EP1581412A2 - On-board power system of a motor vehicle - Google Patents

On-board power system of a motor vehicle

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Publication number
EP1581412A2
EP1581412A2 EP04700115A EP04700115A EP1581412A2 EP 1581412 A2 EP1581412 A2 EP 1581412A2 EP 04700115 A EP04700115 A EP 04700115A EP 04700115 A EP04700115 A EP 04700115A EP 1581412 A2 EP1581412 A2 EP 1581412A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
box
electrical system
boxes
vehicle electrical
consumers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04700115A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Heinz Leiber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Intedis GmbH and Co KG
Original Assignee
Intedis GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Intedis GmbH and Co KG filed Critical Intedis GmbH and Co KG
Publication of EP1581412A2 publication Critical patent/EP1581412A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/0207—Wire harnesses

Definitions

  • the invention relates to an electrical system of a motor vehicle with the features of the preamble of claim 1.
  • Such an electrical system is, for. B. from the NDI reports from 2001 on p. 1 109, known.
  • There are several central electronics or signal processing modules are provided, which are connected to different user groups via bus connections. These electronics also have fuse boxes mounted separately on their box, which are used for protection and power distribution.
  • the protected path is looped through the central electronics, since the further current distribution takes place in the downstream central electronics. This requires additional plug contacts, which means that two devices require a lot of installation space.
  • the cables are often routed from the fuse box through grommets through the partitions to the central electronics, which is complex and also lets sound through, for example from the engine compartment, since the fuse box is usually located in the engine compartment. From the fuse box and the central electronics - usually if two are used in the vehicle - the line bundle goes wildly structured to the individual consumers.
  • the object of the invention is to avoid these disadvantages mentioned.
  • 3a to 3e show a system of possible arrangements of the central electronics
  • a normal car is shown with a partition 1 at the front and a partition 2 at the rear.
  • SP boxes integrated fuse box
  • Current distribution is understood to mean, for example, the control of a motor, signal distribution is the reading in of switches, sensor and bus signals.
  • conventional fuses are not used to protect the current paths, but rather Switches (mosfets or relays) additionally with a current measuring element, e.g. a shunt.
  • a reversible fuse eg a so-called polyswitch
  • the box of such central electronics with the integrated signal and power processing including fuses is referred to below as the Sp (signal and power) box.
  • the Sp box has electrical connections on both sides.
  • plugs 5 and 6 are provided in FIG. 1.
  • the bushings are sealed so that one wall of the box 3 is placed tightly on the partition 1 from the passenger compartment.
  • This wall opposite the partition 1 has an opening la for the passage of the connecting cables going to the consumers in the engine compartment.
  • the connections of these cables to the connections of the box 3 are designed as plugs.
  • These plugs 5 are connected to individual, relatively short cable sets, which are also connected to plugs at the other end.
  • a plug 7 is connected to the electric wiper and the window heater; the connector 8 is connected to the ABS control unit and switches in the central area of the engine compartment, connector 9 with the engine and transmission control, connector 10 with front lights, headlamp leveling and headlight cleaning, connector 1 1 with consumers in the lower part of the engine compartment, such as Fresh air blowers and heating valves.
  • the wiring harnesses are preferably connected directly to the box of the central electronics, for example. by means of insulation displacement technology 12.
  • the mating connectors, eg 13 are connected to the roof module, 14 to the door consumers, 15 to the center console and 16 to the cockpit consumers such as the instrument cluster, heating / air conditioning control, etc.
  • a line leads from the generator 17 to an electrical energy store, preferably an Ultra Cap 1 8. borrowed great benefits when starting and for recuperation.
  • the Ultra Cap is preferably for temperature reasons and the short line to the generator is therefore located in the footwell.
  • the generator 17 is preferably an integrated starter generator.
  • the rear part of the consumers and the rear central electronics are supplied via a line set 19. This line can be continued to a backup battery 20 in the trunk.
  • Similar to the SP-Box 3 at the front, 4 cables are attached to the rear box or connected to it by plugs, the other end 21 to the trunk 22, to devices such as navigation, telephone, sound and 23 to lights and 24 to the rear doors to lead.
  • the most striking feature here are the relatively short cable sets. Due to the SP boxes 3 and 4 on the partitions 1 and 2, no threading of lines and no use of grommets is necessary. The short cable sets with a simple structure can be largely automatically manufactured.
  • Fig. 2 shows the structure of a station wagon, in which no partition is inserted at the rear.
  • the SP-Box 4 is installed in the rear of the vehicle with the same wiring harness structure to the consumers as in the front.
  • Fig. 3b two SP boxes 31, 3r, front, left and right; in both cases the SP box is connected to the battery 25 and the generator G;
  • FIG. 3c shows an SP box 3 at the front and two SP boxes 4r and 41 at the rear; here two energy stores, a starter battery 25 and a supply battery 25a are provided, which are electrically connected to the associated SP boxes.
  • An ultra cap can also be used instead of the battery 25.
  • the generator G is usually connected to the front energy store 25.
  • Fig. 3d two SP boxes in the front and one SP box in the back;
  • Fig. 3 e two SP boxes in the front and two SP boxes in the back.
