JP2002036979A - 低い電圧の搭載電気系統と、より高い電圧の搭載電気系統とを備えた自動車両のためのエネルギー供給システム - Google Patents
低い電圧の搭載電気系統と、より高い電圧の搭載電気系統とを備えた自動車両のためのエネルギー供給システムInfo
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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- 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
- H02H3/202—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 for dc systems
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- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数電圧の搭載電気系統の形式におけるエネ
ルギー供給システムを耐短絡性及び電磁場適合性に関し
て改善する。 【解決手段】 より高い電圧の搭載電気系統の少なくと
も高出力消費装置（４）のマイナス接続部（９）または
プラス接続部（２）がそれぞれについて、集中方式の集
合導線（１６）を介して、低い電圧の搭載電気系統のマ
イナス接続部（１９）またはプラス接続部（１０）とそ
れぞれについて接続されていること、集中方式の集合導
線（１６）が制御可能なスイッチ（１７）を有するこ
と、低い電圧の搭載電気系統の電圧（Ｕ１）を測定する
ための手段（８；１８）が設けられていること、及び、
低い電圧の搭載電気系統の電圧（Ｕ１）が所定の電圧閾
値を超過した場合に、制御可能なスイッチ（１７）が開
放されること。
ルギー供給システムを耐短絡性及び電磁場適合性に関し
て改善する。 【解決手段】 より高い電圧の搭載電気系統の少なくと
も高出力消費装置（４）のマイナス接続部（９）または
プラス接続部（２）がそれぞれについて、集中方式の集
合導線（１６）を介して、低い電圧の搭載電気系統のマ
イナス接続部（１９）またはプラス接続部（１０）とそ
れぞれについて接続されていること、集中方式の集合導
線（１６）が制御可能なスイッチ（１７）を有するこ
と、低い電圧の搭載電気系統の電圧（Ｕ１）を測定する
ための手段（８；１８）が設けられていること、及び、
低い電圧の搭載電気系統の電圧（Ｕ１）が所定の電圧閾
値を超過した場合に、制御可能なスイッチ（１７）が開
放されること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、低い電圧の搭載電
気系統と、より高い電圧の搭載電気系統とを備えた自動
車両のためのエネルギー供給システムに関する。
気系統と、より高い電圧の搭載電気系統とを備えた自動
車両のためのエネルギー供給システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のエネルギー供給システムは例え
ばドイツ特許発明第１９７２４３５６号明細書(DE19724
356C1)から知られている。この場合、低電圧消費装置の
ための１２Ｖないしは１４Ｖの電圧供給が、低い電圧の
搭載電気系統に対応し、高出力消費装置のための３６Ｖ
ないしは４２Ｖの電圧供給が、より高い電圧の搭載電気
系統に対応する。この種のエネルギー供給システムにお
いて、ジェネレータは、通常、より高い電圧の搭載電気
系統のために要求される電圧を生成する。低い電圧の搭
載電気系統のための電圧は例えばＤＣ／ＤＣ変換器によ
り得られる。特に照明装置や電子制御装置は低い電圧の
搭載電気系統の一部分である。複数電圧の搭載電気系統
とも称されるこの種のエネルギー供給システムにおい
て、低い電圧の搭載電気系統と、より高い電圧の搭載電
気系統との間の短絡は、低い電圧の搭載電気系統におけ
る電圧を上昇させ、低い電圧の搭載電気系統の消費装置
を損傷または破壊してしまう。更に、この種の複数電圧
の搭載電気系統では、比較的強い程度で電磁的に引き起
こされる障害が発生する。
ばドイツ特許発明第１９７２４３５６号明細書(DE19724
356C1)から知られている。この場合、低電圧消費装置の
ための１２Ｖないしは１４Ｖの電圧供給が、低い電圧の
搭載電気系統に対応し、高出力消費装置のための３６Ｖ
ないしは４２Ｖの電圧供給が、より高い電圧の搭載電気
