DE102017222659A1 - Motor vehicle control unit and power cord - Google Patents

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Martin Schäfer
Thomas Baumeister
Daniel Gievers
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Abstract

Ein Kraftfahrzeugsteuergerät (22), das an mehrere Energiekreise (12, 14) eines Energiebordnetzes (10) eines Kraftfahrzeugs anschließbar ist, die eine gemeinsamen Massenbezug (20) aufweisen, wird vorgestellt. Das Kraftfahrzeugsteuergerät (22) weist mehrere, jeweils einem Energiekreis (12, 14) zugeordnete Masseflächen (32, 36) auf, wobei zumindest ein Paar von Masseflächen (32, 36), die in unterschiedlichen Energiekreisen (12, 14) vorgesehen sind, über einen ohmschen Widerstand (42) elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Zudem wird ein Energiebordnetz (10) für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen.A motor vehicle control unit (22) which can be connected to a plurality of energy circuits (12, 14) of an energy supply system (10) of a motor vehicle, which have a common mass reference (20), is presented. The motor vehicle control unit (22) has a plurality of ground areas (32, 36), each associated with a power circuit (12, 14), wherein at least one pair of ground areas (32, 36) provided in different energy circuits (12, 14) an ohmic resistor (42) are electrically connected to each other. In addition, an energy gate system (10) for a motor vehicle is proposed.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeugsteuergerät sowie ein Energiebordnetz mit einem Kraftfahrzeugsteuergerät.The invention relates to a motor vehicle control unit and an energy bus system with a motor vehicle control unit.

Bei Kraftfahrzeugsteuergeräten, die an zwei oder mehr Energiekreise eines Energiebordnetzes eines Kraftfahrzeugs angeschlossen sind, muss eine Trennung der Energiekreise sichergestellt sein, damit die Energiekreise sich nicht gegenseitig beeinflussen.In motor vehicle control units which are connected to two or more energy circuits of an energy rail network of a motor vehicle, a separation of the energy circuits must be ensured so that the energy circuits do not affect each other.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, die Energiekreise zu diesem Zweck galvanisch zu trennen (beispielsweise über einen Optokoppler). Befinden sich die Energiekreise auf gleichem Spannungsniveau, so können die Energiekreise bei Verwendung einer gemeinsamen Masse auch hochohmig getrennt sein.From the prior art it is known to electrically isolate the energy circuits for this purpose (for example via an optocoupler). If the energy circuits are at the same voltage level, the energy circuits can also be separated with high resistance when using a common ground.

Bei sicherheitsrelevanten Kraftfahrzeugsteuergeräten, die beispielsweise ein erstes Teilsteuergerät und ein zweites, redundantes Teilsteuergerät umfassen, soll ein Abriss einer Masseleitung nicht dazu führen, dass beide Teilsteuergeräte gleichzeitig ausfallen. Deswegen ist in diesem Fall üblicherweise eine Masseleitung für jedes Teilsteuergerät vorhanden, wobei die Masseleitungen getrennt voneinander aus dem Kraftfahrzeugsteuergerät herausgeführt und räumlich voneinander getrennt mit der Kraftfahrzeugmasse verbunden werden. Um einen statischen und dynamischen Masseversatz zwischen den Teilsteuergeräten zu vermeiden (damit beispielsweise eine störungsfreie massebezogene Kommunikation der Teilsteuergeräte untereinander gewährleistet ist) müssen die Masseleitungen so ausgelegt werden, dass sich ein gleicher Spannungsabfall über den jeweiligen Masseleitungen durch den Massestrom ergibt und dass keine dynamischen Potentialdifferenzen zwischen den Anschlagpunkten auftreten. Dadurch ergeben sich Einschränkungen bei der Wahl von Leitungslängen, Leitungsquerschnitten und Anschlagpunkten an der Kraftfahrzeugmasse. Außerdem müssen alterungsbedingte Veränderungen von Kontaktwiderständen von Steck- und Kontaktelementen der Masseleitungen berücksichtigt werden.In the case of safety-related motor vehicle control devices, which include, for example, a first sub-control device and a second, redundant sub-control device, a demolition of a ground line should not cause both sub-control devices to fail simultaneously. Therefore, in this case usually a ground line for each sub-control device is present, the ground lines are led out separately from each other from the vehicle control unit and spatially separated from each other connected to the vehicle mass. In order to avoid a static and dynamic mass offset between the sub-controllers (thus, for example, a trouble-free mass-related communication of the sub-control units is mutually ensured), the ground lines must be designed so that there is a same voltage drop across the respective ground lines through the ground current and that no dynamic potential differences between the attachment points occur. This results in restrictions in the choice of cable lengths, cable cross-sections and attachment points on the vehicle mass. In addition, age-related changes of contact resistance of plug and contact elements of the ground lines must be considered.