  • a second energy store can additionally be connected to one of the SP boxes
  • Light control headlight range and possibly cornering light control
  • the evaluation of the signals from the tire pressure sensors transmitted by radio (HF) is particularly favorable, since the SP boxes at the front and rear are only to be provided internally or externally with an antenna at the rear.
  • the MC evaluates the signals. Communication with the other SP boxes takes place via a bus connection.
  • the positioning of the functions in the individual boxes essentially depends on the proximity to the consumer and the utilization of the plug, interface and the microcontroller (s) provided in the box.
  • Fig. 4 shows the block diagram of a box, for example the front left 31 in the basic structure.
  • the SP-Box 41 is supplied at the rear left, the door at the front left and the seat via a relay 26 and a shunt 27.
  • the current-proportional voltage signal is fed via line 28 to the MC 35.
  • the relay 29 with a shunt 33 supplies some power output stages for, for example, the wiper control 30, the washer fluid heater 31 and the washer fluid pump 32.
  • the current is measured via shunt 33 and a measuring line 34 and plausible in the microcomputer 35 (MC) with the load connected via the output stages compared. In the event of implausibility, the error is reported to a diagnostic system or shown on a display.
  • the control line from the MC 35 is only indicated here at the line output stages 48.
  • a polyswitch 36 is also used to supply power to the small one via the power line, which leads to the final stages
  • Bus node e.g. based on LIN 41.
  • This bus node contains e.g. as an alternative to the above-mentioned embodiment, tire pressure control receiver 37. Since this is arranged in the vicinity of the shock absorber, to relieve the cable set, e.g. Switch signals, e.g. Brake pad wear 38 and windscreen washer fluid level 39 read in.
  • Other LIN nodes are the sensors of the parking aid 40, which are connected to the bus line 41.
  • the Polyswitch 36 blocks and this is recognized in the MC 35 via shunt 33. Also e.g. a through-stage of an output stage is recognizable, again through a plausibility comparison. In this rare case, the entire branch is switched off when the short-circuit current is high. Partial short circuits can also be detected.
  • the relay 29 opens and the quiescent current is then 0 to relieve the battery, so that faulty leakage currents do not cause an empty battery 43.
  • the current from and to the battery 43 can be measured via the current measuring element 42 and the current from the generator to the MC 35 via a element 44.
  • the MC 35 is still connected to CAN B 45 and CAN C 46, which is necessary for the gateway function.
  • 3 relays, power amplifiers and / or polyswitches are provided in the SP-Box.
  • Mosfets can also be used instead of the relays.
  • the advantages of the relays are: reverse polarity protection;
  • the box drawn is protected against polarity reversal, the MC is protected by a diode 47.
  • the design according to the invention can also be used in a multi-voltage electrical system, the consumers of which are supplied by a generator and in principle by one or two batteries connected in parallel.
  • the central electronics in the SP boxes can be designed so that one SP box has the master function in the software structure and the remaining SP boxes have slave functions, i.e. they only accept signals and control consumers.
  • One slave box handles the processing.
  • the slave boxes can be designed so that if the master SP box fails, they start an emergency program for minimal function.
  • FIG. 5 the partition 1 'is shown in front.
  • the SP-Box 3 ' is in the footwell of the front passenger compartment, but in order to achieve short connections as close as possible to the partition 1'.
  • the partition 1 ' has an opening 1', into which a separation point 3a is inserted on the one hand for the connecting cable 3b to the consumers on the motor side and on the other hand 3c to the SP box 3 '.
  • the connecting cables 3b and / or 3c can be connected to the separation point 3a by means of plugs. From the box 3 'also cables 3d go to the consumers and / or switches in the passenger compartment ah. In this case . all connections to box 3 'are provided on one side in box 3'.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Connection Or Junction Boxes (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)

Abstract

The invention relates to an on-board power system for a motor vehicle. Central electronics that are disposed in a box (3) are mounted near the separation wall (1) of the body to the engine compartment while junction cables from the engine compartment to the electrical connections of said box (3) are not guided through the separation wall (1).

Description

Bordnetz eines Kraftfahrzeugs Vehicle electrical system
Die Erfindung betrifft ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to an electrical system of a motor vehicle with the features of the preamble of claim 1.
Ein derartige Bordnetz ist, z. B. aus den NDI-Berichten aus 2001 auf S. 1 109, bekannt. Dort sind mehrere Zentralelektroniken oder Signalaufbereitungsmodule vorgesehen, die über Busverbindungen mit verschiedenen Nerbrauchergruppen verbunden sind. Diese Elektroniken weisen zusätzlich getrennt angeordnet an ihre Box angebaute Sicherungsboxen auf, über die die Absicherung und Stromverteilung erfolgt.Such an electrical system is, for. B. from the NDI reports from 2001 on p. 1 109, known. There are several central electronics or signal processing modules are provided, which are connected to different user groups via bus connections. These electronics also have fuse boxes mounted separately on their box, which are used for protection and power distribution.