系統に対応する。この種のエネルギー供給システムにお
いて、ジェネレータは、通常、より高い電圧の搭載電気
系統のために要求される電圧を生成する。低い電圧の搭
載電気系統のための電圧は例えばＤＣ／ＤＣ変換器によ
り得られる。特に照明装置や電子制御装置は低い電圧の
搭載電気系統の一部分である。複数電圧の搭載電気系統
とも称されるこの種のエネルギー供給システムにおい
て、低い電圧の搭載電気系統と、より高い電圧の搭載電
気系統との間の短絡は、低い電圧の搭載電気系統におけ
る電圧を上昇させ、低い電圧の搭載電気系統の消費装置
を損傷または破壊してしまう。更に、この種の複数電圧
の搭載電気系統では、比較的強い程度で電磁的に引き起
こされる障害が発生する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】それにより本発明の課
題は、複数電圧の搭載電気系統の形式におけるエネルギ
ー供給システムを耐短絡性及び電磁場適合性に関して改
善することである。この課題は特許請求項に記載した特
徴により解決される。
題は、複数電圧の搭載電気系統の形式におけるエネルギ
ー供給システムを耐短絡性及び電磁場適合性に関して改
善することである。この課題は特許請求項に記載した特
徴により解決される。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明に従い、低い電圧
の搭載電気系統における電圧測定を用いるか、または、
より高い電圧の搭載電気系統における差電流測定によ
り、低い電圧の搭載電気系統と、より高い電圧の搭載電
気系統との間に短絡が生じているかどうかが検査され
る。短絡（ショート）の概念としては、低い電圧の搭載
電気系統に付設されている消費装置（負荷）に、より高
い電圧の搭載電気系統の電圧が印加するような閉じた電
気回路として理解される。この種の短絡に対して、両方
の搭載電気系統の間に２つの接続路が必要とされる、即
ち、第１には両方の搭載電気系統におけるプラス接続部
の接続路であり、第２には両方の搭載電気系統における
マイナス接続部の接続路である。
の搭載電気系統における電圧測定を用いるか、または、
より高い電圧の搭載電気系統における差電流測定によ
り、低い電圧の搭載電気系統と、より高い電圧の搭載電
気系統との間に短絡が生じているかどうかが検査され
る。短絡（ショート）の概念としては、低い電圧の搭載
電気系統に付設されている消費装置（負荷）に、より高
い電圧の搭載電気系統の電圧が印加するような閉じた電
気回路として理解される。この種の短絡に対して、両方
の搭載電気系統の間に２つの接続路が必要とされる、即
ち、第１には両方の搭載電気系統におけるプラス接続部
の接続路であり、第２には両方の搭載電気系統における
マイナス接続部の接続路である。
【０００５】第１の選択肢では、低い電圧の搭載電気系
統の電圧が、この低い電圧の搭載電気系統の通常の電圧
値以上に位置する値を超過する場合に短絡が認識され
る。第２の選択肢では、より高い電圧の搭載電気系統に
てプラス導線に流れる電流とマイナス導線に流れる電流
との間に差電流がある場合に短絡が認識される。つま
り、障害のない通常時にはプラス導線における電流とマ
イナス導線における電流とが同じ大きさでなければなら
ないからである。それぞれの差異は、電流が正規の経路
を流れていないことを示し、それにより、低い電圧の搭
載電気系統と、より高い電圧の搭載電気系統との間の可
能な導線短絡が示される。正確な障害認識の安全性を向
上するために、第１の選択肢と第２の選択肢を互いに組
み合わせることも可能である。
統の電圧が、この低い電圧の搭載電気系統の通常の電圧
値以上に位置する値を超過する場合に短絡が認識され
る。第２の選択肢では、より高い電圧の搭載電気系統に
てプラス導線に流れる電流とマイナス導線に流れる電流
との間に差電流がある場合に短絡が認識される。つま
り、障害のない通常時にはプラス導線における電流とマ
イナス導線における電流とが同じ大きさでなければなら
ないからである。それぞれの差異は、電流が正規の経路
を流れていないことを示し、それにより、低い電圧の搭
載電気系統と、より高い電圧の搭載電気系統との間の可
能な導線短絡が示される。正確な障害認識の安全性を向
上するために、第１の選択肢と第２の選択肢を互いに組
み合わせることも可能である。
【０００６】本発明の主な構成要件として、より高い電
圧の搭載電気系統における構成要素が、それらのマイナ
