DE102008043381A1 - Motor vehicle i.e. hybrid vehicle, has high voltage current supply assembly connected with engine control device, and engine control device connected with energy management assembly and piezo actuator assembly - Google Patents

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Abstract

The vehicle has a high voltage current supply assembly (5) connected with an engine control device (1). The control device is connected with an energy management assembly (6) and a piezo actuator assembly (4). A high voltage battery assembly (7) is connected with the control device via a power switch assembly (8), and with a high voltage high current end stage (3) via the piezo actuator assembly and a throttle. The throttle and capacitors damps high frequency disturbances. The throttle is designed as a peak current limiter for protecting electronics of the end stage.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, welche ein Steuergerät mit einer Hochspannungs-Hochstromendstufe und eine Hochvoltstromversorgungsbaugruppe mit einer eine Hochvoltbatterie aufweisenden Hochvoltbatteriebaugruppe und einer Energiemanagementbaugruppe aufweist.The The invention relates to a device which is a control device with a high-voltage high-current output stage and a high-voltage power supply module with a high-voltage battery having a high-voltage battery assembly and an energy management assembly.

Stand der TechnikState of the art

Es sind bereits Kraftfahrzeuge bekannt, die mit einem Common-Rail-Einspritzsystem ausgestattet sind. Derartige Kraftfahrzeuge weisen eine Hochdruckpumpe auf, mittels welcher Kraftstoff auf einen hohen Druck komprimiert wird. Der komprimierte Kraftstoff wird an ein Rail weitergegeben und von diesem Rail aus unter Verwendung jeweils eines Injektors in die Brennräume des Kraftfahrzeugmotors eingespritzt. Innerhalb jedes Injektors ist ein Piezoaktor vorgesehen, der als Stellglied dient und sich in Abhängigkeit von seiner elektrischen Ansteuerung ausdehnen kann, um eine Einspritzöffnung des Injektors zu verschließen oder freizugeben.It There are already known motor vehicles with a common rail injection system are equipped. Such motor vehicles have a high-pressure pump on, by means of which fuel is compressed to a high pressure becomes. The compressed fuel is passed on to a rail and from this rail using one injector each injected into the combustion chambers of the vehicle engine. Within each injector, a piezoelectric actuator is provided as the Actuator is used and depending on its electrical Control can expand to an injection port of the To close or release the injector.

Derartige Ansteuerschaltungen von Piezoaktoren in Injektoren von Hochdruck-Einspritzsystemen benötigen hohe Gleichspannungen, die beispielsweise im Bereich von 250 V und darüber liegen. Diese hohen Gleichspannungen werden unter Verwendung eines Gleichspannungswandlers aus der Batteriespannung einer konventionellen 12/14 V-Batterie erzeugt.such Need drive circuits of piezo actuators in injectors of high-pressure injection systems high DC voltages, for example, in the range of 250 V and above it. These high DC voltages are under Using a DC-DC converter from the battery voltage a conventional 12/14 V battery.

Eine derartige Ansteuerschaltung ist aus der DE 198 27 170 A1 bekannt. Die in dieser Druckschrift beschriebene Schaltung weist eine Spannungsquelle auf, bei der es sich um eine herkömmliche Kfz-Batterie handelt. Dieser ist ein Gleichspannungswandler nachgeschaltet, dessen Ausgang mit einem als Pufferkondensator dienenden Kondensator verbunden ist. Durch diese Anordnung wird die 12 V betragende Batteriespannung in eine im Wesentlichen beliebige andere Gleichspannung umgesetzt. Als piezoelektrischer Aktor ist ein aus einer Vielzahl von einzeln oder gruppenweise ladbaren und entladbaren Einzelelementen zusammengesetztes piezoelektrisches Element vorgesehen, dessen Einzelelemente übereinander gestapelt sind.Such a drive circuit is known from DE 198 27 170 A1 known. The circuit described in this document has a voltage source which is a conventional automotive battery. This is followed by a DC-DC converter whose output is connected to a capacitor serving as a buffer capacitor. By this arrangement, the 12 V battery voltage is converted into a substantially any other DC voltage. As the piezoelectric actuator, a piezoelectric element composed of a plurality of individual or group-loadable and dischargeable individual elements is provided, the individual elements of which are stacked on top of each other.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Eine Vorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen weist demgegenüber den Vorteil auf, dass sie mit einer reduzierten Anzahl von Bauteilen auskommt, da ein Gleichspannungswandler, der die von einer herkömmlichen 12/14 V-Batterie abgeleitete Gleichspannung in eine benötigte hohe Gleichspannung umsetzt, nicht notwendig ist.A Device with the features specified in claim 1 has in contrast Take advantage of having a reduced number of components comes as a DC-DC converter, that of a conventional 12/14 V battery derived DC voltage in a required high DC voltage converts, is not necessary.