Zudem muss die Funktionstüchtigkeit der Masseleitungen, die aus dem Kraftfahrzeugsteuergerät herausgeführt sind, zuverlässig diagnostizierbar sein, was im Stand der Technik oft mit einem erhöhten Aufwand verbunden ist.In addition, the functionality of the ground lines, which are led out of the vehicle control unit, must be reliably diagnosed, which is often associated with an increased effort in the prior art.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeugsteuergerät sowie ein Energiebordnetz mit einem Kraftfahrzeugsteuergerät zu schaffen, bei dem die Nachteile aus dem Stand der Technik vermieden sind.The object of the invention is to provide a motor vehicle control unit and an energy onboard power supply with a motor vehicle control unit, in which the disadvantages of the prior art are avoided.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Kraftfahrzeugsteuergerät, das an mehrere Energiekreise eines Energiebordnetzes eines Kraftfahrzeugs anschließbar ist, die einen gemeinsamen Massebezug aufweisen, wobei das Kraftfahrzeugsteuergerät mehrere, jeweils einem Energiekreis zugeordnete Masseflächen aufweist, und wobei zumindest ein Paar von Masseflächen, die in unterschiedlichen Energiekreisen vorgesehen sind, über einen ohmschen Widerstand elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Der gemeinsame Massebezug ist insbesondere durch die Karosserie des Kraftfahrzeugs gebildet. Durch den ohmschen Widerstand ist die Stromstärke eines Stroms, der über die Verbindung zwischen den Masseflächen fließt, begrenzt. Der ohmsche Widerstand ist insbesondere derart, dass eine massegebundene Kommunikation zwischen Bauteilen, die verschiedenen Energiekreisen zugeordnet sind, nicht gestört ist, weswegen eine galvanische Trennung von Kommunikations- und Signalleitungen nicht notwendig ist und Restriktionen bei der Wahl der Dimensionierung und der Anschlagpunkte von Masseleitungen aufgehoben sind. Ferner sorgt der ohmsche Widerstand dafür, dass eine Verkettung und damit eine Rückwirkung der Energiekreise untereinander über gemeinsame Ströme auf einer Leitung begrenzt sind.The object is achieved by a motor vehicle control unit which is connectable to a plurality of energy circuits of a power plant network of a motor vehicle, having a common ground reference, wherein the motor vehicle control device has a plurality of each associated with an energy circuit ground surfaces, and wherein at least one pair of ground planes in different energy circuits are provided, are electrically conductively connected to each other via an ohmic resistance. The common ground reference is formed in particular by the body of the motor vehicle. Due to the ohmic resistance, the current intensity of a current flowing through the connection between the ground planes is limited. The ohmic resistance is in particular such that a ground-based communication between components that are assigned to different energy circuits is not disturbed, which is why a galvanic separation of communication and signal lines is not necessary and restrictions on the choice of sizing and the attachment points of ground lines are repealed , Furthermore, the ohmic resistance ensures that a chaining and thus a feedback of the energy circuits are limited to one another via common currents on a line.

Vorzugsweise ist der ohmsche Widerstand niederohmig. Dadurch ist die Kommunikation zwischen den Energiekreisen kaum oder sogar gar nicht durch den ohmschen Widerstand beeinträchtigt. Der ohmsche Widerstand hat zum Beispiel einen Wert zwischen 4 und 20 Ohm.Preferably, the ohmic resistance is low. As a result, the communication between the energy circuits is hardly or not at all affected by the ohmic resistance. The ohmic resistance has, for example, a value between 4 and 20 ohms.

Ein Aspekt sieht vor, dass mehrere Teilsteuergeräte vorgesehen sind, die jeweils einem Energiekreis des Kraftfahrzeugs zugeordnet sind. Die Teilsteuergeräte können redundant ausgeführte Steuergeräte sein, beispielsweise Steuergeräte für eine sicherheitsrelevante Funktion des Kraftfahrzeugs. Da die Masseflächen über den ohmschen Widerstand verbunden sind, ist eine Verkettung und damit eine Rückwirkung der Energiekreise untereinander über gemeinsame Ströme auf den Masseleitungen begrenzt. Die Energiekreise sind also genug voneinander entkoppelt, insbesondere indem der ohmsche Widerstand groß genug gewählt ist, dass Fehler (beispielsweise Spannungsfehler) in einem Energiekreis sich nicht wesentlich auf den anderen Energiekreis übertragen. Ein Ausfall eines Teilsteuergeräts führt also nicht zum Ausfall des anderen Teilsteuergeräts. Sogenannte „Common Cause Fehler“ gemäß der ISO262262 sind dementsprechend erfindungsgemäß vermieden.One aspect provides that a plurality of sub-control devices are provided, which are each assigned to a power circuit of the motor vehicle. The sub-controllers may be redundant running ECUs, such as controllers for a safety-related function of the motor vehicle. Since the ground surfaces are connected via the ohmic resistance, a chaining and thus a reaction of the energy circuits is limited to one another via common currents on the ground lines. The energy circuits are therefore sufficiently decoupled from each other, in particular by the ohmic resistance is chosen large enough that errors (such as voltage error) in one energy circuit is not significantly transferred to the other energy circuit. A failure of a sub-control unit does not lead to the failure of the other part control unit. So-called "common cause errors" according to ISO 262262 are accordingly avoided according to the invention.