Hierbei wird bei vielen Strompfaden in der Sicherungsbox der abgesicherte Pfad durch die Zentralelektronik durchgeschleift, da die weitere Stromverteilung in der nachgeschalteten Zentralelektronik erfolgt. Dies erfordert zusätzliche Steckkontakte, wodurch durch zwei Geräte viel Einbauraum erforderlich wird. Die Leitungen werden von der Sicherungsbox oft über Tüllen durch die Trennwände zur Zentralelektronik geführt, was aufwändig ist und auch Schall, z.B. vom Motorraum durch- lässt, da die Sicherungsbox üblicherweise im Motorraum untergebracht ist. Von der Sicherungsbox und den Zentralelektroniken - üblicherweise werden zwei im Fahrzeug verwendet - geht das Leitungsbündel wild strukturiert zu den einzelnen Verbrauchern.In the case of many current paths in the fuse box, the protected path is looped through the central electronics, since the further current distribution takes place in the downstream central electronics. This requires additional plug contacts, which means that two devices require a lot of installation space. The cables are often routed from the fuse box through grommets through the partitions to the central electronics, which is complex and also lets sound through, for example from the engine compartment, since the fuse box is usually located in the engine compartment. From the fuse box and the central electronics - usually if two are used in the vehicle - the line bundle goes wildly structured to the individual consumers.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese genannten Nachteile zu vermeiden.The object of the invention is to avoid these disadvantages mentioned.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. In den Unteransprüchen sind weiter Ausgestaltungen der Erfindung aufgelistet.This object is solved by the features of claim 1. Further configurations of the invention are listed in the subclaims.
Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.Exemplary embodiments of the invention are described with the aid of the drawing.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 die vereinfachte Karosseriestruktur eines nor- malen PKW;1 shows the simplified body structure of a normal car;
Fig. 2 die Karosseriestruktur eines Kombifahrzeugs;2 shows the body structure of a station wagon;
Fig. 3a bis 3e eine Systematik von möglichen Anordnungen der Zentralelektroniken;3a to 3e show a system of possible arrangements of the central electronics;
Fig. 4 den möglichen Aufbau einer Zentralelektronik;4 shows the possible structure of central electronics;
Fig. 5 eine gegenüber der Fig. 1 bis 3 andere Lösung der Unterbringung.Fig. 5 compared to the Fig. 1 to 3 different solution of the accommodation.
In Fig. 1 ist ein Normal-PKW mit einer Trennwand 1 vorn und einer Trennwand 2 hinten gezeigt. Es sind zwei in Boxen 3, 4 untergebrachte Zentralelektroniken mit integrierter Sicherungsbox, im folgenden als SP- Boxen bezeichnet, an den Trennwänden 1 bzw. 2 mit Durchbrüchen l a und 2a angebracht. Vorteilhaft ist die Zusammenfassung von Strom- (Power) und Signalverteilung in der SP-Box ohne die vorgenannte Trennung. Unter Stromverteilung wird z.B. die Ansteuerung eines Motors, unter Signalverteilung das Einlesen von Schaltern, Sensor- und Bussignalen verstanden. Hierbei werden weitergehend keine herkömmlichen Sicherungen zur Absicherung der Strompfade verwendet, sondern Schalter (Mosfets oder Relais) zusätzlich mit einem strommessenden Element, z.B . einem Shunt. Auf diese Weise kann der Strom überwacht und im Kurzschlussfall abgeschaltet werden. Bei kleineren Strömen kann eine reversible Sicherung, z.B. ein sogenannter Polyswitch, eingesetzt werden. Die Box einer solchen Zentralelektronik mit der integrierten Signal- und Powerverarbeitung samt Sicherungen wird nachfolgend mit Sp- (Signal- und Power-) Box bezeichnet. Sie weist hier z.B. elektrische Anschlüsse auf beiden Seiten auf. Auf der Vorderseite sind in Fig. 1 Stecker 5 und 6 vorgesehen.In Fig. 1, a normal car is shown with a partition 1 at the front and a partition 2 at the rear. There are two central electronics housed in boxes 3, 4 with an integrated fuse box, hereinafter referred to as SP boxes, attached to the partition walls 1 and 2 with openings 1a and 2a. It is advantageous to combine current (power) and signal distribution in the SP box without the aforementioned separation. Current distribution is understood to mean, for example, the control of a motor, signal distribution is the reading in of switches, sensor and bus signals. Here, conventional fuses are not used to protect the current paths, but rather Switches (mosfets or relays) additionally with a current measuring element, e.g. a shunt. In this way, the current can be monitored and switched off in the event of a short circuit. A reversible fuse, eg a so-called polyswitch, can be used for smaller currents. The box of such central electronics with the integrated signal and power processing including fuses is referred to below as the Sp (signal and power) box. For example, it has electrical connections on both sides. On the front side, plugs 5 and 6 are provided in FIG. 1.