ス接続部の観点で見た場合、またはそれらのプラス接続
部の観点で見た場合には、集中方式の集合導線（センタ
ーの集合導線）だけを介して、低い電圧の搭載電気系統
のマイナス部と接続されている、または低い電圧の搭載
電気系統のプラス接続部と接続されていることも挙げら
れる。この措置は電磁場適合性の観点で特に有利である
ことが示された。それにより、接続部、有利にはマイナ
ス接続部の観点で見た場合には、短絡に対して必要不可
欠な第１の接続路が低い電圧の搭載電気系統と、より高
い電圧の搭載電気系統との間に既に意図的に設けられて
いるが、この接続路により、より高い電圧の搭載電気系
統の電圧が低い電圧の搭載電気系統の消費装置に印加す
るような閉じた電気回路は成されていない。（完全な）
短絡に対して、低い電圧の搭載電気系統、及び、より高
い電圧の搭載電気系統における他のそれぞれの接続部の
間の（即ち、意図的な接続路が有利にはマイナス接続部
にて成されている場合には、プラス接続部の間において
も）第２の接続路が更に設けられなくてはならない。障
害によりこの種の（完全な）短絡が生じた場合、本発明
に従い、先に意図的に設けられている第１の接続路が、
集合導線に設けられている制御可能なスイッチにより切
断される。従って、短絡の影響は効果的に回避され得
る。
圧の搭載電気系統における構成要素が、それらのマイナ
ス接続部の観点で見た場合、またはそれらのプラス接続
部の観点で見た場合には、集中方式の集合導線（センタ
ーの集合導線）だけを介して、低い電圧の搭載電気系統
のマイナス部と接続されている、または低い電圧の搭載
電気系統のプラス接続部と接続されていることも挙げら
れる。この措置は電磁場適合性の観点で特に有利である
ことが示された。それにより、接続部、有利にはマイナ
ス接続部の観点で見た場合には、短絡に対して必要不可
欠な第１の接続路が低い電圧の搭載電気系統と、より高
い電圧の搭載電気系統との間に既に意図的に設けられて
いるが、この接続路により、より高い電圧の搭載電気系
統の電圧が低い電圧の搭載電気系統の消費装置に印加す
るような閉じた電気回路は成されていない。（完全な）
短絡に対して、低い電圧の搭載電気系統、及び、より高
い電圧の搭載電気系統における他のそれぞれの接続部の
間の（即ち、意図的な接続路が有利にはマイナス接続部
にて成されている場合には、プラス接続部の間において
も）第２の接続路が更に設けられなくてはならない。障
害によりこの種の（完全な）短絡が生じた場合、本発明
に従い、先に意図的に設けられている第１の接続路が、
集合導線に設けられている制御可能なスイッチにより切
断される。従って、短絡の影響は効果的に回避され得
る。
【０００７】本発明により、一方では、複数電圧の搭載
電気系統の形式のエネルギー供給システムの電磁場適合
性が向上され、他方では、異なる電圧の両方の搭載電気
系統の間における短絡の影響が減少される。
電気系統の形式のエネルギー供給システムの電磁場適合
性が向上され、他方では、異なる電圧の両方の搭載電気
系統の間における短絡の影響が減少される。
【０００８】この種の複数電圧の搭載電気系統におい
て、非電位分離式のＤＣ／ＤＣ変換器を使用することは
特に有利であり、このＤＣ／ＤＣ変換器には、通常は、
異なる搭載電気系統のマイナス接続部またはアース接続
部がいずれにせよ既に貫通接続されている。マイナス接
続部またはアース接続部のこの接続導線は同時に集中方
式の集合導線として使用され得るが、本発明に従い、Ｄ
Ｃ／ＤＣ変換器は、集合導線における制御可能なスイッ
チの観点で変更されなくてはならない。それにより、短
絡時における集中方式の遮断性のための簡単な可能性が
達成される。
て、非電位分離式のＤＣ／ＤＣ変換器を使用することは
特に有利であり、このＤＣ／ＤＣ変換器には、通常は、
異なる搭載電気系統のマイナス接続部またはアース接続
部がいずれにせよ既に貫通接続されている。マイナス接
続部またはアース接続部のこの接続導線は同時に集中方
式の集合導線として使用され得るが、本発明に従い、Ｄ
Ｃ／ＤＣ変換器は、集合導線における制御可能なスイッ
チの観点で変更されなくてはならない。それにより、短
絡時における集中方式の遮断性のための簡単な可能性が
達成される。
【０００９】
【発明の実施の形態】図面には本発明の実施形態が示さ
れている。
れている。
【００１０】図１には２電圧式の搭載電気系統の形式の
エネルギー供給システムが図示されている。この２電圧
式の搭載電気系統は、例えば１４ボルトである低い電圧