Vorzugsweise ist den Teilsteuergeräten jeweils eine Masseleitung zugeordnet, die die Massefläche des Teilsteuergeräts mit dem gemeinsamen Massebezug elektrisch leitend verbindet. Insbesondere sind Anschlagpunkte der Masseleitungen an der Fahrzeugkarosserie räumlich voneinander getrennt. Eine Diagnose der Funktionstüchtigkeit der Masseleitungen der Teilsteuergeräte ist mit einfachen Mitteln möglich. Dies erfolgt beispielsweise durch Messung einer am ohmschen Widerstand abfallenden Spannung, da bei Abriss einer Masseleitung ein verhältnismäßig großer Strom (wesentlich größer als im normalen Betrieb des Kraftfahrzeugsteuergeräts) durch den ohmschen Widerstand fließt und deswegen ein verhältnismäßig große Spannung am ohmschen Widerstand abfällt.Preferably, the sub-control devices are each assigned a ground line, which electrically connects the ground plane of the sub-control device with the common ground reference. In particular, attachment points of the ground lines to the vehicle body are spatially separated. A diagnosis of the functionality of the ground lines of the sub-control units is possible with simple means. This is done, for example, by measuring a voltage drop across the ohmic resistor, since when demolishing a ground line, a relatively large current (much greater than in normal operation of the motor vehicle control unit) flows through the ohmic resistance and therefore a relatively large voltage drops across the ohmic resistance.

Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass eine Spannungsmesseinrichtung vorgesehen ist, die eine am ohmschen Widerstand abfallende Spannung abgreift. Über diese Spannungsmesseinrichtung ist der Zustand der Masseleitungen, die die Masseflächen kontaktieren und Strom von den Masseflächen zum gemeinsamen Massebezug leiten, einfach diagnostizierbar. Bei einer defekten Masseleitung (Masseleitung ist abgerissen oder hat einen erhöhten Widerstand) fließt ein erhöhter Strom durch den ohmschen Widerstand, wodurch an diesem eine größere Spannung abfällt. Es lässt sich über die Spannungsmesseinrichtung also besonders einfach über eine Messung der am ohmschen Widerstandselement abfallenden Spannung der Zustand der Masseleitungen ermitteln, was besonders bei redundant ausgeführten, sicherheitsrelevanten Teilsteuergeräten von Vorteil ist.A further aspect provides that a voltage measuring device is provided, which taps off a voltage dropping across the ohmic resistance. About this voltage measuring device, the state of the ground lines, which contact the ground surfaces and conduct current from the ground planes to the common ground reference, easily diagnosed. With a defective ground line (ground line is torn off or has an increased resistance), an increased current flows through the ohmic resistance, as a result of which a greater voltage drops across it. It is therefore very easy to determine the state of the ground lines via the voltage measuring device via a measurement of the voltage drop across the ohmic resistance element, which is particularly advantageous in the case of redundantly designed, safety-relevant sub-control devices.

Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass die Teilsteuergeräte miteinander signalübertragend zur Kommunikation verbunden sind, vorzugsweise über einen Bus, der insbesondere ein CAN-Bus ist. Der Bus steuert die Interprozessorkommunikation zwischen den einzelnen Teilsteuergeräten, sodass eine gemeinsame Stromrückführung über die Fahrzeugmasse ausreichend ist und nicht jedes Teilsteuergerät eine eigene Masseleitung benötigt, die das Teilsteuergerät mit einer Spannungsquelle verbindet.Another aspect provides that the sub-control devices are connected to each other signal-transmitting for communication, preferably via a bus, which is in particular a CAN bus. The bus controls the inter-processor communication between the individual sub-controllers so that common current feedback across the vehicle ground is sufficient and not each sub-controller requires its own ground line connecting the sub-controller to a voltage source.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist der ohmsche Widerstand derart, dass ein Strom zwischen den Masseflächen, die über den ohmschen Widerstand miteinander elektrisch leitend verbunden sind, auf einen vordefinierten maximalen Wert begrenzt ist, beispielsweise fünf Ampere. Der vordefinierte maximale Wert ist insbesondere derart, dass die Energiekreise hinreichend entkoppelt sind und sich nicht wesentlich gegenseitig beeinflussen.According to one embodiment of the invention, the ohmic resistance is such that a current between the ground surfaces, which are electrically conductively connected to one another via the ohmic resistance, is limited to a predefined maximum value, for example five amperes. The predefined maximum value is in particular such that the energy circuits are sufficiently decoupled and do not significantly influence one another.

