WO2010026144A1 - Elektronisches kraftfahrzeugsteuergerät mit hochsetzsteller - Google Patents

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WO2010026144A1
WO2010026144A1 PCT/EP2009/061297 EP2009061297W WO2010026144A1 WO 2010026144 A1 WO2010026144 A1 WO 2010026144A1 EP 2009061297 W EP2009061297 W EP 2009061297W WO 2010026144 A1 WO2010026144 A1 WO 2010026144A1
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load
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PCT/EP2009/061297
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Inventor
Michael Kutzner
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Continental Teves Ag & Co. Ohg
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    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/36—Means for starting or stopping converters

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a DC / DC converter, which generates a supply voltage for an electrical load from a vehicle electrical system voltage for performing functions with different power requirements, in particular for inductive loads in motor vehicles according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a Circuit arrangement for carrying out the method according to the invention.
  • DC-DC converters are known in many areas of technology, in particular for vehicle assistance functions of motor vehicles.
  • DE 10 2005 031 514 A1 discloses a circuit for supplying power to electrical loads in motor vehicles, in which a boost converter is used as the DC / DC converter, which comprises at least one inductance, a diode element, a capacitor and a power switch consists.
  • This known circuit is connected to a vehicle electrical system and supplies, for example. Via an actuator, an electric motor.
  • a circuit arrangement for driving an inductive load comprises a step-up converter with inductance, power switch, diode element and capacitor, which at least temporarily produces an output voltage which is elevated relative to an input voltage for realizing an accelerated startup of a load current of an inductive load, for example an injection valve to a predetermined load current level.
  • a control device is provided which performs a setpoint / actual value comparison during the boosting process. After completion of the boost phase and when the load current through the inductive Load has reached a desired level, the load current is regulated by a further control device to a predetermined value.
  • the capacitor of the boost converter which is charged to the high voltage, discharges via the inductive load to a voltage value which corresponds to the input voltage minus the voltage drop across the inductance and the diode element of the boost converter. As soon as the supply voltage of the inductive load has dropped to this voltage level, it is also supplied by the input voltage supplying the step-up converter.
  • DE 10 2006 051 588 A1 describes a circuit arrangement for controlling the supply of electrical loads in a vehicle electrical system of a motor vehicle with energy from at least one energy store.
  • a monitoring unit is proposed which, in the case of a vehicle electrical system voltage which is below a minimum voltage, generates an undervoltage signal which leads to the vehicle electrical system voltage being increased. This is u.a.
  • a boost converter which generates a higher voltage from the minimum voltage, which is required to maintain the functionality of the electrical system.
  • a motor-driven pump unit is used to provide pressure for active controls (ABS, ESP, ACC, ARP, ).
  • ABS active controls
  • ESP ESP
  • ACC ACC
  • ARP ARP
  • braking systems use DC brush motors, which are often controlled by a PWM stage.
  • the functionality of the pump motors for said brake systems is usually designed so that the system requirements during a controlled braking at Use of an existing electrical system is essentially 100% fulfilled.
  • the torque, the speed and power of the engine is designed for a vehicle electrical system voltage at full modulation of the PWM control of, for example, 13V. If the electrical system does not provide this voltage or only for a short time, this may result in restrictions of the system functionality.
  • valves which are controlled and regulated by means of electrically operated valves or valve trains.
  • These valves are also designed in their functionality so that they meet the system requirement for the brake function in an existing on-board vehicle network to 100%, d. H.
  • d. H For example, that the magnetic tightening force, the pressure switching capability of a valve to a vehicle electrical system voltage of z. Ex. 13V is designed.
  • a derating is required if the vehicle electrical system voltage drops.
  • the object of the invention is therefore to provide a method of the type mentioned, with which the disadvantages mentioned are avoided. It is another object of the invention to provide a simple and inexpensive circuit arrangement for carrying out the method according to the invention. This first object is achieved by a method having the features of patent claim 1.
  • the invention shows a new way, according to which in a method for controlling a DC / DC converter, which generates a supply voltage for an electrical load from a vehicle electrical system voltage for performing functions with different power requirements, in particular for inductive loads in motor vehicles , and in which by means of a control device of the DC / DC converter, the supply voltage is controlled to a predetermined desired value, according to the invention at a first function request, which is present in the majority of the load, the controller controls the DC / DC converter in an inactive operating state , and in at least one further function request with a power requirement that lies above the first functional requirement for a short time, the control device controls the DC / DC converter into an active operating state in which the supply voltage is boosted via the vehicle electrical system voltage.
  • the electrical load in particular the inductive load for that function requirement, which is present in the majority of operating time, ie, for example. In the range between 70% and 95% of the operating time, optimally designed, so their nominal data are matched to this function requirement.
  • the electrical load, in particular the inductive load is essentially supplied by the vehicle electrical system voltage, which is only reduced by the voltage drops of the passive switching elements forming the DC / DC converter, since the DC / DC converter is inactive controlled.
  • the design of an electric motor serving as a pump motor for a hydraulic pump unit in such a way that the efficiency and / or the lifetime and / or the manufacturing cost of the functional requirement is optimal, which are the predominant part of the operating time, ie in the Vehicle is in operation.
