EP3688854A1 - Mehrstrangversorgungseinheit für ein fahrzeugsteuergerät - Google Patents

Mehrstrangversorgungseinheit für ein fahrzeugsteuergerät

Info

Publication number
EP3688854A1
EP3688854A1 EP18759071.6A EP18759071A EP3688854A1 EP 3688854 A1 EP3688854 A1 EP 3688854A1 EP 18759071 A EP18759071 A EP 18759071A EP 3688854 A1 EP3688854 A1 EP 3688854A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
supply
voltage
svs2
svsl
strand
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.)
Pending
Application number
EP18759071.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hartmut Schumacher
David Voigt
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP3688854A1 publication Critical patent/EP3688854A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/20—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for electronic equipment
    • 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
    • B60R16/03—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 for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/06—Arrangements for supplying operative power
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H11/00—Emergency protective circuit arrangements for preventing the switching-on in case an undesired electric working condition might result
    • H02H11/002—Emergency protective circuit arrangements for preventing the switching-on in case an undesired electric working condition might result in case of inverted polarity or connection; with switching for obtaining correct connection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H11/00—Emergency protective circuit arrangements for preventing the switching-on in case an undesired electric working condition might result
    • H02H11/002—Emergency protective circuit arrangements for preventing the switching-on in case an undesired electric working condition might result in case of inverted polarity or connection; with switching for obtaining correct connection
    • H02H11/003—Emergency protective circuit arrangements for preventing the switching-on in case an undesired electric working condition might result in case of inverted polarity or connection; with switching for obtaining correct connection using a field effect transistor as protecting element in one of the supply lines
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/20—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
    • H02H7/268—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured for dc systems
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/10—Parallel operation of dc sources
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/10—Parallel operation of dc sources
    • H02J1/108—Parallel operation of dc sources using diodes blocking reverse current flow
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/26—Pc applications
    • G05B2219/2637—Vehicle, car, auto, wheelchair
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/46—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for ICE-powered road vehicles