Zum ohmschen Widerstand kann wenigstens eine Reaktanz parallel und/oder in Reihe geschaltet sein. Die wenigstens eine Reaktanz ist insbesondere derart gestaltet und angeordnet, dass hochfrequente Streuströme kurzgeschlossen sind. Da solche Streuströme elektromagnetische Wellen erzeugen, ist hierdurch die elektromagnetische Verträglichkeit des Kraftfahrzeugsteuergeräts erhöht.For ohmic resistance, at least one reactance may be connected in parallel and / or in series. The at least one reactance is in particular configured and arranged such that high-frequency stray currents are short-circuited. Since such stray currents generate electromagnetic waves, this increases the electromagnetic compatibility of the motor vehicle control device.

Vorzugsweise sind die Masseflächen, abgesehen von der Verbindung über den ohmschen Widerstand, zueinander elektrisch isoliert. Ist eine zusätzliche Reaktanz im Kraftfahrzeugsteuergerät vorgesehen, also ein Blindwiderstand, so sind die beiden Masseflächen bis auf die elektrisch leitende Verbindung über den ohmschen Widerstand und die Reaktanz innerhalb des Kraftfahrzeugsteuergeräts zueinander elektrisch isoliert. Es besteht also ansonsten innerhalb des Kraftfahrzeugsteuergeräts keine elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Masseflächen.Die Aufgabe wird ferner erfindungsgemäß gelöst durch ein Energiebordnetz mit einem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugsteuergerät. Bezüglich der Vorteile wird auf die obigen Erläuterungen verwiesen.Preferably, the ground surfaces, apart from the connection via the ohmic resistance, are electrically insulated from one another. If an additional reactance is provided in the motor vehicle control unit, that is to say a reactance, then the two ground areas are electrically insulated from one another up to the electrically conductive connection via the ohmic resistance and the reactance within the motor vehicle control unit. Otherwise, there is no electrically conductive connection between the two ground surfaces within the motor vehicle control unit. The object is further achieved according to the invention by an energy on-board network having a motor vehicle control device according to the invention. With regard to the advantages, reference is made to the above explanations.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Energiekreise mit einer im Wesentlichen gleichen Spannung versorgt. Insbesondere sind die Energiekreise von derselben Spannungsquelle mit Spannung versorgt (z.B. aus einem 48V Energiebordnetz oder einem Hochvolt-Bordnetz). Die Spannungsquelle ist beispielsweise ein Akkumulator des Kraftfahrzeugs in Verbindung mit einem Gleichspannungswandler, wobei der Akkumulator eine andere Spannungslage aufweisen kann als die Energiekreise.According to one embodiment of the invention, the energy circuits are supplied with a substantially equal voltage. In particular, the power circuits are powered by the same voltage source (e.g., from a 48V power onboard or high voltage vehicle electrical system). The voltage source is for example an accumulator of the motor vehicle in conjunction with a DC-DC converter, wherein the accumulator may have a different voltage position than the energy circuits.

Optional sind mehrere der Energiekreise paarweise über ein zusätzliches Koppelelement außerhalb des Kraftfahrzeugsteuergeräts miteinander verbunden. Das Koppelelement ist insbesondere derart gestaltet, dass es eine Verbindung zwischen den Energiekreisen herstellen kann, beispielsweise um eine Spannungsquelle eines Energiekreises aufzuladen, wobei die Verbindung beispielsweise elektrisch leitend oder über eine induktive Kopplung hergestellt ist. Das Koppelelement kann dementsprechend ein elektrischer Schalter bzw. ein Gleichspannungswandler sein.Optionally, several of the energy circuits are connected in pairs via an additional coupling element outside the motor vehicle control device. The coupling element is in particular designed such that it can establish a connection between the energy circuits, for example, to charge a voltage source of a power circuit, wherein the compound is made for example electrically conductive or via an inductive coupling. The coupling element can accordingly be an electrical switch or a DC-DC converter.

Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In diesen zeigen:

  • - 1 einen schematischen Schaltplan eines erfindungsgemäßen Energiebordnetzes mit einem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugsteuergerät; und
  • - 2 das erfindungsgemäße Energiebordnetz von 1 mit einem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugsteuergerät gemäß einer alternativen Variante.
Further advantages and features of the invention will become apparent from the following description and the drawings, to which reference is made. In these show:
  • - 1 a schematic circuit diagram of an energy board network according to the invention with a motor vehicle control unit according to the invention; and
  • - 2 the power cord of the invention of 1 with a motor vehicle control device according to the invention according to an alternative variant.