  • the DC / DC converter is controlled according to the invention into an active operating state in which the Supply voltage is raised above the vehicle electrical system voltage, so that for a short time over the first functional requirement lying power of the load is provided.
  • the invention thus ensures that, for example, in a serving as a pump motor for a hydraulic pump unit electric motor despite the smaller dimensioned design, the full necessary pump power can be provided for a short time, ie that due to the increased supply voltage higher speed to increased engine power leads.
  • the electric motor albeit only for a short time, can be operated in a voltage range which still fully meets the requirements for a high torque or for a high delivery rate, for example in a brake control process.
  • Even in the case of an electric valve as an electrical load the 100% functionality is ensured because with the generated by the actively controlled DC / DC converter increased supply voltage increased magnetic force and thus a higher hydraulic switching capacity is available for a short time. This creates a functional environment that, for example, provides 100% functionality for a brake system.
  • a brake system with a E- lektromotor as a pump motor or an electric valve with an electromagnet or a valve spool according to the invention the nominal operating current can be reduced, since now the load no longer in terms whose maximum achievable performance must be designed or optimized.
  • the controller controls in 70% to 95%, preferably in 80% to 90% of the operating time of the load, the controller, the DC / DC converter in the inactive operating state.
  • the functional representation of the electrical load to about 70 to 95%, preferably designed to about 80 to 90% and kept the rare 30 to 5% or 20 to 10% function simplified.
  • the costs for implementing the method according to the invention or a system comprising a plurality of such inductive loads, for example a brake system can be greatly reduced overall.
  • the control device of the DC / DC converter is designed as a control device, wherein the supply voltage of the load is supplied as an actual value of the control device.
  • the desired value preferably in dependence a function request is specified to be controlled exactly via a setpoint-actual value comparison.
  • control device of the DC / DC converter is particularly advantageous to design the control device of the DC / DC converter as a PWM controller or PWM controller in order to be able to clock a power switch of the DC / DC converter.
  • a multiphase DC / DC converter with at least two DC / DC converters connected in parallel is provided, wherein this multiphase or multistage DC / DC converter is controlled or regulated by the control or regulating device. At least two clocked current stages or phases are driven by a common clock generator.
  • the optimization of the number of stages depends on peripheral parameters, such as On-board network hub, engine speed modulation requirement, circuit size, control capability etc. For example, in a 3-stage circuit, a 66.6% duty cycle and 120 ° phase offset between the individual stages would be preferable or a 2-stage design a 50% duty cycle and 180 ° Phase offset to be preferred as optimal with respect to alternating load in the electrical system.
  • the DC / DC converter comprises a boost converter and an inductance and a clocked power switch, wherein in the inactive operating state of the circuit breaker is controlled in its locked operating state.
  • the load In the inactive operating state, the load is preferably connected via a series circuit of the inductance and a diode element from the vehicle electrical system voltage. provides; Thus, the supply voltage of the load is only slightly below the vehicle electrical system voltage.
  • boost converter it can be used instead of the boost converter, other DC / DC converter, so for example, both SEPIC and Cuk converter and inverter.
  • a further function request with a higher power requirement results even if the vehicle electrical system voltage briefly falls below a defined minimum voltage and thereby for certain loads that require a minimum operating voltage, such as wheel sensors, pressure sensors, displacement sensors, acceleration sensors, yaw rate sensors or vacuum sensors is not sufficient power available.
  • loads that require a minimum operating voltage such as wheel sensors, pressure sensors, displacement sensors, acceleration sensors, yaw rate sensors or vacuum sensors is not sufficient power available.
  • Such short-term voltage dips can occur, for example, during a starting process of the vehicle, in which the on-board battery is charged with high currents.
  • sensitive loads such as, for example, control units with microcontrollers, on the example.
  • the o.g. Sensors are powered, leading to unintentional resets. Therefore, in such a case, the DC / DC converter is also controlled from the inactive to the active operating state with a higher power requirement compared to the inactive operating state.
  • an inductive load is provided as the electrical load, which is, for example, an electric motor, in particular a pump motor for a hydraulic or pneumatic motor pump unit.
  • an electric motor in particular a pump motor for a hydraulic or pneumatic motor pump unit.
  • a chassis or brake control with low power requirements of the electric motor is active, however, during at least one active operating state of the DC / DC converter is a suspension or brake control with a higher power requirement for the electric motor active.
  • a motor vehicle control device which converts the functional requirements into control signals for the control or regulating device of the DC / DC converter, in particular provides the desired value.
  • the circuit arrangement according to the invention for carrying out the method according to the invention comprises a Motoran horrumble with which the power is set to an inductive load, in particular an electric motor, which is connected on the output side to the Anberichtk, at least one DC / DC converter, which the supply voltage for the control of the inductive load starts, a clock, in particular PWM controller as a control device for driving circuit breakers of the DC / DC converter, and means, in particular a vehicle control unit that activates or deactivates the DC / DC converter, in particular the PWM controller activated or deactivated.
  • the circuit arrangement according to the invention for carrying out the method according to the invention comprises at least one DC / DC converter, which increases the supply voltage for the control of the inductive load. sets, a clock, in particular PWM controller as a control device for driving power switches of the DC / DC converter, and a device, in particular a vehicle control unit that activates or deactivates the DC / DC converter, in particular the PWM controller activated or deactivated.