の搭載電気系統と、例えば４２ボルトである、より高い
電圧の搭載電気系統とから構成されている。より高い電
圧の搭載電気系統は、ジェネレータ１、エネルギー貯蔵
部３、及び、例えば電磁式弁制御アクチュエータのよう
な電気的な高出力消費装置４（高出力負荷）を有する。
ジェネレータ１は４２ボルトを発生する。それにより高
出力消費装置４が電圧供給される。電気エネルギーを緩
衝するためにエネルギー貯蔵部３は例えば３６ボルトバ
ッテリとして形成されている。より高い電圧の搭載電気
系統の構成要素、特に高出力消費装置４のマイナス接続
部は導線９を介して互いに接続されている。より高い電
圧の搭載電気系統の構成要素のプラス接続部は導線２を
介して互いに接続されている。より高い電圧の搭載電気
系統１、２、３、４、９はＤＣ／ＤＣ変換器５を介して
低い電圧の搭載電気系統と接続されている。低い電圧の
搭載電気系統は特にエネルギー貯蔵部７、及び、例えば
車両照明装置や電子制御装置などのような低出力消費装
置６を有する。エネルギー貯蔵部７は例えば１２ボルト
バッテリである。
エネルギー供給システムが図示されている。この２電圧
式の搭載電気系統は、例えば１４ボルトである低い電圧
の搭載電気系統と、例えば４２ボルトである、より高い
電圧の搭載電気系統とから構成されている。より高い電
圧の搭載電気系統は、ジェネレータ１、エネルギー貯蔵
部３、及び、例えば電磁式弁制御アクチュエータのよう
な電気的な高出力消費装置４（高出力負荷）を有する。
ジェネレータ１は４２ボルトを発生する。それにより高
出力消費装置４が電圧供給される。電気エネルギーを緩
衝するためにエネルギー貯蔵部３は例えば３６ボルトバ
ッテリとして形成されている。より高い電圧の搭載電気
系統の構成要素、特に高出力消費装置４のマイナス接続
部は導線９を介して互いに接続されている。より高い電
圧の搭載電気系統の構成要素のプラス接続部は導線２を
介して互いに接続されている。より高い電圧の搭載電気
系統１、２、３、４、９はＤＣ／ＤＣ変換器５を介して
低い電圧の搭載電気系統と接続されている。低い電圧の
搭載電気系統は特にエネルギー貯蔵部７、及び、例えば
車両照明装置や電子制御装置などのような低出力消費装
置６を有する。エネルギー貯蔵部７は例えば１２ボルト
バッテリである。
【００１１】低い電圧の搭載電気系統の構成要素におけ
るアース接続部ないしはマイナス接続部は通常の方式で
車両アースとそれぞれ接続され得る。これに対して、よ
り高い電圧の搭載電気系統の構成要素１、３、４におけ
るマイナス接続部は統合され、ここでは非電位分離式の
ＤＣ／ＤＣ変換器に引き込まれている集中方式の集合導
線１６を介してアース接続部１９と貫通接続されてい
る。アース接続部１９は、低い電圧の搭載電気系統の構
成要素６、７におけるアース接続部にも割り当てられて
いる。
るアース接続部ないしはマイナス接続部は通常の方式で
車両アースとそれぞれ接続され得る。これに対して、よ
り高い電圧の搭載電気系統の構成要素１、３、４におけ
るマイナス接続部は統合され、ここでは非電位分離式の
ＤＣ／ＤＣ変換器に引き込まれている集中方式の集合導
線１６を介してアース接続部１９と貫通接続されてい
る。アース接続部１９は、低い電圧の搭載電気系統の構
成要素６、７におけるアース接続部にも割り当てられて
いる。
【００１２】ＤＣ／ＤＣ変換器５には制御可能なスイッ
チ１７が組み込まれていて、この制御可能なスイッチ１
７により集中方式の集合導線１６が要求に応じて遮断さ
れ得る。ＤＣ／ＤＣ変換器５は自ら例えば低い電圧の搭
載電気系統の電圧Ｕ１を測定することができ、所定の電
圧閾値が超過された場合には制御可能なスイッチ１７を
開放（オープン）することができる。
チ１７が組み込まれていて、この制御可能なスイッチ１
７により集中方式の集合導線１６が要求に応じて遮断さ
れ得る。ＤＣ／ＤＣ変換器５は自ら例えば低い電圧の搭
載電気系統の電圧Ｕ１を測定することができ、所定の電
圧閾値が超過された場合には制御可能なスイッチ１７を
開放（オープン）することができる。
【００１３】また選択的に、バッテリ管理制御装置１８
が設けられ得て、このバッテリ管理制御装置１８は低い
電圧の搭載電気系統の一部分であり得る。この種のバッ
テリ管理制御装置１８は、例えば、１２ボルトバッテリ
７の充電状態、電圧Ｕ１、並びに温度を監視し、現在の
状態に相応しい充電電圧を目標値としてＤＣ／ＤＣ変換
器５に対して設定する。また、バッテリ管理制御装置１
８は電圧Ｕ１を監視し、所定の電圧閾値が超過された場