Definitions

  • the invention is based on a multi-strand supply unit for a vehicle control unit according to the preamble of independent claim 1.
  • the subject of the present invention is also an operating method for such a multi-strand supply unit.
  • Electronic control devices in a vehicle are usually powered by a first switchable terminal (KL 15 R), which is connected in a first ignition lock position (radio) with a power source, and / or via a second switchable terminal (KL 15), which in a second ignition lock position (ignition) is connected to a power source.
  • KL 15 R first switchable terminal
  • KL 15 second switchable terminal
  • a supply current from the permanent plus terminal is almost zero when the vehicle is parked in active "SIep mode".
  • non-active "SIep" mode ie in the controller's normal operating mode, the required supply current is provided from the continuous plus terminal
  • the first switchable terminal and / or the second switchable terminal are redundant In addition to the supply redundancy, this has the advantage that the switched supply strands can also be used for redundant wake-up signaling for the corresponding control device
  • the primary wake-up function and / or the SIeep Mode can be controlled by means of suitable bus activities or bus commands
  • the supply lines provided are polarity protected in the control unit and linked to "wired-or".
  • the "wired-or-connection" of the power supply lines in the control unit also serves to supply the control unit with redundant power during normal operating mode.
  • silicon diodes have been used as reverse polarity protection in the continuous current range up to 2 A. This leads to voltage drops of up to an IV and to a power loss of up to 2 W.
  • Schottky diodes are used, allowing a continuous current of up to 4 A to be displayed well, with voltage drops below 0.6 V resulting in a power loss of can lead to up to 2.4W.
  • the multi-strand supply unit for a vehicle control unit with the features of independent claim 1 and the operating method for a multi-strand supply unit have the advantage that the voltage drops for the polarity reversal and thus the power losses of the individual supply strands during continuous power operation can be significantly reduced by the parallel to the protection diodes connected switching elements ,
  • the protective diodes in each supply line advantageously provide a static and / or dynamic polarity reversal protection and a regenerative protection.
  • embodiments of the multi-strand supply unit for a vehicle control unit take into account not only the polarity reversal protection but also further filter circuits for subsequent switching regulators.
  • Embodiments of the multi-strand supply unit for a Vietnamese horrge- device are preferably designed as two-strand supply units, usually a first supply line via a permanent plus terminal of an ignition is permanently powered and a second supply line is powered by a switchable terminal of the ignition with energy.
  • a first supply line via a permanent plus terminal of an ignition is permanently powered and a second supply line is powered by a switchable terminal of the ignition with energy.
  • a switchable terminal of the ignition with energy are preferably designed as two-strand supply units, usually a first supply line via a permanent plus terminal of an ignition is permanently powered and a second supply line is powered by a switchable terminal of the ignition with energy.
  • the multi-strand supply unit for Vehicle control unit in sleep mode of the corresponding control unit via the supply lines only currents below 100 ⁇ .
  • embodiments of the multiple-train supply unit for a vehicle control unit monitor the individual supply lines, in particular to detect a lack of a supply line or a short circuit of a supply line.
  • Embodiments of the multiple-strand supply unit for a vehicle control unit are advantageously designed such that an energy store can be used as output load.
  • This energy store is preferably designed as a capacitor and can provide energy for a defined period of usually a few 100 to 10 ms to maintain the control unit supply in the event of break-in, short-circuit and / or interruption of the multi-string supply unit without large parts of this energy being returned to the multiple-string supply unit. be fed.
  • embodiments of the multi-strand supply unit for a vehicle control device prevent a permanent regeneration from one supply strand to another supply strand when the supply strands have different voltage levels. Even with dynamic processes, in particular with AC voltage components on the DC voltages of the supply lines, a dynamic energy recovery is limited in an advantageous manner.
  • embodiments of the multi-string supply unit for a vehicle control device include protective measures against positive or negative pulses on the supply lines and in particular allow unbalanced clamping or limiting the positive and negative pulses.
  • Embodiments of the present invention provide a Mehrstrangversor- supply unit for a vehicle control unit, with at least two supply lines, which are each connected at the input to at least one vehicle voltage source and merged at the output in a common node, and a protection device which in the at least two supply lines each comprises at least one first protective diode, which in the forward direction between the at least one driving voltage source and the node in the at least two supply lines is looped.
  • at least one switching element is connected in parallel to the at least one protective diode in the at least two supply lines.
  • an evaluation and control unit detects at the inputs of the at least two supply lines each a strand voltage and at the common node a polarity protected supply voltage and evaluates them. Depending on the evaluation, the evaluation and control unit controls the switching elements in the at least two supply lines via corresponding drive signals.
  • an operating method for such a multi-strand supply unit which detects and evaluates at the inputs of the at least two supply strands each a strand voltage at the common node a reverse polarity protected supply voltage.
  • the switching elements in the at least two supply lines are controlled as a function of the evaluation via corresponding control signals.
  • the evaluation and control unit can be understood as meaning an electrical device, such as a control unit, in particular a driver assistance control unit, an integrated safety system or an airbag control unit, which detects detected sensor signals, such as video signals, radar signals, lidar signals, temperature signals, infrared signals, Position signals, acceleration signals, pressure signals, yaw rate signals, etc., and / or processed voltages or currents and / or evaluates.
  • the evaluation and control unit may have at least one interface, which may be formed in hardware and / or software. In the case of a hardware-based configuration, the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains a wide variety of functions of the evaluation and control unit.
  • the interfaces may be separate, integrated circuits or to consist at least partly of discrete components.
  • the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.
  • a computer program product with program code which is stored on a machine-readable carrier such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory, is also of advantage and is used to perform the evaluation when the program is executed by the evaluation and control unit.
  • a hardware control unit can generate the drive signals for the at least one switching element.
  • a hardware control unit is understood below to mean an electrical circuit which is constructed from discrete electronic or electrical components or components, so that very fast evaluation processes for detecting internal conditions and short switching times can be implemented. This means that the hardware control unit via corresponding contacts and connections can be connected directly to the inputs of the supply lines and the common node and can be powered by the common node with energy.
  • the hardware control unit or parts of the hardware control unit can be switched on or off via a sleep input.
  • the evaluation and control unit can close the at least one switching element via the drive signals generated by the hardware control unit when a difference between the corresponding string voltage and the reverse polarity protected supply voltage at the common node exceeds a predetermined first threshold value. Thereby, a voltage drop across the corresponding supply line and thus the power loss can be reduced in an advantageous manner.
  • the evaluation and control unit can open the at least one switching element via the drive signals generated by the hardware control unit when the difference between the corresponding phase voltage and the reverse polarity protected supply voltage at the common node falls below a predetermined second threshold or negative. As a result, a return from the common node over the closed switching element in the affected supply line can be prevented.
  • a difference between the first threshold and the second threshold may be set via a variable resistor in the hardware controller.
  • a hysteresis for the switching elements in the individual supply lines can advantageously be specified in order to improve the stability of the switching decision.
  • all switching elements are identical and are operated with identical hysteresis. In this case, a common setting of the hysteresis for all switching elements is sufficient.
  • a separate hysteresis can be specified for each switching element.
  • the internal resistance of the switching element, the stability of the switching decision and the return current detection level in the associated supply line can be taken into account.
  • the stability of the switching decision can be made dependent on the individually to be detected feedback current and adjusted to the internal resistance of the switching elements used.
  • the evaluation and control unit may comprise a computer unit which individually checks the at least two supply lines as a function of predetermined conditions.
  • the computer unit for checking the at least two supply lines generate at least one control signal and output to the hardware control unit, which can generate and output the corresponding drive signals for the at least one switching element in response to the at least one control signal.
  • the switching elements in the individual supply lines can be opened briefly and the reactions of the individual phase voltages and the reverse polarity protected supply voltage at the common node detected and evaluated.
  • an internal resistance of the corresponding supply line can be determined and evaluated.
  • the quality of the supply line is inversely proportional to the internal resistance, ie the quality of the supply line decreases with increasing internal resistance.
  • the computer unit can generate a warning message and / or make an error storage and output via an audible and / or optical output unit and / or via a diagnostic interface, if the computer unit a line break and / or a problem and / or recognizes a poor quality in the at least two supply lines.
  • the driver can be warned in good time and take over control of at least semi-automatic functions again or the problem can be corrected at the next service. For example, error type, error location and error time can be stored until the next service.
  • one field-effect transistor can form the at least one first protective diode and the at least one switching element in the at least two supply strings.
  • the field effect transistors are as These P-channel MOS
  • PMOSFET Field effect transistors
  • at least one second protective diode can be arranged in the at least two supply lines in each case parallel to the at least one first protective diode and to the at least one switching element.
  • the at least one second protection diode protects the corresponding switching element, in particular in an embodiment as a PMOSFET, against high negative voltage pulses which, for example, during switching operations, such as switching off an arranged parallel to the control unit inductance, such as seat heating, window heating, etc., on the supply line can arise.
  • the at least one second protection diode can preferably be designed as a powerful suppressor diode (TSV) with a breakdown voltage in the range of 24V to 40V.
  • TSV powerful suppressor diode
  • the outputs of the at least two supply strands can each be connected to the common node or jointly at the common node via at least one third protective diode to ground, which is adapted to reduce a positive pulse load of the at least two supply strands.
  • the at least one third protective diode can be a negative occurring at the common node Limit the voltage to a predefined value and trigger an electrical vehicle fuse in the event of reverse polarity in the event of a faulty line switch.
  • the negative voltage may be limited to a value in the range of -0.3V to -1.2V.
  • the supplementation of the circuit with the central at least one third protection diode serves to protect the multiple-strand supply device against positive pulses including a load dump. If there is a positive pulse load in one of the supply strands, the pulses are clamped or limited by the at least one third protection diode.
  • the at least one third protective diode can preferably be designed as a high-performance suppressor diode (TSV) with a breakdown voltage in the range from 30 V to 42 V.
  • the static reverse polarity safety of the supply line is not adversely affected by the additional at least one second protection diode and the at least one third protection diode.
  • the use of the at least one second protective diode and the at least one third protective diode results in the possibility of asymmetrical clamping or limitation of negative or positive supply pulses, whereby the size or absorption performance of the negative clip element is decoupled from that of the positive clip element can.
  • the unidirectional clamping at the common node advantageously combines extended protection against reverse polarity in the event of a defect of a switching element in the supply line with the aim of triggering the line fuse before damage occurs in the control device.
  • the inputs of the at least two supply lines can each be connected and attenuated by means of at least one RC element which comprises an ohmic resistance and a capacitance.
  • the outputs of the at least two supply strands can each be individually in front of the common node or together at the common node by at least one RC element, which comprises an ohmic resistance and a capacity, connected to ground and attenuated.
  • the dimensioning of the RC elements depends on the equivalent inductances and currents of the individual supply strings.
  • the common node can be connected via a passive filter with the control unit.
  • the passive filter can have an energy reserve, which can compensate for a brief voltage dip.
  • the energy reserve may preferably comprise a capacitor.
  • the passive filter can be designed as a multi-strand T filter. In each case, a first filter inductance can be looped in in the at least two supply lines between the switching element and the common node, and a common second filter inductance can be connected between the common node and a filter output.
  • This embodiment allows a symmetrical connection of the supply lines to the subsequent control unit and enables cut-off frequencies of less than 20 kHz in order to support subsequent switching regulators of the control unit with respect to a power supply rejection ratio (PSSR) for interference frequencies above the control frequency.
  • PSSR power supply rejection ratio
  • the individual phase voltages can be compared with each other and / or with the reverse polarity protected supply voltage and depending on the comparisons the control signals for the at least one switching element via the hardware control unit are generated.
  • the at least two supply strands can be checked individually during operation as a function of predetermined conditions.
  • the at least one switching element of the supply line to be tested can be opened and the reactions of the corresponding strand voltage and the reverse polarity protected supply voltage at the common node can be detected and evaluated at a first check of the individual supply strands.
  • a line interruption in the supply line to be tested can be detected if the corresponding phase voltage is below a predetermined minimum limit when the switching element is open, for example in a voltage range between 0 V and 6 V.
  • the opened switching element is closed again and the next supply line can be checked by the corresponding switching element is opened.
  • the thesis review of a supply line by opening the associated switching element endangers the control unit supply in any way, since the affected supply line via the first protection diode and additionally via the parallel second protection diode can still ensure the control unit supply.
  • the operating method can be closed at a second review of at least two supply lines only the corresponding switching element of the supply line to be tested, and the switching elements of the other supply strands can be opened, and the reaction of the corresponding strand voltage in loaded supply line to be tested can be detected and be evaluated.
  • a problem which is caused for example by poor contacts or too high a replacement resistance of the supply line to be tested, be recognized in the loaded supply line to be tested if the corresponding phase voltage is below a predetermined load limit with closed switching element.
  • the individual phase voltages can be compared with each other and each with a vehicle voltage of the connected vehicle voltage source. Based on the comparison, an internal resistance of the corresponding supply string can be deduced. Likewise, it can be concluded by evaluating all phase voltage differences before and after the shutdown of the corresponding switching element to the internal resistance of the supply line when a known change in current occurs.
  • a warning message can be generated and / or fault storage can be carried out and output via an audible and / or optical output unit and / or via a diagnostic interface, if a line interruption and / or a problem and / or poor quality in the at least two supply strings is detected.
  • the poor quality can be recognized, for example, by the fact that the internal resistance exceeds a predetermined limit.
  • the driver can be warned in good time and take over control of at least semi-automatic functions again or the problem can be corrected at the next service. For example, error type, error location and error time can be stored until the next service.
  • FIG. 1 is a schematic circuit diagram of an embodiment of a multi-line power supply unit for a vehicle control device according to the present invention having a first embodiment of a protection device.
  • FIG. 2 shows a schematic circuit diagram of a second exemplary embodiment of an inventive IV power supply unit for a vehicle control unit with a first exemplary embodiment of a protective device.
  • FIG. 3 shows a schematic circuit diagram of a second exemplary embodiment of a protective device for the multi-strand supply units according to the invention from FIGS. 1 and 2, which is connected to an energy source.
  • Fig. 4 shows a schematic circuit diagram of the protective device of Fig. 3, which is connected to two power sources.
  • FIGS. 1 and 2 shows a schematic circuit diagram of a third exemplary embodiment of a protective device for the multiple-strand supply units according to the invention from FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 6 shows a schematic circuit diagram of a third exemplary embodiment of an inventive IV power supply unit for a vehicle control unit with a fourth exemplary embodiment of a protective device.
  • FIG. 7 shows a schematic circuit diagram of an exemplary embodiment of a hardware control unit for an evaluation and control unit of the IV power supply unit according to the invention for a vehicle control device from FIG. 6.
  • FIG. 8 shows a characteristic diagram of voltages during a normal operation of the vehicle power supply unit according to the invention for a vehicle control device from FIG. 1 with the protective device from FIG. 3.
  • FIG. 9 shows a characteristic diagram of different sizes of the inventive IV supply unit for a vehicle control unit from FIGS. 1 and 2 with the protective device from FIG. 4, wherein the multiple-string supply device has different DC components and is disturbed by a 1 kHz sinusoidal interference voltage.
  • 10 shows a characteristic diagram of different sizes of the multi-line power supply unit according to the invention for a vehicle control device from FIGS. 1 and 2 with the protective device from FIG. 4, wherein the multi-line power supply device has different DC components.
  • the illustrated exemplary embodiments of a multi-line supply unit 1A, 1B, IC for a vehicle control device 2 each comprise at least two supply lines S1, S2, which are each connected at the input to at least one vehicle voltage source B, B1, B2 and on Output are combined in a common node KP, and a protective device 3A, 3B, 3C, 3D, which in the at least two supply lines Sl, S2 each comprise at least one first protective diode Dvsl, Dvs2, which in the forward direction between the at least one vehicle voltage source B, Bl , B2 and the node KP in the at least two supply lines Sl, S2 is looped.
  • At least one switching element Svsl, Svs2 is connected in parallel to the at least one protective diode Dvsl, Dvs2 in the at least two supply lines Sl, S2, wherein an evaluation and control unit 10A, 10B, IOC at the inputs of the at least two supply lines Sl, S2 respectively a line voltage VS1, VS2 and at the common node KP detects a polarity protected supply voltage VP and evaluates.
  • the evaluation and control unit 10A, 10B, IOC controls the switching elements Svsl, Svs2 in the at least two supply lines Sl, S2 via corresponding drive signals Svsl_CTL, Svs2_CTL.
  • the multi-strand supply unit 1A, 1B, IC is in each case designed as a two-strand supply unit with two supply lines Sl, S2. In alternative embodiments, not shown, the multi-strand supply unit 1A, 1B, IC may also have more than two supply lines Sl, S2.
  • the first protective diodes Dvsl, Dvs 2 are designed for static and / or dynamic polarity reversal protection, a security of supply with open switching element Svsl, Svs2 and used for a backfeed protection.
  • the switching elements Svsl, Svs2, which are arranged parallel to the first protective diodes Dvsl, Dvs2, are used in the precautionary strands S1, S2.
  • Control unit 10A, 10B, IOC compares the individual phase voltages VS1, VS2 with each other and / or with the reverse polarity protected supply voltage VP and generates the control signals Svsl_CTL, Svs2_CTL for the switching elements Svsl, Svs2 as a function of the comparisons via a hardware control unit 12A, 12B, 12C.
  • the hardware control unit 12A, 12B, 12C uses connections to the two supply lines Sl, S2 via the terminals VS1JN, VS2JN and to the common node KP via the terminal VPJN.
  • the hardware control unit 12 A, 12 B, 12 C is supplied with the reverse polarity protected supply voltage VP and ground GND via the terminals VPJN and GND.
  • the evaluation and control unit 10A, 10B, IOC closes the switching elements Svsl, Svs2 via the hardware control unit 12A, 12B, 12C when a difference between the corresponding string voltage VS1, VS2 and the reverse polarity protected supply voltage VP at the common
  • junction KP exceeds a predetermined first threshold.
  • the evaluation and control unit 10A, 10B, IOC opens the switching elements Svsl, Svs2 via the hardware control unit 12A, 12B, 12C when the difference between the corresponding string voltage VS1, VS2 and the reverse polarity protected supply voltage VP at the common node KP a predetermined second threshold falls below or becomes negative.
  • a difference between the first threshold and the second threshold is adjustable via a variable resistor Rhys in the hardware controller 12A, 12B, 12C.
  • a first switching element Svsl is closed for real vehicle supplies when a first drive signal Svsl_CTL has a low value.
  • the first switching element Svsl can close depending on the definition of either a logic "high” or a logic “low” signal. This is the case when a first phase voltage VS1 is greater than a differential voltage. is from the reverse polarity protected supply voltage VP and a predetermined hysteresis. Otherwise, the first switching element Svsl remains open.
  • a second switching element Svs2 is normally closed for real vehicle supplies when a second drive signal Svs2_CTL has a low value.
  • the second drive signal Svs2_CTL is processed in a special driver for the second switching element Svs2, depending on the definition, either logic "high” or logic “low” signals can close the second switching element Svsl. This is the case when a second phase voltage VS2 is greater than a difference between the reverse polarity protected supply voltage VP and a predetermined hysteresis. Otherwise, the second switching element Svs2 remains open.
  • the switching hysteresis advantageously prevents the switching elements Svsl, Svs2 from oscillating since, after the corresponding switching element Svsl, Svs2 has closed, the reverse polarity-protected supply voltage VP increases only slightly below the supplying string voltage VS1, VS2 due to the low switch resistance.
  • the switching hysteresis can either be preset for the structurally identical switching elements Svsl, Svs2. In the illustrated performance games, the hysteresis can be adjusted via the optional resistor Rhys. Decisive for the adaptation are the internal resistances of the switching elements Svsl, Svs2, the phase current height in the supply direction a desired stability of the switching decision and a return current detection level in the corresponding supply line Sl, S2.
  • the evaluation and control unit 10A, 10B, IOC comprises a computer unit 14A, 14B, 14C which individually checks the two supply lines S1, S2 in dependence on predetermined conditions.
  • the computer unit 14A, 14B, 14C For checking the two supply strings Sl, S2, the computer unit 14A, 14B, 14C generates corresponding control signals STR1_CTL, STR2_CTL and outputs them to the hardware control unit 12A, 12B, 12C.
  • the hardware control unit 12A, 12B, 12C generates the corresponding drive signals Svsl_CTL, Svs2_CTL in response to the control signals STR1_CTL, STR2_CTL and outputs them to the two switching elements Svsl, Svs2 or their drivers.
  • the hardware control unit 12A, 12C and the computer unit 14A, 14C of the evaluation and Control unit 10A, IOC designed as a unit and can be arranged in the region of the switching elements Svsl, Svs2 or executed as part of the control unit.
  • the hardware control unit 12B and the computer unit 14B of the evaluation and control unit 10B are arranged separately from one another.
  • the hardware control unit 12 B is arranged in the area of the switching elements Svsl, Svs2, and the computer unit 14 B is integrated in the control unit 2.
  • the multi-strand supply unit 1B for a vehicle control unit 2 is coupled to a switching regulator 2.1 of the control unit 2 via a passive filter 20 to the common node KP of the multi-strand supply unit 1B.
  • the passive filter 20 attenuates disturbances of the vehicle electrical system, in particular sinusoidal horns over 5 kHz to 20 kHz, suppresses the reaction of the switching regulator 2.1 to the electrical system and ensures the supply of the control unit 2 in the case of short-term dips of the reverse polarity protected supply voltage VP.
  • an advantageous embodiment 20C of the passive filter 20 will be described below.
  • the protective device 3B of the multi-strand supply unit 1A is connected to only one vehicle energy source B, which is represented as a permanent vehicle voltage VB via a first line, which is represented by a first ohmic resistance Ril and a first line inductance Lil, the first supply line Sl and as guided via a second line, which is represented by a second ohmic line resistance Ri2 and a second line inductance Li2, and supplied via an ignition lock ZS vehicle voltage VB supplies the second supply line S2.
  • the protective device 3B of the multi-strand supply unit 1A is connected to two vehicle energy sources B1, B2.