  • these circuit arrangements are each electrically connected to a vehicle control unit, which performs braking or suspension control functions.
  • FIG. 1 shows a circuit arrangement as an exemplary embodiment of a four-phase step-up converter for carrying out the method according to the invention
  • FIG. 2 shows a circuit arrangement of a three-phase step-up actuator as a further exemplary embodiment for carrying out the method according to the invention
  • FIG. 3 shows a block diagram as a further exemplary embodiment for carrying out the method according to the invention
  • FIG. 4 shows a circuit arrangement of a single-phase step-up actuator as a further exemplary embodiment of the invention
  • Figure 5 is a simple feedback circuit for the circuit arrangement shown in Fig. 2
  • Figure 6 is a diagram illustrating the dependence of a ripple current at the output of a DC / DC converter of its duty circle.
  • an inductive load M is connected, which represents an electric motor, the hydraulic pump unit of a motor vehicle brake system, for example.
  • an ABS anti-lock
  • ESP E- Electronic Stability Program
  • ACC Adaptive Cruise Control
  • ARP Active Rollover Protection
  • the setpoint value V so n predetermined by the motor vehicle control unit 4 for the control stage "PWM controller” 2 depends on the braking function that is to be displayed and on the output voltage V out , which corresponds to the actual motor voltage.
  • the pump motor M is supplied by the regulated output V ou t.
  • the motor input voltage is set or adjusted in many known motor vehicle brake systems by a PWM controller.
  • DC Duy-Cyce
  • the speed of the motor can be adjusted via the level of the regulated output voltage V ou t.
  • the PWM controller 2 fulfills two functions. On the one hand, the clock of the PWM controller 2 drives the DC / DC converter 1 and, on the other hand, the motor speed of the motor M. connected to the output V ou t is adjusted.
  • Such a function requirement is present in the majority of the operating time of the pump unit, ie based on the Time in which the vehicle is in operation, which corresponds, for example, 80-90% of the operating time.
  • the DC / DC converter 1 is activated and supplies the pump motor M with a higher voltage V out , which lies above the vehicle electrical system voltage V bat . Due to the higher voltage V ou t, the motor M can deliver a higher power, which is associated with a higher rated speed of the motor at full modulation by the PWM controller 2.
  • the number of stages of the DC / DC converter 1 can be determined.
  • the four-stage or four-phase converter 1 illustrated in FIG. 1 has a particularly advantageous behavior with a PWM duty cycle of approximately 75% and a 90 ° phase offset between the individual stages. It is expedient to operate the DC / DC converter 1 in an optimized operating range in order to limit the circuit complexity (eg the demand for input or output capacitances). At the same time, the total AC charge of V bat can be minimized.
  • the DC / DC boost converter boost converter
  • Both the DC / DC converter 1 and the electric motor as a load M can be dimensioned significantly lower than in comparison with the prior art, since the short-time high power output associated with the further function request, both of the DC / DC converter 1 and the Last M usually does not take place permanently. Due to the short time in which the said short-term control is active, the resulting heat loss can be dissipated by the DC / DC converter 1 and the motor M, without thereby temperature problems can occur.
  • FIG. 3 shows a block diagram with a DC / DC converter 1, which is controlled by a PWM control circuit 2.
  • a motor vehicle battery 5 provides the vehicle electrical system voltage V bat Available, the so-n certain supply voltage V in the event of lifting a further feature request with a momentarily increased power requirement for the load M to a desired value by a V 0 Ut.
  • ECU Electronic Control Unit
  • This vehicle control unit 4 controls even in the presence of a first function request in which the load M is operated in the majority of the operating time, ie 80-90% of the operating time, the PWM control circuit 2 accordingly, so that the supply voltage V ou t at the output of the DC / DC converter almost the vehicle electrical system voltage V bat corresponds.
  • the electric motor as a load M is not connected directly to the output of the DC / DC converter 1, but it is controlled by a Motoran Kunststoffhand 3.
  • the load current of the electric motor M is additionally set via this downstream motor drive stage 3.
  • This Motoran Kunststoffhand 3 can be designed as a PWM controller, with which the high input voltage V 0 Ut for adjusting the engine speed can be changed and then applied as the supply voltage V M to the electric motor M. This also applies to the case that in idle operation of the DC / DC converter 1, only the supply voltage V ou t of the motor drive stage 3 that is almost equal to the vehicle electrical system voltage V bat is available.
  • FIG. 2 shows a circuit arrangement for controlling a load M which has an electromagnet, that is to say a valve coil of a solenoid valve of a hydraulic unit for realizing brake function in FIG Framework of ABS, ESP, ACC or ARP systems.
  • a PWM controller 2 is given a desired value V so n, which is generated by a motor vehicle control unit (not shown in the figure) controlling the brake function as a function of the requested brake function.
  • V so n the supply voltage V ou t for the load M is fed back to the PWM controller 2 as a feedback voltage.
  • the polarity reversal protection T vp is driven by the PWM controller 2.
  • this load M is supplied with a higher supply voltage V ou t, whereby a power increase by an increased magnetic force and / or an increased hydraulic switching power and / or a temperature compensation due to the temperature dependence of the coil resistance (usually copper) is achieved.