1 und 2 zeigen einen Teil eines Energiebordnetzes 10 eines Kraftfahrzeugs. Solche Energiebordnetze versorgen beispielsweise Steuergeräte des Kraftfahrzeugs mit Strom. 1 and 2 show a part of an energy board network 10 of a motor vehicle. Such energy systems supply, for example, control units of the motor vehicle with electricity.

Das Energiebordnetz 10 weist mehrere Energiekreise auf, wobei in 1 und 2 ein erster Energiekreis 12 und ein zweiter Energiekreis 14 gezeigt sind.The power cord network 10 has several energy circuits, where in 1 and 2 a first circle of energy 12 and a second energy circuit 14 are shown.

Der erste und der zweite Energiekreis 12, 14 haben eine erste Spannungsquelle 16 bzw. eine zweite Spannungsquelle 18. Die Spannungsquellen 16, 18 sind beispielsweise jeweils durch einen Akkumulator des Kraftfahrzeugs in Verbindung mit einem Gleichspannungswandler gebildet.The first and the second energy circuit 12 . 14 have a first voltage source 16 or a second voltage source 18 , The voltage sources 16 . 18 For example, each formed by an accumulator of the motor vehicle in conjunction with a DC-DC converter.

Beide Energiekreise 12, 14 sind an eine gemeinsame Masse 20 (im Folgenden als Fahrzeugmasse 20 bezeichnet) angeschlossen, die Rückströme in den Energiekreisen 12, 14 transportiert. Die Fahrzeugmasse 20 ist im Wesentlichen durch die Karosserie des Kraftfahrzeugs gebildet.Both energy circles 12 . 14 are connected to a common mass 20 (hereinafter referred to as vehicle mass 20 connected), the return currents in the energy circuits 12 . 14 transported. The vehicle mass 20 is essentially formed by the body of the motor vehicle.

Ein Kraftfahrzeugsteuergerät 22 ist an die beiden Energiekreise 12, 14 angeschlossen. Das Kraftfahrzeugsteuergerät 22 umfasst ein erstes und ein zweites Teilsteuergerät 24, 26, die über eine erste bzw. eine zweite Stromversorgungseinheit 28, 30 jeweils an einen der Energiekreise 12, 14 angeschlossen sind. In der hier gezeigten Variante sind dabei die Stromversorgungseinheiten 28, 30 jeweils zwischen dem Teilsteuergerät 24, 26 und einem Pluspol der dem jeweiligen Energiekreis 12, 14 zugeordneten Spannungsquelle 16, 18 vorgesehen.A motor vehicle control unit 22 is to the two energy circles 12 . 14 connected. The vehicle control unit 22 comprises a first and a second part control device 24 . 26 , which have a first or a second power supply unit 28 . 30 each to one of the energy circuits 12 . 14 are connected. In the variant shown here are the power supply units 28 . 30 each between the sub-control unit 24 . 26 and a positive pole of the respective energy circuit 12 . 14 associated voltage source 16 . 18 intended.

Die beiden Teilsteuergeräte 24, 26 können über einen Bus 31, der insbesondere ein CAN-Bus ist, signalübertragend miteinander zur wechselseitigen Kommunikation verbunden sein.The two sub-controllers 24 . 26 can over a bus 31 , which is in particular a CAN bus, signal-transmitting connected to each other for mutual communication.

Das erste Teilsteuergerät 24 hat eine erste Massefläche 32, die über eine erste Masseleitung 34 mit der Fahrzeugmasse 20 elektrisch leitend verbunden ist.The first part control unit 24 has a first ground plane 32 that has a first ground line 34 with the vehicle mass 20 is electrically connected.

Analog dazu weist das zweite Teilsteuergerät 26 eine zweite Massefläche 36 auf, die über eine zweite Masseleitung 38 ebenfalls mit der Fahrzeugmasse 20 elektrisch leitend verbunden ist.Analogously, the second part control unit has 26 a second ground plane 36 on, over a second ground line 38 also with the vehicle mass 20 is electrically connected.