  • a first vehicle energy source Bl supplies as a permanently first vehicle voltage VB1 via a first line, which is represented by a first ohmic line resistance Ril and a first line inductance Lil, the first supply line Sl, and a second vehicle energy source B2, as supplied via a second line, which is represented by a second ohmic line resistance Ri2 and a second line inductance Li2, and via the ignition lock ZS switched second vehicle voltage VB2 the second supply line S2.
  • the outputs of the illustrated exemplary embodiments are each connected and attenuated individually in front of the common node KP by an RC element with ground GND, which comprises an ohmic resistor Rs11, Rs21 and a capacitor Cs11, Cs21 , Since a connection to a vehicle energy source B1, B2 in addition to the ohmic line resistance Ril, Ri2 also includes the line inductance Lil, Li2, can be determined by the RC elements due to the
  • the dimensioning of the RC elements depends on the line inductances Lil, Li2 and the
  • the characteristic diagram of FIG. 8 shows a characteristic diagram of voltages during a simulation of a normal operation of the multi-string supply unit 1A according to the invention for a vehicle control device 2 from FIG. 1 with the protective device 3B from FIG. 3.
  • the vehicle voltage VB is applied, so that the first phase voltage VS1 is greater than the difference between reverse polarity protected supply voltage VP and the set hysteresis and the first switching element Svsl is closed.
  • the second phase voltage VS2 is smaller than the difference between polarity protected supply voltage VP and the set hysteresis, so that the second switching element Svs2 remains open. Therefore, the first supply line Sl at time 1, the entire supply Ström IVP for the subsequent load RL and a subsequent control unit.
  • the first phase voltage VS1 is smaller than the vehicle voltage VB by the voltage drop V_Ril caused by the supply current IVP at the line resistance Ri of the first supply line S1.
  • the reverse polarity protected supply voltage VP is smaller than the first phase voltage by the voltage drop V_Ril across the first switching element Svsl
  • the volume resistance of the first switching element Svsl in the illustrated embodiment has a value of about 10 mOhm and is therefore much smaller than the line resistance Ril of about 100 mOhm.
  • the volume resistance of the first switching element Svsl is dependent on the size of the transistor used. As a result, the voltage drop V_Svsl across the switching element Svsl is also much smaller than the voltage drop V_Ril across the line resistance Ri, so that the line resistance Ri of the first supply line S1 and not the bridged first protection diode Dvsl is decisive for the level of the reverse polarity protected supply voltage VP.
  • the condition applies at the beginning in the currentless second supply line S2 that the second line voltage VS2 corresponds to the vehicle voltage UB and is greater than the difference between reverse polarity protected supply voltage VP and the set hysteresis. Therefore, at time 2, the second switching element Svs2 in the second supply line S2 is closed.
  • the result is a provision of the supply current IVP via two supply lines Sl, S2, wherein the line resistors Ril, Ri2 of the supply lines are largely responsible for the current distribution in the supply lines Sl, S2 and not the Verpolungstikele- elements of the protection device 3B.
  • the first supply line S1 represents 54% of the supply current IVP ready and the second supply line S2 provides 46% of the supply current IVP.
  • the characteristic curve diagram from FIG. 9 shows various signal profiles of the multi-line power supply unit 1A for a vehicle control device 2 from FIG. 1 with the protective device 3B from FIG. 4, the two vehicle voltages VB1, VB2 being applied to the two supply lines S1, S2. have different DC components and are each disturbed by a sinusoidal noise.
  • the interference voltage can be generated for example by a vehicle generator.
  • the first vehicle voltage VB1 has a DC voltage component of 13.5 V and a first interference voltage with an amplitude of 4 V and a frequency of 1 kHz.
  • the second vehicle voltage VB2 has a DC component of 11.5 V and a second interference voltage with an amplitude of 4 V and a frequency of 1 kHz, the first interference voltage and the second interference voltage having a phase shift of 90 °.
  • the first vehicle voltage VB1 is greater than the second vehicle voltage VB2 and the first line voltage VS1 is greater than the difference between the reverse polarity protected supply voltage VP and the hysteresis.
  • the voltage drop VS1-VP across the first supply line Sl is very low and the power loss P_Svsl of the first switch element Svsl is extremely low despite the high current Ivsl of about 14 A in the first supply line Sl with about 2 W.
  • the power loss of a comparable protective diode without a parallel switching element Svsl would be at the same conditions between 7 W and 11 W.
  • the second vehicle voltage VB2 is smaller than the difference between the reverse polarity protected supply voltage VP and the hysteresis. This has the consequence that the second switching element Svs2 is open. As a result, no current IVS2 flows in the second supply line S2 and a reverse voltage is applied to the first protection diode Dvs2 of the second supply line S2, which prevents a return feed from the first supply line Sl in the second supply line S2. Thus, the supply of the controller 2 takes place at time 1 exclusively via the first supply line Sl. As can be seen from FIG.
  • the phase voltages VS1, VS2 and the reverse polarity-protected supply voltage VP are close to each other at time 2, so that due to the determining resistive line resistances Ril, Ri2 of the supply lines S1, S2 a division of the load current IL onto the two supply lines Sl, S2 is coming. Due to this distribution of power, the power losses P_Svsl, P_Svs2 of the switching elements Svsl, Svs2 reduce considerably to a value of about 0.2 W.
  • the voltage drop VS2-VP over the second supply line corresponds to the voltage drop VS1-VP over the first supply line Sl and is 50 mV approximately three times lower than the voltage drop VS1-VP across the first supply line S1 at time 1.
  • IC in embodiments of the multi-strand supply unit 1A, 1B, IC according to the invention even with dynamic voltage differences at the supply lines VS1, VS2 of the control unit no static feedback from a supply line Sl, S2 in the other supply line Sl, S2. Furthermore, dynamic regenerations are also energy-limited and are essentially limited to the contents of the capacitances Csl, Cs2, Cp of the RC filters. Furthermore, the power losses P_Svsl, P_Svs2 of the switching elements Svsl, Svs2 are low and less than
  • the characteristic curve diagram from FIG. 10 shows various signal profiles of the multi-strand supply unit 1A for a vehicle control device 2 from FIG. 1 with the protective device 3B from FIG. 4, wherein the two vehicle voltages VB1, VB2 which are applied to the two supply lines S1, S2 have different DC voltage components exhibit and not through
  • the first vehicle voltage VB1 has a DC voltage component of 13.5 V and the second vehicle voltage VB2 has a DC component of 12.5 V.
  • the first vehicle voltage VB1 is greater than the second vehicle voltage VB2.
  • This results in a supply current IVP which is about two-thirds of the current IVS1 of the first supply line Sl (IVS1 »8.2 A) and one-third of the current IVS3 (IVS2» 3.5 A) of the second supply line S2 for an assumed supply current IVP or IL of 11.75 A.
  • the line resistances Ril, Ri2 of the supply lines S1, S2 are decisive for the current distribution of high-current control devices, since internal impedances of the control device 2 almost no longer play a role due to the power loss reduction.
  • the advantage of embodiments of the multiple-line supply unit 1A, 1B, IC according to the invention is that in addition to the redundancy for signaling a supply error with secure assumption of driver control via an at least partially autonomous vehicle function, also a permanent power loss reduction in the protective device 3A, 3B, 3C, 3D is achieved due to the power distribution.
  • the voltage drops VSl-Vp, VS2-Vp across the supply lines Sl, S2 are extremely low at 82 mV and 35 mV.
  • a respective field-effect transistor FET1, FET2 forms the first protective diode Dvsl, Dvs2 and the corresponding switching element Svsl, Svs2 in the two supply lines Sl, S2 off.
  • the field effect transistors FET1, FET2 are each designed as a P-channel power MOSFET.
  • the protective device 3B, 3C, 3D respectively has a second protective diode Dzsl, Dzs2 in the two supply lines S1, S2 in parallel with the first protective diode Dvsl, Dvs2 and the switching element Svsl, Svs2 ,
  • the second protection diodes Dzsl Dzs2 protect the switching elements Svsl, Svs2 and reduce a pulse load. tion of the switching elements Svsl, Svs2.
  • the switching elements Svsl, Svs2 can be protected from an ISO pulse load which can generate voltages of more than 40 V via the switching elements Svsl, Svs3.
  • the second protection diodes Dzsl, Dzs2 are in the illustrated embodiments as a suppressor diode (TSV) with a breakdown voltage in the range of 24 V to
  • the outputs of the two supply lines S1, S2 are connected in common to the common node KP via a third protective diode Dzp to ground GND, which has a positive pulse load two supply lines Sl, S2 reduced.
  • the outlets of the two supply lines S 1, S 2 are individually in front of the common Sannen node KP via a third protection diode Dzsll, Dzs21 connected to ground, which reduces a positive pulse load of the two supply strands Sl, S2.
  • the third protection diode Dzp, Dzsll, Dzs21 serve to protect against positive ISO pulses including a load drop. If there is a positive impulse load in a supply line S1, S2, then impulses above 30 V are clamped or limited by the third protective diodes Dzp, Dzsll, Dzs21 at the common node KP.
  • the breakdown voltage of the third protection diode Dzp, Dzsll, Dzs21 can be selected in the range between 30 V to 42 V.
  • the third protection diodes Dzp, Dzsll, Dzs21 lead to cost-effective solutions with MOSFETS as switching elements Svsl, Svs2 and enable unbalanced clamping or limitation of negative supply pulses through the second protection diodes Dzsl, Dzs2 and positive supply pulses through the third protection diodes Dzp, Dzsll , Dzs21, whereby the size and Absorbtions concerning the negative clip elements can be decoupled from those of the positive clip elements.
  • the unidirectional bracing at the common node KP combines enhanced protection against reverse polarity in the event of a string breaker defect with the aim of triggering the string fuse before it comes to damage in the control unit 2.
  • the passive filter 20 is in a particularly advantageous embodiment of the multi-strand supply unit IC as
  • Multi-strand T-filter 20C performed.
  • a first filter inductor LT1, LT2 is looped into the two supply strings S1, S2 between the switching element Svsl, Svs2 and the common node KP.
  • a common second filter inductor LT is connected between the common node KP and a filter output VZP.
  • the filter 20C can be adapted to the following switching regulator 2.1 of the control unit 2 with a switching frequency between 400 kHz to 4000 kHz.
  • the filter 20C has a buffer capacitor ⁇ , which is designed for example as a hybrid polymer ELKO with very small ESR.
  • the buffer capacitor ⁇ is coupled via an ohmic limiting resistor ⁇ , which has a value between 0.1 to 1 ohms and limits a peak current, coupled to the common node KP.
  • the buffer capacitor ⁇ connected via a coupling diode ⁇ with the filter output VZP.
  • the coupling diode ⁇ ensured fast and low-impedance buffering of the input voltage of the switching converter in the event of a short-term voltage breakdown of the first vehicle voltage VB1 and / or the second vehicle voltage.
  • the coupling diode ⁇ is preferably as Schottky
  • the multi-strand T-filter 20C advantageously allows a direct coupling of the multi-strand supply unit IC to the switching regulator 2.1 of the control unit 2.
  • the passive filter 20C attenuates disturbances of the electrical system, in particular high-frequency sinusoidal horns with a frequency of about 5 kHz to 20 kHz, suppresses the repercussions of the switching regulator 2.1 on the electrical system and ensures the supply of the control unit 2 in the event of voltage drops in the supply lines Sl, S2.
  • the first filter inductances LT1, LT2 integrated into the supply lines S1, S2 result in a
  • the detection of the reverse polarity protected supply voltage VP can be made after the inductive coupling, resulting in ohmic coil resistance RT1, RT2 additional hysteresis. If, in the illustrated exemplary embodiment, a short circuit to ground occurs in a supply line S1, S2, the monitoring of the line voltage VS1, VS2 against the reverse pole protected supply voltage VP at the common node KP and the limited opening speed of the switching elements Svsl, Svs2 can be achieved due to the limited switching speed Refreshments of energy stored in the buffer capacitor ⁇ not completely avoid, but compared to the embodiment shown in Fig. 2, the multi-strand supply unit 1B of FIG. 2 significantly improve.
  • the control lines are supplied to the control signals STR1_CTL, STR2_CTL of the hardware control unit 10A, 10B, 10C.
  • the supervising The unit 14A, 14B, 14C can thus briefly open the switching elements Svsl, SVs2. As a result, in the case of a line interruption in a supply line S1, S2, the line voltage VS1, VS2 drops below a predetermined value
  • Threshold This information is used to detect faults in the redundant control unit supply with the aim of getting the driver back on time
  • the sleep mode control signal N_SL is at the low logic level, and the hardware controller 12A, 12B, 12C will then receive only a very low supply current IVP at the terminal VPJN, which is much smaller than 10 ⁇ .
  • the hardware controller 12A, 12B, 12C will then receive only a very low supply current IVP at the terminal VPJN, which is much smaller than 10 ⁇ .
  • no appreciable current flows into the terminals VS1JN, VS2JN. This means that the current flowing into the terminals is also much smaller than 10 ⁇ .
  • the switching elements Svsl, Svs2 are in their "default state" in sleep mode, ie open
  • the control device 1 itself is not active in sleep mode and only receives a small supply current from the common node KP, which is smaller than 100 ⁇ Therefore, the voltage drop which the first protection diodes Dvsl, Dvs2 can cause is irrelevant If the control unit 2 is awakened, the sleep mode control signal N_SL changes to the high logic level and the hardware control unit 12A, 12B, 12C is activated. fourth. As can be further seen from FIGS.
  • the field effect transistors FET1, FET2 which are designed as P-channel power MOSFETs, conduct in the forward direction via bulk diodes Dsvl, Dsv2 between drain and source.
  • the driving of these field-effect transistors FET1, FET2 is effected by a positive source gate
  • a source-gate leakage resistance Rl_9, R2_9 (for example 100 kOhm) is placed in parallel with this zener diode ZD1_1, ZD2_1 in order to be able to reliably block the associated switching element Svsl, Svs2 in sleep mode. So in sleep mode with continuous supply in the supply lines
  • Resistors Rl_6, R2_6 are used to limit the current in the control lines of the drive signals Svsl_CTL, Svs2_CTL in the case of an active controller 2, which is a voltage VS11, VS21 before the first filter inductors LT1, LT2 and thus also at the terminals of the hardware control unit 10C in the range of 5V to 36V allows.
  • Resistors Rl_7 e.g.
  • RI_8 e.g., 51.1K ohms
  • R2_7 e.g., 23.7K ohms
  • R2_8 e.g.
  • Phase voltages VS1 VS2 are detected by the terminals VS1JN, VS2JN at the hardware control unit 10C and via switchable transistors Tl_ll, T2_ll to corresponding voltage dividers Rl_13 (eg 75 kOhms), Rl_14 (eg 8.25 kOhms) or R2_13 (eg 75 kOhms), R2_14 (eg 8.25 kohms).
  • the divided signals VS1_ADC, VS2_ADC are sent to the computer unit
  • PNP transistors Tl_ll, T2_ll are switchable to generate in the sleep mode no sense divider current from the line voltages VSl, VS2 to ground GND. Therefore, these transistors Tl_ll, T2_ll are switched by NPN control transistors Tl_10, T2_10 by means of the sleep mode control signal N_SL.
  • the sleep mode control signal N_SL points in sleep mode a low logic level and in normal mode a high logic level. Since the voltage detection of the phase voltages VS1, VS2 takes place before the protective device 3D, the switching stages are protected against reverse polarity by signal diodes D1_10, D2_10 and resistors R1_12, R2_12 (eg.
  • Resistors Rl_15, Rl_16 and R2_15, R2_16 (eg 23.7 kOhm, 51.1 kOhm and 23.7 kOhm, 51.1 kOhm, respectively) form a base voltage divider of the NPN control transistors Tl_10, T2_10.
  • the supply strands Sl, S2 are connected to one another in the passive filter via the first filter inductances LT1, LT2 and generate the reverse polarity-protected supply voltage VP at the common node KP.
  • the polarity protected supply voltage VP is supplied to the hardware control unit IOC at the terminal VPJN.
  • a positive supply voltage is supplied to comparators CM P_1, CMP_2 via a PNP switching transistor T12_l and a low pass filter R12_l, C12_l (eg 10 ohms, 10 i F) on corresponding positive supply pins.
  • a resistor R12_4 (e.g., 40.2 kohms) serves to limit the current in the drive path of the switching transistor T12_l.
  • a resistor R12_3 (eg, 51.1 kohms) serves as a base-emitter leakage resistor of the transistor T12_l.
  • Resistors R12_5, R12_6 (e.g., 23.7K ohms, 51.1K ohms) form one
  • the reverse polarity protected supply voltage VP of the coupled supply strings Sl, S2 is applied via series resistors Rl_m, R2_m (eg 100 ⁇ ) to minus inputs of the comparators CMP_1, CMP_2.
  • the strand tensions are applied via series resistors Rl_m, R2_m (eg 100 ⁇ ) to minus inputs of the comparators CMP_1, CMP_2.
  • VS1, VS2 at the inputs of the supply strings S1, S2 are applied to plus inputs of the comparators CMP_1, CMP_2 via the terminals VS1J N, VS2J N and series resistors Rl_p, R2_p (eg 5.1 kOhm).
  • the plus inputs of the comparators CMP_1, CMP_2 are each provided by a unidirectional nal Zener diode ZD1_10, ZD2_10, which, for example, enable a clamp voltage of 27 V.
  • the choice of the clamping voltages of the Zener diodes ZD1_10, ZD2_20 should preferably be below the clamping voltages of the protective diodes Dzsll, Dzs21, Dzp, so that at high positive pulse load in the electrical system, the switching elements Svsl, Svs2 the supply strands Sl, S2 are forcibly opened and the coupling of the control unit 2 only is still done via the first and second protection diodes Dvsl, Dvs2, Dzsl, Dzs2 the two supply strands Sl, S2. This can reduce the risk in the load-dump case.
  • "Open-collector outputs" of the comparators CMP_1, CMP_2 are via current limiting resistors Rl_3, R2_3 (eg
  • PNP switching transistors Tl_l, T2_l supplied. These switching transistors Tl_l, T2_l are arranged so that they short-circuit in the drive the source-gate voltage of the field effect transistors FETl, FET2. As a result, the blocking of the field effect transistors FET1, FET2 can be forced and the supply lines S1, S2 can be converted into the polarity protected state.
  • the comparators CMP_1, CMP_2 used preferably have a "common mode range" which, independently of the positive supply voltage of the comparators CMP_1, CMP_2, can for example be 44 V above a voltage potential at the ground connection of the comparators.
  • the PNP switching transistors Tl_l, T2_l for blocking the field effect transistors FET1, FET2 in the supply lines S1, S2 can be activated in addition to the comparators CMP_1, CMP_2 by control signals STR1_CTL, STR2_CTL of the computer unit 14 with the aid of NPN control transistors Tl_2, T2_2, and thus a transfer of the Supply strings Sl, S2 in a reverse polarity protected operation on the first protection diodes Dvsl, Dvs2 force.
  • Resistors Rl_2, R2_2 (eg 7.5 kOhm) are used to limit the current during control.
  • Resistors Rl_4, Rl_5 and R2_4, R2_5 serve as the base voltage divider of the NPN control transistors Tl_2, T2_2.
  • the reference voltage VREF and the optional resistor R12_Hy defines a reference current. This is supplied to a current mirror T12_3.
  • the mirror currents I REF are coupled out via transistors T12_4, T12_5 and fed to the minus inputs of the comparators CMP_1, CMP_2.
  • an adjustable hysteresis of the comparators CMP_1, CMP_2 is formed.
  • the hardware control unit IOC is inactive and there is no or only an irrelevant small power consumption in the ⁇ range at the terminals VS1JN, VS2JN .
  • the field-effect transistors FET1, FET2 are switched off and the line voltages VS1, VS2 are protected against reverse polarity via the first protective diodes Dsvl, Dsv2 or the parallel unidirectional second protective diodes Dzsl, Dzs2 and forwarded to the passive filter 20C, with a return current of a supply line Sl, S2 in the other supply beach Sl, S2 is not possible.
  • the voltage at the negative input of the second comparator CMP_2 is smaller than the line voltage VS2 at the plus input of the second comparator CMP_2 by the voltage drop between the first line voltage VS1 and the reverse polarity protected supply voltage VP plus a second hysteresis.
  • the outputs of the two comparators CMP_1, CMP_2 are blocked.
  • the PNP switching transistors Tl_l, T2_l for driving the field effect transistors FETl, FET2 are therefore also blocked. Since the sleep mode control signal N_SL in normal operation is at a high logic level, are the control transistors Tl_3, T2_3 conductive.
  • the line resistances Ril, Ri2 are responsible for the current distribution in the supply lines Sl, S2, provided that the vehicle voltages VB1, VB2 are equal.
  • the switching elements Svsl, Svs2 in the at least two supply lines Sl, S2 are controlled in dependence on the evaluation via corresponding drive signals Svsl_CTL, Svs2_CTL.
  • the computer unit 14C can compare the individual phase voltages VS1, VS2 with each other and / or with the reverse polarity protected supply voltage VP and generate the drive signals Svsl_CTL, Svs2_CTL for the at least one switching element Svsl, Svs2 via a hardware control unit 12A, 12B, 12C as a function of the comparisons.
  • the at least two supply lines Sl, S2 can be checked individually during operation as a function of predetermined conditions.
  • the at least two supply lines S1, S2 at predetermined time intervals and / or when a voltage difference between the phase voltages VS1, VS2 exceeds a predetermined amount can be individually checked by the computer unit 14C.
  • the string voltage S 1, S 2 of the functional supply string S 1, S 2 can also be connected to the input of the interrupted supply by the coupling at the common node KP and the conducting switching elements Svsl, Svs2. sorgungsstrangs Sl, S2 are pending and therefore can not be detected by the voltage control.
  • the computer unit 14C can in normal operation with the control signals STR1_CTL, STR2_CTL, which are set to a high logic level, the field effect transistors FET1, FET2 open, so that an interrupted strand supply can be detected.
  • the computer unit 14C can open the at least one switching element Svsl, Svs2 of the supply line S1, S2 to be tested, and detect the reactions of the corresponding line voltage VS1, VS2 and the reverse polarity protected supply voltage VP at the common node KP and evaluate.
  • a line interruption in the supply line S1, S2 to be checked can be detected if the corresponding line voltage VS1, VS2 is below a predetermined minimum limit value in the range from 0 to 6V when the switching element Svsl, Svs2 is open.
  • the first control signal STR1_CTL is set to the low logic level and the second control signal STR2_CTL is set to the high logic level in order to check the second supply line S2 for a line interruption. Since the second supply line S2 undergoes a voltage reduction by the now effective first protective diode Dvs2 or second protective diode Dzvs2, the supply current IVP concentrates on the first supply line S1.
  • the second voltage VS2_ADC approximately corresponds to the second vehicle voltage VB2 if the phase current Isv2 does not flow in the second supply line S2.
  • the first voltage VS1_ADC corresponds to the first phase voltage VS1 at maximum load.
  • a line interruption to the second supply line S2 can be detected if a significantly lower voltage than the expected second vehicle voltage VB2 is present at the input of the second supply line S2.
  • the first control signal STR1_CTL can be set to the high logic level and the second control signal STR2_CTL to the low logic level to check the first supply line Sl.
  • the first phase voltage VS1 is detected as the first voltage VS1_ADC and the second line voltage VS2 as the second voltage VS2_ADC, the first line voltage VS1_ADC approximately corresponds to the first vehicle voltage VB1 if the phase current Isvl does not flow in the first supply line S1.
  • VS2_ADC corresponds to the second phase voltage VS2 at maximum load.
  • a line interruption to the first supply line Sl can be detected if the input of the first supply line Sl a significantly lower voltage than the expected first vehicle voltage VBL is applied.
  • the computer unit 14C can conclude the quality of the supply line S1, S2 and provide maintenance information.
  • the vehicle voltages VB1, VB2 of the arithmetic unit 14C can also be provided via various communication paths (Ethernet, FlexRay, CAN, LIN) by central vehicle systems.
  • the poor quality can be recognized by the fact that the calculated internal resistance exceeds a predetermined limit. The internal resistance may increase over the lifetime, for example due to corrosion at the contact points or be worse.
  • phase voltages VS1, VS2 are detected at the terminals VS1JN, VS2JN of the hardware control unit IOC and applied to the plus inputs of the comparators CMP_1, CMP_2.
  • the concatenation of the phase voltages VS1, VS2 is applied as polarity protected supply voltage VP.
  • the line voltage VS2 and the reverse polarity-protected supply voltage VP + hysteresis is greater than the line voltage VS2 at the input of the second supply line or the voltage at the terminal VS2JN, then the output of the second comparator CMP_2 switches to ground and activates the PNP switching transistor T2_l, which Gate and source of the second field effect transistor FET2 connects and thus the second switching element Svs2 opens.
  • the second supply line S2 is in a diode coupling, so that the node KP backwards can not deliver a permanent stream in the second supply line S2.
  • the computer unit 14C can then generate a warning message and output via an acoustic and / or optical output unit if a line interruption and / or a problem and / or a poor quality in at least one of the two supply lines Sl, S2 are detected. Additionally or alternatively, the computer unit 14C store the warning message and output at a later time via a diagnostic interface. As a result, the respective at least partially autonomous function can be returned to the driver or a rapid service can be triggered without there being an urgent need for it, since, due to the redundant two-line supply, no unwanted functional restriction initially occurs.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Mehrstrangversorgungseinheit (1A) für ein Fahrzeugsteuergerät, mit mindestens zwei Versorgungssträngen (S1, S2), welche jeweils am Eingang mit mindestens einer Fahrzeugspannungsquelle verbunden und am Ausgang in einem gemeinsamen Knotenpunkt (KP) zusammengeführt sind, und einer Schutzvorrichtung (3A), welche in den mindestens zwei Versorgungssträngen (S1, S2) jeweils mindestens eine erste Schutzdiode (Dvs1, Dvs2) umfasst, welche in Durchlassrichtung zwischen der mindestens einen Fahrzeugspannungsquelle und dem Knotenpunkt (KP) in die mindestens zwei Versorgungsstränge (S1, S2) eingeschleift ist, sowie ein Betriebsverfahren für eine solche Mehrstrangversorgungseinheit (1A). Hierbei ist in die mindestens zwei Versorgungsstränge (S1, S2) jeweils mindestens ein Schaltelement (Svs1, Svs2) parallel zu der mindestens einen Schutzdiode (Dvs1, Dvs2) eingeschleift, wobei eine Auswerte- und Steuereinheit (10A) an den Eingängen der mindestens zwei Versorgungsstränge (S1, S2) jeweils eine Strangspannung (VS1, VS2) und am gemeinsamen Knotenpunkt (KP) eine verpolgeschützte Versorgungsspannung (VP) erfasst und auswertet und die Schaltelemente (Svs1, Svs2) in den mindestens zwei Versorgungssträngen (S1, S2) in Abhängigkeit von der Auswertung über korrespondierende Ansteuersignale (Svs1_CTL, Svs2_CTL) ansteuert.