  • the number of stages of the DC / DC converter 1 can be determined:
  • the three-stage DC / DC converter 1 according to Figure 2 shows a particularly advantageous behavior when it is driven with a duty circle of 66.6% and a phase shift of 120 °.
  • the sum of the alternating current load (Ü superposition of the DC power with AC) of the vehicle electrical system voltage V bat is minimized and the capacity requirement, which is covered by the capacitors C a i, low.
  • the optimized number of stages of the DC / DC converter 1 depends on peripheral parameters such as the voltage swing of the vehicle electrical system, the circuit requirement of the valve, the circuit size, control options, etc.
  • a duty circle of 75% and a phase offset of 90 ° are also possible, or in a two-stage design for optimizing the alternating load in the electrical system, a duty circle of 50% and a phase offset of 180 ° °. Even a single-stage DC / DC converter 1 is suitable for some applications, but then the increased AC load must be compensated by an increased input capacitance by means of capacitors C e I EMC.
  • the Duty Circle has an influence on the optimal step or step.
  • Phase number results from the requirements in terms of the ratio of the usable input voltage and the desired supply voltage for the load, taking into account circuit-related voltage drops, for example.
  • Diode D according to Figure 4. results, for example, at an input voltage V bat of 13V, a desired supply voltage V ou t of 18V at a voltage drop across the diode D of about IV a ratio of
  • V out / (V bat - IV) 1.5.
  • the result is a three-phase circuit with a Duty Circle of 33.3%.
  • the dependence of the ripple current on the output of a 1-, 2-, and 3-phase DC / DC converter from the duty circle is shown in a diagram according to FIG. 6 in an idealized form, with the optimal values for the duty circle in terms of minimized ripple current.
  • the ripple influences can be minimized with a duty circle of 33.3% and 66.6% respectively; with a phase number of four, however, the optimum points result in a duty circle of 25, 50 or 75%, the same applies to n> 4, by way of example the points for a step or phase number of 8 are indicated. Due to the non-ideal real properties of the device, the marginal areas separate out as a duty circle of 0% or 100%.
  • a duty circle of 50% can be realized instead of a 4-phase DC / DC converter according to Figure 6 with a 2-phase DC / DC converter.
  • a 2-phase DC / DC converter could be used instead of an optimal duty circle of 50% with a duty circle of 25% compared to a 1-phase DC / DC converter with a duty circle of 25% Nevertheless, minimal stress from a ripple current would be better.
  • the circuit arrangement according to FIG. 4 shows a single-stage step-up converter 1 as a DC / DC converter, in which the function of energy storage is fulfilled by a storage inductor or coil L 1, which is charged to ground by means of a drive transistor T 1 designed as a field effect transistor (FET) ,
  • this storage inductor Ll is connected at one end to the positive terminal KL30 of the vehicle battery 5, which supplies a vehicle electrical system voltage V bat .
  • the coil Ll may preferably be a reverse polarity protection (VPS) 11 may be provided.
  • the voltage generated by the DC / DC converter 1 is supplied as a further output voltage, terminal voltage V KL3O, to an integrated circuit IC of a motor vehicle control unit (ECU) 4 whose function is, inter alia, to provide supply voltages for sensors 12. Further, within the motor vehicle control unit 4 further down-converters may be present, which generate additional operating voltages for circuits (IC), sensors or bus systems from the terminal voltage V KL3O .
  • ECU motor vehicle control unit
  • PWM Pulse Width Modulation
  • the pulse width of the PWM generator circuit 2 is set as the target voltage V so n via the motor vehicle control unit (ECU) 4.
  • the PWM generator circuit 2 is supplied with an actual value V ist derived from the output voltage V 0 Ut, which is obtained by a feedback circuit (FB) 7 and which influences the pulse width of the output P of the PWM generator circuit 2 according to its specification.
  • the PWM generator circuit 2 can also be realized within the motor vehicle control unit 4.
  • the according to the actual and desired values V and V n so generated PWM signal at the output P of the PWM generator circuit 2 (V) is supplied to a driver circuit 8 that drives a gate of the field effect transistor Tl.
  • the basic fre- Frequency f for the PWM generator circuit 2 is generated by a clock generator (F) 9 and supplied as a clock signal f of the PWM generator circuit
  • the circuit comprises means 6 for switching off the power supply in the case of a leakage current or the like.
  • the device 6 comprises several inputs El, E2, E3, with which certain logic states, such as e.g. "Ignition on", "Logic level 5V present” or “Shutdown bit set” can be monitored for which a safety shutdown is necessary.
  • a fuse 10 can be arranged between the drive transistor Tl and the coil L1 in order to protect the semiconductor switch Ti from overvoltages.
  • the DC / DC converter 1 is controlled in the inactive state in the majority of operating time, so that the load M connected to the output substantially of the vehicle electrical system voltage V bat minus the voltage drops across the coil Ll, the Diode Di and reverse polarity protection 11 is supplied.
  • the DC / DC converter 1 controlled in its active state to generate according to the predetermined by the motor vehicle control unit 4 target value V so n a supply voltage V 0 Ut.