Bei den beiden Teilsteuergeräten 24, 26 handelt es sich beispielsweise um redundant ausgeführte Steuergeräte für eine sicherheitsrelevante Funktion des Kraftfahrzeugs. Dementsprechend darf ein Abriss einer einzelnen Verbindung zur Fahrzeugmasse 20 nicht dazu führen, dass das Kraftfahrzeugsteuergerät 22 komplett ausfällt. Deswegen sind die beiden Masseleitungen 34, 38 separat voneinander aus dem Kraftfahrzeugsteuergerät 22 herausgeführt und mit der Fahrzeugmasse 20 verbunden, insbesondere an verschiedenen Stellen der Fahrzeugmasse 20.For the two sub-controllers 24 . 26 For example, these are redundantly designed control devices for a safety-related function of the motor vehicle. Accordingly, may be a demolition of a single connection to the vehicle mass 20 Do not cause the vehicle control unit 22 completely fails. That's why the two ground lines 34 . 38 separately from each other from the vehicle control unit 22 led out and with the vehicle mass 20 connected, in particular at different points of the vehicle mass 20 ,

Die beiden Energiekreise 12, 14 sind in der in 1 und 2 gezeigten Variante zudem über ein optionales Koppelelement 40 in Bezug auf die Spannungsquellen 16, 18 pluspolseitig miteinander vorzugsweise induktiv koppelbar, alternativ elektrisch leitend verbindbar. Das Koppelelement 40 kann dementsprechend ein Gleichstromwandler bzw. ein elektrischer Schalter sein. Es kann zum Beispiel vorgesehen sein, die beiden Energiekreise 12, 14 miteinander zu koppeln, um eine der Spannungsquellen 16, 18 aufzuladen.The two energy circles 12 . 14 are in the in 1 and 2 shown variant also via an optional coupling element 40 in terms of voltage sources 16 . 18 positive pole plus each other preferably inductively coupled, alternatively electrically conductive connectable. The coupling element 40 may accordingly be a DC-DC converter or an electrical switch. It can be provided, for example, the two energy circuits 12 . 14 Couple together to one of the voltage sources 16 . 18 charge.

Durch eine galvanische oder hochohmige Trennung der beiden Energiekreise 12, 14 kann es zu Masseversätzen (Potentialdifferenzen zwischen den Kontaktpunkten der Masseleitungen 34, 38 mit der Fahrzeugmasse 20) kommen, die die Kommunikation zwischen den beiden Energiekreisen 12, 14 stören.By a galvanic or high-impedance separation of the two energy circuits 12 . 14 it can lead to mass offsets (potential differences between the contact points of the ground lines 34 . 38 with the vehicle mass 20 ), which is the communication between the two energy circuits 12 . 14 to disturb.

Um dies zu verhindern, ist vorgesehen, dass die beiden Masseflächen 32, 36 unmittelbar und direkt miteinander über einen ohmschen Widerstand 42 elektrisch leitend verbunden sind. Der ohmsche Widerstand 42 ist niederohmig, weist also beispielsweise einen elektrischen Widerstand zwischen 4 und 20 Ohm auf.To prevent this, it is provided that the two ground planes 32 . 36 directly and directly with each other via an ohmic resistance 42 are electrically connected. The ohmic resistance 42 is low impedance, so for example, has an electrical resistance between 4 and 20 ohms.

Insbesondere ist die Größe des elektrischen Widerstands derart gewählt, dass eine Stromstärke zwischen den Masseflächen 32, 36 auf einen maximalen Wert, beispielsweise 5 A, begrenzt ist.In particular, the magnitude of the electrical resistance is selected such that a current intensity between the ground planes 32 . 36 to a maximum value, for example 5 A, is limited.

Bis auf die elektrisch leitende Verbindung über den ohmschen Widerstand 42 sind die beiden Masseflächen 32, 36 innerhalb des Kraftfahrzeugsteuergeräts 22 zueinander elektrisch isoliert. Es besteht also ansonsten innerhalb des Kraftfahrzeugsteuergeräts 22 keine elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Masseflächen 32, 36.Except for the electrically conductive connection via the ohmic resistance 42 are the two mass surfaces 32 . 36 within the vehicle control unit 22 electrically isolated from each other. So it is otherwise within the vehicle control unit 22 no electrically conductive connection between the two ground planes 32 . 36 ,

Es kann eine Spannungsmesseinrichtung 44 vorgesehen sein, die eine am ohmschen Widerstand 42 abfallende Spannung abgreift. Über diese Spannungsmesseinrichtung ist der Zustand der Masseleitungen 34, 38, die die Masseflächen 32, 36 kontaktieren und Strom von den Masseflächen 32, 36 zum gemeinsamen Massebezeug 20 leiten, einfach diagnostizierbar. Bei einer defekten Masseleitung 34, 38 (Masseleitung 34, 38 ist abgerissen oder hat einen erhöhten Widerstand) fließt ein erhöhter Strom durch den ohmschen Widerstand 42, wodurch an diesem eine größere Spannung abfällt. Es lässt sich über die Spannungsmesseinrichtung 44 also über eine Messung der am ohmschen Widerstandselement 42 abfallenden Spannung der Zustand der Masseleitungen 34, 38 ermitteln.It can be a voltage measuring device 44 be provided, the one at ohmic resistance 42 declining voltage drops. About this voltage measuring device is the state of the ground lines 34 . 38 that the ground planes 32 . 36 contact and electricity from the ground planes 32 . 36 to the common mass 20 direct, easy to diagnose. In case of a defective ground line 34 . 38 (Ground line 34 . 38 is torn off or has an increased resistance), an increased current flows through the ohmic resistance 42 , whereby at this a greater voltage drops. It can be over the tension measuring device 44 So via a measurement of the ohmic resistance element 42 decreasing voltage the state of the ground lines 34 . 38 determine.