Description

Beschreibung Titel
Mehrstrangversorgungseinheit für ein Fahrzeugsteuergerät Die Erfindung geht aus von einer Mehrstrangversorgungseinheit für ein Fahr- zeugsteuergerät nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Betriebsverfahren für eine solche Mehrstrangversorgungseinheit. Elektronische Steuergeräte in einem Fahrzeug werden üblicherweise über eine erste schaltbare Klemme (KL 15 R), welche in einer ersten Zündschlossstellung (Radio) mit einer Energiequelle verbunden ist, und/oder über eine zweite schaltbare Klemme (KL 15) mit Energie versorgt, welche in einer zweiten Zündschlossstellung (Zündung) mit einer Energiequelle verbunden ist. Handelt es sich um Steuergeräte mit einem„SIeep-Modus", welche auch bei abgestelltem Fahrzeug mit Energie versorgt werden, so werden diese über eine Dauerplus-Klemme (KL 30) mit Energie versorgt, welche unabhängig von der Zündschlossstellung mit einer Energiequelle verbunden ist. Ein Versorgungsstrom aus der Dauerplus- Klemme ist bei abgestelltem Fahrzeug im aktiven„SIeep-Modus" nahezu null. Im nicht aktiven„SIeep-Modus", d.h. im normalen Betriebsmodus des Steuergeräts, wird der erforderliche Versorgungsstrom aus der Dauerplus- Klemme bereitgestellt. In einer weiteren Variante sind im normalen Betriebsmodus des Steuergeräts redundant die erste schaltbare Klemme und/oder die zweite schaltbare Klemme als weitere potentielle Versorgungsstränge für das Steuergerät vorge- sehen. Dies hat neben der Versorgungsredundanz den Vorteil, dass die geschalteten Versorgungsstränge auch zur redundanten Wake-up-Signalisierung für das korrespondierende Steuergerät verwendet werden können. Die primäre Wake- up-Funktion und/oder der SIeep-Modus können über geeignete Busaktivitäten bzw. Busbefehle gesteuert werden. Die bereitgestellten Versorgungsstränge werden im Steuergerät verpolgeschützt und„Wired-Or" verknüpft. Dadurch kann sichergestellt werden, dass im Verpolungsfall eines Versorgungsstrangs oder mehrerer Versorgungsstränge kein Schaden im Steuergerät entstehen kann. Die „Wired-Or- Verknüpfung" der Versorgungsstränge im Steuergerät dient außerdem der redundanten Versorgung des Steuergeräts während des normalen Betriebs- modus. Bisher werden Silizium-Dioden als Verpolungsschutzmittel im Dauerstrombereich bis 2 A eingesetzt. Dies führt zu Spannungsabfällen von bis zu einem IV und zu einer Verlustleistung von bis zu 2 W. In verbesserten Systemen mit niedrigeren Spannungsabfällen werden Schottky- Dioden eingesetzt, wodurch sich ein Dauerstrom von bis zu 4 A gut darstellen lässt. Die Spannungsabfälle liegen hier bei unter 0,6 V, was zu einer Verlustleistung von bis zu 2,4 W führen kann.
Die Mehrstrangversorgungseinheit für ein Fahrzeugsteuergerät mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und das Betriebsverfahren für eine Mehrstrangversorgungseinheit haben den Vorteil, dass die Spannungsabfälle für den Verpolschutz und damit auch die Verlustleistungen der einzelnen Versorgungsstränge bei Dauerstrombetrieb durch die parallel zu den Schutzdioden eingeschleiften Schaltelemente deutlich reduziert werden können. Hierbei stellen die Schutzdioden in jedem Versorgungsstrang in vorteilhafter Weise einen statischen und/oder dynamischen Verpolschutz und einen Rückspeiseschutz zur Verfügung. Dadurch können in vorteilhafter Weise steigende Stromanforderungen von zukünftigen größeren Steuergeräten für Sicherheitssysteme, Assistenzsysteme usw. bedient werden, welche insbesondere in Fahrzeugen mit zumindest teilautonomen Fahrfunktionen verwendet werden. Zudem berücksichtigen Ausführungsformen der Mehrstrangversorgungseinheit für ein Fahrzeugsteuergerät neben dem Verpolschutz auch weitere Filterschaltungen für nachfolgende Schaltregler.
Ausführungsformen der Mehrstrangversorgungseinheit für ein Fahrzeugsteuerge- rät werden vorzugsweise als Zweistrangversorgungeinheiten ausgeführt, wobei in der Regel ein erster Versorgungsstrang über eine Dauerplus- Klemme eines Zündschlosses permanent mit Energie versorgt ist und ein zweiter Versorgungsstrang über eine schaltbare Klemme des Zündschlosses mit Energie versorgt ist. Zudem fließen bei Ausführungsformen der Mehrstrangversorgungseinheit für ein Fahrzeugsteuergerät im Sleep- Modus des korrespondierenden Steuergeräts über die Versorgungsstränge nur Ströme unter 100 μΑ.
Des Weiteren überwachen Ausführungsformen der Mehrstrangversorgungsein- heit für ein Fahrzeugsteuergerät die einzelnen Versorgungsstränge, um insbesondere ein Fehlen eines Versorgungsstrangs oder einen Kurzschluss eines Versorgungsstrangs zu erkennen. Ausführungsformen der Mehrstrangversor- gungseinheit für ein Fahrzeugsteuergerät sind in vorteilhafter Weise so ausgeführt, dass ein Energiespeicher als Ausgangslast eingesetzt werden kann. Dieser Energiespeicher ist vorzugsweise als Kondensator ausgeführt und kann bei Einbruch, Kurzschluss und/oder Unterbrechung der Mehrstrangversorgungseinheit Energie für eine definierte Zeitspanne von üblicherweise wenigen 100 is bis zu 10 ms zur Aufrechterhaltung der Steuergeräteversorgung bereitstellen, ohne dass große Teile dieser Energie in die Mehrstrangversorgungseinheit zurückge- speist werden.
In vorteilhafter Weise unterbinden Ausführungsformen der Mehrstrangversorgungseinheit für ein Fahrzeugsteuergerät ein permanentes Rückspeisen von einem Versorgungsstrang in einen anderen Versorgungsstrang, wenn die Versor- gungsstränge unterschiedliche Spannungshöhen aufweisen. Auch bei dynamischen Vorgängen, insbesondere bei Wechselspannungsanteilen auf den Gleichspannungen der Versorgungsstränge, wird eine dynamische Rückspeiseenergie in vorteilhafter Weise begrenzt. Zudem beinhalten Ausführungsformen der Mehrstrangversorgungseinheit für ein Fahrzeugsteuergerät Schutzmaßnahmen gegen positive bzw. negative Impulse auf den Versorgungssträngen und ermöglichen insbesondere ein unsymmetrisches Klammern bzw. Begrenzen der positiven und negativen Impulse.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine Mehrstrangversor- gungseinheit für ein Fahrzeugsteuergerät, mit mindestens zwei Versorgungssträngen, welche jeweils am Eingang mit mindestens einer Fahrzeugspannungsquelle verbunden und am Ausgang in einem gemeinsamen Knotenpunkt zusammengeführt sind, und einer Schutzvorrichtung zur Verfügung, welche in den mindestens zwei Versorgungssträngen jeweils mindestens eine erste Schutzdio- de umfasst, welche in Durchlassrichtung zwischen der mindestens einen Fahr- zeugspannungsquelle und dem Knotenpunkt in die mindestens zwei Versorgungsstränge eingeschleift ist. Hierbei ist in die mindestens zwei Versorgungsstränge jeweils mindestens ein Schaltelement parallel zu der mindestens einen Schutzdiode eingeschleift. Zudem erfasst eine Auswerte- und Steuereinheit an den Eingängen der mindestens zwei Versorgungsstränge jeweils eine Strangspannung und am gemeinsamen Knotenpunkt eine verpolgeschützte Versorgungsspannung und wertet diese aus. In Abhängigkeit von der Auswertung steuert die Auswerte- und Steuereinheit die Schaltelemente in den mindestens zwei Versorgungssträngen über korrespondierende Ansteuersignale an.
Zudem wird ein Betriebsverfahren für eine solche Mehrstrangversorgungseinheit vorgeschlagen, welche an den Eingängen der mindestens zwei Versorgungsstränge jeweils eine Strangspannung und am gemeinsamen Knotenpunkt eine verpolgeschützte Versorgungsspannung erfasst und auswertet. Hierbei werden die Schaltelemente in den mindestens zwei Versorgungssträngen in Abhängigkeit von der Auswertung über korrespondierende Ansteuersignale angesteuert.
Unter der Auswerte- und Steuereinheit kann vorliegend ein elektrisches Gerät, wie beispielsweise ein Steuergerät, insbesondere ein Driver-Assistance- Steuergerät ein Integriertes Sicherheitssystem oder ein Airbagsteuergerät, verstanden werden, welches erfasste Sensorsignale, wie beispielsweise Videosignale, Radarsignale, Lidarsignale, Temperatursignale, Infrarotsignale, Positionssignale, Beschleunigungssignale, Drucksignale, Drehratensignale usw., und/oder Spannungen und/oder Ströme verarbeitet bzw. auswertet. Die Auswerte- und Steuereinheit kann mindestens eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Auswerte- und Steuereinheit beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkrei- se sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind. Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspei- eher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert ist und zur Durchführung der Auswertung verwendet wird, wenn das Programm von der Auswerte- und Steuereinheit ausgeführt wird.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiter- bildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Mehrstrangversorgungseinheit für ein Fahrzeugsteuergerät und des im unabhängigen Patentanspruch 16 angegebenen Betriebsverfahrens für eine solche Mehrstrangversorgungseinheit möglich. Besonders vorteilhaft ist, dass die Auswerte- und Steuereinheit die einzelnen
Strangspannungen miteinander und/oder mit der verpolgeschützten Versorgungsspannung vergleichen kann und in Abhängigkeit der Vergleiche über eine Hardwaresteuereinheit die Ansteuersignale für das mindestens eine Schaltelement erzeugen kann. Unter einer Hardwaresteuereinheit wird nachfolgend eine elektrische Schaltung verstanden, welche aus disktreten elektronischen oder elektrischen Bauteilen bzw. Komponenten aufgebaut, so dass sehr schnelle Auswertevorgänge zur Erkennung von internen Bedingungen und kurze Schaltzeiten umgesetzt werden können. Das bedeutet, dass die Hardwaresteuereinheit über entsprechende Kontakte und Verbindungen direkt mit den Eingängen der Versorgungsstränge sowie dem gemeinsamen Knotenpunkt verbunden sein kann und über den gemeinsamen Knotenpunkt mit Energie versorgt werden kann. Die Hardwaresteuereinheit oder Teile der Hardwaresteuereinheit können über einen Sleep-Eingang ein- oder ausgeschaltet werden. Die Auswerte- und Steuereinheit kann das mindestens eine Schaltelement über die von der Hardwa- resteuereinheit erzeugten Ansteuersignale schließen, wenn eine Differenz zwischen der korrespondierenden Strangspannung und der verpolgeschützten Versorgungsspannung am gemeinsamen Knotenpunkt einen vorgegebenen ersten Schwellwert überschreitet. Dadurch kann ein Spannungsabfall über dem korrespondierenden Versorgungsstrang und damit die Verlustleistung in vorteilhafter Weise reduziert werden. Zudem kann die Auswerte- und Steuereinheit das mindestens eine Schaltelement über die von der Hardwaresteuereinheit erzeugten Ansteuersignale öffnen, wenn die Differenz zwischen der korrespondierenden Strangspannung und der verpolgeschützten Versorgungsspannung am gemeinsamen Knotenpunkt einen vorgegebenen zweiten Schwellwert unterschreitet bzw. negativ wird. Dadurch kann in vorteilhafter Weise eine Rückspeisung vom gemeinsamen Knotenpunkt über das geschlossene Schaltelement in den betroffenen Versorgungsstrang verhindert werden. Zudem kann eine Differenz zwischen dem ersten Schwellwert und dem zweiten Schwellwert über einen veränderbaren Widerstand in der Hardwaresteuereinheit eingestellt werden. Dadurch kann in vorteilhafter Weise eine Hysterese für die Schaltelemente in den einzelnen Versorgungssträngen vorgegeben werden, um die Stabilität der Schaltentscheidung zu verbessern. Im Normalfall sind alle Schaltelemente gleich ausgeführt und werden mit identischer Hysterese betrieben. In diesem Falle genügt eine gemeinsame Einstellung der Hysterese für alle Schaltelemente. Alternativ kann für jedes Schaltelement eine eigene Hysterese vorgegeben werden. Für die Einstellung der Hysterese können der Innenwiderstand des Schaltelements, die Stabilität der Schaltentscheidung und die Rückstromerkennungshöhe im zugehörigen Versorgungsstrang berücksichtigt werden. Damit kann die Stabilität der Schaltentscheidung von der individuell zu erkennenden Rückspeisestromhöhe abhängig gemacht und an den Innenwiderstand der verwendeten Schaltelemente angepasst werden.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Mehrstrangversorgungseinheit kann die Auswerte- und Steuereinheit eine Rechnereinheit umfassen, welche die mindestens zwei Versorgungsstränge in Abhängigkeit von vorgegebenen Bedingungen einzeln überprüft. Hierbei kann die Rechnereinheit zur Überprüfung der mindestens zwei Versorgungsstränge mindestens ein Steuersignal erzeugen und an die Hardwaresteuereinheit ausgeben, welche in Reaktion auf das mindestens eine Steuersignal die korrespondierenden Ansteuersignale für das mindestens eine Schaltelement erzeugen und ausgeben kann. Zur Erkennung von Leitungsunterbrechungen oder Kurzschlüssen oder von sonstigen Problemen oder zur Prüfung der Qualität eines Versorgungsstrangs können die Schaltelemente in den einzelnen Versorgungssträngen kurzzeitig geöffnet und die Reaktionen der einzelnen Strangspannungen und der verpolgeschützten Versorgungsspannung am gemeinsamen Knotenpunkt erfasst und ausgewertet werden. Als Maß für die Qualität kann beispielsweise ein Innenwiderstand des korrespondierenden Versorgungsstrangs ermittelt und ausgewertet werden. Hierbei ist die Qualität des Versorgungsstrangs umgekehrt proportional zum Innenwiderstand, d.h. die Qualität des Versorgungsstrangs nimmt mit steigendem Innenwiderstand ab. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Mehrstrangversorgungseinheit kann die Rechnereinheit eine Warnmeldung erzeugen und/oder eine Fehlerspeiche- rung vornehmen und über eine akustische und/oder optische Ausgabeeinheit und/oder über eine Diagnoseschnittstelle ausgeben, wenn die Rechnereinheit ei- ne Leitungsunterbrechung und/oder ein Problem und/oder eine schlechte Qualität in den mindestens zwei Versorgungssträngen erkennt. Dadurch kann der Fahrer rechtzeitig gewarnt werden und die Kontrolle über zumindest teilautomatische Funktionen wieder übernehmen oder das Problem kann beim nächsten Service behoben werden. So kann beispielsweise Fehlerart, Fehlerort und Feh- lerzeit bis zum nächsten Service gespeichert werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Mehrstrangversorgungseinheit kann in den mindestens zwei Versorgungssträngen jeweils ein Feldeffekttransistor die mindestens eine erste Schutzdiode und das mindestens eine Schaltelement aus- bilden. Vorzugsweise sind die Feldeffekttransistoren als Diese P-Kanal-MOS-
Feldeffekttransistoren (PMOSFET) ausgeführt, welche in Vorwärtsrichtung über eine Bulk-Diode zwischen Drain und Source leitend sind. Dies ermöglicht eine einfache Ansteuerung durch eine positive Source-Gate-Spannung. Um eine Pulsbelastung des mindestens einen Schaltelements zu reduzieren, kann min- destens eine zweite Schutzdiode in den mindestens zwei Versorgungssträngen jeweils parallel zur mindestens einen ersten Schutzdiode und zu dem mindestens einen Schaltelement angeordnet werden. Die mindestens eine zweite Schutzdiode schützt das korrespondierende Schaltelement, insbesondere bei einer Ausführung als PMOSFET, vor hohen negativen Spannungsimpulsen, welche bei- spielsweise bei Schaltvorgängen, wie beispielsweise einem Abschalten einer parallel zum Steuergerät angeordneten Induktivität, wie Sitzheizung, Scheibenheizung usw., auf dem Versorgungsstrang entstehen können. Die mindestens eine zweite Schutzdiode kann vorzugsweise als leistungsfähige Suppressordiode (TSV) mit einer Durchbruchspannung im Bereich von 24V bis 40V ausgeführt werden. Zudem können die Ausgänge der mindestens zwei Versorgungsstränge jeweils einzeln vor dem gemeinsamen Knotenpunkt oder gemeinsam am gemeinsamen Knotenpunkt über mindestens eine dritte Schutzdiode mit Masse verbunden werden, welche geeignet ist, eine positive Pulsbelastung der mindestens zwei Versorgungsstränge zu reduzieren. Hierbei kann die mindestens eine dritte Schutzdiode eine am gemeinsamen Knotenpunkt auftretende negative Spannung auf einen vorgebbaren Wert begrenzen und bei defektem Strangschalter im Verpolungsfall eine elektrische Fahrzeugsicherung auslösen. Die negative Spannung kann beispielsweise auf einen Wert im Bereich zwischen -0,3 V bis -1,2 V begrenzt werden. Die Ergänzung der Schaltung mit der zentralen min- destens einen dritten Schutzdiode dient dem Schutz der Mehrstrangversor- gungsvorrichtung gegen positive Impulse einschließlich eines Lasteinbruchs (load-dump). Kommt es zu einer positive Pulsbelastung in einem der Versorgungstränge, so werden die Impulse durch die mindestens eine dritte Schutzdiode geklammert bzw. begrenzt. Die mindestens eine dritte Schutzdiode kann vor- zugsweise als leistungsfähige Suppressordiode (TSV) mit einer Durchbruch- spannung im Bereich von 30 V bis 42 V ausgeführt werden. Durch die mindestens eine zweite Schutzdiode und die mindestens eine dritte Schutzdiode lassen sich die Pulsbelastungen der Schaltelemente reduzieren, so dass in vorteilhafter Weise kostengünstigere Transistortypen mit einer kleineren Source-Drain- Festigkeit und niedrigem Durchgangswiderstand und kleinerem Flächenbedarf eingesetzt werden können. Die statische Verpolungssicherheit des Versorgungsstrangs wird durch die zusätzliche mindestens eine zweite Schutzdiode und die mindestens eine dritte Schutzdiode nicht negativ beeinflusst. Zudem ergibt sich durch den Einsatz der mindestens einen zweiten Schutzdiode und der mindes- tens einen dritten Schutzdiode die Möglichkeit einer unsymmetrischen Klammerung bzw. Begrenzung von negativen bzw. positiven Versorgungsimpulsen, wodurch die Größe bzw. Absorbtionsleistung des negativen Klammerelements von der des positiven Klammerelements entkoppelt werden kann. Des Weiteren vereint die unidirektionale Klammerung am gemeinsamen Knotenpunkt in vorteil- hafter Weise einen erweiterten Schutz gegen Verpolung im Falle eines Defektes eines Schaltelements im Versorgungsstrang mit dem Ziel, die Strangsicherung auszulösen bevor es zu einem Schaden im Steuergerät kommt.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Mehrstrangversorgungseinheit können die Eingänge der mindestens zwei Versorgungsstränge jeweils durch mindestens ein RC-Glied, welches einen ohmschen Widerstand und eine Kapazität umfasst, mit Masse verbunden und bedämpft werden. Zudem können die Ausgänge der mindestens zwei Versorgungsstränge jeweils einzeln vor dem gemeinsamen Knotenpunkt oder gemeinsam am gemeinsamen Knotenpunkt durch mindestens ein RC-Glied, welches einen ohmschen Widerstand und eine Kapazität umfasst, mit Masse verbunden und bedämpft werden. Dadurch können induktive Störspannungen, beispielsweise vom Versorgungsstrang bedämpft werden, welche sich durch eine Anbindung an die Fahrzeugbatterie neben einem ohmschen Widerstand ergeben. Dadurch kann in vorteilhafter Weise verhindert werden, dass Schaltvorgänge Störspannungen in den einzelnen Versorgungssträngen und am gemeinsamen Knotenpunkt hervorrufen, welche Störgrenzwerte überschreiten und eine optimale Ansteuerung der Schaltelemente gefährden können. Die Dimensionierung der RC-Glieder ist abhängig von den Ersatzinduktivitäten und Strömen der einzelnen Versorgungsstränge.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Mehrstrangversorgungseinheit kann der gemeinsame Knotenpunkt über ein passives Filter mit dem Steuergerät verbunden werden. Vorzugsweise kann das passive Filter eine Energiereserve aufweisen, welche einen kurzzeitigen Spannungseinbruch ausgleichen kann. Die Energiereserve kann vorzugsweise einen Kondensator umfassen. Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann das passive Filter als Mehrstrang-T- Filter ausgeführt werden. Herbei kann jeweils eine erste Filterinduktivität in den mindestens zwei Versorgungssträngen zwischen dem Schaltelement und dem gemeinsamen Knotenpunkt eingeschleift sein, und eine gemeinsame zweite Filterinduktivität kann zwischen dem gemeinsamen Knotenpunkt und einem Filterausgang eingeschleift sein. Diese Ausführungsform erlaubt eine symmetrische Anbindung der Versorgungsstränge an das nachfolgende Steuergerät und ermöglicht Grenzfrequenzen von unter 20 kHz, um nachfolgende Schaltregler des Steuergeräts bezüglich eines PSSR (power supply rejection ratio) für Störfrequenzen über der Regelfrequenz zu unterstützen.