  • a function request also takes place when the vehicle electrical system voltage V bat falls below a certain critical value, for example of approximately 8.5 V, since the load available to the load is no longer sufficient, as a result of which, for example, the operation of Sensors (for example, ABS wheel speed sensors) can no longer be maintained, since this requires a minimum operating voltage.
  • a certain critical value for example of approximately 8.5 V
  • this circuit arrangement ensures that in exceptional cases, which occur only in 10-20% of the operating time, an increased power is available compared to the power required during the predominant operating time (80-90%) and, on the other hand, a drop in the output voltage V ou t or V KL 3o falls below the defined minimum voltage of the vehicle electrical system voltage V bor d. This results in a considerably higher availability of the entire system.
  • a further advantage of this circuit arrangement according to FIG. 4 results when used in an electronic brake system with wheel speed sensors, which are connected via a two-wire current interface to the brake control unit (or a corresponding vehicle central computer).
  • the reliable provision of the necessary sensor operating voltage makes it easier to meet the requirement of a reverse current-proof sensor signal connection in which conventional semiconductor diodes D are inserted into the sensor lines of the sensors in a particularly simple manner. Because of the known voltage drop of these semiconductor diodes has been omitted because of the described availability problems on the use of such diodes.
  • the circuit example in FIG. 5 shows a particularly Fold structure of the feedback circuit (FB) 7 according to Figure 4, with which a feedback value of the output voltage V ou t at the output A for the PWM adjustment of the PWM generator circuit 2 shown in Figure 4 can be provided.
  • the feedback circuit shown in Fig. 5 comprises only a bipolar transistor T3, whose emitter E is connected to a voltage divider R3, R4, which lies between V ou t and ground.
  • the voltage U ist is taken, which is supplied to an input of the PWM generator circuit 2 in Fig. 4.
  • the collector C is connected via a resistor Rl and a series circuit of a further resistor R2 and a capacitor C4 to ground.
  • Another capacitor C3 is connected between the terminal V ou t and the collector C.
  • the base B of T3 is fed via a further resistor R5, a reference voltage U re f.

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  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines DC/DC-Wandlers (1), der eine Versorgungsspannung (Vout) für eine elektrische Last (M) aus einer Bordnetzspannung (Vbat) zur Durchführung von Funktionen mit unterschiedlichen Leistungsbedarfen erzeugt, insbesondere für induktive Lasten in Kraftfahrzeugen, und bei dem mittels einer Steuereinrichtung (2) des DC/DC-Wandlers (1) die Versorgungsspannung (Vout) auf einen vorgegebenen Sollwert (Vsoll) steuerbar ist. Erfindungsgemäß wird bei einer ersten Funktionsanforderung, die in der überwiegenden Betriebszeit der Last (M) vorliegt, die Steuereinrichtung (2) den DC/DC-Wandler (1) in einen inaktiven Betriebszustand gesteuert, und bei wenigstens einer weiteren Funktionsanforderung mit einem kurzzeitig über dem der ersten Funktionsanforderung liegenden Leistungsbedarf die Steuereinrichtung (2) den DC/DC-Wandler (1) in einen aktiven Betriebszustand gesteuert, in dem die Versorgungsspannung (Vout) über die Bordnetzspannung (Vbat) hochgesetzt wird.

Description

Elektronisches Kraftfahrzeugsteuergerät mit Hochsetzsteller
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines DC/DC-Wandlers, der eine Versorgungsspannung für eine elektrische Last aus einer Bordnetzspannung zur Durchführung von Funktionen mit unterschiedlichen Leistungsbedarfen erzeugt, insbesondere für induktive Lasten in Kraftfahrzeugen gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens .
Der Einsatz von Gleichspannungswandlern ist in vielen Bereichen der Technik, insbesondere für Fahrzeugassistenzfunktionen von Kraftfahrzeugen bekannt. So ist bspw. aus der DE 10 2005 031 514 Al eine Schaltung zur Spannungsversorgung von elektrischen Lasten in Kraftfahrzeugen bekannt, bei der als DC/DC-Wandler ein Hochsetzsteller verwendet wird, welcher zumindest aus einer Induktivität, einem Diodenelement, einem Kondensator und einem Leistungschalter besteht. Diese bekannte Schaltung wird an ein Fahrzeugbordnetz angeschlossen und versorgt bspw. über einen Stellantrieb einen Elektromotor .
Ferner ist auch aus der DE 103 48 265 Al eine Schaltungsanordnung zum Ansteuern einer induktiven Last bekannt. Diese bekannte Schaltung umfasst einen Hochsetzsteller mit Induktivität, Leistungschalter, Diodenelement und Kondensator, der zumindest zeitweise eine gegenüber einer Eingangsspannung hochgesetzte Ausgangsspannung zum Realisieren eine beschleunigten Hochlaufens eines Laststromes eines induktiven Verbrauchers, bspw. eines Einspritzventils auf ein vorgegebenes Lastromniveau erzeugt. Hierzu ist eine Regeleinrichtung vorgesehen, die während des Hochsetzvorgangs einen Soll-/Istwert-Vergleich durchführt. Nach dem Abschluss der Hochsetzphase und wenn der Laststrom durch die induktive Last ein gewünschtes Niveau erreicht hat, wird mittels einer weiteren Regeleinrichtung der Laststrom auf einen vorgegebenen Wert geregelt. Der auf die hochgesetzte Spannung aufgeladene Kondensator des Hochsetzstellers entlädt sich über die induktive Last bis auf einen Spannungswert, der der Eingangsspannung abzüglich der über der Induktivität und dem Diodenelement des Hochsetzstellers abfallenden Spannung entspricht. Sobald die Versorgungsspannung der induktiven Last auf dieses Spannungsniveau abgesunken ist, wird diese von der den Hochsetzsteller versorgenden Eingangsspannung ebenfalls versorgt.