In der vorderen Trennwand 1 zum Motorraum sind die Durchführungen dadurch abgedichtet ausgeführt, dass die eine Wand der Box 3 vom Fahrgastraum her dicht auf der Trennwand 1 aufgesetzt ist. Dieser Wand gegenüber weist die Trennwand 1 eine Öffnung l a auf zur Durchführung der, zu den Verbrauchern im Motorraum gehenden, Verbindungskabel. Wie bereits gesagt, sind die Verbindungen dieser Kabel zu den Anschlüssen der Box 3 als Stecker ausgebildet. Diese Stecker 5 sind mit einzelnen relativ kurzen Leitungssätzen verbunden, die am anderen Ende ebenfalls mit Steckern verbunden sind. Beispielsweise wird ein Stecker 7 mit dem elektrischen Scheibenwischer und der Scheibenheizung verbun- den; der Stecker 8 ist mit dem ABS-Steuergerät und Schaltern im Mittelbereich des Motorraumes verbunden, Stecker 9 mit der Motor- und Getriebesteuerung, Stecker 10 mit vorderen Leuchten, der Leuchtweiteregulierung und der Scheinwerferreinigung, Stecker 1 1 mit Verbrauchern im unteren Teil des Motorraums, wie Frischluftgebläse und Heizungsven- tilen. Im Fahrgastraum sind die Leitungssätze aus Kostengründen und wegen des geringen Einbauraums vorzugsweise direkt mit Anschlüssen an der Box der Zentralelektronik, z.B . mittels Schneidklemmtechnik 12, verbunden. Die Gegenstecker, z.B. 13 sind mit dem Dachmodul, 14 mit den Türverbrauchern, 15 mit der Mittelkonsole und 16 mit den Cockpit- Verbrauchern wie Kombiinstrument, Heizung-/Klimasteuerung usw. verbunden. Vom Generator 17 führt eine Leitung zu einem elektrischen Energiespeicher, vorzugsweise einem Ultra Cap 1 8. Dieser hat bekannt- lieh beim Starten und zur Rekuperation große Vorteile. Der Ultra Cap ist vorzugsweise aus Temperaturgründen und der kurzen Leitung zum Generator ist deswegen im Fußraum untergebracht. Der Generator 17 ist vorzugsweise ein integrierter Startergenerator. Der hintere Teil der Verbraucher und die hintere Zentralelektronik werden über einen Leitungssatz 19 versorgt. Diese Leitung kann zu einer Stützbatterie 20 im Kofferraum weitergeführt werden. Ähnlich wie bei der SP-Box 3 vorn, sind an der hinteren Box 4 Leitungen angeschlagen oder über Stecker damit verbunden, deren anderes Ende 21 zum Kofferraum 22, zu Geräten wie Navigation, Telefon, Sound und 23 zu Leuchten und 24 zu den hinteren Türen führen. Hervorstechendes Merkmal hierbei sind relativ kurze Leitungssätze. Durch die SP-Boxen 3 und 4 an den Trennwänden 1 und 2 wird kein Durchfädeln von Leitungen und keine Verwendung von Tüllen notwendig. Die kurzen Leitungssätze mit einfacher Struktur lassen sich weitestgehend automatisch fertigen.In the front partition 1 to the engine compartment, the bushings are sealed so that one wall of the box 3 is placed tightly on the partition 1 from the passenger compartment. This wall opposite the partition 1 has an opening la for the passage of the connecting cables going to the consumers in the engine compartment. As already said, the connections of these cables to the connections of the box 3 are designed as plugs. These plugs 5 are connected to individual, relatively short cable sets, which are also connected to plugs at the other end. For example, a plug 7 is connected to the electric wiper and the window heater; the connector 8 is connected to the ABS control unit and switches in the central area of the engine compartment, connector 9 with the engine and transmission control, connector 10 with front lights, headlamp leveling and headlight cleaning, connector 1 1 with consumers in the lower part of the engine compartment, such as Fresh air blowers and heating valves. In the passenger compartment, for cost reasons and because of the small installation space, the wiring harnesses are preferably connected directly to the box of the central electronics, for example. by means of insulation displacement technology 12. The mating connectors, eg 13 are connected to the roof module, 14 to the door consumers, 15 to the center console and 16 to the cockpit consumers such as the instrument cluster, heating / air conditioning control, etc. A line leads from the generator 17 to an electrical energy store, preferably an Ultra Cap 1 8. borrowed great benefits when starting and for recuperation. The Ultra Cap is preferably for temperature reasons and the short line to the generator is therefore located in the footwell. The generator 17 is preferably an integrated starter generator. The rear part of the consumers and the rear central electronics are supplied via a line set 19. This line can be continued to a backup battery 20 in the trunk. Similar to the SP-Box 3 at the front, 4 cables are attached to the rear box or connected to it by plugs, the other end 21 to the trunk 22, to devices such as navigation, telephone, sound and 23 to lights and 24 to the rear doors to lead. The most striking feature here are the relatively short cable sets. Due to the SP boxes 3 and 4 on the partitions 1 and 2, no threading of lines and no use of grommets is necessary. The short cable sets with a simple structure can be largely automatically manufactured.