In vorteilhafter Ausgestaltung des Betriebsverfahrens können die einzelnen Strangspannungen miteinander und/oder mit der verpolgeschützten Versorgungsspannung verglichen werden und in Abhängigkeit der Vergleiche die An- steuersignale für das mindestens eine Schaltelement über die Hardwaresteuereinheit erzeugt werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Betriebsverfahrens können die mindestens zwei Versorgungsstränge während des Betriebs in Abhängigkeit von vorgegebenen Bedingungen einzeln überprüft werden. Die Überprüfung der min- destens zwei Versorgungsstränge kann beispielsweise in vorgegebenen zeitlichen Abständen erfolgen. Zusätzlich oder alternativ können die mindestens zwei Versorgungsstränge einzeln überprüft werden, wenn eine Spannungsdifferenz zwischen den Strangspannungen einen vorgegebenen Betrag überschreitet.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Betriebsverfahrens kann bei einer ersten Überprüfung der einzelnen Versorgungsstränge das mindestens eine Schaltelement des zu überprüfenden Versorgungsstrangs geöffnet werden und die Reaktionen der korrespondierenden Strangspannung und der verpolgeschützten Versorgungsspannung am gemeinsamen Knotenpunkt erfasst und ausgewertet werden. Hierbei kann eine Leitungsunterbrechung in dem zu überprüfenden Versorgungsstrang erkannt werden, wenn die korrespondierende Strangspannung bei geöffnetem Schaltelement unterhalb eines vorgegebenen minimalen Grenzwert liegt, beispielsweise in einem Spannungsbereich zwischen 0 V und 6 V. Nach der Überprüfung wird das geöffnete Schaltelement wieder geschlossen und der nächste Versorgungsstrang kann überprüft werden, indem das korrespondierende Schaltelement geöffnet wird. Die kurzeitige Überprüfung eines Versorgungsstrangs durch Öffnen des zugeordneten Schaltelements gefährdet die Steuergeräteversorgung in keiner Weise, da der betroffene Versorgungsstrang über die erste Schutzdiode und zusätzlich über die parallele zweite Schutzdiode nach wie vor die Steuergeräteversorgung sicherstellen kann.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Betriebsverfahrens kann bei einer zweiten Überprüfung der mindestens zwei Versorgungsstränge nur das korrespondierende Schaltelement des zu überprüfenden Versorgungsstrangs geschlossen werden, und die Schaltelemente der anderen Versorgungsstränge können geöffnet werden, und die Reaktion der korrespondierenden Strangspannung im belasteten zu überprüfenden Versorgungsstrang kann erfasst und ausgewertet werden. Hierbei kann ein Problem, welches beispielsweise durch schlechte Kontakte oder einen zu hohen Ersatzwiderstand des zu überprüfenden Versorgungsstrangs verursacht wird, in dem belasteten zu überprüfenden Versorgungsstrang erkannt werden, wenn die korrespondierende Strangspannung bei geschlossenem Schaltelement unterhalb eines vorgegebenen Lastgrenzwertes liegt. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Betriebsverfahrens können die einzelnen Strangspannungen miteinander und jeweils mit einer Fahrzeugspannung der verbundenen Fahrzeugspannungsquelle verglichen werden. Basierend auf dem Vergleich kann auf einen Innenwiderstand des korrespondierenden Versor- gungsstrangs geschlossen werden. Ebenso kann durch Auswertung aller Strangspannungsdifferenzen vor und nach der Abschaltung des korrespondierenden Schaltelements auf den Innenwiderstand des Versorgungsstrangs geschlossen werden, wenn eine bekannte Stromänderung eintritt.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Betriebsverfahrens kann eine Warnmeldung erzeugt und/oder eine Fehlerspeicherung vorgenommen und über eine akustische und/oder optische Ausgabeeinheit und/oder über eine Diagnoseschnittstelle ausgegeben werden, wenn eine Leitungsunterbrechung und/oder ein Problem und/oder eine schlechte Qualität in den mindestens zwei Versorgungssträngen erkannt wird. Hierbei kann die schlechte Qualität beispielsweise dadurch erkannt werden, dass der Innenwiderstand einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Dadurch kann der Fahrer rechtzeitig gewarnt werden und die Kontrolle über zumindest teilautomatische Funktionen wieder übernehmen oder das Problem kann beim nächsten Service behoben werden. So kann beispielsweise Fehlerart, Fehlerort und Fehlerzeit bis zum nächsten Service gespeichert werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung be- zeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Fig. 1 zeigt ein schematisches Schaltungsdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Mehrstrangversorgungseinheit für ein Fahrzeugsteuergerät mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer Schutzvorrichtung. Fig. 2 zeigt ein schematisches Schaltungsdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen IVlehrstrangversorgungseinheit für ein Fahrzeugsteuergerät mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer Schutzvorrichtung.
Fig. 3 zeigt ein schematisches Schaltungsdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Schutzvorrichtung für die erfindungsgemäßen Mehrstrangversor- gungseinheiten aus Fig. 1 und 2, welche mit einer Energiequelle verbunden ist.
Fig. 4 zeigt ein schematisches Schaltungsdiagramm der Schutzvorrichtung aus Fig. 3, welche mit zwei Energiequellen verbunden ist.
Fig. 5 zeigt ein schematisches Schaltungsdiagramm eines dritten Ausführungsbeispiels einer Schutzvorrichtung für die erfindungsgemäßen Mehrstrangversor- gungseinheiten aus Fig. 1 und 2.
Fig. 6 zeigt ein schematisches Schaltungsdiagramm eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen IVlehrstrangversorgungseinheit für ein Fahrzeugsteuergerät mit einem vierten Ausführungsbeispiel einer Schutzvorrichtung.
Fig. 7 zeigt ein schematisches Schaltungsdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer Hardwaresteuereinheit für eine Auswerte- und Steuereinheit der erfindungsgemäßen IVlehrstrangversorgungseinheit für ein Fahrzeugsteuergerät aus Fig. 6.
Fig. 8 zeigt ein Kennliniendiagramm von Spannungen während eines Normalbetriebs der erfindungsgemäßen IVlehrstrangversorgungseinheit für ein Fahrzeugsteuergerät aus Fig. 1 mit der Schutzvorrichtung aus Fig. 3.
Fig. 9 zeigt ein Kennliniendiagramm von verschiedenen Größen der erfindungsgemäßen IVlehrstrangversorgungseinheit für ein Fahrzeugsteuergerät aus Fig. 1 und 2 mit der Schutzvorrichtung aus Fig. 4, wobei die Mehrstrangversorgungs- vorrichtung unterschiedliche Gleichanteile aufweist und mit einer 1kHz Sinus- Störspannung gestört ist. Fig. 10 zeigt ein Kennliniendiagramm von verschiedenen Größen der erfindungs- gemäßen Mehrstrangversorgungseinheit für ein Fahrzeugsteuergerät aus Fig. 1 und 2 mit der Schutzvorrichtung aus Fig. 4, wobei die Mehrstrangversorgungs- vorrichtung unterschiedliche Gleichanteile aufweist.
Ausführungsformen der Erfindung
Wie aus Fig. 1 bis 7 ersichtlich ist, umfassen die dargestellten Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Mehrstrangversorgungseinheit 1A, 1B, IC für ein Fahrzeugsteuergerät 2 jeweils mindestens zwei Versorgungsstränge Sl, S2, welche jeweils am Eingang mit mindestens einer Fahrzeugspannungsquelle B, Bl, B2 verbunden und am Ausgang in einem gemeinsamen Knotenpunkt KP zusammengeführt sind, und eine Schutzvorrichtung 3A, 3B, 3C, 3D, welche in den mindestens zwei Versorgungssträngen Sl, S2 jeweils mindestens eine erste Schutzdiode Dvsl, Dvs2 umfasst, welche in Durchlassrichtung zwischen der mindestens einen Fahrzeugspannungsquelle B, Bl, B2 und dem Knotenpunkt KP in die mindestens zwei Versorgungsstränge Sl, S2 eingeschleift ist. Hierbei ist in die mindestens zwei Versorgungsstränge Sl, S2 jeweils mindestens ein Schaltelement Svsl, Svs2 parallel zu der mindestens einen Schutzdiode Dvsl, Dvs2 eingeschleift, wobei eine Auswerte- und Steuereinheit 10A, 10B, IOC an den Eingängen der mindestens zwei Versorgungsstränge Sl, S2 jeweils eine Strangspannung VS1, VS2 und am gemeinsamen Knotenpunkt KP eine verpol- geschützte Versorgungsspannung VP erfasst und auswertet. In Abhängigkeit von der Auswertung steuert die Auswerte- und Steuereinheit 10A, 10B, IOC die Schaltelemente Svsl, Svs2 in den mindestens zwei Versorgungssträngen Sl, S2 über korrespondierende Ansteuersignale Svsl_CTL, Svs2_CTL an.
In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Mehrstrangversorgungseinheit 1A, 1B, IC jeweils als Zweistrangversorgungseinheit mit zwei Vorsorgungssträn- gen Sl, S2 ausgeführt. In alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispielen können die Mehrstrangversorgungseinheit 1A, 1B, IC auch mehr als zwei Versorgungsstränge Sl, S2 aufweisen.
Wie aus Fig. 1 bis 7 weiter ersichtlich ist, werden in den dargestellten Vorsor- gungssträngen Sl, S2 die ersten Schutzdioden Dvsl, Dvs2 für einen statischen und/oder dynamischen Verpolschutz, eine Versorgungssicherheit bei geöffnetem Schaltelement Svsl, Svs2 und für einen Rückspeiseschutz eingesetzt. Zur Reduktion eines Spannungsabfalls in Versorgungsrichtung werden in den Vorsor- gungssträngen Sl, S2 die Schaltelemente Svsl, Svs2 eingesetzt, welche parallel zu den ersten Schutzdioden Dvsl, Dvs2 angeordnet sind. Die Auswerte- und
Steuereinheit 10A, 10B, IOC vergleicht die einzelnen Strangspannungen VS1, VS2 miteinander und/oder mit der verpolgeschützten Versorgungsspannung VP und erzeugt in Abhängigkeit der Vergleiche über eine Hardwaresteuereinheit 12A, 12B, 12C die Ansteuersignale Svsl_CTL, Svs2_CTL für die Schaltelemente Svsl, Svs2. Hierzu verwendet die Hardwaresteuereinheit 12A, 12B, 12C Verbindungen zu den beiden Versorgungssträngen Sl, S2 über die Klemmen VS1JN, VS2JN sowie zum gemeinsamen Knotenpunkt KP über die Klemme VPJN. Versorgt wird die Hardwaresteuereinheit 12 A, 12 B, 12 C mit der verpolgeschützten Versorgungsspannung VP und Masse GND über die Klemmen VPJN und GND.
In einem Normalbetrieb schließt die Auswerte- und Steuereinheit 10A, 10B, IOC die Schaltelemente Svsl, Svs2 über die Hardwaresteuereinheit 12A, 12B, 12C, wenn eine Differenz zwischen der korrespondierenden Strangspannung VS1, VS2 und der verpolgeschützten Versorgungsspannung VP am gemeinsamen
Knotenpunkt KP einen vorgegebenen ersten Schwellwert überschreitet. Die Auswerte- und Steuereinheit 10A, 10B, IOC öffnet die Schaltelemente Svsl, Svs2 über die Hardwaresteuereinheit 12A, 12B, 12C, wenn die Differenz zwischen der korrespondierenden Strangspannung VS1, VS2 und der verpolge- schützten Versorgungsspannung VP am gemeinsamen Knotenpunkt KP einen vorgegebenen zweiten Schwellwert unterschreitet bzw. negativ wird. Wie aus Fig. 1, 2 und 6 weiter ersichtlich ist, ist eine Differenz zwischen dem ersten Schwellwert und dem zweiten Schwellwert über einen veränderbaren Widerstand Rhys in der Hardwaresteuereinheit 12A, 12B, 12C einstellbar ist. Dabei wird im Normalfall für reale Fahrzeugversorgungen ein erstes Schaltelement Svsl geschlossen, wenn ein erstes Ansteuersignal Svsl_CTL einen niedrigen Wert aufweist. Wird das erste Ansteuersignal Svsl_CTL in einem speziellen Treiber für das erste Schaltelement Svsl aufbereitet, können je nach Festlegung entweder logisch„High" bzw. logisch„Low" Signale das erste Schaltelement Svsl schlie- ßen. Dies ist der Fall, wenn eine erste Strangspannung VS1 größer als eine Dif- ferenz aus der verpolgeschützten Versorgungsspannung VP und einem vorgegebenen Hysteresewert ist. Ansonsten bleibt das erste Schaltelement Svsl geöffnet. Ein zweites Schaltelement Svs2 wird im Normalfall für reale Fahrzeugversorgungen geschlossen, wenn ein zweites Ansteuersignal Svs2_CTL einen niedrigen Wert aufweist. Wird das zweite Ansteuersignal Svs2_CTL in einem speziellen Treiber für das zweite Schaltelement Svs2 aufbereitet, können je nach Festlegung entweder logisch„High" bzw. logisch„Low" Signale das zweite Schaltelement Svsl schließen. Dies ist der Fall, wenn eine zweite Strangspannung VS2 größer als eine Differenz aus der verpolgeschützten Versorgungsspannung VP und einem vorgegebenen Hysteresewert ist. Ansonsten bleibt das zweite Schaltelement Svs2 geöffnet. Die Schalthysterese verhindert in vorteilhafter Weise ein Oszillieren der Schaltelemente Svsl, Svs2, da nach Schließen des korrespondierenden Schaltelements Svsl, Svs2 die verpolgeschützte Versorgungsspannung VP aufgrund des niedrigen Schalterwiderstandes nur geringfügig unter die versorgende Strangspannung VS1, VS2 steigt. Die Schalthysterese kann entweder fest für die baugleichen Schaltelemente Svsl, Svs2 vorgegeben werden. In den dargestellten Ausführungsspielen kann die Hysterese über den optionalen Widerstand Rhys angepasst werden. Maßgebend für die Anpassung sind die Innenwiderstände der Schaltelemente Svsl, Svs2, die Strangstromhöhe in Versorgungsrichtung eine gewünschte Stabilität der Schaltentscheidung und eine Rückstromerkennungshöhe im korrespondierenden Versorgungsstrang Sl, S2.
Wie aus Fig. 1, 2 und 6 weiter ersichtlich ist, umfasst die Auswerte- und Steuereinheit 10A, 10B, IOC eine Rechnereinheit 14A, 14B, 14C, welche die beiden Versorgungsstränge Sl, S2 in Abhängigkeit von vorgegebenen Bedingungen einzeln überprüft. Zur Überprüfung der zwei Versorgungsstränge Sl, S2 erzeugt die Rechnereinheit 14A, 14B, 14C entsprechende Steuersignale STR1_CTL, STR2_CTL und gibt diese an die Hardwaresteuereinheit 12A, 12B, 12C aus. Die Hardwaresteuereinheit 12 A, 12 B, 12C erzeugt in Reaktion auf die Steuersignale STR1_CTL, STR2_CTL die korrespondierenden Ansteuersignale Svsl_CTL, Svs2_CTL und gibt diese an die beiden Schaltelemente Svsl, Svs2 oder deren Treiber aus.
Bei den in Fig. 1 und 6 dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Hardware- Steuereinheit 12A, 12C und die Rechnereinheit 14A, 14C der Auswerte- und Steuereinheit 10A, IOC als Baueinheit ausgeführt und können im Bereich der Schaltelemente Svsl, Svs2 angeordnet oder als Teil des Steuergeräts ausgeführt werden. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Hardwaresteuereinheit 12B und die Rechnereinheit 14B der Auswerte- und Steuereinheit 10B getrennt voneinander angeordnet. Wie aus Fig. 2 weiter ersichtlich ist, ist die Hardwaresteuereinheit 12 B im Bereich der Schaltelemente Svsl, Svs2 angeordnet und die Rechnereinheit 14B ist in das Steuergerät 2 integriert. Zudem ist bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Mehrstrangversorgungseinheit 1B für ein Fahrzeugsteuergerät 2 ein Schaltregler 2.1 des Steuergeräts 2 über ein passives Filter 20 an den gemeinsamen Knotenpunkt KP der Mehrstrangversorgungseinheit 1B angekoppelt. Das passive Filter 20 bedämpft Störungen des Bordnetzes, insbesondere Sinusstörer über 5 kHz bis 20 kHz, unterdrückt die Rückwirkung des Schaltreglers 2.1 auf das Bordnetz und stellt die Versorgung des Steuergeräts 2 im Falle von kurzfristigen Einbrüchen der verpolgeschützten Versorgungsspannung VP sicher. Unter Bezugnahme auf Fig. 6 wird nachfolgend ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel 20C des passiven Filters 20 beschrieben.
Wie aus Fig. 3 bis 6 weiter ersichtlich ist, sind die Eingänge der beiden Versorgungsstränge Sl, S2 bei den dargestellten Ausführungsbeispielen der Schutzvorrichtung 3B, 3C, 3D jeweils durch ein RC-Glied, welches einen ohmschen Widerstand Rsl, Rs2 und eine Kapazität Csl, Cs2 umfasst, mit Masse GND ver- bunden und bedämpft. Wie aus Fig. 3 und 4 weiter ersichtlich ist, sind die Ausgänge der beiden Versorgungsstränge Sl, S2 im dargestellten Ausführungsbeispiel gemeinsam am gemeinsamen Knotenpunkt KP durch ein RC-Glied mit Masse GND verbunden und bedämpft, welches einen ohmschen Widerstand RP und eine Kapazität CP umfasst. Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich nur durch die Anzahl der Fahrzeugenergiequellen B, Bl, B2 von dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel. Wie aus Fig. 3 weiter ersichtlich ist, ist die Schutzvorrichtung 3B der Mehrstrangversorgungseinheit 1A mit nur einer Fahrzeugenergiequelle B verbunden, welche als dauerhafte Fahrzeugspannung VB über eine erste Leitung, welche durch einen ersten ohmschen Leitungswiderstand Ril und eine erste Leitungsinduktivität Lil repräsentiert ist, den ersten Versorgungsstrang Sl und als über eine zweite Leitung geführte, welche durch einen zweiten ohmschen Leitungswiderstand Ri2 und eine zweite Leitungsinduktivität Li2 repräsentiert ist, und über ein Zündschloss ZS geschaltete Fahrzeugspannung VB den zweiten Versorgungsstrang S2 versorgt. Wie aus Fig. 4 weiter ersichtlich ist, ist die Schutzvorrichtung 3B der Mehrstrangversor- gungseinheit 1A mit zwei Fahrzeugenergiequellen Bl, B2 verbunden. Hierbei versorgt eine erste Fahrzeugenergiequelle Bl als dauerhaft erste Fahrzeugspannung VB1 über eine erste Leitung, welche durch einen ersten ohmschen Leitungswiderstand Ril und eine erste Leitungsinduktivität Lil repräsentiert ist, den ersten Versorgungsstrang Sl, und eine zweite Fahrzeugenergiequelle B2 versorgt als über eine zweite Leitung geführte, welche durch einen zweiten ohmschen Leitungswiderstand Ri2 und eine zweite Leitungsinduktivität Li2 repräsentiert ist, und über das Zündschloss ZS geschaltete zweite Fahrzeugspannung VB2 den zweiten Versorgungsstrang S2. Wie aus Fig. 5 und 6 weiter ersichtlich ist, sind die Ausgänge der dargestellten Ausführungsbeispiele jeweils einzeln vor dem gemeinsamen Knotenpunkt KP durch ein RC-Glied mit Masse GND verbunden und bedämpft, welches einen ohmschen Widerstand Rsll, Rs21 und eine Kapazität Csll, Cs21 umfasst. Da eine Anbindung an eine Fahrzeugenergiequelle Bl, B2 neben dem ohmschen Leitungswiderstand Ril, Ri2 auch die Lei- tungsinduktivität Lil, Li2 umfasst, können durch die RC-Glieder aufgrund der
Schaltvorgänge der Schaltelemente Svsl, Svs2 hervorgerufene Störspannungen auf den Strangspannungen VS1.VS2 und auf der verpolgeschützten Versorgungsspannung VP kompensiert werden, welche sonst eine optimale Steuerung der Schaltelemente Svsl, Svs2 gefährden könnten. Die Dimensionierung der RC-Glieder ist abhängig von den Leitungsinduktivitäten Lil, Li2 sowie den
Strangströmen der Versorgungstränge Sl, S2.