Schließlich beschreibt die DE 10 2006 051 588 Al eine Schaltungsanordnung zur Steuerung der Versorgung von elektrischen Lasten in einem Bordnetz ein Kraftfahrzeugs mit Energie aus mindestens einem Energiespeicher. Zur Realisierung eines Schutzes vor Unterspannung wird eine Überwachungseinheit vorgeschlagen, die im Falle einer Bordnetzspannung, die unterhalb einer Mindestspannung liegt, ein Unterspannungssignal erzeugt, das dazu führt, dass die Bordnetzspannung erhöht wird. Hierzu ist u.a. auch ein Hochsetzsteller vorgesehen, der aus der Mindestspannung eine höhere Spannung erzeugt, die zur Aufrechterhaltung der Funktionstüchtigkeit des Bordnetzes erforderlich ist.
In zahlreichen an sich bekannten elektronisch gesteuerten hydraulischen Kraftfahrzeugbremssystemen wird zur Druckbereitstellung für aktive Regelungen (ABS, ESP, ACC, ARP, ...) ein motorbetriebenes Pumpenaggregat eingesetzt. Diese Bremssysteme nutzen hierzu in der Regel Gleichstrombürstenmotoren, die häufig von einer PWM-Stufe angesteuert werden. Die Funktionalität der Pumpenmotoren für die besagten Bremssysteme wird dabei in der Regel so ausgelegt, dass die Systemanforderungen während eines geregelten Bremsvorgangs bei Nutzung eines vorhandenen elektrischen Bordnetzes im Wesentlichen zu 100% erfüllt werden. So wird beispielsweise das Moment, die Drehzahl und Leistung des Motors auf eine Bordnetzspannung bei Vollaussteuerung der PWM-Regelung von z.B. 13 V ausgelegt. Stellt das Bordnetz diese Spannung nicht o- der nur kurzzeitig nicht zur Verfügung, kann es zu Einschränkungen der Systemfunktionalität kommen.
Entsprechendes gilt auch für hydraulische Aggregate, welche mittels elektrisch betriebenen Ventilen bzw. Ventiltrieben gesteuert und geregelt werden. Auch diese Ventile werden in ihrer Funktionalität so ausgelegt, dass sie die Systemanforderung hinsichtlich der Bremsenfunktion in einem bestehenden Fahrzeugbordnetz zu 100% erfüllen, d. h. bspw., dass die magnetische Anzugskraft, die Druckschaltfähigkeit eines Ventils auf eine Bordnetzspannung von z. Bsp. 13 V ausgelegt ist. Ferner ist ein Derating erforderlich, wenn die Bordnetzspannung abfällt.
Dies führt jedoch dazu, dass aufgrund der 100%-Erfüllung die induktive Last, also bspw. der als Pumpenmotor verwendete Elektromotor oder eine Ventilspule bzw. eines elektrischen Ventiltriebs auch für solche Lastfälle ausgelegt sein muss, die nur selten auftreten. Dies ist mit Nachteilen verbunden, die in einem niedrigen Wirkungsgrad während der Betriebszeit und damit verbunden in einem hohen Energieverbrauch und/oder in hohen Herstellkosten bestehen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem die genannten Nachteile vermieden werden. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung eine einfache und kostengünstige Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bereitzustellen . Diese erstgenannte Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
In überraschender und einfacher Weise zeigt die Erfindung einen neuen Weg, wonach bei einem Verfahren zum Steuern eines DC/DC-Wandlers, der eine Versorgungsspannung für eine elektrische Last aus einer Bordnetzspannung zur Durchführung von Funktionen mit unterschiedlichen Leistungsbedarfen erzeugt, insbesondere für induktive Lasten in Kraftfahrzeugen, und bei dem mittels einer Steuereinrichtung des DC/DC- Wandlers die Versorgungsspannung auf einen vorgegebenen Sollwert gesteuert wird, erfindungsgemäß bei einer ersten Funktionsanforderung, die in der überwiegenden Betriebszeit der Last vorliegt, die Steuereinrichtung den DC/DC-Wandler in einen inaktiven Betriebszustand steuert, und bei wenigstens einer weiteren Funktionsanforderung mit einem kurzzeitig über dem der ersten Funktionsanforderung liegenden Leistungsbedarf die Steuereinrichtung den DC/DC-Wandler in einen aktiven Betriebszustand steuert, in dem die Versorgungsspannung über die Bordnetzspannung hochgesetzt wird.