Weitere Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass eine mit den erfindungsgemäßen Merkmalen versehene Vorrichtung geringere EMV-Störungen aufweist, einen geringeren Leiterplattenbedarf hat, eine geringere Gesamtverlustleistung des Steuergerätes aufweist, geringere Fertigungskosten hat und ein Energiemanagement im Gesamtsystem unter Einbeziehung des Motormanagements inklusive einer Einbeziehung der Einspritzvorgänge realisieren kann.Further Advantages of the invention are that one with the inventive Features provided device has lower EMC interference, has a lower PCB requirement, a lower total power dissipation of the control unit, lower production costs has and incorporates energy management in the overall system the engine management including an inclusion of the injections can realize.

Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus deren nachfolgender Erläuterung anhand der Figuren.Further advantageous properties of the invention will become apparent from the following explanation with reference to the figures.

Zeichnungdrawing

Die 1 zeigt eine Blockdarstellung zur Erläuterung der zum Verständnis der Erfindung wesentlichen Baugruppen eines Kraftfahrzeugs und deren Verschaltung. Die 2 zeigt ein Schaltbild, in welchem das Motorsteuergerät und die Piezoaktoren detaillierter dargestellt sind.The 1 shows a block diagram for explaining the essential for understanding the invention assemblies of a motor vehicle and their interconnection. The 2 shows a circuit diagram in which the engine control unit and the piezoelectric actuators are shown in more detail.

Beschreibungdescription

Die 1 zeigt eine Blockdarstellung zur Erläuterung der zum Verständnis der Erfindung wesentlichen Baugruppen eines Kraftfahrzeugs und deren Verschaltung. Bei diesen Baugruppen handelt es sich um ein Motorsteuergerät 1, eine Piezoaktorbaugruppe 4 mit Piezoaktoren als Injektoren für den Kraftstoff und eine Hochvoltstromversorgungsbaugruppe 5.The 1 shows a block diagram for explaining the essential for understanding the invention assemblies of a motor vehicle and their interconnection. These assemblies are an engine control unit 1 , a Piezoaktorbaugruppe 4 with piezo actuators as injectors for the fuel and a high-voltage power supply module 5 ,

Das Motorsteuergerät 1 versorgt die Piezoaktorbaugruppe 4 mit Energie zum Startzeitpunkt der Einspritzvorgänge und entlädt diese am Ende der Einspritzvorgänge. Es enthält im Wesentlichen eine Mikrokontrollerbaugruppe 2 mit Peripherie und eine Hochspannungshochstromendstufe 3 zum Ansteuern der Piezoaktorbaugruppe.The engine control unit 1 supplies the piezo actuator assembly 4 with energy at the start time of the injections and discharges them at the end of the injections. It basically contains a microcontroller assembly 2 with periphery and a high-voltage high-current output stage 3 for driving the piezo actuator assembly.

Die Hochvoltstromversorgungsbaugruppe 5 dient normalerweise zur Versorgung des Antriebs und zur Speicherung der elektrischen Antriebsenergie. Sie enthält eine Hochvoltbatteriebaugruppe 7, eine Leistungsschalterbaugruppe 8 und eine Energiemanagementbaugruppe 6. Innerhalb der Hochvoltstromversorgungsbaugruppe können auch die Ladeeinrichtung und die Ansteuerelektronik des Antriebes untergebracht sein.The high-voltage power supply module 5 Normally serves to supply the drive and to store the electrical drive energy. It contains a high-voltage battery assembly 7 , a circuit breaker assembly 8th and an energy management assembly 6 , Within the high-voltage power supply module and the charging device and the drive electronics of the drive can be accommodated.