合に、ＤＣ／ＤＣ変換器５に対して、制御可能なスイッ
チ１７を開放するための命令を伝達する。追加的に又は
選択的に搭載電気系統管理制御装置８も設けられ得て、
この搭載電気系統管理制御装置８は、搭載電気系統のそ
の都度の作業負荷を監視し、比較的長期に渡って充電結
果が不足している場合には、切迫するバッテリの強度の
放電に対して対処を施す。この種の搭載電気系統管理制
御装置８は、低い電圧の搭載電気系統における電圧Ｕ１
の上昇を認識するためにも援用される。バッテリ管理制
御装置１８を搭載電気系統管理制御装置８に組み込むこ
とも可能である。
が設けられ得て、このバッテリ管理制御装置１８は低い
電圧の搭載電気系統の一部分であり得る。この種のバッ
テリ管理制御装置１８は、例えば、１２ボルトバッテリ
７の充電状態、電圧Ｕ１、並びに温度を監視し、現在の
状態に相応しい充電電圧を目標値としてＤＣ／ＤＣ変換
器５に対して設定する。また、バッテリ管理制御装置１
８は電圧Ｕ１を監視し、所定の電圧閾値が超過された場
合に、ＤＣ／ＤＣ変換器５に対して、制御可能なスイッ
チ１７を開放するための命令を伝達する。追加的に又は
選択的に搭載電気系統管理制御装置８も設けられ得て、
この搭載電気系統管理制御装置８は、搭載電気系統のそ
の都度の作業負荷を監視し、比較的長期に渡って充電結
果が不足している場合には、切迫するバッテリの強度の
放電に対して対処を施す。この種の搭載電気系統管理制
御装置８は、低い電圧の搭載電気系統における電圧Ｕ１
の上昇を認識するためにも援用される。バッテリ管理制
御装置１８を搭載電気系統管理制御装置８に組み込むこ
とも可能である。
【００１４】図２には、差電流測定装置１１の分だけ拡
張された図１によるエネルギー供給システムが示されて
いる。ここでは同じ構成要素には同じ符号が用いられて
いる。図２では、障害電流保護スイッチ（ＦＩとも称す
る）の周知の方法により、プラス導線２ないしは２ａに
おけるジェネレータ１及びバッテリ３から出ている電流
Ｉ１、並びにマイナス導線９ないしは９ａにおけるジェ
ネレータ１ないしはバッテリ３に戻る電流Ｉ２が測定さ
れて互いに比較される。両方の電流値Ｉ１及びＩ２は通
常時には同じ大きさでなくてはならない。測定された差
電流（Ｉ１−Ｉ ２）が所定の電流閾値を超過する場合、
より高い電圧の搭載電気系統のプラス導線２ないしは２
ａと、低い電圧の搭載電気系統のプラス導線１０との間
における短絡が認識される。差電流測定装置１１は、主
として、プラス導線２における「往路」上に設けられて
いるコイル１２、マイナス導線９における「復路」上に
設けられているコイル１３、並びに測定装置１４から構
成されている。もしも差電流（Ｉ１−Ｉ２）が所定の電
流閾値を超過したことが測定装置１４により認識される
と、測定装置１４は対応信号を、場合によっては制御装
置８または１８を介して、ＤＣ／ＤＣ変換器５に送り、
それに基づいてＤＣ／ＤＣ変換器５は制御可能なスイッ
チ１７を開放する。
張された図１によるエネルギー供給システムが示されて
いる。ここでは同じ構成要素には同じ符号が用いられて
いる。図２では、障害電流保護スイッチ（ＦＩとも称す
る）の周知の方法により、プラス導線２ないしは２ａに
おけるジェネレータ１及びバッテリ３から出ている電流
Ｉ１、並びにマイナス導線９ないしは９ａにおけるジェ
ネレータ１ないしはバッテリ３に戻る電流Ｉ２が測定さ
れて互いに比較される。両方の電流値Ｉ１及びＩ２は通
常時には同じ大きさでなくてはならない。測定された差
電流（Ｉ１−Ｉ ２）が所定の電流閾値を超過する場合、
より高い電圧の搭載電気系統のプラス導線２ないしは２
ａと、低い電圧の搭載電気系統のプラス導線１０との間
における短絡が認識される。差電流測定装置１１は、主
として、プラス導線２における「往路」上に設けられて
いるコイル１２、マイナス導線９における「復路」上に
設けられているコイル１３、並びに測定装置１４から構
成されている。もしも差電流（Ｉ１−Ｉ２）が所定の電
流閾値を超過したことが測定装置１４により認識される
と、測定装置１４は対応信号を、場合によっては制御装
置８または１８を介して、ＤＣ／ＤＣ変換器５に送り、
それに基づいてＤＣ／ＤＣ変換器５は制御可能なスイッ
チ１７を開放する。
【００１５】補足として、可能な差電流測定装置１１の
詳細が図３及び図４に示されている。図３では、周知の
方法により、１つの鉄芯２７に巻かれていて且つ測定す
べき電流が逆方向に通流される２つのコイル２０及び２