Das Kennliniendiagramm gemäß Fig. 8 zeigt ein Kennliniendiagramm von Spannungen während einer Simulation eines Normalbetriebs der erfindungsgemäßen Mehrstrangversorgungseinheit 1A für ein Fahrzeugsteuergerät 2 aus Fig. 1 mit der Schutzvorrichtung 3B aus Fig. 3. Wie aus Fig. 3 und 8 ersichtlich ist, wird zum Zeitpunkt 1 die Fahrzeugspannung VB angelegt, so dass die erste Strangspannung VS1 größer als die Differenz aus verpolgeschützter Versorgungsspannung VP und der eingestellten Hysterese ist und das erste Schaltelement Svsl geschlossen wird. Da zum Zeitpunkt 1 das Zündschloss ZS bzw. der Zünd- schlossschalter geöffnet ist, ist die zweite Strangspannung VS2 kleiner als die Differenz aus verpolgeschützter Versorgungsspannung VP und der eingestellten Hysterese, so dass das zweite Schaltelement Svs2 geöffnet bleibt. Daher führt der erste Versorgungsstrang Sl zum Zeitpunkt 1 den gesamten Versorgungs- ström IVP für die nachfolgende Last RL bzw. ein nachfolgendes Steuergerät.
Dies führt dazu, dass die erste Strangspannung VS1 um den vom Versorgungsstrom IVP verursachten Spannungsabfall V_Ril am Leitungswiderstand Ri des ersten Versorgungsstrangs Sl kleiner als die Fahrzeugspannung VB ist. Zudem ist die verpolgeschützte Versorgungsspannung VP um den Spannungsabfall V_Ril über dem ersten Schaltelement Svsl kleiner als die erste Strangspannung
VS1. Der Durchgangswiderstand des ersten Schaltelements Svsl hat im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Wert von ungefähr 10 mOhm und ist daher sehr viel kleiner als der Leitungswiderstand Ril von ca. 100 mOhm. Der Durchgangswiderstand des ersten Schaltelements Svsl ist von der Größe des einge- setzten Transistors abhängig. Dadurch ist auch der Spannungsabfall V_Svsl über dem Schaltelement Svsl sehr viel kleiner als der Spannungsabfall V_Ril über dem Leitungswiderstand Ri, so dass der Leitungswiderstand Ri des ersten Versorgungsstrangs Sl und nicht mehr die überbrückte erste Schutzdiode Dvsl ausschlaggebend für die Höhe der verpolgeschützten Versorgungsspannung VP ist. Wird im Zeitpunkt 2 das Zündschloss ZS bzw. der Zündschlossschalter Zündung geschlossen, so gilt zu Beginn im stromlosen zweiten Versorgungsstrang S2 die Bedingung, dass die zweite Strangspannung VS2 der Fahrzeugspannung UB entspricht und größer als die Differenz aus verpolgeschützter Versorgungsspannung VP und der eingestellten Hysterese ist. Daher wird zum Zeitpunkt 2 auch das zweite Schaltelement Svs2 im zweiten Versorgungsstrang S2 geschlossen. Als Folge ergibt sich eine Bereitstellung des Versorgungsstromes IVP über zwei Versorgungsstränge Sl, S2, wobei die Leitungswiderstände Ril, Ri2 der Versorgungsstränge maßgeblich für die Stromaufteilung in den Versorgungssträngen Sl, S2 verantwortlich sind und nicht mehr die Verpolungsschutzele- mente der Schutzvorrichtung 3B. Wird beispielsweise für die Durchgangswiderstände der Schaltelemente Svsl, Svs2 ein Wert von 10 mOhm und für den ersten Leitungswiderstand Ril ein Wert von 107 mOhm und für den zweiten Leitungswiderstand Ri2 ein Wert von 127 Ohm angenommen, dann stellt der erste Versorgungsstrang Sl 54 % des Versorgungsstroms IVP bereit und der zweite Versorgungsstrang S2 stellt 46 % des Versorgungsstroms IVP bereit. Das Kennliniendiagramm aus Fig. 9 zeigt verschiedene Signalverläufe der erfin- dungsgemäßen Mehrstrangversorgungseinheit 1A für ein Fahrzeugsteuergerät 2 aus Fig. 1 mit der Schutzvorrichtung 3B aus Fig. 4, wobei die beiden Fahrzeugspannungen VB1, VB2, welche an den beiden Versorgungssträngen Sl, S2 anliegen, unterschiedliche Gleichspannungsanteile aufweisen und jeweils von einer Sinus-Störspannung gestört sind. Die Störspannung kann beispielsweise durch einen Fahrzeuggenerator erzeugt werden. In der dargestellten Simulation weist die erste Fahrzeugspannung VB1 einen Gleichspannungsanteil von 13,5 V und eine erste Störspannung mit einer Amplitude von 4 V und einer Frequenz von 1 kHz auf. Die zweite Fahrzeugspannung VB2 weist einen Gleichanteil von 11,5 V und eine zweite Störspannung mit einer Amplitude von 4 V und einer Frequenz von 1 kHz auf, wobei die erste Störspannung und die zweite Störspannung eine Phasenverschiebung von 90° aufweisen.
Wie aus Fig. 9 weiter ersichtlich ist, ist zum Zeitpunkt 1 die erste Fahrzeugspannung VB1 größer als zweite Fahrzeugspannung VB2 und die ersten Strangspannung VS1 ist größer als die Differenz zwischen der verpolgeschützten Versorgungsspannung VP und der Hysterese. Dies hat zur Folge, dass das erste Schaltelement Svsl geschlossen ist. Dadurch ist der Spannungsabfall VS1-VP über dem ersten Versorgungsstrang Sl sehr niedrig und die Verlustleistung P_Svsl des ersten Schalterelements Svsl ist trotz hohem Strom Ivsl von ca. 14 A im ersten Versorgungsstrang Sl mit ungefähr 2 W äußerst gering. Die Verlustleistung einer vergleichbaren Schutzdiode ohne paralleles Schaltelement Svsl läge bei gleichen Bedingungen zwischen 7 W und 11 W. Gleichzeitig ist zum Zeitpunkt 1 die zweite Fahrzeugspannung VB2 kleiner als die Differenz zwischen der verpolgeschützten Versorgungsspannung VP und der Hysterese. Dies hat zur Folge, dass das zweite Schaltelement Svs2 geöffnet ist. Dadurch fließt kein Strom IVS2 im zweiten Versorgungsstrang S2 und eine Sperrspannung liegt an der ersten Schutzdiode Dvs2 des zweiten Versorgungsstrangs S2 an, welche eine Rückspeisung vom ersten Versorgungsstrang Sl in den zweiten Versorgungsstrang S2 verhindert. Somit erfolgt die Versorgung des Steuergeräts 2 zum Zeitpunkt 1 ausschließlich über den ersten Versorgungsstrang Sl. Wie aus Fig. 9 weiter ersichtlich ist, liegen zum Zeitpunkt 2 die Strangspannungen VS1,VS2 und die verpolgeschützte Versorgungsspannung VP nahe beieinander, so dass es aufgrund der bestimmenden ohmschen Leitungswiderstände Ril, Ri2 der Versorgungsstränge Sl, S2 zu einer Aufteilung des Laststroms IL auf die beiden Versorgungsstränge Sl, S2 kommt. Aufgrund dieser Stromaufteilung reduzieren sich die Verlustleistungen P_Svsl, P_Svs2 der Schaltelemente Svsl, Svs2 erheblich auf einen Wert von ca. 0,2 W. Der Spannungsabfall VS2- VP über dem zweiten Versorgungsstrang entspricht dem Spannungsabfall VS1- VP über dem ersten Versorgungsstrang Sl und ist mit 50 mV ca. dreimal niedri- ger als der Spannungsabfall VS1-VP über dem ersten Versorgungsstrang Sl zum Zeitpunkt 1.
Zusammenfassend erfolgen bei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Mehrstrangversorgungseinheit 1A, 1B, IC auch bei dynamischen Spannungsun- terschieden an den Versorgungssträngen VS1, VS2 des Steuergeräts keine statischen Rückspeisungen von einem Versorgungsstrang Sl, S2 in den anderen Versorgungsstrang Sl, S2. Des Weiteren sind auch dynamische Rückspeisungen energielimitiert und beschränken sich im Wesentlichen auf die Inhalte aus den Kapazitäten Csl, Cs2, Cp der RC- Filter. Des Weiteren sind die Verlustleis- tungen P_Svsl, P_Svs2 der Schaltelemente Svsl, Svs2 gering und liegen unter
2,2 W. Auch die Spannungsabfälle VS1-VP, VS2-VP über den Versorgungssträngen sind trotz der hohen Strömen IVS1, IVS2 in den Versorgungssträngen Sl, S2 und dem sich daraus ergebenden hohen Laststrom IL im aktiven Zwei- strangverpolungsschutz gering.
Das Kennliniendiagramm aus Fig. 10 zeigt verschiedene Signalverläufe der erfindungsgemäßen Mehrstrangversorgungseinheit 1A für ein Fahrzeugsteuergerät 2 aus Fig. 1 mit der Schutzvorrichtung 3B aus Fig. 4, wobei die beiden Fahrzeugspannungen VBl, VB2, welche an den beiden Versorgungssträngen Sl, S2 anliegen, unterschiedliche Gleichspannungsanteile aufweisen und nicht durch
Störspannungen gestört sind. In der dargestellten Simulation weist die erste Fahrzeugspannung VBl einen Gleichspannungsanteil von 13,5 V und die zweite Fahrzeugspannung VB2 einen Gleichspannungsanateil von 12,5 V auf. Wie aus Fig. 10 weiter ersichtlich ist, ist zum Zeitpunkt 1 die erste Fahrzeugspannung VB1 größer als die zweite Fahrzeugspannung VB2. Dadurch ergibt sich ein Versorgungsstrom IVP, der sich zu ca. zwei Drittel aus dem Strom IVS1 des ersten Versorgungsstrangs Sl (IVS1 » 8,2 A) und zu einem Drittel aus dem Strom IVS3 (IVS2 » 3,5 A) des zweiten Versorgungsstrangs S2 für einen angenommenen Versorgungsstrom IVP bzw. IL von 11,75 A zusammensetzt. Hier ist deutlich zu erkennen, dass für die Stromaufteilung von Hochstromsteuergeräten die Leitungswiderstände Ril, Ri2 der Versorgungsstränge Sl, S2 entscheidend sind, da interne Impedanzen des Steuergeräts 2 aufgrund der Verlustleistungs- reduktion nahezu keine Rolle mehr spielen. Der Vorteil von Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Mehrstrangversorgungseinheit 1A, 1B, IC besteht darin, dass neben der Redundanz zur Signalisierung eines Versorgungsfehlers mit sicherer Übernahme der Fahrerkontrolle über eine zumindest teilweise autonome Fahrzeugfunktion, auch eine ständige Verlustleistungsreduktion in der Schutzvor- richtung 3A, 3B, 3C, 3D aufgrund der Stromaufteilung erreicht wird. Die Spannungsabfälle VSl-Vp, VS2-Vp über den Versorgungssträngen Sl, S2 sind mit 82 mV und 35 mV äußerst gering. Dadurch ist trotz des hohen Versorgungsstromes IVP bzw. IL = 11,75 A die Verlustleistung P_Svsl im ersten Schaltelement Svsl mit 680 mW und die Verlustleistung P_Svs2 im zweiten Schaltelement Svs2 mit 120 mW äußerst gering. Das Kennliniendiagramm aus Fig. 8 ist gewählt worden, um zu zeigen welche Zustände bei einer üblichen Versorgungslage über längere Zeiten zu erwarten sind.
Wie aus Fig. 1 bis 6 weiter ersichtlich ist, bildet in den dargestellten Ausfüh- rungsbeispielen der Schutzvorrichtung 3A, 3B, 3C, 3D jeweils ein Feldeffekttransistor FETl, FET2 die erste Schutzdiode Dvsl, Dvs2 und das korrespondierende Schaltelement Svsl, Svs2 in den beiden Versorgungssträngen Sl, S2 aus. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Feldeffekttransistoren FETl, FET2 jeweils als P-Kanal-Leistungs-MOSFET ausgeführt.
Wie aus Fig. 3 bis 6 weiter ersichtlich ist, ist in den dargestellten Ausführungsbeispielen der Schutzvorrichtung 3B, 3C, 3D jeweils eine zweite Schutzdiode Dzsl, Dzs2 in den beiden Versorgungssträngen Sl, S2 parallel zur ersten Schutzdiode Dvsl, Dvs2 und zum Schaltelement Svsl, Svs2. Die zweiten Schutzdioden Dzsl Dzs2 schützen die Schaltelemente Svsl, Svs2 und reduzieren eine Pulsbelas- tung der Schaltelemente Svsl, Svs2. Dadurch können die Schaltelemente Svsl, Svs2 vor einer ISO-Pulsbelastung geschützt werden, welche Spannungen von über 40 V über den Schaltelementen Svsl, Svs3 erzeugen können. Die zweiten Schutzdioden Dzsl, Dzs2 sind in den dargestellten Ausführungsbeispielen als Suppressordiode (TSV) mit einer Durchbruchspannung im Bereich von 24 V bis
40 V ausgeführt. Kommt es nun in einem Versorgungsstrang Sl, Sl beispielsweise durch Schalten einer Sitzheizung, einer Scheibenheizung usw. beispielsweise zu einem negativen ISO(7637)-lmpuls vom Typ 1 (-100 V bezogen auf Masse GND, 2 ms, Ri = 10 Ω), dann liegen im ersten Moment bei einem norma- len Steuergeräteversorgungszustand am gemeinsamen Knotenpunkt KP eine verpolgeschützte Versorgungsspannung VP mit einem Wert von ungefähr 12 V an. Dadurch ergibt sich eine korrespondierende Spitzen-Strangspannung VS1, VS2 von ungefähr -100 V. Dies führt in der Spitze zu einem Spannungsabfall VSvsl bzw. (VS1-VP9, VSvs2 bzw. (VS2-VP) über dem korrespondierenden Schaltelement Svsl, Svs2 von ungefähr -112 V. Die Auswahl eines korrespondierenden P-Kanal-Leistungs-MOSFET mit einer Spannungsfestigkeit zwischen Source und Drain von 100 V und mehr bei einem niedrigen Durchlasswiderstand ist sehr teuer und führt zu hohem Flächenbedarf. Durch die zusätzlichen zweiten Schutzdioden Dzsl, Dzs2 lassen sich die Impulsbelastungen der Schaltelemente Svsl, Svs2 deutlich reduzieren, so dass kostengünstigere Transistortypen mit einer Spannungsfestigung zwischen Source und Drain von unter 40 V und mit niedrigem Durchlasswiderstand eingesetzt werden können. Die zusätzlichen zweiten Schutzdioden Dzsl, Dzs2 können weggelassen werden, falls die eingesetzten MOSFETs eine ausreichende und spezifische periodische Avalanche- Energie aufweisen. Die statische Verpolungssicherheit des Steuergeräts 2 gegen
Spannungen bis 20 V bleibt dadurch gewährleistet, ebenso wie das aktive Bekämpfen der negativen Pulsbelastung.
Wie aus Fig. 3 und 4 weiter ersichtlich ist, sind in den dargestellten Ausführungs- beispielen der Schutzvorrichtung 3B die Ausgänge der beiden Versorgungsstränge Sl, S2 gemeinsam am gemeinsamen Knotenpunkt KP über eine dritte Schutzdiode Dzp mit Masse GND verbunden sind, welche eine positive Pulsbelastung der beiden Versorgungsstränge Sl, S2 reduziert. In den in Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispielen der Schutzvorrichtung 3C, 3D sind die Aus- gänge der beiden Versorgungsstränge Sl, S2 jeweils einzeln vor dem gemein- sannen Knotenpunkt KP über eine dritte Schutzdiode Dzsll, Dzs21 mit Masse verbunden, welche eine positive Pulsbelastung der beiden Versorgungsstränge Sl, S2 reduziert. Die dritten Schutzdiode Dzp, Dzsll, Dzs21 dienen dem Schutz gegen positive ISO-Impulse einschließlich eines Lastabfalls. Kommt es zu einer positive Impulsbelastung in einem Versorgungstrang Sl, S2, so werden am gemeinsamen Knotenpunkt KP Impulse über 30 V durch die dritten Schutzdioden Dzp, Dzsll, Dzs21 geklammert bzw. begrenzt. Die Durchbruchsspannung der dritten Schutzdiode Dzp, Dzsll, Dzs21 kann im Bereich zwischen 30 V bis 42 V gewählt werden. Die dritten Schutzdioden Dzp, Dzsll, Dzs21 führen zu kosten- günstigen Lösungen mit MOSFETS als Schaltelementen Svsl, Svs2 und ermöglichen eine unsymmetrische Klammerung bzw. Begrenzung von negativen Versorgungsimpulsen durch die zweiten Schutzdioden Dzsl, Dzs2 und von positiven Versorgungsimpulsen durch die dritten Schutzdioden Dzp, Dzsll, Dzs21, wodurch Größe bzw. Absorbtionsleistung der negativen Klammerelemente von denen der positiven Klammerelemente entkoppelt werden können. Des Weiteren vereint die unidirektionale Klammerung am gemeinsamen Knotenpunkt KP einen erweiterten Schutz gegen Verpolung im Falle eines Strangschalterdefektes mit dem Ziel, die Strangsicherung auszulösen bevor es zu einem Schaden im Steuergerät 2 kommt.
Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, ist das passive Filter 20 bei einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Mehrstrangversorgungseinheit IC als
Mehrstrang-T- Filter 20C ausgeführt. Hierbei ist jeweils eine erste Filterinduktivität LT1, LT2 in die beiden Versorgungssträngen Sl, S2 zwischen dem Schaltele- ment Svsl, Svs2 und dem gemeinsamen Knotenpunkt KP eingeschleift. Eine gemeinsame zweite Filterinduktivität LT ist zwischen dem gemeinsamen Knotenpunkt KP und einem Filterausgang VZP eingeschleift. Durch die Filterspulen LT, LT1, LT2, eine Filterkapazität CT sowie einer Ausgangskapazität Cout lässt sich das Filter 20C an den nachfolgenden Schaltregler 2.1 des Steuergeräts 2 mit ei- ner Schaltfrequenz zwischen 400 kHz bis 4000 kHz anpassen. Insbesondere verfügt das Filter 20C über einen Pufferkondensator ΟμΟΤ, welcher beispielsweise als Hybrid-Polymer-ELKO mit sehr kleinem ESR ausgeführt ist. Der Pufferkondensator ΟμΟΤ ist über einen ohmschen Begrenzungswiderstand ΡψΟΤ, welcher einen Wert zwischen 0,1 bis 1 Ohm aufweist und einen Spitzenstrom begrenzt, an den gemeinsamen Knotenpunkt KP angekoppelt. Zudem ist der Pufferkon- densator ΟμΟΤ über eine Koppeldiode ϋμΟΤ mit dem Filterausgang VZP verbunden. Die Koppeldiode ϋμΟΤ stellte eine schnelle und niederohmige Pufferung der Eingangsspannung des Schaltwandlers im Falle eines kurzeitigen Spannungsabrisses der ersten Fahrzeugspannung VB1 und/oder der zweiten Fahr- zeugspannung sicher. Die Koppeldiode ϋμΟΤ ist vorzugsweise als Schottky-
Diode ausgeführt.
Das Mehrstrang-T- Filter 20C ermöglicht in vorteilhafter Weise eine direkte An- koppelung der Mehrstrangversorgungseinheit IC an den Schaltregler 2.1 des Steuergeräts 2. Das passive Filter 20C bedämpft Störungen des Bordnetzes, insbesondere hochfrequente Sinusstörer mit einer Frequenz von über 5 kHz bis 20 kHz, unterdrückt die Rückwirkungen des Schaltreglers 2.1 auf das Bordnetz und stellt die Versorgung des Steuergeräts 2 im Falle von Spannungseinbrüchen in den Versorgungssträngen Sl, S2 sicher. Zudem ergibt sich durch die in die Versorgungsstränge Sl, S2 integrierten ersten Filterinduktivitäten LT1, LT2 eine
Zeitverzögerung im Aufbau eines Rückspeisestromes vom Versorgungsstrang
51 in den Versorgungsstrang S2 und umgekehrt. Zudem kann die Erfassung der verpolgeschützten Versorgungsspannung VP nach der induktiven Verkopplung vorgenommen werden, wodurch sich durch ohmsche Spulenwiderstand RT1, RT2 eine zusätzliche Hysterese ergibt. Erfolgt im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Kurzschluss nach Masse in einem Versorgungsstrang Sl, S2, so lässt sich aufgrund der begrenzten Schaltgeschwindigkeit der Überwachung der Strangspannung VS1, VS2 gegen die verpolgeschützte Versorgungsspannung VP am gemeinsamen Knotenpunkt KP und der begrenzten Öffnungsgeschwin- digkeit der Schaltelemente Svsl, Svs2 ein Rückspeisen der im Pufferkondensator ΟμΟΤ gespeicherten Energie nicht vollständig vermeiden, aber gegenüber dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Mehrstrangversorgungseinheit 1B aus Fig. 2 deutlich verbessern. Die Hardwaresteuereinheit 12A, 12B, 12C oder Teile der Hardwaresteuereinheit
12A, 12B, 12C werden über einen N_SL Eingang, an welchem ein Sleep-Modus- Steuersignal N_SL anliegt,„Ein" oder„Aus" geschaltet. Zur Erkennung von Leitungsunterbrechungen oder Prüfung der Qualität eines Versorgungsstrangs Sl,
52 werden die Steuerleitungen der Steuersignale STR1_CTL, STR2_CTL der Hardwaresteuereinheit 10A, 10B, 10C zugeführt. Die überwachende Rech- nereinheit 14A, 14B, 14C kann damit kurzzeitig die Schaltelemente Svsl, SVs2 öffnen. Dadurch sinkt bei einer Leitungsunterbrechung in einem Versorgungsstrang Sl, S2 die Strangspannung VSl, VS2 unter einen vorgegebenen
Schwellwert. Diese Information dient der Erkennung von Fehlern in der redun- danten Steuergeräteversorgung mit dem Ziel den Fahrer wieder rechtzeitig die
Kontrolle über die zumindest teilautonome Funktion zu geben oder rechtzeitig die Aufmerksamkeit des Fahrers wieder zu bekommen.
Ebenso kann durch diese Steuerleitungen und die Steuersignale STR1_CTL, STR2_CTL bei Spannungsunterschieden zwischen den Fahrzeugspannungen
VB1, VB2 von unter IV bei einer zweiten Überprüfung der Versorgungsstränge Sl, S2 nur das korrespondierende Schaltelement Svsl, Svs2 des zu überprüfenden Versorgungsstrangs Sl, S2 geschlossen werden und die Schaltelemente Svsl, Svs2 der anderen Versorgungsstränge Sl, S2 geöffnet werden. Dann kann die Reaktion der korrespondierenden Strangspannung VSl, VS2 im belasteten zu überprüfenden Versorgungsstrangs Sl, S2 erfasst und ausgewertet werden Da sich der Versorgungsstrom IVP auf den zu überprüfenden Versorgungsstrang Sl, S2 konzentriert, kann damit überprüft werden, ob unter Last am stromführenden zu überprüfenden Versorgungsstrang Sl, S2 noch eine ausrei- chend hohe Strangspannung VSl, VS2 am Eingang vorhanden ist.