Das Motorsteuergerät 1 ist mit der Hochvoltstromversorgungsbaugruppe 5 über Hochspannungs- und Niederspannungsversorgungsleitungen verbunden und kommuniziert über Datenleitungen mit der Energiemanagementbaugruppe 6 in der Hochvoltstromversorgungsbaugruppe 5.The engine control unit 1 is with the high voltage power supply module 5 connected via high voltage and low voltage supply lines and communicates with the energy management board via data lines 6 in the high-voltage power supply module 5 ,

Diese Datenübertragung dient dem Austausch von relevanten Messwerten für Spannungen und Ströme bzw. für kalkulierte bereitstellbare Energiemengen oder Energiebedarfe für definierte Zeiträume. Damit kann in Notfällen eine eingeschränkte Funktion des Fahrzeug sichergestellt werden, wenn nicht genug Energie für eine Vollfunktion zur Verfügung steht. Auch können darüber Störungen wie z. B. gefährliche Überspannungen gemeldet und Diagnosemeldungen ausgetauscht werden.These Data transmission is used to exchange relevant measured values for voltages and currents or for calculated deliverable Energy quantities or energy requirements for defined periods. This can be a limited function in emergencies be assured of the vehicle if not enough energy for a full function is available. Also can about it disorders such. B. dangerous overvoltages reported and diagnostic messages are exchanged.

Die in der Hochvoltbatteriebaugruppe 7 vorgesehene Hochvoltbatterie hat eine Nennspannung beispielweise im Bereich zwischen 280 V und 600 V.The in the high-voltage battery assembly 7 provided high-voltage battery has a rated voltage, for example in the range between 280 V and 600 V.

Insbesondere kann es sich bei dieser Hochvoltbatterie um die Fahrzeugbatterie eines Hybrid-Kraftfahrzeugs handeln, beispielsweise eines einen Verbrennungsmotor und einen elektrischen Motor aufweisenden Hybrid-Kraftfahrzeugs.Especially This high-voltage battery can be about the vehicle battery a hybrid motor vehicle act, for example a one Combustion engine and a hybrid motor vehicle having an electric motor.

In der Hochvoltstromversorgungsbaugruppe 5 ist die Hochvoltbatteriebaugruppe 7 mit der Leistungsschalterbaugruppe 8 verbunden, welche elektromechanische oder elektronische Hochspannungs-Leistungsschalter (Relais) aufweist. Diese haben unter Anderem die Aufgabe, das Motorsteuergerät 1 oder andere Hochspannungsverbraucher beim Einschalten der Fahrzeugelektronik elektrisch mit der Hochvoltbatterie zu verbinden bzw. bei einem Abschalten oder bei sicherheitskritischen Störungen sicher von der Hochvoltbatterie zu trennen.In the high-voltage power supply module 5 is the high-voltage battery assembly 7 with the circuit breaker assembly 8th connected, which has electromechanical or electronic high-voltage circuit breakers (relays). These have, among other things, the task of the engine control unit 1 or other high-voltage consumers when switching on the vehicle electronics to electrically connect to the high-voltage battery or disconnect safely from the high-voltage battery in a shutdown or safety-critical disturbances.

Gemäß 1 wird nach alledem das Motorsteuergerät 1 von der Hochvoltstromversorgungsbaugruppe 5 mit der Hochspannung für die Hochspannungshochstromendstufe 3 und des Weiteren mit Niederspannung für die Steuergerätelektronik versorgt. Beide Spannungen sind abschaltbar, so dass das Motorsteuergerät 1 bei ausgeschaltetem Fahrzeug spannungslos ist. Neben dem Datenverkehr mit anderen Steuergeräten im Fahrzeug existiert eine bidirektionale Datenverbindung zwischen dem Motorsteuergerät 1 und der Hochvoltstromversorgungsbaugruppe 5. Das Motorsteuergerät 1 versorgt die Piezoaktorenbaugruppe 4 mit dem notwendigen Ladungsprofil, so dass die Piezoaktoren der Piezoaktorbaugruppe in zeitlich richtiger Weise die für den Betrieb des Motors notwendigen Treibstoffmengen einspritzen.According to 1 after all this becomes the engine control unit 1 from the high voltage power supply module 5 with the high voltage for the high voltage high current output stage 3 and further supplied with low voltage for the control electronics. Both voltages can be switched off, so that the engine control unit 1 is de-energized when the vehicle is switched off. In addition to the data traffic with other control devices in the vehicle, there is a bidirectional data connection between the engine control unit 1 and the high voltage power supply assembly 5 , The engine control unit 1 supplies the piezo actuator module 4 with the necessary charge profile so that the piezoelectric actuators of the piezoelectric actuator assembly inject the quantities of fuel necessary for the operation of the engine in a timely manner.