８が利用される。鉄芯に発生する差磁界は、電流センサ
から周知のように、磁界センサ２１（例えばホールセン
サ、または磁気抵抗素子）により測定され、電子装置２
２により評価、即ち所定の目標値を用いて比較される。
選択的に、図４では、リードコンタクト２３が使用さ
れ、このリードコンタクト２３は、逆方向に電流が通流
される２つのコイル２４及び２５により囲まれている。
差磁界がリードコンタクト２３のリスポンス閾値を超過
する場合にリードコンタクト２３が接続する。磁束を改
善するためには追加的に鉄芯２６も使用され得る。図３
による磁界センサ２１が設定可能な閾値よりも大きな信
号を提供する、または図４によるリードコンタクト２３
が接続すると、直ちに、導線短絡１５（図２参照）と判
断される。
詳細が図３及び図４に示されている。図３では、周知の
方法により、１つの鉄芯２７に巻かれていて且つ測定す
べき電流が逆方向に通流される２つのコイル２０及び２
８が利用される。鉄芯に発生する差磁界は、電流センサ
から周知のように、磁界センサ２１（例えばホールセン
サ、または磁気抵抗素子）により測定され、電子装置２
２により評価、即ち所定の目標値を用いて比較される。
選択的に、図４では、リードコンタクト２３が使用さ
れ、このリードコンタクト２３は、逆方向に電流が通流
される２つのコイル２４及び２５により囲まれている。
差磁界がリードコンタクト２３のリスポンス閾値を超過
する場合にリードコンタクト２３が接続する。磁束を改
善するためには追加的に鉄芯２６も使用され得る。図３
による磁界センサ２１が設定可能な閾値よりも大きな信
号を提供する、または図４によるリードコンタクト２３
が接続すると、直ちに、導線短絡１５（図２参照）と判
断される。
【００１６】本発明のエネルギー供給システムの本質と
して、より高い電圧の搭載電気系統における個々の高出
力消費装置４が、低い電圧の搭載電気系統では通常であ
るように接続部を用いて車体アースに繋がれているとい
う訳ではないことが挙げられる。より正確に述べると、
これらの高出力消費装置４は、マイナス接続部を統合し
且つ集中方式の集合導線１６の形式の固有の戻り導線を
有する必要があり、この戻り導線を介してのみ集中方式
であるが切断可能な状態でアース電位１９へと案内され
る。
して、より高い電圧の搭載電気系統における個々の高出
力消費装置４が、低い電圧の搭載電気系統では通常であ
るように接続部を用いて車体アースに繋がれているとい
う訳ではないことが挙げられる。より正確に述べると、
これらの高出力消費装置４は、マイナス接続部を統合し
且つ集中方式の集合導線１６の形式の固有の戻り導線を
有する必要があり、この戻り導線を介してのみ集中方式
であるが切断可能な状態でアース電位１９へと案内され
る。
【００１７】導線短絡１５に基づいて低い電圧の搭載電
気系統への経路を得た障害電流（漏れ電流）は、この障
害電流がその「復路」をジェネレータ１ないしはバッテ
リ３へのマイナス導線９ないしは９ａを介して得るので
はなく、低い電圧の搭載電気系統の消費装置６を通じて
アースへと流れ、それによりコイル１３における第２の
測定位置を迂回してしまうために、そのような障害電流
として検知される。
気系統への経路を得た障害電流（漏れ電流）は、この障
害電流がその「復路」をジェネレータ１ないしはバッテ
リ３へのマイナス導線９ないしは９ａを介して得るので
はなく、低い電圧の搭載電気系統の消費装置６を通じて
アースへと流れ、それによりコイル１３における第２の
測定位置を迂回してしまうために、そのような障害電流
として検知される。
【００１８】マイナス導線９ａないしは９が導線部分１
６を介してのみアース電位１９に接続されているので、
それぞれの障害電流はこの経路だけを進むことになる。
障害電流は、常に導線部分１６によって遮断されなくて
はならなく、本発明に従い制御可能なスイッチ１７によ
りそこで遮断され得る。従って、アースに対するこの唯
一の接続路が本発明の本質的な特徴である。
６を介してのみアース電位１９に接続されているので、
それぞれの障害電流はこの経路だけを進むことになる。
障害電流は、常に導線部分１６によって遮断されなくて
はならなく、本発明に従い制御可能なスイッチ１７によ
りそこで遮断され得る。従って、アースに対するこの唯
一の接続路が本発明の本質的な特徴である。
【００１９】選択的に、制御可能なスイッチ１７は、変
換器５の外部にて別個の装置内にも設けられ得る。しか
し、制御可能なスイッチを変換器５または制御装置８ま