Damit kann die elektrische Last, insbesondere die induktive Last für diejenige Funktionsanforderung, die in der überwiegenden Betriebszeit vorliegt, also bspw. im Bereich zwischen 70% und 95% der Betriebszeit, optimal ausgelegt werden, also deren Nenndaten auf diese Funktionsanforderung abgestimmt werden. Bei dieser Funktionsanforderung wird die elektrische Last, insbesondere die induktive Last im Wesentlichen von der Bordnetzspannung, die lediglich um die Spannungsabfälle der den DC/DC-Wandler bildenden passiven Schaltelemente erniedrigt ist, versorgt, da der DC/DC-Wandler inaktiv gesteuert ist. So erfolgt bspw. die Auslegung eines als Pumpenmotor für ein hydraulisches Pumpenaggregat dienender Elektromotor in der Weise, dass der Wirkungsgrad und/oder die Lebensdauer und/oder die Herstellungskosten für die Funktionsanforderung optimal ist, welche den überwiegenden Teil der Betriebszeit vorliegen, d. h. in der das Fahrzeug in Betrieb ist.
Entsprechendes gilt auch bei einem elektrischen Ventil mit einer Ventilspule als induktive Last, das hinsichtlich der Funktionsanforderungen optimiert wird, die in der überwiegenden Betriebszeit angefordert werden bzw. vorliegen.
Um dennoch eine 100%ige Funktionsfähigkeit zu erzielen, um also auch die nur selten auftretenden Funktionsanforderungen, die außerhalb der überwiegenden Betriebszeit und daher nur kurzzeitig angefordert werden, sicherzustellen, wird erfindungsgemäß der DC/DC-Wandler in einen aktiven Betriebszustand gesteuert, in dem die Versorgungsspannung über die Bordnetzspannung hochgesetzt wird, so dass kurzzeitig eine über dem der ersten Funktionsanforderung liegenden Leistung der Last zur Verfügung gestellt wird.
Mit der Erfindung wird somit sichergestellt, dass bspw. bei einem als Pumpenmotor für ein hydraulisches Pumpenaggregat dienender Elektromotor trotz der geringer dimensionierten Auslegung kurzzeitig die volle notwendige Pumpenleistung zur Verfügung gestellt werden kann, d. h. dass die durch die erhöhte Versorgungsspannung bedingte höhere Drehzahl zu einer erhöhten Motorleistung führt. Hierdurch kann der Elektromotor, wenn auch nur kurzzeitig, in einem Spannungsbereich betrieben werden, welcher die Anforderungen an ein hohes Moment bzw. an eine hohe Förderleistung, bspw. bei einem Bremsenregelungsvorgang weiterhin vollständig erfüllt. Auch im Falle eines elektrischen Ventils als elektrische Last wird die 100%ige Funktionsfähigkeit sichergestellt, da mit der durch den aktiv gesteuerte DC/DC-Wandler erzeugten erhöhten Versorgungsspannung eine erhöhte Magnetkraft und damit auch eine höhere hydraulische Schaltleistung kurzzeitig zur Verfügung steht. Damit wird ein Funktionsumfeld geschaffen, das bspw. für ein Bremsensystem eine 100%ige Funktionsfähigkeit bereitstellt.
Damit kann gegenüber einem System mit einer Last gemäß des Stands der Technik, bspw. eines Bremsensystems mit einem E- lektromotor als Pumpenmotor oder einem elektrischen Ventil mit einem Elektromagneten bzw. einer Ventilspule erfindungsgemäß der nominelle Betriebsstrom verringert werden, da nunmehr die Last nicht mehr hinsichtlich deren maximal zu erbringenden Leistung ausgelegt bzw. optimiert werden muss.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung steuert in 70% bis 95%, vorzugsweise in 80% bis 90% der Betriebszeit der Last die Steuereinrichtung den DC/DC-Wandler in den inaktiven Betriebszustand. Damit wird die Funktionsdarstellung der elektrischen Last auf etwa 70 bis 95%, vorzugsweise auf etwa 80 bis 90% ausgelegt und die seltenen 30 bis 5% bzw. 20 bis 10% Funktion vereinfacht vorgehalten. Hierdurch können die Kosten zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. eines Systems aus mehreren solcher induktiver Lasten, bspw. eines Bremsensystems insgesamt stark reduziert werden.
Bei einer besonders bevorzugten Weitebildung der Erfindung Verfahren ist die Steuereinrichtung des DC/DC-Wandlers als Regeleinrichtung ausgebildet, wobei die Versorgungsspannung der Last als Istwert der Regeleinrichtung zugeführt wird. Damit kann der Sollwert, der vorzugsweise in Abhängigkeit einer Funktionsanforderung vorgegeben wird, exakt über einen Soll-Istwert-Vergleich geregelt werden.
Besonders vorteilhaft ist es, die Regeleinrichtung des DC/DC-Wandlers als PWM-Steller bzw. PWM-Regler auszubilden, um damit einen Leistungsschalter des DC/DC-Wandlers takten zu können.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist ein mehrphasiger DC/DC-Wandler mit wenigstens zwei parallelgeschalteten DC/DC-Wandlern vorgesehen, wobei dieser mehrphasige bzw. mehrstufige DC/DC-Wandler von der Steuer- bzw. der Regeleinrichtung gesteuert bzw. geregelt wird. Es werden mindestens zwei getaktete Stromstufen bzw. Phasen von einem gemeinsamen Taktgeber angesteuert.