Die Funktion des Motorsteuergerätes 1 und die Ansteuerung der Piezoaktoren der Piezoaktorbaugruppe 4 wird nachfolgend anhand 2 näher beschrieben.The function of the engine control unit 1 and the control of the piezo actuators of the piezoelectric actuator 4 is explained below 2 described in more detail.

Das Motorsteuergerät 1 weist an seinem Hochspannungseingang HV ein Filter bestehend aus einer Drossel 10 und Kondensatoren 9 und 11 auf. Diese Bauteile haben die Aufgabe, hochfrequente Störungen auf den Leitungen zu vermeiden. Die Drossel 10 ist darüber hinaus so ausgelegt, dass sie den Einschaltstromstoß beim Anschalten der Hochspannung an den Hochspannungseingang des Motorsteuergerätes 1 derart reduziert, dass Bauteile des Motorsteuergerätes 1, insbesondere der Hochvoltspeicherkondensator 19, nicht geschädigt werden können.The engine control unit 1 has at its high voltage input HV a filter consisting of a throttle 10 and capacitors 9 and 11 on. These components have the task of avoiding high-frequency interference on the lines. The throttle 10 is also designed to provide the inrush current when the high voltage is turned on to the high voltage input of the engine control unit 1 so reduced that components of the engine control unit 1 , in particular the high-voltage storage capacitor 19 , can not be harmed.

Zwischen der internen Hochspannungsversorgungsleitung nach der Drossel 10 und 0V (Masse) des Motorsteuergerätes 1 ist ein Spannungsteiler bestehend aus Widerständen 12 und 13 angeordnet. Dieser hat die Aufgabe, einen mit einem festen Faktor herunter geteilten Wert der Hochspannung einem Endstufenmanagementbaustein 15 zur Verfügung zu stellen, so dass abhängig von der Höhe der Hochspannung eine Aufladung von Piezoaktoren 23 und 24 in zeitlich korrekter Weise erfolgen kann.Between the internal high voltage supply line after the choke 10 and 0V (ground) of the engine control unit 1 is a voltage divider consisting of resistors 12 and 13 arranged. The task of this is to divide a value of the high voltage divided by a fixed factor into an output stage management module 15 be made available, so that depending on the height of the high voltage, a charge of piezo actuators 23 and 24 can be done in a timely manner.

Die Piezoaktorbaugruppe 4 kann bei anderen Ausführungsbeispielen auch mehr als zwei Piezoaktoren enthalten.The piezoelectric actuator assembly 4 may also include more than two piezo actuators in other embodiments.

Eine Niederspannungsversorgung 22 wandelt eine aus dem Bordnetz zur Verfügung gestellte Niederspannung, z. B. 14 V, in für die Elektronik erforderliche Spannungen um, z. B. 5 V und 3.3 V.A low voltage supply 22 converts a low voltage made available from the electrical system, eg. B. 14 V, in required for electronics voltages around, z. B. 5V and 3.3V.