Fig. 2 zeigt die Struktur eines Kombifahrzeugs, bei der hinten keine Trennwand eingesetzt ist. Hier ist die SP-Box 4 im hinteren Teil des Fahrzeugs angebracht und zwar mit derselben Leitungssatzstrukturierung zu den Verbrauchern wie vorn.Fig. 2 shows the structure of a station wagon, in which no partition is inserted at the rear. Here, the SP-Box 4 is installed in the rear of the vehicle with the same wiring harness structure to the consumers as in the front.
Fig. 3 zeigt eine Systematik von möglichen Anordnungen der SP-Boxen:3 shows a system of possible arrangements of the SP boxes:
Fig. 3a nur eine Box 3 vorn;3a only a box 3 in front;
Fig. 3b zwei SP-Boxen 31, 3r, vorn, links und rechts; in beiden Fällen ist die SP-Box mit der Batterie 25 und dem Generator G verbunden;Fig. 3b two SP boxes 31, 3r, front, left and right; in both cases the SP box is connected to the battery 25 and the generator G;
Fig. 3c eine SP-Box 3 vorn und zwei SP-Boxen 4r und 41 hinten; hier sind zwei Energiespeicher, eine Starterbatterie 25 und eine Versorgungsbatterie 25a vorgesehen, die elektrisch an die zugeordneten SP-Boxen angeschlossen sind. Anstelle der Batterie 25 kann auch ein Ultra Cap eingesetzt werden. Der Generator G ist üblicherweise mit dem vorderen Energiespeicher 25 verbunden. Fig. 3d zwei SP-Boxen vorn und eine SP-Box hinten;3c shows an SP box 3 at the front and two SP boxes 4r and 41 at the rear; here two energy stores, a starter battery 25 and a supply battery 25a are provided, which are electrically connected to the associated SP boxes. An ultra cap can also be used instead of the battery 25. The generator G is usually connected to the front energy store 25. Fig. 3d two SP boxes in the front and one SP box in the back;
Fig. 3 e zwei SP-Boxen vorn und zwei SP-Boxen hinten.Fig. 3 e two SP boxes in the front and two SP boxes in the back.
Dieses letzte Konzept ist hinsichtlich der Symmetrie der Leitungssätze und der Länge der Leitungen am günstigsten. Auch hier kann wie bei Fig. 3c zusätzlich ein zweiter Energiespeicher an eine der SP-BoxenThis last concept is the cheapest in terms of the symmetry of the line sets and the length of the lines. Here too, as in FIG. 3c, a second energy store can additionally be connected to one of the SP boxes
(vorteilhaft im hinteren Teil) angeschlossen werden. Es bietet sich an, in diesen Boxen die wesentlichen Grundfunktionen des Bordnetzes unterzubringen, wie:(advantageously in the rear part). It makes sense to accommodate the essential basic functions of the vehicle electrical system in these boxes, such as:
Lichtsteuerung (Leuchtweite und evtl. Kurvenlichtsteuerung)Light control (headlight range and possibly cornering light control)
ScheibenwischersteuerungWindshield wiper control
Gatewaygateway
Batterie/PowermanagementBattery / Power Management
Verdecksteuerungroof control
Auswertung von angelagerten Sensoren, wie Reifendruckkontrolle oder Parkierhilfe, Masterfunktionen für Bussysteme, z.B. LIN Bus.Evaluation of attached sensors, such as tire pressure monitoring or parking aid, master functions for bus systems, e.g. LIN bus.
Besonders günstig ist die Auswertung der über Funk (HF) übertragenen Signale der Reifendrucksensoren, da die SP-Boxen vorn und hinten nur mit einer Antenne hinten intern oder extern zu versehen sind. Die Signalauswertung erledigt ein MC. Die Kommunikation zu den anderen SP-Boxen erfolgt über eine Busverbindung.The evaluation of the signals from the tire pressure sensors transmitted by radio (HF) is particularly favorable, since the SP boxes at the front and rear are only to be provided internally or externally with an antenna at the rear. The MC evaluates the signals. Communication with the other SP boxes takes place via a bus connection.
Die Positionierung der Funktionen in den einzelnen Boxen richtet sich im Wesentlichen nach Nähe zum Verbraucher und Auslastung der Stecker, Interface und dem in der Box vorgesehenen Mikrocontroller(n).The positioning of the functions in the individual boxes essentially depends on the proximity to the consumer and the utilization of the plug, interface and the microcontroller (s) provided in the box.
