass ein vorgegebener Stromgrenzwert berücksichtigt wird.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010051042A1 (de) * 2010-11-11 2012-01-26 Magna Powertrain Ag & Co. Kg Energieversorgungseinrichtung für einen Aktuator
DE102014104840A1 (de) * 2014-04-04 2015-10-08 Jungheinrich Ag Steuerschaltung für einen von einer Batterie betriebenen Elektromotor
DE202020001132U1 (de) 2020-03-23 2021-06-24 Agria-Werke Gmbh Elektrisches Widerstandsmodul
EP4124513A1 (de) * 2021-07-27 2023-02-01 CLAAS Tractor S.A.S. Elektrische versorgungsvorrichtung sowie landwirtschaftliches arbeitsfahrzeug mit einer solchen versorgungsvorrichtung

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013223424B4 (de) * 2013-07-17 2021-03-04 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren für den Betrieb eines Kraftfahrzeugs zur Erkennung einer Überbeanspruchung eines Wankstabilisators
US10628537B2 (en) 2016-04-12 2020-04-21 Dassault Systemes Simulia Corp. Simulation augmented reality system for emergent behavior

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10226308A1 (de) 2002-06-13 2003-12-24 Zahnradfabrik Friedrichshafen Elektrodynamische Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren zur Steuerung und Regelung derselben
DE10257211A1 (de) 2002-12-07 2004-06-24 Bayerische Motoren Werke Ag Geteilter elektromechanischer Kraftfahrzeugstabilisator und Verfahren zur Wankstabilisierung bei Ausfall oder Abschaltung des aktiven Kraftfahrzeugstabilisators

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060061922A1 (en) * 2004-09-22 2006-03-23 Cellex Power Products, Inc. Hybrid power supply system having energy storage device protection circuit
US7109686B2 (en) * 2004-11-15 2006-09-19 Ise Corporation System and method for precharging and discharging a high power ultracapacitor pack
US8288885B2 (en) * 2008-06-03 2012-10-16 Honeywell International Inc. Method and system for improving electrical load regeneration management of an aircraft
US7986057B2 (en) * 2008-09-16 2011-07-26 Honeywell International Inc. Method and system for improving peak power capability of an aircraft

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10226308A1 (de) 2002-06-13 2003-12-24 Zahnradfabrik Friedrichshafen Elektrodynamische Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren zur Steuerung und Regelung derselben
DE10257211A1 (de) 2002-12-07 2004-06-24 Bayerische Motoren Werke Ag Geteilter elektromechanischer Kraftfahrzeugstabilisator und Verfahren zur Wankstabilisierung bei Ausfall oder Abschaltung des aktiven Kraftfahrzeugstabilisators

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010051042A1 (de) * 2010-11-11 2012-01-26 Magna Powertrain Ag & Co. Kg Energieversorgungseinrichtung für einen Aktuator
DE102014104840A1 (de) * 2014-04-04 2015-10-08 Jungheinrich Ag Steuerschaltung für einen von einer Batterie betriebenen Elektromotor
DE102014104840B4 (de) 2014-04-04 2021-12-23 Jungheinrich Ag Steuerschaltung für einen von einer Batterie betriebenen Elektromotor
DE202020001132U1 (de) 2020-03-23 2021-06-24 Agria-Werke Gmbh Elektrisches Widerstandsmodul
EP4124513A1 (de) * 2021-07-27 2023-02-01 CLAAS Tractor S.A.S. Elektrische versorgungsvorrichtung sowie landwirtschaftliches arbeitsfahrzeug mit einer solchen versorgungsvorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
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US20100019741A1 (en) 2010-01-28

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