Das Kraftfahrzeugsteuergerät 22 kann an mehr als zwei Energiekreise angeschlossen sein, wobei im Kraftfahrzeugsteuergerät 22 wiederum eine Massefläche für jeden Energiekreis vorgesehen ist, an den es angeschlossen ist. Alternativ oder zusätzlich weist das Energiebordnetz 10 weitere Energiekreise mit zusätzlichen Steuergeräten auf.The vehicle control unit 22 can be connected to more than two energy circuits, wherein the motor vehicle control unit 22 in turn, a ground plane is provided for each power circuit to which it is connected. Alternatively or additionally, the power onboard network 10 additional energy circuits with additional control devices.

In 2 ist eine alternative Variante des Energiebornetzes 10 gezeigt, genauer gesagt eine alternative Variante des Kraftfahrzeugsteuergeräts 22.In 2 is an alternative variant of the energy grid network 10 shown, more specifically, an alternative variant of the motor vehicle control unit 22 ,

Die in 2 gezeigte Variante unterscheidet sich von der oben beschriebenen Variante gemäß 1 dadurch, dass zusätzlich zum ohmschen Widerstand 42 wenigstens eine Reaktanz 46 vorgesehen ist. Die wenigstens eine Reaktanz 46 wird im Folgenden als Blindwiderstand 46 bezeichnet.In the 2 shown variant differs from the variant described above 1 in that in addition to the ohmic resistance 42 at least one reactance 46 is provided. The at least one reactance 46 is hereinafter referred to as reactance 46 designated.

Der wenigstens eine Blindwiderstand 46 ist zum ohmschen Widerstand 42 in Reihe oder parallel geschaltet (angedeutet durch die gepunkteten Linien in 2). Sind mehrere Blindwiderstände 46 vorgesehen, so sind sie zum ohmschen Widerstand 42 in Reihe und/oder parallel geschaltetThe at least one reactance 46 is the ohmic resistance 42 connected in series or in parallel (indicated by the dotted lines in 2 ). Are several reactances 46 provided, they are to ohmic resistance 42 connected in series and / or in parallel

Bis auf die elektrisch leitende Verbindung über den ohmschen Widerstand 42 und/oder den wenigstens einen Blindwiderstand 46 sind die beiden Masseflächen 32, 36 innerhalb des Kraftfahrzeugsteuergeräts 22 zueinander elektrisch isoliert. Es besteht also ansonsten innerhalb des Kraftfahrzeugsteuergeräts 22 keine elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Masseflächen 32, 36.Except for the electrically conductive connection via the ohmic resistance 42 and / or the at least one reactance 46 are the two mass surfaces 32 . 36 within the vehicle control unit 22 electrically isolated from each other. So it is otherwise within the vehicle control unit 22 no electrically conductive connection between the two ground planes 32 . 36 ,

Durch entsprechende Wahl des wenigstens einen Blindwiderstands 46 (also seiner kapazitiven und induktiven Anteile, Parallelschaltung oder Reihenschaltung) können gewünschte Eigenschaften der elektrischen Kopplung zwischen den beiden Masseflächen 32, 36 erreicht sein. Beispielsweise können mittels des wenigstens einen Blindwiderstands 46 hochfrequente Streuströme kurzgeschlossen werden, um elektromagnetische Wechselfelder zu reduzieren und somit die elektromagnetischen Verträglichkeit des Kraftfahrzeugsteuergerätes 22 zu erhöhen.By appropriate choice of at least one reactance 46 (ie its capacitive and inductive components, parallel connection or series connection) desired properties of the electrical coupling between the two ground planes 32 . 36 be reached. For example, by means of the at least one reactance 46 high-frequency stray currents are short-circuited to reduce alternating electromagnetic fields and thus the electromagnetic compatibility of the motor vehicle control unit 22 to increase.