Fig. 4 zeigt das Blockschaltbild einer Box, z.B. der vorn links 31 im grundsätzlichen Aufbau. Über ein Relais 26 und einen Shunt 27 wird die SP-Box 41 hinten links, die Türe vorn links und der Sitz versorgt. Das stromproportionale Spannungssignal wird über die Leitung 28 zum MC 35 geführt. Das Relais 29 mit einem Shunt 33 versorgt einige Leistungsendstufen für z.B. die Wischersteuerung 30, die Wischwasserheizung 31 und die Wischwasserpumpe 32. Über Shunt 33 und eine Messleitung 34 wird der Strom gemessen und im Mikrocomputer 35 (MC) plausibel mit der über die Endstufen geschalteten Last verglichen. Bei Unplausibilität wird der Fehler einem Diagnosesystem gemeldet oder in einem Display angezeigt. Die Ansteuerleitung vom MC 35 ist hier an den Leitungsendstufen 48 nur angedeutet. Über die Powerleitung, welche zu den Endstu- fen führt, wird auch ein Polyswitch 36 zur Versorgung vor kleinemFig. 4 shows the block diagram of a box, for example the front left 31 in the basic structure. The SP-Box 41 is supplied at the rear left, the door at the front left and the seat via a relay 26 and a shunt 27. The current-proportional voltage signal is fed via line 28 to the MC 35. The relay 29 with a shunt 33 supplies some power output stages for, for example, the wiper control 30, the washer fluid heater 31 and the washer fluid pump 32. The current is measured via shunt 33 and a measuring line 34 and plausible in the microcomputer 35 (MC) with the load connected via the output stages compared. In the event of implausibility, the error is reported to a diagnostic system or shown on a display. The control line from the MC 35 is only indicated here at the line output stages 48. A polyswitch 36 is also used to supply power to the small one via the power line, which leads to the final stages
Busknoten z.B. auf Basis LIN 41 , eingesetzt. Dieser Busknoten beinhaltet z.B. als Alternative zur oben genannten Ausführung Reifendruckkontrollempfänger 37. Da dieser in den Nähe des Federbeines angeordnet ist, werden hier zur Entlastung des Kabelsatzes z.B. Schaltersignale, wie z.B. Bremsbelagverschleiß 38 und Scheibenwaschwasserfüllstand 39 eingelesen. Weitere LIN-Knoten sind die Sensoren der Einparkhilfe 40, welche an die Busleitung 41 angeschlossen sind. Im Falle eines Kurzschlusses sperrt der Polyswitch 36 und über Shunt 33 wird dies im MC 35 erkannt. Auch z.B . ein Durchlegieren einer Endstufe ist erkennbar, wiederum durch Plausibilitätsvergleich. In diesem seltenen Fall wird bei einem hohen Kurzschlussstrom der gesamte Zweig abgeschaltet. Auch Teilkurzschlüsse können erkannt werden.Bus node e.g. based on LIN 41. This bus node contains e.g. as an alternative to the above-mentioned embodiment, tire pressure control receiver 37. Since this is arranged in the vicinity of the shock absorber, to relieve the cable set, e.g. Switch signals, e.g. Brake pad wear 38 and windscreen washer fluid level 39 read in. Other LIN nodes are the sensors of the parking aid 40, which are connected to the bus line 41. In the event of a short circuit, the Polyswitch 36 blocks and this is recognized in the MC 35 via shunt 33. Also e.g. a through-stage of an output stage is recognizable, again through a plausibility comparison. In this rare case, the entire branch is switched off when the short-circuit current is high. Partial short circuits can also be detected.
Nach Abstellen des Fahrzeugs öffnet das Relais 29 und der Ruhestrom ist dann zur Entlastung der Batterie 0, so dass fehlerhafte Leckströme keine leere Batterie 43 verursachen. Für das Batteriemanagement kann der Strom von und zur Batterie 43 über das Strommessglied 42 und der Strom vom Generator zum MC 35 über ein Glied 44 gemessen werden. Der MC 35 ist noch an CAN B 45 und CAN C 46 angeschlossen, was für die Gatewayfunktion notwendig ist. Entsprechend den angeschlossenen Verbrauchern sind in der SP-Box 3 Relais, Endstufen und/oder Polyswit- ches vorgesehen. Anstelle der Relais können auch Mosfets eingesetzt werden. Die Vorteile der Relais sind: Verpolschutz;After the vehicle has been switched off, the relay 29 opens and the quiescent current is then 0 to relieve the battery, so that faulty leakage currents do not cause an empty battery 43. For battery management, the current from and to the battery 43 can be measured via the current measuring element 42 and the current from the generator to the MC 35 via a element 44. The MC 35 is still connected to CAN B 45 and CAN C 46, which is necessary for the gateway function. Depending on the connected consumers, 3 relays, power amplifiers and / or polyswitches are provided in the SP-Box. Mosfets can also be used instead of the relays. The advantages of the relays are: reverse polarity protection;
keine Leckströme und eineno leakage currents and one
kleine Verlustleistung durch einen geringen Kontaktwiderstand.low power loss due to low contact resistance.
Die gezeichnete Box ist verpolsicher, der MC ist über eine Diode 47 geschützt.The box drawn is protected against polarity reversal, the MC is protected by a diode 47.
Die erfindungsgemäße Auslegung kann auch bei einem Mehrspannungs- bordnetz eingesetzt werden, dessen Verbraucher durch einen Generator und im Prinzip durch eine, bzw. zwei parallel geschaltete Batterien versorgt werden.The design according to the invention can also be used in a multi-voltage electrical system, the consumers of which are supplied by a generator and in principle by one or two batteries connected in parallel.