Befindet sich das Steuergerät 2 im Sleep-Modus, dann weist das Sleep-Modus- Steuersignal N_SL den niedrigen logischen Pegel auf, und die Hardwaresteuereinheit 12A, 12B, 12C nimmt dann nur einen sehr niedrigen Versorgungsstrom IVP an der Klemme VPJN auf, welcher wesentlich kleiner als 10 μΑ ist. Ebenso fließt auch in die Klemmen VS1JN, VS2JN kein nennenswerter Strom. D.h. der in die Klemmen fließende Strom ist ebenfalls sehr viel kleiner als 10 μΑ. Zudem sind die Schaltelemente Svsl, Svs2 im Sleep-Modus in ihrem„Default Zustand", d.h. geöffnet. Das Steuergerät 1 selbst ist im Sleep-Modus nicht aktiv und nimmt aus dem gemeinsamen Knotenpunkt KP nur einen geringen Versorgungsstrom auf, welcher kleiner als 100 μΑ ist. Daher ist der Spannungsabfall, den die ersten Schutzdioden Dvsl, Dvs2 verursachen können ohne Bedeutung. Wird das Steuergerät 2 geweckt, dann wechselt das Sleep-Modus-Steuersignal N_SL auf den hohen logischen Pegel und die Hardwaresteuereinheit 12A, 12B, 12C wird akti- viert. Wie aus Fig. 6 und 7 weiter ersichtlich ist, leiten die als P- Kanal- Leistungs- MOSFETs ausgeführten Feldeffekttransistoren FET1, FET2 in Vorwärtsrichtung über Bulk-Dioden Dsvl, Dsv2 zwischen Drain und Source. Die Ansteuerung die- ser Feldeffekttransistoren FET1, FET2 erfolgt durch eine positive Source-Gate
Spannung, was gleichbedeutend ist mit einer Verbindung des jeweiligen Gates über Steuerleitungen der Ansteuersignale Svsl_CTL, Svs2_CTL nach Masse. Da die Feldeffekttransistoren FET1, FET2 in der Regel eine max. Source-Gate Spannung von 20 V erlauben und zur Erhöhung der Schaltgeschwindigkeit wer- den die Source-Gate-Spannungen jeweils durch eine in der Hardwaresteuereinheit IOC angeordnete Zenerdiode ZD1_1, ZD2_1 auf einen Wert von beispielsweise 5,1 V limitiert. Parallel zu diesen Zenerdiode ZD1_1, ZD2_1 ist jeweils ein Source-Gate-Ableitwiderstand Rl_9, R2_9 (z.B. 100 kOhm) platziert, um im Sleep-Modus das zugehörige Schaltelement Svsl, Svs2 sicher sperren zu kön- nen. Damit im Sleep-Modus bei Dauerversorgung in den Versorgungssträngen
Sl, S2 kein Strom über die Zenerdioden ZD1_1, ZD2_1 fließen kann, sind die Steuerleitungen der Ansteuersignale Svsl_CTL, Svs2_CTL über Transistoren Tl_3, T2_3 durch das Sleep-Moduls-Steuersignal N_SL schaltbar ausgeführt. Widerstände Rl_6, R2_6 (z.B. 5,1 KOhm) dienen der Strombegrenzung in den Steuerleitungen der Ansteuersignale Svsl_CTL, Svs2_CTL im Falle eines aktiven Steuergeräts 2, was eine Spannung VS11, VS21 vor den ersten Filterinduktivitäten LT1, LT2 und damit auch an den Klemmen der Hardwaresteuereinheit 10C im Bereich von 5 V bis 36 V ermöglicht. Widerstände Rl_7 (z.B.
23,7 kOhm), Rl_8 (z.B. 51,1 kOhm), R2_7 (z.B. 23,7 kOhm), R2_8 (z.B.
51,1 kOhm) bilden den Basisteiler für NPN Steuertransistoren Tl_3, T2_3. Die
Strangspannungen VSl VS2 werden über die Klemmen VS1JN, VS2JN an der Hardwaresteuereinheit 10C erfasst und über schaltbare Transistoren Tl_ll, T2_ll an korrespondierende Spannungsteiler Rl_13 (z.B. 75 kOhm), Rl_14 (z.B. 8,25 kOhm) bzw. R2_13 (z.B. 75 kOhm), R2_14 (z.B. 8,25 kOhm) weiterge- leitet. Die geteilten Signale VS1_ADC, VS2_ADC werden an die Rechnereinheit
14C weitergeleitet. PNP Transistoren Tl_ll, T2_ll sind schaltbar, um im Sleep- Modus keinen Messteilerstrom von den Strangspannungen VSl, VS2 nach Masse GND zu generieren. Daher werden diese Transistoren Tl_ll, T2_ll durch NPN Steuertransistoren Tl_10, T2_10 mit Hilfe des Sleep-Modus-Steuersignals N_SL geschalten. Das Sleep-Modus-Steuersignal N_SL weist im Sleep-Modus einen niedrigen logischen Pegel und im Normalmodus einen hohen logischen Pegel auf. Da die Spannungserfassung der Strangspannungen VSl, VS2 vor der Schutzvorrichtung 3D erfolgt, sind die Schaltstufen durch Signaldioden Dl_10, D2_10 vor Verpolung geschützt und Widerstände Rl_12, R2_12 (z. B.
40,2 kOhm) dienen der Strombegrenzung. Wiederstände Rl_ll, R2_ll (z. B.
51,1 kOHm) dienen als Basis- Emitter- Ableitwiderstände. Widerstände Rl_15, Rl_16 bzw. R2_15, R2_16 (z. B. 23,7 kOhm, 51,1 kOhm bzw. 23,7 kOhm, 51,1 kOhm) bilden einen Basisspannungsteiler der NPN Steuertransistoren Tl_10, T2_10.
Die Versorgungsstränge Sl, S2 sind im passiven Filter über die ersten Filterinduktivitäten LT1, LT2 miteinander verbunden und erzeugen am gemeinsamen Knotenpunkt KP die verpolgeschützte Versorgungspannung VP. Die verpolge- schützte Versorgungsspannung VP wird der Hardwaresteuereinheit IOC an der Klemme VPJN zugeführt. Eine positive Versorgungsspannung wird Komparatoren CM P_1, CMP_2 über einen PNP Schalttransistor T12_l und ein Tiefpass- Filter R12_l, C12_l (z. B. 10 Ohm, 10 i F) an korrespondierenden Plusversorgungspins zugeführt. Durch einen Steuertransistor T12_2 ist auch dieser Schalttransistor T12_l durch das Sleep-Modus-Steuersignal N_SL steuerbar. Damit wird im Sleep-Modus des Steuergerätes kein Strom aus der/den permanent vorhanden Strangspannungen VSl, VS2 zur Versorgung der Komparatoren CMP_1, CMP_2 entnommen. Ein Widerstand R12_4 (z.B. 40,2 kOhm) dient der Strombegrenzung im Ansteuerpfad des Schalttransistors T12_l. Ein Widerstand R12_3 (z. B. 51,1 kOhm) dient als Basis- Emitter Ableitwiderstand des Transistors T12_l. Widerstände R12_5, R12_6 (z.B. 23,7 kOhm, 51,1 kOhm) bilden einen
Basisteiler des NPN Steuertransistors T12 2.
Die verpolgeschützte Versorgungsspannung VP der verkoppelten Versorgungsstränge Sl, S2 wird über Vorwiderstände Rl_m, R2_m (z. B. 100 Ω) an Minus- Eingängen der Komparatoren CMP_1, CMP_2 angelegt. Die Strangspannungen
VSl, VS2 an den Eingängen der Versorgungsstränge Sl, S2 werden über die Klemmen VS1J N, VS2J N und Vorwiderstände Rl_p, R2_p (z. B. 5,1 kOhm) an Plus- Eingänge der Komparatoren CMP_1, CMP_2 angelegt. Zum Schutz gegen gefährliche positive bzw. negative Spannungen, sowie gegen Verpolung sind die Plus- Eingänge der Komparatoren CMP_1, CMP_2 jeweils durch eine unidirektio- nale Zenerdiode ZD1_10, ZD2_10 geschützt, welche beispielsweise eine Klam- merspannung von 27 V ermöglichen. Die Wahl der Klammerspannungen der Zenerdioden ZD1_10, ZD2_20 sollte vorzugsweise unterhalb der Klammerspannungen der Schutzdioden Dzsll, Dzs21, Dzp liegen, damit bei hoher positiver Pulsbelastung im Bordnetz die Schaltelemente Svsl,Svs2 der Versorgungsstränge Sl, S2 zwangsweise geöffnet werden und die Kopplung des Steuergeräts 2 nur noch über die ersten und zweiten Schutzdioden Dvsl, Dvs2, Dzsl, Dzs2 der beiden Versorgungsstränge Sl, S2 erfolgt. Dadurch kann das Risiko im Load-Dump-Fall reduziert werden. "Open-Collector-Ausgänge" der Komparatoren CMP_1, CMP_2 werden über Strombegrenzungswiderstände Rl_3, R2_3 (z.B.
7,5 kOhm) PNP Schalttransistoren Tl_l, T2_l zugeführt. Diese Schalttransistoren Tl_l, T2_l sind so angeordnet, dass sie im Ansteuerfall die Source-Gate- Spannung der Feldeffekttransistoren FETl, FET2 kurzschließen. Dadurch kann die Sperrung der Feldeffekttransistoren FETl, FET2 erzwungen werden und die Versorgungsstränge Sl, S2 in den verpolgeschützten Zustand überführt werden.
Die verwendeten Komparatoren CMP_1, CMP_2 besitzen vorzugsweise einen „Common Mode Range", welcher unabhängig von der positiven Versorgungsspannung der Komparatoren CMP_1, CMP_2 beispielsweise 44 V über einem Spannungspotential am Masseanschluss der Komparatoren liegen kann.
Die PNP Schalttransistoren Tl_l, T2_l zur Sperrung der Feldeffekttransistoren FETl, FET2 in den Versorgungssträngen Sl, S2 können zusätzlich zu den Komparatoren CMP_1, CMP_2 durch Steuersignale STR1_CTL, STR2_CTL der Rechnereinheit 14 mit Hilfe von NPN Steuertransistoren Tl_2, T2_2 aktiviert werden und damit eine Überführung der Versorgungsstränge Sl, S2 in einen verpolgeschützten Betrieb über die ersten Schutzdioden Dvsl, Dvs2 erzwingen. Widerstände Rl_2, R2_2 (z.B. 7,5 kOhm) dienen der Strombegrenzung bei der Ansteuerung. Widerstände Rl_4, Rl_5 bzw. R2_4, R2_5 (z.B. 23,7 kOhm, 51,1 kOhm bzw. 23,7 kOhm, 51,1 kOhm) dienen als Basisspannungsteiler der NPN Steuertransistoren Tl_2, T2_2. Eine Zenerdiode ZD12_1 (z.B. 5,1 V) bildet eine optionale Referenzspannung VREF von beispielsweise 5,1 V, welche aus der über das Sleep- Modus-Steuersignal N_SL geschalteten Versorgungsspannung VP am Kollektor des T12_l mit Hilfe eines Vorwiderstandes R12_2 (z.B. = 7,5 kOhm) entsteht, wobei ein Kondensator C12_l zur Filterung parallel ge- schaltet ist. Durch die Referenzspannung VREF und den optionalen Widerstand R12_Hy wird ein Referenzstrom definiert. Dieser wird einem Stromspiegel T12_3 zugeführt. Die Spiegelströme I REF werden über Transistoren T12_4, T12_5 ausgekoppelt und den Minuseingängen der Komparatoren CMP_1, CMP_2 zugeführt. Zusammen mit den Widerständen Rl_m, R2_m wird eine einstellbare Hysterese der Komparatoren CMP_1, CMP_2 gebildet.
Weisen das Sleep- Modus-Steuersignal N_SL und die Steuersignale STR1_CTL, STR2_CTL jeweils den niedrigen logischen Pegel auf, dann ist die Hardwaresteuereinheit IOC nicht aktiv und es erfolgt keine bzw. nur eine nicht relevante kleine Stromaufnahme im μΑ-Bereich an den Klemmen VS1JN, VS2JN,
VS11JN, VS21JN, VPJN der Hardwaresteuereinheit IOC. Dadurch sind die Feldeffekttransistoren FETl, FET2 ausgeschaltet und die Strangspannungen VS1, VS2 werden über die ersten Schutzdioden Dsvl, Dsv2 bzw. die parallel liegenden unidirektionalen zweiten Schutzdioden Dzsl, Dzs2 vor Verpolung ge- schützt und an das passive Filter 20C weitergegeben, wobei eine Rückspeisung von einem Versorgungsstrang Sl, S2 in den anderen Versorgungsstrand Sl, S2 nicht möglich ist.
Wird in den Normalbetrieb mit einer ersten Strangspannung VS1 vonl4V, einer zweiten Strangspannung VS2 von 14 V, einem ersten Leitungswiderstand Ril von 200 ΓΤΊΩ, einem zweiten Leitungswiderstand Ri2 von 200 mO und dem Sleep-Modus-Steuersignal N_SL auf einem hohen logischen Pegel und den An- steuersignalen STR1_CTL, STR2_CTL auf einem niedrigen logischen Pegel gewechselt, dann ist die Spannung am Minus- Eingang des ersten Komparators CMP_1 um den Spannungsabfall zwischen der ersten Strangspannung VS1 und der verpolgeschützten Versorgungsspannung VP plus einer ersten Hysterese kleiner als die Strangspannung VS1 am Plus Eingang des ersten Komparators CMP_1. Analog ist die Spannung am Minus- Eingang des zweiten Komparators CMP_2 um den Spannungsabfall zwischen der ersten Strangspannung VS1 und der verpolgeschützten Versorgungsspannung VP plus einer zweiten Hysterese kleiner als die Strangspannung VS2 am Plus Eingang des zweiten Komparators CMP_2. Dadurch sind die Ausgänge der beiden Komparatoren CMP_1, CMP_2 gesperrt. Die PNP Schalttransistoren Tl_l, T2_l für die Ansteuerung der Feldeffekttransistoren FETl, FET2 sind daher ebenfalls gesperrt. Da das Sleep-Modus- Steuersignal N_SL im Normalbetrieb auf einem hohen logischen Pegel ist, sind die Steuertransistoren Tl_3, T2_3 leitend. Damit sind die Gates der Feldeffekttransistoren FET1, FET2 auf Masse geschaltet, wodurch diese leitend werden. Die bisherigen Spannungsabfälle zwischen den Strangspannungen VSl, VSl und der verpolgeschützten Versorgungsspannung VP, welche im geöffneten Zustand der Feldeffekttransistoren FET1, FET2 im Wesentlichen durch die ersten Schutzdioden Dvsl, Dvs2 verursacht werden, werden damit durch die parallel liegenden leitenden Feldeffekttransistoren FET1, FET2 stark reduziert.
Im aktiven Betrieb sind die Leitungswiderstände Ril, Ri2 für die Stromverteilung in den Versorgungssträngen Sl, S2 verantwortlich, sofern die Fahrzeugspannungen VB1, VB2 gleich groß sind.
Somit werden bei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens für eine Mehrstrangversorgungseinheit an den Eingängen der mindestens zwei Versorgungsstränge Sl, S2 jeweils eine Strangspannung VSl, VS2 und am gemeinsamen Knotenpunkt KP eine verpolgeschützte Versorgungsspannung VP erfasst und ausgewertet. Hierbei werden die Schaltelemente Svsl, Svs2 in den mindestens zwei Versorgungssträngen Sl, S2 in Abhängigkeit von der Auswertung über korrespondierende Ansteuersignale Svsl_CTL, Svs2_CTL angesteuert.
Zudem kann die Rechnereinheit 14C die einzelnen Strangspannungen VSl, VS2 miteinander und/oder mit der verpolgeschützten Versorgungsspannung VP vergleichen und in Abhängigkeit der Vergleiche die Ansteuersignale Svsl_CTL, Svs2_CTL für das mindestens eine Schaltelement Svsl, Svs2 über eine Hardwaresteuereinheit 12A, 12B, 12C erzeugen. So können die mindestens zwei Versorgungsstränge Sl, S2 während des Betriebs in Abhängigkeit von vorgegebenen Bedingungen einzeln überprüft werden. Zur Feststellung von Versorgungsfehlern können die mindestens zwei Versorgungsstränge Sl, S2 in vorgegebenen zeitlichen Abständen und/oder wenn eine Spannungsdifferenz zwischen den Strangspannungen VSl, VS2 einen vorgegebenen Betrag überschreitet von der Rechnereinheit 14C einzeln überprüft werden. Ohne diese Überprüfungsfunktionen kann die Strangspannung Sl, S2 des funktionsfähigen Versorgungsstranges Sl, S2 durch die Verkopplung am gemeinsamen Knotenpunkt KP und den leitenden Schaltelementen Svsl, Svs2 auch am Eingang des unterbrochenen Ver- sorgungsstrangs Sl, S2 anstehen und daher nicht durch die Spannungskontrolle erkannt werden.
So kann die Rechnereinheit 14C im Normalbetrieb mit den Steuersignalen STR1_CTL, STR2_CTL, welche auf einen hohen logischen Pegel gelegt werden, die Feldeffekttransistoren FET1, FET2 öffnen, so dass eine unterbrochene Strangversorgung erfasst werden kann. So kann die Rechnereinheit 14C bei einer ersten Überprüfung der beiden Versorgungsstränge Sl, S2 das mindestens eine Schaltelement Svsl, Svs2 des zu überprüfenden Versorgungsstrangs Sl, S2 öffnen, und die Reaktionen der korrespondierenden Strangspannung VS1, VS2 und der verpolgeschützten Versorgungsspannung VP am gemeinsamen Knotenpunkt KP erfassen und auswerten werden. Hierbei kann eine Leitungsunterbrechung in dem zu überprüfenden Versorgungsstrang Sl, S2 erkannt werden, wenn die korrespondierende Strangspannung VS1, VS2 bei geöffnetem Schaltelement Svsl, Svs2 unterhalb eines vorgegebenen minimalen Grenzwerts im Bereich von 0 bis 6V liegt. Das bedeutet beispielsweise, dass das erste Steuersignal STR1_CTL auf den niedrigen logischen Pegel und das zweite Steuersignal STR2_CTL auf den hohen logischen Pegel gesetzt wird, um den zweiten Versorgungsstrang S2 auf eine Leitungsunterbrechung zu überprüfen. Da der zweite Versorgungsstrang S2 eine Spannungsreduktion um die nun wirksame erste Schutzdiode Dvs2 bzw. zweite Schutzdiode Dzvs2 erfährt, konzentriert sich der Versorgungsstrom IVP auf den ersten Versorgungsstrang Sl. Wird in diesem Zustand die erste Strangspannung VS1 als erste Spannung VS1_ADC und die zweite Strangspannung VS2 als zweite Spannung VS2_ADC erfasst, dann entspricht die zweite Spannung VS2_ADC ungefähr der zweiten Fahrzeugspannung VB2, falls der Strangstrom Isv2 im zweiten Versorgungsstrang S2 nicht fließt. Die erste Spannung VS1_ADC entspricht der ersten Strangspannung VS1 bei maximaler Belastung. Eine Leitungsunterbrechung zum zweiten Versorgungsstrang S2 kann erkannt werden, wenn am Eingang des zweiten Versorgungstrangs S2 eine deutlich niedrigere Spannung als die zu erwartende zweite Fahrzeugspannung VB2 anliegt.
Anschließend kann das erste Steuersignal STR1_CTL auf den hohen logischen Pegel und das zweite Steuersignal STR2_CTL auf den niedrigen logischen Pegel gesetzt werden, um den ersten Versorgungsstrang Sl zu überprüfen. Das be- deutet beispielsweise, dass sich der Versorgungsstrom IVP auf den zweiten Versorgungsstrang S2 konzentriert, da der erste Versorgungsstrang Sl eine Spannungsreduktion um die nun wirksame erste Schutzdiode Dvsl bzw. zweite Schutzdiode Dzvsl erfährt. Wird in diesem Zustand die erste Strangspannung VSl als erste Spannung VS1_ADC und die zweite Strangspannung VS2 als zweite Spannung VS2_ADC erfasst, dann entspricht die erste Strangspannung VS1_ADC ungefähr der ersten Fahrzeugspannung VBl, falls der Strangstrom Isvl im ersten Versorgungsstrang Sl nicht fließt. Die zweite Spannung
VS2_ADC entspricht der zweiten Strangspannung VS2 bei maximaler Belastung. Eine Leitungsunterbrechung zum ersten Versorgungsstrang Sl kann erkannt werden, wenn am Eingang des ersten Versorgungstrangs Sl eine deutlich niedrigere Spannung als die zu erwartende erste Fahrzeugspannung VBl anliegt.
Durch die Kenntnis von Leerlaufspannungswerten der Fahrzeugspannungen VBl, VB2 und den Strangspannungen VSl, VS2 der Versorgungsstränge Sl, S2 bei maximaler Belastung kann die Rechnereinheit 14C auf die Qualität des Versorgungsstrangs Sl, S2 schließen und eine Wartungsinformation bereitstellen. Alternativ können die Fahrzeugspannungen VBl, VB2 der Recheneinheit 14C auch über verschiedene Kommunikationswege (Ethernet, FlexRay, CAN, LIN) durch zentrale Fahrzeugsysteme bereitgestellt werden. Hierbei kann die schlechte Qualität dadurch erkannt werden, dass der berechnete Innenwiderstand einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Der Innenwiderstand kann sich über die Lebensdauer beispielsweise aufgrund von Korrosion an den Kontaktstellen erhöhen bzw. schlechter werden.
Sind die Leerlaufspannungswerte der Fahrzeugspannungen VBl, VB2 stark unterschiedlich, besteht bei verketteten Versorgungssträngen Sl, S2 ohne wirksame ersten Schutzdioden Dsvl, Dsv2 eine permanente Rückspeisegefahr, sofern beide Schaltelemente Svsl, Svs2 leitend gesteuert sind. Zu Verhinderung dieses Effekts werden die Strangspannungen VSl, VS2 an den Klemmen VS1JN, VS2JN der Hardwaresteuereinheit IOC erfasst und an die Pluseingänge der Komparatoren CMP_1, CMP_2 angelegt. An den Minuseingängen der Kompara- toren CMP_1, CMP_2 liegt jeweils die Verkettung der Strangspannungen VSl, VS2 als verpolgeschützte Versorgungsspannung VP an. Bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt diese Verkettung der Versorgungsstränge Sl, S2 im passiven Versorgungsfilter 20C. Damit ist in jedem Versorgungsstrang eine erste Filterinduktivität LT1, LT2 wirksam, wodurch der Rückspeisestromanstieg auch dynamisch gebremst wird und die endliche Reaktionszeit der realen Komparatoren CMP_1, CMP_2 in vorteilhafter Weise ganz oder teilweise kompensiert werden kann. Sinkt beispielsweise die Strangspannung VS2 und die verpolgeschützte Versorgungsspannung VP + Hysterese wird größer als die Strangspannung VS2 am Eingang des zweiten Versorgungsstrangs bzw. die Spannung an der Klemme VS2JN, dann schaltet der Ausgang des zweiten Komparators CMP_2 nach Masse und aktiviert den PNP Schalttransistor T2_l, welcher Gate und Source des zweiten Feldeffekttransistors FET2 verbindet und damit das zweite Schaltelement Svs2 öffnet. Dadurch geht der zweite Versorgungsstrang S2 in eine Diodenkopplung, so dass der Knotenpunkt KP rückwärts keinen permanenten Strom in den zweiten Versorgungsstrang S2 abgeben kann.
Die Rechnereinheit 14C kann dann eine Warnmeldung erzeugen und über eine akustische und/oder optische Ausgabeeinheit ausgeben, wenn eine Leitungsunterbrechung und/oder ein Problem und/oder eine schlechte Qualität in mindestens einem der beiden Versorgungsstränge Sl, S2 erkannt werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Rechnereinheit 14C die Warnmeldung speichern und zu einem späteren Zeitpunkt über eine Diagnoseschnittstelle ausgeben. Dadurch kann die jeweilige zumindest teilweise autonome Funktion wieder an den Fahrer zurückzugeben bzw. ein rascher Service ausgelöst werden, ohne das eine dringende Notwendigkeit dafür besteht, da aufgrund der redundanten Zweistrangversorgung zunächst keine ungewollte Funktionseinschränkung eintritt.