Ein Mikrokontroller 14 hat neben der Erfassung von Sensorsignalen des Fahrzeuges, wie Drehzahl, Motortemperatur, Treibstoffdruck, Fahrpedalstellung etc., die Aufgabe, aus diesen Umweltdaten ermittelte und miteinander über Kennfelder für den Motor verknüpfte Daten zu Einspritzinformationen zu verarbeiten, die dem Endstufenmanagementbaustein 15 zur Verfügung gestellt werden. Der Endstufenmanagementbaustein 15 steuert elektronische Leistungsschalter 16, 17, 20 und 21 derart an, dass über eine Transferdrossel 18 für die Piezoaktoren 23 und 24 geeignete Spannungsverlaufsformen entstehen, damit die notwendige Ladungsmenge im richtigen Zeitverlauf in die Kapazitäten der Piezoaktoren geladen und wieder entladen wird. Die Schalter 16, 17, 20 und 21 sind üblicherweise IGBT's oder MOSFFET's. Die Ladungsmenge in den Piezoaktoren bestimmt den mechanischen Hub. Die Geschwindigkeit der Ladungsänderung bzw. der Hubänderung wird im hydraulischen Teil des Injektors benutzt, um andere, jedoch unerwünschte physikalische Einflüsse zu umgehen. Das Wechselspiel der Schalter 16 und 17 wird vom Endstufenmanagementbaustein 15 in seiner Frequenz so gestaltet, dass abhängig von der Hochspannung im Speicherkondensator 19 und der jeweiligen aktuellen Ladung im Piezoaktor 23, 24 die richtigen Stromrampen entstehen und der Anstieg und der Abfall der Spannung am Piezoaktor 23 bzw. 24 mit den geeigneten stufigen Rampen erfolgt. Strom- und Spannungsmesseinrichtungen der Endstufe sind in der 2 nicht dargestellt.A microcontroller 14 has in addition to the detection of sensor signals of the vehicle, such as speed, engine temperature, fuel pressure, accelerator pedal position, etc., the task of processing from these environmental data and linked to each other via maps for the engine data to process injection information that the power amplifier management module 15 to provide. The power amp management module 15 controls electronic circuit breakers 16 . 17 . 20 and 21 such that via a transfer throttle 18 for the piezo actuators 23 and 24 suitable voltage waveforms are created so that the necessary amount of charge is loaded in the correct time course in the capacity of the piezo actuators and discharged again. The switches 16 . 17 . 20 and 21 are usually IGBT's or MOSFFET's. The amount of charge in the piezo actuators determines the mechanical stroke. The rate of charge change or stroke change is used in the hydraulic part of the injector to circumvent other but undesirable physical influences. The interplay of the switches 16 and 17 is from the power amp management block 15 in its frequency designed so that depends on the high voltage in the storage capacitor 19 and the current charge in the piezoelectric actuator 23 . 24 the correct current ramps arise and the rise and fall of the voltage at the piezoelectric actuator 23 respectively. 24 with the appropriate stage ramps. Current and voltage measuring devices of the power amplifier are in the 2 not shown.

Das Motorsteuergerät 1 kann auch eine andere Struktur besitzen, insbesondere kann eine andere Ausführungs- bzw. Schaltungsart Verwendung finden. Wesentlich ist die direkte Versorgung aus der Hochvoltstromversorgungsbaugruppe 5 und der Schutz vor zu hohen Stromstößen durch die Drossel 10.The engine control unit 1 can also have a different structure, in particular, another embodiment or circuit type can be used. Essential is the direct supply from the high-voltage power supply module 5 and the protection against excessive current surges through the choke 10 ,

In einer anderen Ausführungsart der Gesamtanordnung kann das elektromechanische Relais durch einen elektronischen Schalter ersetzt sein, der in seinem Widerstandsverlauf von extrem hochohmig im AUS-Zustand bis zum sehr niederohmigen EIN-Zustand so gesteuert wird oder selbst so verläuft, dass der bei einem Schalten mit einem mechanischen Kontakt eines Relais entstehende hohe Stromstoß bei schneller Ladung des Hochvoltspeicherkondensators 19 vermieden wird. Dies ermöglicht es, die Transferdrossel 18 entsprechend schwächer auszulegen, so dass ihre Funktion auf die Wirkung als Filterdrossel beschränkt bleibt.In another embodiment of the overall arrangement, the electromechanical relay may be replaced by an electronic switch, which is controlled in its resistance from extremely high in the off state to the very low-ON state or even runs so that when switching with a mechanical contact of a relay resulting high surge with rapid charge of the high-voltage storage capacitor 19 is avoided. This allows the transfer choke 18 be interpreted accordingly weaker, so that their function remains limited to the effect of a filter choke.