Claims (12)

Kraftfahrzeugsteuergerät (22), das an mehrere Energiekreise (12, 14) eines Energiebordnetzes (10) eines Kraftfahrzeugs anschließbar ist, die einen gemeinsamen Massebezug (20) aufweisen, wobei das Kraftfahrzeugsteuergerät (22) mehrere, jeweils einem Energiekreis (12, 14) zugeordnete Masseflächen (32, 36) aufweist, und wobei zumindest ein Paar von Masseflächen (32, 36), die in unterschiedlichen Energiekreisen (12, 14) vorgesehen sind, über einen ohmschen Widerstand (42) elektrisch leitend miteinander verbunden sind.Motor vehicle control unit (22) which can be connected to a plurality of energy circuits (12, 14) of an energy supply system (10) of a motor vehicle, which have a common ground reference (20), the motor vehicle control device (22) having a plurality of energy circuits (12, 14) each Has ground surfaces (32, 36), and wherein at least one pair of ground surfaces (32, 36), which are provided in different energy circuits (12, 14) are electrically conductively connected to each other via an ohmic resistor (42). Kraftfahrzeugsteuergerät (22) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ohmsche Widerstand (42) niederohmig ist.Motor vehicle control unit (22) according to Claim 1 , characterized in that the ohmic resistance (42) is low impedance. Kraftfahrzeugsteuergerät (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Teilsteuergeräte (24, 26) vorgesehen sind, die jeweils einem Energiekreis (12, 14) des Kraftfahrzeugs zugeordnet sind.Motor vehicle control unit (22) according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of partial control devices (24, 26) are provided, which are each associated with a power circuit (12, 14) of the motor vehicle. Kraftfahrzeugsteuergerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass den Teilsteuergeräten (24, 26) jeweils eine Masseleitung (34, 38) zugeordnet ist, die die Massefläche (32, 36) des Teilsteuergeräts (24, 26) mit dem gemeinsamen Massebezug (20) elektrisch leitend verbindet.Motor vehicle control unit according to Claim 3 , characterized in that the sub-control devices (24, 26) in each case a ground line (34, 38) is associated, which connects the ground surface (32, 36) of the sub-control device (24, 26) with the common ground reference (20) electrically conductive. Kraftfahrzeugsteuergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spannungsmesseinrichtung (44) vorgesehen ist, die eine am ohmschen Widerstand (42) abfallende Spannung abgreift.Motor vehicle control unit according to Claim 4 , characterized in that a voltage measuring device (44) is provided, which picks up a voltage dropping across the ohmic resistor (42). Kraftfahrzeugsteuergerät (22) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilsteuergeräte (24, 26) miteinander signalübertragend zur Kommunikation verbunden sind, vorzugsweise über einen Bus (31), der insbesondere ein CAN-Bus ist.Motor vehicle control unit (22) according to one of Claims 3 to 5 , characterized in that the sub-control devices (24, 26) are interconnected signal-transmitting for communication, preferably via a bus (31), which is in particular a CAN bus. Kraftfahrzeugsteuergerät (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ohmsche Widerstand (42) derart ist, dass ein Strom zwischen den Masseflächen (32, 36), die über den ohmschen Widerstand (42) miteinander elektrisch leitend verbunden sind, auf einen vordefinierten maximalen Wert begrenzt ist.Motor vehicle control unit (22) according to one of the preceding claims, characterized in that the ohmic resistance (42) is such that a current between the ground surfaces (32, 36), which are electrically conductively connected to each other via the ohmic resistance (42) on a predefined maximum value is limited. Kraftfahrzeugsteuergerät (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum ohmschen Widerstand (42) wenigstens eine Reaktanz (46) parallel und/oder in Reihe geschaltet ist.Motor vehicle control unit (22) according to one of the preceding claims, characterized in that the ohmic resistance (42) at least one reactance (46) is connected in parallel and / or in series. Kraftfahrzeugsteuergerät (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Masseflächen (32, 36), abgesehen von der Verbindung über den ohmschen Widerstand (42), zueinander elektrisch isoliert sind.Motor vehicle control unit (22) according to one of the preceding claims, characterized in that the ground surfaces (32, 36), apart from the connection via the ohmic resistance (42), are electrically insulated from each other. Energiebordnetz (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Kraftfahrzeugsteuergerät (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.An energy supply system (10) for a motor vehicle, comprising a motor vehicle control device (22) according to one of the preceding claims. Energiebordnetz (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiekreise (12, 14) mit einer im Wesentlichen gleichen Spannung versorgt sind.Energy board network (10) after Claim 10 , characterized in that the energy circuits (12, 12) 14) are supplied with a substantially equal voltage. Energiebordnetz (10) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere der Energiekreise (12, 14) paarweise über ein zusätzliches Koppelelement (40) außerhalb des Kraftfahrzeugsteuergeräts (22) miteinander verbunden sind.Energy board network (10) after Claim 10 or 11 , characterized in that a plurality of the energy circuits (12, 14) in pairs via an additional coupling element (40) outside the motor vehicle control unit (22) are interconnected.
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