Claims

Ansprüche
1. Mehrstrangversorgungseinheit (1A, 1B, IC) für ein Fahrzeugsteuergerät (2), mit mindestens zwei Versorgungssträngen (Sl, S2), welche jeweils am Eingang mit mindestens einer Fahrzeugspannungsquelle (B, Bl, B2) verbunden und am Ausgang in einem gemeinsamen Knotenpunkt (KP) zusammengeführt sind, und einer Schutzvorrichtung (3A, 3B, 3C, 3D), welche in den mindestens zwei Versorgungssträngen (Sl, S2) jeweils mindestens eine erste Schutzdiode (Dvsl, Dvs2) umfasst, welche in Durchlassrichtung zwischen der mindestens einen Fahrzeugspannungs- quelle (B, Bl, B2) und dem Knotenpunkt (KP) in die mindestens zwei
Versorgungsstränge (Sl, S2) eingeschleift ist, dadurch gekennzeichnet, dass in die mindestens zwei Versorgungsstränge (Sl, S2) jeweils mindestens ein Schaltelement (Svsl, Svs2) parallel zu der mindestens einen Schutzdiode (Dvsl, Dvs2) eingeschleift ist, wobei eine Auswerte- und Steuereinheit (10A, 10B, IOC) an den Eingängen der mindestens zwei Versorgungsstränge (Sl, S2) jeweils eine Strangspannung (VS1, VS2) und am gemeinsamen Knotenpunkt (KP) eine verpolgeschützte Versorgungsspannung (VP) erfasst und auswertet und die Schaltelemente (Svsl, Svs2) in den mindestens zwei Versorgungssträngen (Sl, S2) in Abhängigkeit von der Auswertung über korrespondierende An- steuersignale (Svsl_CTL, Svs2_CTL) ansteuert.
2. Mehrstrangversorgungseinheit (1A, 1B, IC) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (10A, 10B, IOC) die einzelnen Strangspannungen (VS1, VS2) miteinander und/oder mit der verpolgeschützten Versorgungsspannung (VP) vergleicht und in Abhängigkeit der Vergleiche über eine Hardwaresteuereinheit (12 A, 12 B, 12C) die Ansteuersignale (Svsl_CTL, Svs2_CTL) für das mindestens eine Schaltelement (Svsl, Svs2) erzeugt. Mehrstrangversorgungseinheit (1A, 1B, IC) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (10A, 10B, IOC) das mindestens eine Schaltelement (Svsl, Svs2) über die von der Hardwaresteuereinheit (12 A, 12 B, 12 C) erzeugten Ansteuersignale (Svsl_CTL, Svs2_CTL) schließt, wenn eine Differenz zwischen der korrespondierenden Strangspannung (VS1, VS2) und der verpolge- schützten Versorgungsspannung (VP) am gemeinsamen Knotenpunkt (KP) einen vorgegebenen ersten Schwellwert überschreitet.
Mehrstrangversorgungseinheit (1A, 1B, IC) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (10A, 10B, IOC) das mindestens eine Schaltelement (Svsl, Svs2) über die von der Hardwaresteuereinheit (12 A, 12 B, 12 C) erzeugten Ansteuersignale (Svsl_CTL, Svs2_CTL) öffnet, wenn die Differenz zwischen der korrespondierenden Strangspannung (VS1, VS2) und der verpolge- schützten Versorgungsspannung (VP) am gemeinsamen Knotenpunkt (KP) einen vorgegebenen zweiten Schwellwert unterschreitet.
Mehrstrangversorgungseinheit (1A, 1B, IC) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Differenz zwischen dem ersten Schwellwert und dem zweiten Schwellwert über einen veränderbaren Widerstand (Rhys) in der Hardwaresteuereinheit (12A, 12B, 12C) einstellbar ist.
Mehrstrangversorgungseinheit (1A, 1B, IC) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (10A, 10B, IOC) eine Rechnereinheit (14A, 14B, 14C) umfasst, welche die mindestens zwei Versorgungsstränge (Sl, S2) in Abhängigkeit von vorgegebenen Bedingungen einzeln überprüft, wobei die Rechnereinheit (14A, 14B, 14C) zur Überprüfung der mindestens zwei Versorgungsstränge (Sl, S2) mindestens ein Steuersignal (STR1_CTL, STR2_CTL) erzeugt und an die Hardwaresteuereinheit (12A, 12B, 12C) ausgibt, welche in Reaktion auf das mindestens eine Steuersignal (STR1_CTL, STR2_CTL) die korrespondierenden Ansteuersignale (Svsl_CTL, Svs2_CTL) für das mindestens eine Schaltelement (Svsl, Svs2) erzeugt und ausgibt. Mehrstrangversorgungseinheit (1A, 1B, IC) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechnereinheit (14A, 14B, 14C) eine Warnmeldung erzeugt und/oder eine Fehlerspeicherung vornimmt und über eine akustische und/oder optische Ausgabeeinheit und/oder über eine Diagnoseschnittstelle ausgibt, wenn die Rechnereinheit (14A, 14B, 14C) eine Leitungsunterbrechung und/oder ein Problem und/oder eine schlechte Qualität in den mindestens zwei Versorgungssträngen (Sl, S2) erkennt.
Mehrstrangversorgungseinheit (1A, 1B, IC) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in den mindestens zwei Versorgungssträngen (Sl, S2) jeweils ein Feldeffekttransistor (FETl, FET2) die mindestens eine erste Schutzdiode (Dvsl, Dvs2) und das mindestens eine Schaltelement (Svsl, Svs2) ausbildet.
Mehrstrangversorgungseinheit (1A, 1B, IC) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine zweite Schutzdiode (Dzsl, Dzs2) in den mindestens zwei Versorgungssträngen (Sl, S2) jeweils parallel zur mindestens einen ersten Schutzdiode (Dvsl, Dvs2) und zu dem mindestens einen Schaltelement (Svsl, Svs2) angeordnet und geeignet ist, eine Pulsbelastung des mindestens einen Schaltelements (Svsl, Svs2) zu reduzieren.
Mehrstrangversorgungseinheit (1A, 1B, IC) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgänge der mindestens zwei Versorgungsstränge (Sl, S2) jeweils einzeln vor dem gemeinsamen Knotenpunkt (KP) oder gemeinsam am gemeinsamen Knotenpunkt (KP) über mindestens eine dritte Schutzdiode (Dzp, Dzsll, Dzs21) mit Masse (GND) verbunden sind, welche geeignet ist, eine positive Pulsbelastung der mindestens zwei Versorgungsstränge (Sl, S2) zu reduzieren, wobei die mindestens eine dritte Schutzdiode (Dzp, Dzsll, Dzs21) eine am gemeinsamen Knotenpunkt (KP) auftretende negative Spannung auf einen vorgebbaren Wert begrenzt und bei defektem Strang- schalter (Svsl, Svs2) im Verpolungsfall eine elektrische Fahrzeugsicherung auslöst.
Mehrstrangversorgungseinheit (1A, 1B, IC) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingänge der mindestens zwei Versorgungsstränge (Sl, S2) jeweils durch mindestens ein RC- Glied, welches einen ohmschen Widerstand (Rsl, Rs2) und eine Kapazität (Csl, Cs2) umfasst, mit Masse (GND) verbunden und bedämpft sind.
Mehrstrangversorgungseinheit (1A, 1B, IC) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgänge der mindestens zwei Versorgungsstränge (Sl, S2) jeweils einzeln vor dem gemeinsamen Knotenpunkt (KP) oder gemeinsam am gemeinsamen Knotenpunkt (KP) durch mindestens ein RC-Glied, welches einen ohmschen Widerstand (RP, Rsll, Rs21) und eine Kapazität (CP, Csll, Cs21) umfasst, mit Masse (GND) verbunden und bedämpft sind.
Mehrstrangversorgungseinheit (1A, 1B, IC) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Knotenpunkt (KP) über ein passives Filter (20) mit dem Steuergerät (2) verbindbar ist.
Mehrstrangversorgungseinheit (1A, 1B, IC) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das passive Filter (20) eine Energiereserve (ΰμΰΤ) aufweist, welche geeignet ist, einen kurzzeitigen Spannungseinbruch auszugleichen.
Mehrstrangversorgungseinheit (1A, 1B, IC) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das passive Filter (20) als Mehrstrang-T- Filter (20C) ausgeführt ist, wobei jeweils eine erste Filterinduktivität (LTl, LT2) in den mindestens zwei Versorgungssträngen (Sl, S2) zwischen dem Schaltelement (Svsl, Svs2) und dem gemeinsamen Knotenpunkt (KP) eingeschleift ist, und wobei eine gemeinsame zweite Filterinduktivität (LT) zwischen dem gemeinsamen Knotenpunkt (KP) und einem Filterausgang eingeschleift ist.
16. Betriebsverfahren für eine Mehrstrangversorgungseinheit (1A, 1B, IC) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass an den Eingängen der mindestens zwei Versorgungsstränge (Sl, S2) jeweils eine Strangspannung (VS1, VS2) und am gemeinsamen Knotenpunkt (KP) eine verpolgeschützte Versorgungsspannung (VP) erfasst und ausgewertet werden, wobei die Schaltelemente (Svsl, Svs2) in den mindestens zwei Versorgungssträngen (Sl, S2) in Abhängigkeit von der Auswertung über korrespondierende Ansteuersignale (Svsl_CTL, Svs2_CTL) angesteuert werden.
17. Betriebsverfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Strangspannungen (VS1, VS2) miteinander und/oder mit der verpolgeschützten Versorgungsspannung (VP) verglichen werden und in Abhängigkeit der Vergleiche die Ansteuersignale (Svsl_CTL,
Svs2_CTL) für das mindestens eine Schaltelement (Svsl, Svs2) über eine Hardwaresteuereinheit (12A, 12B, 12C) erzeugt werden.
18. Betriebsverfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Versorgungsstränge (Sl, S2) während des Betriebs in Abhängigkeit von vorgegebenen Bedingungen einzeln überprüft werden.
19. Betriebsverfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Versorgungsstränge (Sl, S2) in vorgegebenen zeitlichen Abständen und/oder wenn eine Spannungsdifferenz zwischen den Strangspannungen (VS1, VS2) einen vorgegebenen Betrag überschreitet einzeln überprüft werden.
20. Betriebsverfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer ersten Überprüfung der mindestens zwei Versorgungsstränge (Sl, S2) das mindestens eine Schaltelement (Svsl, Svs2) eines zu überprüfenden Versorgungsstrangs (Sl, S2) geöffnet wird, und die Reaktionen der korrespondierenden Strangspannung (VS1, VS2) und der verpolgeschützten Versorgungsspannung (VP) am gemeinsamen Knotenpunkt (KP) erfasst und ausgewertet werden.
Betriebsverfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leitungsunterbrechung in dem zu überprüfenden Versorgungsstrang (Sl, S2) erkannt wird, wenn die korrespondierende Strangspannung (VS1, VS2) bei geöffnetem Schaltelement (Svsl, Svs2) unterhalb eines vorgegebenen minimalen Grenzwert liegt. 22. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer zweiten Überprüfung der mindestens zwei Versorgungsstränge (Sl, S2) nur das korrespondierende Schaltelement (Svsl, Svs2) des zu überprüfenden Versorgungsstrangs (Sl, S2) geschlossen wird und die Schaltelemente (Svsl, Svs2) der anderen Versorgungsstränge (Sl, S2) geöffnet werden, wobei die Reaktion der korrespondierenden Strangspannung (VS1, VS2) im belasteten Zustand des zu überprüfenden Versorgungsstrangs (Sl, S2) erfasst und ausgewertet wird.
Betriebsverfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein Problem in dem belasteten zu überprüfenden Versorgungsstrang (Sl, S2) erkannt wird, wenn die korrespondierende Strangspannung (VS1, VS2) bei geschlossenem Schaltelement (Svsl, Svs2) unterhalb eines vorgegebenen Lastgrenzwertes liegt.
Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Strangspannungen (VS1, VS2) miteinander und jeweils mit einer Fahrzeugspannung (UB1, UB2) der verbundenen Fahrzeugspannungsquelle (Bl, B2) verglichen werden, wobei basierend auf dem Vergleich auf eine Größe eines Innenwiderstands (Ril, Ri2) des korrespondierenden Versorgungsstrangs (Sl, S2) geschlossen wird.
25. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch ge- kennzeichnet, dass eine Warnmeldung erzeugt und/oder eine Fehler- speicherung vorgenommen und über eine akustische und/oder optische Ausgabeeinheit und/oder über eine Diagnoseschnittstelle ausgegeben wird, wenn eine Leitungsunterbrechung und/oder ein Problem und/oder eine schlechte Qualität in den mindestens zwei Versorgungssträngen (Sl, S2) erkannt wird, wobei die schlechte Qualität dadurch erkannt wird, dass der Innenwiderstand (Ril, Ri2) einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
EP18759071.6A 2017-09-26 2018-08-15 Mehrstrangversorgungseinheit für ein fahrzeugsteuergerät Pending EP3688854A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017217003.4A DE102017217003A1 (de) 2017-09-26 2017-09-26 Mehrstrangversorgungseinheit für ein Fahrzeugsteuergerät
PCT/EP2018/072116 WO2019063186A1 (de) 2017-09-26 2018-08-15 Mehrstrangversorgungseinheit für ein fahrzeugsteuergerät

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3688854A1 true EP3688854A1 (de) 2020-08-05

Family

ID=63350529

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP18759071.6A Pending EP3688854A1 (de) 2017-09-26 2018-08-15 Mehrstrangversorgungseinheit für ein fahrzeugsteuergerät

Country Status (8)

Country Link
US (1) US11177655B2 (de)
EP (1) EP3688854A1 (de)
JP (1) JP6993514B2 (de)
KR (1) KR102568231B1 (de)
CN (1) CN111133650B (de)
DE (1) DE102017217003A1 (de)
MX (1) MX2020003025A (de)
WO (1) WO2019063186A1 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020113629A1 (de) 2020-05-20 2021-11-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Elektrischer Verbraucher und Verfahren zur Anbindung eines elektrischen Verbrauchers an ein elektrisches Bordnetz
DE102020115461A1 (de) * 2020-06-10 2021-12-16 Auto-Kabel Management Gmbh Kraftfahrzeugbordnetzschalter, Kraftfahrzeugbordnetz und Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugbordnetzschalters
JP2022075135A (ja) * 2020-11-06 2022-05-18 株式会社アイシン センサモジュール
CN114301028B (zh) * 2021-12-29 2023-09-29 视涯科技股份有限公司 一种过流保护电路及显示装置

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03243119A (ja) 1990-02-19 1991-10-30 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> オア回路
JPH05328606A (ja) 1992-05-18 1993-12-10 Kokusai Electric Co Ltd ２重化直流電源回路
JPH0775348A (ja) 1993-08-31 1995-03-17 Toshiba Corp 燃料電池装置
JPH09140065A (ja) 1995-11-10 1997-05-27 Sony Corp 並列使用の２次電池装置
US5757099A (en) * 1996-03-01 1998-05-26 Wisconsin Alumni Research Foundation Hybrid parallel active/passive filter system with dynamically variable inductance
JPH09261861A (ja) 1996-03-22 1997-10-03 Omron Corp 逆流防止装置、整流装置および太陽光発電システム
JP2001053597A (ja) 1999-08-06 2001-02-23 Matsushita Electric Works Ltd 照度センサおよび電子式自動点滅器
US7639461B2 (en) * 2004-04-30 2009-12-29 Leviton Manufacturing Company, Inc. Overcurrent protection for circuit interrupting devices
JP2007082306A (ja) 2005-09-13 2007-03-29 Hitachi Ltd 電源供給装置
FR2910141B1 (fr) 2006-12-18 2009-02-20 Agence Spatiale Europeenne Systeme de generation d'energie electrique avec maximisation de la puissance
JP2009077510A (ja) 2007-09-20 2009-04-09 Hitachi Ltd 電解コンデンサの充放電回路
JP5130906B2 (ja) 2007-12-26 2013-01-30 サンケン電気株式会社 スイッチ装置
JP4573884B2 (ja) 2008-06-18 2010-11-04 三菱電機株式会社 車載電子制御装置の電源異常検出回路
DE102010004644A1 (de) * 2010-01-13 2011-07-14 Phoenix Contact GmbH & Co. KG, 32825 Redundanzmodul mit symmetrischen Strompfaden
US8536730B2 (en) 2010-07-12 2013-09-17 Hamilton Sundstrand Corporation Electric power generating and distribution system comprising a decoupling filter and a solid state power controller
JPWO2012050195A1 (ja) * 2010-10-15 2014-02-24 三洋電機株式会社 電力供給システム
JP5492849B2 (ja) 2011-09-20 2014-05-14 日立オートモティブシステムズ株式会社 車載用制御装置
DE102011117178A1 (de) 2011-10-28 2013-05-02 Sma Solar Technology Ag Wechselrichter mit überbrückbarer Rückstromschutzvorrichtung
CN102496923B (zh) * 2011-11-14 2016-10-19 株洲南车时代电气股份有限公司 一种防反接保护的输入电路
DE102012212123B4 (de) * 2012-07-11 2016-05-19 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung zur Diagnose einer Schaltungsanordnung
CN103441486A (zh) * 2013-08-14 2013-12-11 上海华兴数字科技有限公司 一种大电流电源防反接保护电路
JP6274061B2 (ja) 2014-09-26 2018-02-07 株式会社オートネットワーク技術研究所 車載機

Also Published As

Publication number Publication date
US20210159694A1 (en) 2021-05-27
DE102017217003A1 (de) 2019-03-28
JP2020535785A (ja) 2020-12-03
KR102568231B1 (ko) 2023-08-23
MX2020003025A (es) 2020-07-22
CN111133650B (zh) 2022-09-27
JP6993514B2 (ja) 2022-02-15
US11177655B2 (en) 2021-11-16
CN111133650A (zh) 2020-05-08
WO2019063186A1 (de) 2019-04-04
KR20200060740A (ko) 2020-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3688854A1 (de) Mehrstrangversorgungseinheit für ein fahrzeugsteuergerät
DE60205248T2 (de) Gerät zum nachweisen von überstrom und zum schutz eines schaltelements
DE102017127047A1 (de) Fahrzeug mit überwachungssystem mit mehrfachen analogschaltern bei simultaner schaltzustandserfassung
DE102007015728A1 (de) Ansteuerschaltung
DE102020208401A1 (de) Verfahren zur Absicherung insbesondere sicherheitsrelevanter Verbraucher in einem Kraftfahrzeug
WO2005013453A1 (de) Vorrichtung zum schutz von elektronik-baugruppen in einem mehrspannungs-bordnetz gegen kurzschlüsse
EP3452336B1 (de) Mehrspannungs-steuervorrichtung für ein kraftfahrzeug, kraftfahrzeug und betriebsverfahren für die steuervorrichtung
DE102020208399A1 (de) Vorrichtung zur Absicherung insbesondere sicherheitsrelevanter Verbraucher in einem Kraftfahrzeug
EP2503669B1 (de) Sicherheitsgerichtete Automatisierungsanlage mit überwachtem Abschaltverhalten und mit Abschalt-Beschleunigungseinrichtung
EP3871448A1 (de) Schaltung zur aufbereitung eines wake-up-signals
EP3017543B1 (de) Schaltungsanordnung zum schutz von mindestens einem bauteil eines zweidrahtstromkreises
EP0483450B1 (de) Als Baustein ausgebildete Schaltungsanordnung mit mindestens einem Halbleiterschalter zum Schalten einer Last
WO2018149606A1 (de) Vorrichtung zum schutz von lasten vor einer überspannung
EP2553789B1 (de) Bordnetz für ein fahrzeug sowie steuervorrichtung zur spannungsstabilisierung für ein bordnetz
DE102017115236A1 (de) Integrierter Schaltungschip und Verfahren zum Betreiben eines integrierten Schaltungschips
DE102017205618A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Bereitstellen einer Aktivierungsspannung für eine Sicherheitseinrichtung für ein Fahrzeug und Sicherheitsvorrichtung
EP1978617B1 (de) Schutzvorrichtung
EP2858857A1 (de) Integrierter regler, insbesondere spannungsregler, und steuergerät für personenschutzmittel
EP0483449B1 (de) Als Bauteil ausgebildete Schaltungsanordnung mit mindestens einem Halbleiterschalter zum Schalten einer Last
EP2858858B1 (de) Integrierter regler, insbesondere spannungsregler, und steuergerät für personenschutzmittel mit konfigurierbarer ausgangsspannung
DE112020002147T5 (de) Steuereinrichtung
DE10101978B4 (de) Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer Last
DE102010055479A1 (de) Schaltung zur Ansteuerung eines Schalters
DE19918512C1 (de) Schaltungsanordnung mit einer Reduktionsschaltung zur Reduktion von Störlängsspannungen auf einer Zweidrahtleitung
WO2023020773A1 (de) Vorrichtung zum überwachen eines leistungsverteilers eines kraftfahrzeugs

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20200428

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20220602