Da – wie es bereits im Zusammenhang mit der 1 beschrieben wurde – das Motorsteuergerät 1 auch in bidirektionaler Daten-Verbindung mit der Hochvoltstromversorgungsbaugruppe 5 steht, kann das Motorsteuergerät 1 auch Informationen, die von der Energiemanagementbaugruppe 6 kommen, bei der Ansteuerung der Piezoaktoren 23 und 24 berücksichtigen. Andererseits kann das Motorsteuergerät 1 auch Steuersignale an die Energiemanagementbaugruppe 6 übertragen, so dass die Energiemanagementbaugruppe 6 die Arbeitsweise der Hochvoltstromversorgungsbaugruppe 5 in jeweils notwendiger Weise beeinflussen kann.Because - as it already related to the 1 described - the engine control unit 1 also in bidirectional data connection with the high-voltage power supply module 5 stands, the engine control unit 1 also information provided by the energy management board 6 come, when controlling the piezo actuators 23 and 24 consider. On the other hand, the engine control unit 1 also control signals to the energy management module 6 transferred so that the energy management board 6 the operation of the high-voltage power supply module 5 in each case necessary influence.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist bei allen Kraftfahrzeugen anwendbar, die eine Hochvoltbatterie und eine Piezoaktorbaugruppe aufweisen. Bevorzugte Anwendungen liegen bei Kraftfahrzeugen mit Hybridantrieb vor. Bei derartigen Fahrzeugen werden die Mehrkosten gesenkt, indem das jeweilige Gesamtsystem unter Einbeziehung des Motorsteuergerätes und der Energiemanagementbaugruppe optimiert wird. Des Weiteren ist der Gegenstand der Erfindung auch bei Magnetventilkonzepten mit Boosterschaltungen anwendbar.Of the The subject of the present invention is in all motor vehicles applicable, which is a high-voltage battery and a Piezoaktorbaugruppe exhibit. Preferred applications are in motor vehicles Hybrid drive before. In such vehicles, the additional costs lowered by the respective overall system involving the engine control unit and the power management board is optimized. Furthermore is the subject of the invention also in solenoid valve concepts applicable with booster circuits.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist beispielsweise bei Kraftfahrzeugen anwendbar, bei denen die Piezoaktorbaugruppe Bestandteil eines Common-Rail-Einspritzsystems ist und die Piezoaktoren der Piezoaktorbaugruppe als Aktoren in Common-Rail-Treibstoff-Einspritzinjektoren eingebaut sind. Alternativ dazu kann die Piezoaktorbaugruppe auch Bestandteil eines Unit-Injector-Einspritzsystems sein, wobei die Piezoaktoren der Piezoaktorbaugruppe als Aktoren in Unit-Injector-Treibstoff-Einspritzinjektoren eingebaut sind. Eine weitere Alternative besteht darin, dass die Piezoaktorbaugruppe Bestandteile eines elektrohydraulischen Einlass- und Auslass-Ventiltriebes eines Verbrennungsmotors ist und die Piezoaktoren der Piezoaktorbaugruppe als Aktoren in hydraulischen Ventilen eingebaut sind, die einen Zylinder befüllen oder entleeren, wobei ein oder mehrere Kolben die Einlass- und Auslassventile des Verbrennungsmotors betätigen. Ferner können die Piezoaktoren der Piezoaktorbaugruppe auch Aktoren sein, die mechanische Kräfte erzeugen.Of the The present invention is for example in motor vehicles applicable, in which the piezoelectric actuator component of a common rail injection system is and installed the piezo actuators of the piezoelectric actuator as actuators in common rail fuel injection injectors are. Alternatively, the Piezoaktorbaugruppe also part a unit injector injection system, wherein the piezo actuators the piezoelectric actuator as actuators in unit injector fuel injection injectors are installed. Another alternative is that the Piezo actuator assembly Components of an electrohydraulic inlet and exhaust valve train of an internal combustion engine and the piezo actuators the Piezoaktorbaugruppe installed as actuators in hydraulic valves are filling and emptying a cylinder, wherein one or more pistons the intake and exhaust valves of the internal combustion engine actuate. Furthermore, the piezo actuators of the Piezoelectric actuator also be actuators, the mechanical forces produce.

Bei einer Vorrichtung gemäß der Erfindung muss es sich nicht um ein Kraftfahrzeug handeln. Es kann sich auch um andere Vorrichtungen handeln, die mittels eines Hybridantriebes betrieben werden.at A device according to the invention must Do not be a motor vehicle. It can also be about others Act devices that operated by means of a hybrid drive become.