たは１８のようないずれにせよ設けられている装置内に
組み込むことは別個の装置よりも優先される。
換器５の外部にて別個の装置内にも設けられ得る。しか
し、制御可能なスイッチを変換器５または制御装置８ま
たは１８のようないずれにせよ設けられている装置内に
組み込むことは別個の装置よりも優先される。
【００２０】補足として、より高い電圧の搭載電気系統
のプラス導線２と車両アース１９との間の導線短絡は、
同様に、経路１９、１６を介した障害電流を結果として
有するが、この場合、低い電圧の搭載電気系統の消費装
置６は迂回される。この場合のためには、安全装置、例
えばヒューズが短絡を遮断する。マイナス導線９ないし
は９ａと車両アース１９との間の（追加的な）導線短絡
も、差電流測定装置１１を介して検知可能である。より
高い電圧の搭載電気系統におけるプラス導線２とマイナ
ス導線９との間の短絡だけが検知不可能であるが、この
ためには同様にヒューズが保護手段として設けられ得
る。
のプラス導線２と車両アース１９との間の導線短絡は、
同様に、経路１９、１６を介した障害電流を結果として
有するが、この場合、低い電圧の搭載電気系統の消費装
置６は迂回される。この場合のためには、安全装置、例
えばヒューズが短絡を遮断する。マイナス導線９ないし
は９ａと車両アース１９との間の（追加的な）導線短絡
も、差電流測定装置１１を介して検知可能である。より
高い電圧の搭載電気系統におけるプラス導線２とマイナ
ス導線９との間の短絡だけが検知不可能であるが、この
ためには同様にヒューズが保護手段として設けられ得
る。
【００２１】補足として、例えば、変換器５を有さずに
例えば２つのジェネレータ、即ち各搭載電気系統のため
にそれぞれ１つのジェネレータが設けられている場合に
も、本発明によるエネルギー供給システムが提供され
る。この場合、例えば、両方のジェネレータのマイナス
接続部またはプラス接続部は構成空間を節約する理由か
ら統合され得る。この場合、統合されている接続部の間
の接続導線は集中方式の集合導線として形成され得て、
この集合導線に制御可能なスイッチが組み込まれなくて
はならない。
例えば２つのジェネレータ、即ち各搭載電気系統のため
にそれぞれ１つのジェネレータが設けられている場合に
も、本発明によるエネルギー供給システムが提供され
る。この場合、例えば、両方のジェネレータのマイナス
接続部またはプラス接続部は構成空間を節約する理由か
ら統合され得る。この場合、統合されている接続部の間
の接続導線は集中方式の集合導線として形成され得て、
この集合導線に制御可能なスイッチが組み込まれなくて
はならない。
【００２２】本発明の本質は、低い電圧の搭載電気系統
の消費装置を保護するために、異なる搭載電気系統の間
の意図的な接続路が制御可能で開放され得るということ
である。
の消費装置を保護するために、異なる搭載電気系統の間
の意図的な接続路が制御可能で開放され得るということ
である。
【図１】短絡を検知するために、低い電圧の搭載電気系
統の電圧監視機能を備えた本発明によるエネルギー供給
システムを示す図である。
統の電圧監視機能を備えた本発明によるエネルギー供給
システムを示す図である。
【図２】短絡を検知するために、より高い電圧の搭載電
気系統内に差電流測定機能を備えた本発明によるエネル
ギー供給システムを示す図である。
気系統内に差電流測定機能を備えた本発明によるエネル
ギー供給システムを示す図である。
【図３】差電流測定のための装置の可能な実施形態を示
す図である。
す図である。
【図４】差電流測定のための装置の可能な実施形態を示
す図である。
す図である。
１ ジェネレータ ２ 導線 ２ａ 導線 ３ エネルギー貯蔵部（３６ボルトバッテリ） ４ 高出力消費装置 ５ ＤＣ／ＤＣ変換器 ６ 低出力消費装置 ７ エネルギー貯蔵部（１２ボルトバッテリ） ８ 搭載電気系統管理制御装置 ９ 導線 １０ 導線 １１ 差電流測定装置 １２ コイル １３ コイル １４ 測定装置 １５ 導線短絡 １６ 集合導線 １７ 制御可能なスイッチ １８ バッテリ管理制御装置 １９ アース接続部 ２０ コイル ２１ 磁界センサ（磁気センサ） ２２ 電子装置 ２３ リードコンタクト ２４ コイル ２５ コイル ２６ 鉄芯 ２７ 鉄芯 ２８ コイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カール カプフハマー ドイツ連邦共和国 デー・82110 ゲルメ リンク ローゼンシュトラーセ ９ (72)発明者 クサーヴァー プファープ ドイツ連邦共和国 デー・84424 イーゼ ン ガルテンシュトラーセ ４ (72)発明者 アルフレート グローム ドイツ連邦共和国 デー・85625 グロン プライジンクシュトラーセ 40 Ｆターム(参考） 5G004 AA04 AB03 BA02 BA03 DC04 DC11 5G060 AA08 BA08 DA03 DB08