Die Auslegung der Zentralelektronik in den SP-Boxen kann so erfolgen, dass eine SP-Box die Masterfunktion in der Softwarestrukturierung aufweist und die restlichen SP-Boxen Slave-Funktionen aufweisen, d.h., sie nehmen nur Signale auf und steuern Verbraucher an. Die Verarbeitung übernimmt also jeweils eine Slave-Box. Die Slave-Boxen können dabei so ausgelegt sein, dass sie bei Ausfall der Master-SP-Box ein Notprogramm für eine minimale Funktion starten.The central electronics in the SP boxes can be designed so that one SP box has the master function in the software structure and the remaining SP boxes have slave functions, i.e. they only accept signals and control consumers. One slave box handles the processing. The slave boxes can be designed so that if the master SP box fails, they start an emergency program for minimal function.
In Fig. 5 ist die Trennwand 1 ' vorn gezeigt. Die SP-Box 3 ' ist im Fußraum des vorderem Fahrgastraumes, jedoch um kurze Verbindungen zu erzielen möglichst nahe bei der Trennwand 1 ' untergebracht. Die Trenn- wand 1 ' weist einen Durchbruch 1 ' auf, in den dicht eine Trennstelle 3a einerseits für die Verbindungskabel 3b zu den motorseitigen Verbrauchern und andererseits 3c zu der SP-Box 3 ' eingesetzt ist. Die Verbindungskabel 3b und/oder 3c können mit der Trennstelle 3 a mittels Steckern verbunden sein. Von der Box 3 ' gehen auch Kabel 3d zu den Verbrauchern und/oder Schaltern im Fahrgastraum ah. In diesem Fall . sind alle Anschlüsse an die Box 3 ' auf einer Seite in der Box 3 ' vorgesehen. In Fig. 5 the partition 1 'is shown in front. The SP-Box 3 'is in the footwell of the front passenger compartment, but in order to achieve short connections as close as possible to the partition 1'. The partition 1 'has an opening 1', into which a separation point 3a is inserted on the one hand for the connecting cable 3b to the consumers on the motor side and on the other hand 3c to the SP box 3 '. The connecting cables 3b and / or 3c can be connected to the separation point 3a by means of plugs. From the box 3 'also cables 3d go to the consumers and / or switches in the passenger compartment ah. In this case . all connections to box 3 'are provided on one side in box 3'.

Claims

Patentansprüche claims
1. Bordnetz eines Kraftfahrzeugs mit einer Vielzahl von Verbrauchern und mit wenigstens einer in einer Box (3, 4) untergebrachten Zentral- elektronik, wobei die Verbraucher mit dieser wenigstens einen Zentralelektronik verbunden sind und mit einer Karosserietrennwand (1) zwischen Motorraum und Fahrgastraum, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine in der Box (3, 3 ') untergebrachte Zentral- elektronik wenigstens nahe bei der Karosserietrennwand (1 , 1 ') auf der Seite des Fahrgastraums untergebracht ist und dass in der Karosserietrennwand (1 , 1 ') wenigstens eine dichte Trennstelle (Durchführung) (l a) für die Verbindungskabel von den Anschlüssen der Box (3) der Zentralelektronik zu den Verbrauchern im Motorraum vorge- sehen ist.1. Vehicle electrical system of a motor vehicle with a large number of consumers and with at least one central electronics housed in a box (3, 4), the consumers being connected to this at least one central electronics unit and with a body partition (1) between the engine compartment and the passenger compartment, thereby characterized in that the at least one central electronics housed in the box (3, 3 ') is located at least close to the body partition (1, 1') on the side of the passenger compartment and that at least one in the body partition (1, 1 ') tight separation point (bushing) (la) is provided for the connecting cables from the connections of the box (3) of the central electronics to the consumers in the engine compartment.
2. Bordnetz nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Box (3) direkt auf der Karosserietrennwand (1) dicht aufgesetzt ist und dass die wenigstens eine Trennstelle (Durchführung) (l a) einer mit Anschlüssen versehenen Seite der Box2. Vehicle electrical system according to claim 1, characterized in that the at least one box (3) is placed directly on the body partition (1) and that the at least one separation point (passage) (l a) of a side of the box provided with connections
(3) gegenübersteht und dass die Verbindungskabel des Motorraums mit diesen Anschlüssen verbunden sind.(3) and that the connecting cables of the engine compartment are connected to these connections.
3. Bordnetz nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in die Karosserietrennwand (1 ) wenigstens eine dichte und beid- seitig mit Anschlüssen versehene Trennstelle (Durchführung) (l a) eingesetzt ist, mit denen einerseits Verbindungskabel zu den Verbrauchern und andererseits kurze Verbindungskabel zu den Anschlüssen der Box (3) verbunden sind. 3. Vehicle electrical system according to claim 1, characterized in that in the body partition (1) at least one sealed and on both sides with connections separation point (implementation) (la) is used, with which on the one hand connecting cables to the consumers and on the other hand short connecting cables to the Connections of the box (3) are connected.
4. Bordnetz nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, dass zwei Boxen für die beiden Fahrzeugseiten an der Trennwand (1 ) angeordnet sind.4. Vehicle electrical system according to one of claims 1 to 3, characterized in that two boxes for the two sides of the vehicle are arranged on the partition (1).