Bei der Hochvoltbatterie muss es sich nicht um einen auf elektrochemischen Prinzipien beruhenden Speicher handeln. Es kann auch ein Speicher zur Anwendung kommen, der elektrische Energie in Form von elektrischer Ladung speichert. Ein derartiger Speicher kann mittels gleichgerichtetem Wechselstrom hoher Spannung von der Lichtnetzversorgung oder Starkstromversorgung eines Stromnetzes versorgt werden.at The high-voltage battery does not have to be an electrochemical one Principles based storage act. It can also be a memory for Application come from the electrical energy in the form of electrical Cargo stores. Such a memory can by means of rectified High voltage alternating current from the mains supply or power supply be supplied to a power grid.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 19827170 A1 [0004] - DE 19827170 A1 [0004]

Claims (19)

Vorrichtung, welche ein Steuergerät mit einer Hochspannungshochstromendstufe (3) und eine Hochvoltstromversorgungsbaugruppe (5) mit einer eine Hochvoltbatterie aufweisenden Hochvoltbatteriebaugruppe (7) und einer Energiemanagementbaugruppe (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochvoltstromversorgungsbaugruppe (5) mit dem Steuergerät (1) verbunden ist.Device having a control unit with a high-voltage high-current output stage ( 3 ) and a high voltage power supply assembly ( 5 ) with a high-voltage battery having a high-voltage battery assembly ( 7 ) and an energy management assembly ( 6 ), characterized in that the high-voltage power supply assembly ( 5 ) with the control unit ( 1 ) connected is. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (1) mit der Energiemanagementbaugruppe (6) verbunden ist.Device according to claim 1, characterized in that the control device ( 1 ) with the energy management module ( 6 ) connected is. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochvoltbatteriebaugruppe (7) über eine Leistungsschalterbaugruppe (8) mit dem Steuergerät (1) verbunden ist und das Steuergerät (1) mit einer Piezoaktorbaugruppe (4) verbunden ist.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the high-voltage battery assembly ( 7 ) via a circuit breaker assembly ( 8th ) with the control unit ( 1 ) and the control unit ( 1 ) with a Piezoaktorbaugruppe ( 4 ) connected is. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungshalbleiterbaugruppe (8) elektromechanische oder elektronische Leistungsschalter enthält.Device according to Claim 3, characterized in that the power semiconductor module ( 8th ) contains electromechanical or electronic circuit breakers. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Piezoaktorbaugruppe (4) einen oder mehrere Piezoaktoren enthält.Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the piezoelectric actuator ( 4 ) contains one or more piezo actuators. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochvoltbatteriebaugruppe (7) über die Leistungsschalterbaugruppe (8) und eine Drossel (10) mit der Hochspannungshochstromendstufe (3) verbunden ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the high-voltage battery assembly ( 7 ) via the circuit breaker assembly ( 8th ) and a throttle ( 10 ) with the high-voltage high-current output stage ( 3 ) connected is. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel (10) so ausgelegt ist, dass sie als Stoßstrombegrenzung zum Schutz der Elektronik der Hochspannungshochstromendstufe (3) wirkt.Apparatus according to claim 6, characterized in that the throttle ( 10 ) is designed so that it can be used as a surge current limiter to protect the electronics of the high-voltage 3 ) acts. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3–7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsschalterbaugruppe (8) elektronische Leistungsschalter aufweist, die ihren Widerstandswert langsam ändern, so dass ein Stoßstrom die Elektronik der Hochspannungshochstromendstufe (3) nicht gefährdetDevice according to one of claims 3-7, characterized in that the circuit breaker assembly ( 8th ) has electronic circuit breakers that slowly change their resistance, so that a surge current, the electronics of the high-voltage high-voltage power amplifier ( 3 ) not endangered Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6–8, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel (10) so ausgelegt ist, dass sie zusammen mit Kondensatoren (9, 11) zur Dämpfung hochfrequenter Störungen dient.Device according to one of claims 6-8, characterized in that the throttle ( 10 ) is designed to be used together with capacitors ( 9 . 11 ) is used to attenuate high-frequency interference. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Steuergerät (1) von einer positiven Hochspannungsversorgungsleitung nach Masse ein Spannungsteiler (12, 13) angeordnet ist, der die im Wert stark schwankende Hochspannung als eine mit einem festen Faktor heruntergeteilte Spannung als Messwert an eine Spannungsmesseinrichtung gibt die Pulsdauersignale zur Ansteuerung von Leistungsschaltern (16, 17) der Hochspannungshochstromendstufe (3) bereitstellt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that in the control unit ( 1 ) from a positive high voltage supply line to ground a voltage divider ( 12 . 13 ) is arranged, which outputs the high-voltage fluctuating high voltage as a divided down with a fixed factor voltage as a measured value to a voltage measuring device, the pulse duration signals for driving circuit breakers ( 16 . 17 ) of the high-voltage high-current output stage ( 3 ). Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsmesseinrichtung Bestandteil eines Endstufenmanagementbausteines (15) ist.Apparatus according to claim 10, characterized in that the voltage measuring device is part of an output stage management module ( 15 ). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Hybrid-Fahrzeug, ist und die Hochvoltstromversorgungsbaugruppe (5) eine Hochvoltbatterie aufweist, deren Nennspannung über 100 V liegt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that it is a motor vehicle, in particular a hybrid vehicle, and the high-voltage power supply assembly ( 5 ) has a high-voltage battery whose rated voltage is greater than 100 volts. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Piezoaktorbaugruppe (4) Bestandteil eines Common-Rail-Einspritzsystems ist und die Piezoaktoren der Piezoaktorbaugruppe (4) als Aktoren in Common-Rail-Treibstoff-Einspritzinjektoren eingebaut sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the piezoelectric actuator assembly ( 4 ) Is part of a common rail injection system and the piezo actuators of the piezoelectric actuator assembly ( 4 ) are installed as actuators in common rail fuel injection injectors. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–12, dadurch gekennzeichnet, dass die Piezoaktorbaugruppe (4) Bestandteil eines Unit-Injector-Einspritzsystems ist und die Piezoaktoren der Piezoaktorbaugruppe (4) als Aktoren in Unit-Injector-Treibstoff-Einspritzinjektoren eingebaut sind.Device according to one of claims 1-12, characterized in that the piezoelectric actuator assembly ( 4 ) Is part of a unit injector injection system and the piezo actuators of the piezoelectric actuator assembly ( 4 ) are installed as actuators in unit injector fuel injection injectors. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1–12, dadurch gekennzeichnet, dass die Piezoaktorbaugruppe (4) Bestandteil eines elektrohydraulischen Einlass- und Auslass-Ventil-Triebes eines Verbrennungsmotors ist und die Piezoaktoren der Piezoaktorbaugruppe als Aktoren in hydraulischen Ventilen eingebaut sind, die einen Zylinder befüllen oder entleeren, wobei ein oder mehrere Kolben die Einlass- und Auslassventile des Verbrennungsmotors betätigen.Device according to one of the preceding claims 1-12, characterized in that the piezoelectric actuator assembly ( 4 ) Is part of an electrohydraulic intake and exhaust valve drive of an internal combustion engine and the piezo actuators of the piezoelectric actuator are installed as actuators in hydraulic valves that fill or empty a cylinder, wherein one or more pistons actuate the intake and exhaust valves of the internal combustion engine. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–12, dadurch gekennzeichnet, dass die Piezoaktoren der Piezoaktorbaugruppe (4) Aktoren sind, die mechanische Kräfte erzeugen.Device according to one of claims 1-12, characterized in that the piezoelectric actuators of the piezoelectric actuator assembly ( 4 ) Are actuators that generate mechanical forces. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–11, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Hybrid-Antrieb aufweist.Device according to one of claims 1-11, characterized characterized in that it comprises a hybrid drive. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochvoltbatterie ein Speicher elektrischer Energie ist, der die elektrische Energie in Form von elektrischer Ladung speichert. Device according to claim 17, characterized in that that the high-voltage battery is a storage of electrical energy, which stores the electrical energy in the form of electrical charge. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochvoltbatterie mittels gleichgerichtetem Wechselstrom hoher Spannung von der Lichtnetzversorgung oder Starkstromversorgung eines Stromnetzes versorgt wird.Device according to claim 18, characterized in that that the high-voltage battery by means of rectified AC high voltage from the mains or power supply a power grid is supplied.
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