Claims (4)
- 【請求項１】低い電圧の搭載電気系統（６、７、１０）
と、より高い電圧の搭載電気系統（１、２、３、４、
９）とを備えた自動車両のためのエネルギー供給システ
ムにおいて、より高い電圧の搭載電気系統の少なくとも
高出力消費装置（４）のマイナス接続部（９）またはプ
ラス接続部（２）がそれぞれについて、集中方式の集合
導線（１６）を介して、低い電圧の搭載電気系統のマイ
ナス接続部（１９）またはプラス接続部（１０）とそれ
ぞれについて接続されていること、集中方式の集合導線
（１６）が制御可能なスイッチ（１７）を有すること、
低い電圧の搭載電気系統の電圧（Ｕ１）を測定するため
の手段（８；１８）が設けられていること、及び、低い
電圧の搭載電気系統の電圧（Ｕ１）が所定の電圧閾値を
超過した場合に、制御可能なスイッチ（１７）が開放さ
れることを特徴とするエネルギー供給システム。 - 【請求項２】低い電圧の搭載電気系統（６、７、１０）
と、より高い電圧の搭載電気系統（１、２、２ａ、３、
４、９、９ａ、１１）とを備えた自動車両のためのエネ
ルギー供給システムにおいて、より高い電圧の搭載電気
系統の少なくとも高出力消費装置（４）のマイナス接続
部（９ａ）またはプラス接続部（２ａ）がそれぞれにつ
いて、集中方式の集合導線（１６）を介して、低い電圧
の搭載電気系統のマイナス接続部（１９）またはプラス
接続部（１０）とそれぞれについて接続されているこ
と、集中方式の集合導線（１６）が制御可能なスイッチ
（１７）を有すること、より高い電圧の搭載電気系統に
てプラス導線（２、２ａ）に流れる電流（I１）とマイ
ナス導線（９、９ａ）に流れる電流（I２）との間にお
ける差電流を測定するための手段（１１、１２、１３、
１４）が設けられていること、及び、この差電流（I１
−I２）が所定の電流閾値を超過した場合に、制御可能
なスイッチ（１７）が開放されることを特徴とするエネ
ルギー供給システム。 - 【請求項３】より高い電圧の搭載電気系統と低い電圧の
搭載電気系統との間に非電離分離式のＤＣ／ＤＣ変換器
（５）が設けられていること、及び、このＤＣ／ＤＣ変
換器（５）にいずれにせよ設けられ、より高い電圧の搭
載電気系統のマイナス接続部（９）と、低い電圧の搭載
電気系統のマイナス接続部（１９）との間における接続
路が、集中方式の集合導線（１６）として使用されるこ
とを特徴とする、請求項１または２に記載のエネルギー
供給システム。 - 【請求項４】請求項１〜３のいずれか一項に記載したエ
ネルギー供給システムを使用して自動車両を電気的にエ
ネルギー供給するための方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10028748A DE10028748B4 (de) | 2000-06-10 | 2000-06-10 | Energieversorgungssystem für ein Kraftfahrzeug mit einem Niedrigspannungsbordnetz und mit einem Höherspannungsbordnetz |
| DE10028748:4 | 2000-06-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002036979A true JP2002036979A (ja) | 2002-02-06 |
| JP4700841B2 JP4700841B2 (ja) | 2011-06-15 |
Family
ID=7645340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6693368B2 (ja) |
| EP (1) | EP1162712B1 (ja) |
| JP (1) | JP4700841B2 (ja) |
| DE (1) | DE10028748B4 (ja) |
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