5. Bordnetz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine weitere Box (4), vorzugsweise zwei Boxen (41, 4r) für die beiden Seiten im Rückraum, insbesondere an der hinteren Trennwand (2) angeordnet sind.5. Vehicle electrical system according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one further box (4), preferably two boxes (41, 4r) for the two sides in the rear space, in particular on the rear partition (2) are arranged.
6. Bordnetz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Box (3)/den Boxen (3 , 4) außer der Zentralelektronik auch Schaltmittel für die Sicherungs- und Verteilerfunktion integriert sind (SP-Boxen), die vorzugsweise alle Nieder- und Hochstrompfade zu den angrenzenden Verbrauchern in der SP-Box (absichert.6. Vehicle electrical system according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the box (3) / the boxes (3, 4) in addition to the central electronics also switching means for the fuse and distributor function are integrated (SP boxes), which are preferably all low and high current paths to the adjacent consumers in the SP box (protected.
7. Bordnetz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Signal- und Powerleitungen von der SP-Box (3)/den SP- Boxen (3, 4) ausgehen.7. electrical system according to claim 6, characterized in that the signal and power lines from the SP box (3) / the SP boxes (3, 4) emanate.
8. Bordnetz nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgänge der Anschlusskabel durch Schalter (Mosfets und/oder Relais) (26, 27) und/oder reversible Sicherungen (Polyswit- ches) (36) abgesichert sind. 8. Vehicle electrical system according to claim 5 or 6, characterized in that the outputs of the connecting cables are protected by switches (Mosfets and / or relays) (26, 27) and / or reversible fuses (polyswitches) (36).
9. Bordnetz nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen SP-Boxen (3 , 4) alle Funktionen des angrenzenden Raums bedienen.9. Vehicle electrical system according to one of claims 6 to 8, characterized in that the individual SP boxes (3, 4) serve all functions of the adjacent room.
10. Bordnetz nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse der Box (3)/den Boxen (3, 4) als Stecker (5, 6) und/oder als Direktkontaktierung (12) ausgebildet sind.10. Vehicle electrical system according to one of claims 1 to 9, characterized in that the connections of the box (3) / the boxes (3, 4) as a plug (5, 6) and / or as a direct contact (12) are formed.
1 1. Bordnetz nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die einer Seite der einzelnen Box (3, 4) Stecker (5, 6) und die andere Seite Direktkontaktierungen (12) aufweist.1 1. Vehicle electrical system according to claim 10, characterized in that one side of the individual box (3, 4) connector (5, 6) and the other side has direct contacts (12).
12. Bordnetz nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Boxen (3, 4) an die j eweils angrenzenden12. Vehicle electrical system according to one of claims 1 to 1 1, characterized in that the individual boxes (3, 4) adjoining each one
Verbraucher und Sensoren angeschlossen sind.Consumers and sensors are connected.
13. Bordnetz nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Energiespeicher an wenigstens eine der SP-Boxen (3) ange- schlössen ist.13. Vehicle electrical system according to one of claims 6 to 12, characterized in that an energy store is connected to at least one of the SP boxes (3).
14. Bordnetz nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher und die zugehörige SP-BoX (3), die zum Starten des Motors benutzt werden, in der Nähe des Motors ange- bracht sind und dass der Generator (G) mit diesem Energiespeicher verbunden ist. 14. Vehicle electrical system according to claim 13, characterized in that the energy store and the associated SP-BoX (3), which are used to start the engine, are attached in the vicinity of the engine and that the generator (G) with this energy store connected is.
15. Bordnetz nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass diese dem Energiespeicher zugeordnete SP-Box (3) die weiteren SP-Boxen (4) mit Strom versorgt.15. The electrical system according to claim 13 or 14, characterized in that this SP box (3) assigned to the energy store supplies the further SP boxes (4) with current.
16. Bordnetz nach einem der Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere(n) SP-Box(en) (13) den Strom für den hinteren Raum (Innen- und Kofferraum) verteilen und absichern.16. Vehicle electrical system according to one of claims 5 to 15, characterized in that the front (n) SP box (s) (13) distribute and secure the electricity for the rear space (interior and trunk).
17. Bordnetz nach einem der Ansprüche 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Batterie (Stützbatterie) im Fahrzeughinterteil untergebracht ist und mit der dortigen SP-Box verbunden ist.17. Vehicle electrical system according to one of claims 6 to 16, characterized in that a second battery (backup battery) is accommodated in the rear part of the vehicle and is connected to the SP box there.
18. Bordnetz nach einem der Ansprüche 6 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine SP-Box die Masterfunktion in der Software-Strukturierung aufweist und dass die restliche SP-Boxen Slave-Funktionen (d.h. sie nehmen nur Signale auf und steuern Verbraucher an) aufweisen.18. Vehicle electrical system according to one of claims 6 to 17, characterized in that an SP box has the master function in the software structuring and that the remaining SP boxes have slave functions (ie they only pick up signals and control consumers) ,
19. Bordnetz nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Slave-Boxen ein Notprogramm für eine minimale Verarbeitung aufweisen, wenn die Master-SP-Box ausfällt. 19. Vehicle electrical system according to claim 18, characterized in that the slave boxes have an emergency program for minimal processing if the master SP box fails.
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