Die Optimierung der Stufenzahl hängt von Randparametern ab wie z.B. Bordnetzhub, Motordrehzahlmodulationsbedarf, Schaltungsgröße, Steuermöglichkeit etc. Beispielsweise wäre bei einer 3-stufigen Schaltung ein 66,6% Duty-Cycle und 120° Phasenversatz zwischen den einzelnen Stufen zu bevorzugen oder bei 2-stufiger Auslegung ein 50% Duty-Cycle und 180° Phasenversatz als optimal bezüglich Wechsellast im Bordnetz zu bevorzugen.
Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst der DC/DC-Wandler als Hochsetzsteller eine Induktivität und einen getakteten Leistungschalter, wobei im inaktiven Betriebszustand der Leistungsschalter in seinen gesperrten Betriebszustand gesteuert wird. Dies führt zu einem einfachen und damit kostengünstigen Aufbau eines solchen DC/DC-Wandlers. Vorzugsweise wird im inaktiven Betriebszustand die Last über eine Reihenschaltung aus der Induktivität und einem Diodenelement von der Bordnetzspannung ver- sorgt; damit liegt die Versorgungsspannung der Last nur geringfügig unter der Bordnetzspannung.
Es sind anstelle des Hochsetzstellers auch andere DC/DC- Wandler einsetzbar, so zum Beispiel sowohl SEPIC- und Cuk- Wandler als auch Inverter.
Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ergibt sich auch dann eine weitere Funktionsanforderung mit einem höheren Leistungsbedarf, wenn die Bordnetzspannung kurzzeitig eine definierte Mindestspannung unterschreitet und dadurch für bestimmte Lasten, die eine Mindestbetriebsspannung erfordern, wie zum Beispiel Radsensoren, Drucksensoren, Wegsensoren, Beschleunigungssensoren, Gierratensensoren oder Vakuumsensoren keine ausreichende Leistung zur Verfügung steht. Solche kurzzeitigen Spannungseinbrüche können bspw. bei einem Startvorgang des Fahrzeugs eintreten, bei dem die Bordbatterie mit hohen Strömen belastet wird. Dies kann bei empfindlichen Lasten, wie zum Bsp. Steuergeräten mit MikroControllern, über die bspw. die o.g. Sensoren versorgt werden, zu unbeabsichtigten Resets führen. Daher wird in einem solchen Fall der DC/DC-Wandler ebenfalls aus dem inaktiven in den aktiven Betriebszustand mit einem gegenüber dem inaktiven Betriebszustand höheren Leistungsbedarf gesteuert.
Vorzugsweise ist als elektrische Last eine induktive Last vorgesehen, die bspw. ein Elektromotor, insbesondere ein Pumpenmotor für ein hydraulisches oder pneumatisches Motorpumpenaggregat ist. Während des inaktiven Betriebszustands des DC/DC-Wandlers ist eine Fahrwerks- oder Brems-Regelung mit geringem Leistungsbedarf des Elektromotors aktiv, jedoch ist während wenigstens eines aktiven Betriebszustands des DC/DC-Wandlers eine Fahrwerks- oder Brems-Regelung mit einem höheren Leistungsbedarf für den Elektromotor aktiv.
Besonders vorteilhaft ist es, den Laststrom der Last, insbesondere der induktiven Last über eine weitere dem DC/DC- Wandler nachgeschaltete Ansteuerstufe zusätzlich einzustellen .
Ferner ist bei einer Weiterbildung der Erfindung ein Kraftfahrzeugsteuergerät vorgesehen, das die Funktionsanforderungen in Steuersignale für die Steuer- bzw. Regeleinrichtung des DC/DC-Wandlers umsetzt, insbesondere den Sollwert zur Verfügung stellt.
Die zweitgenannte Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 18 und 19 gelöst.
Gemäß Patentanspruch 18 umfasst die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Motoransteuerstufe, mit der die Leistung an einer induktiven Last, insbesondere eines Elektromotors eingestellt wird, welche ausgangsseitig an die Ansteuerstufe angeschlossen ist, wenigstens einen DC/DC-Wandler, welcher die Versorgungsspannung für die Ansteuerung der induktiven Last hochsetzt, einen Taktgeber, insbesondere PWM-Controller als Steuereinrichtung zur Ansteuerung von Leistungsschaltern des DC/DC-Wandlers, und eine Einrichtung, insbesondere ein Fahrzeugsteuergerät das den DC/DC-Wandler aktiviert oder deaktiviert, insbesondere den PWM-Controller aktiviert oder deaktiviert .
Gemäß Patentanspruch 19 umfasst die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wenigstens einen DC/DC-Wandler, welcher die Versorgungsspannung für die Ansteuerung der induktiven Last hoch- setzt, einen Taktgeber, insbesondere PWM-Controller als Steuereinrichtung zur Ansteuerung von Leistungsschaltern des DC/DC-Wandlers, und eine Einrichtung, insbesondere ein Fahrzeugsteuergerät das den DC/DC-Wandler aktiviert oder deaktiviert, insbesondere den PWM-Controller aktiviert oder deaktiviert .
Vorzugsweise sind diese Schaltungsanordnungen jeweils elektrisch mit einem Fahrzeugsteuergerät verbunden ist, welches Brems- oder Fahrwerkregelungsfunktionen durchführt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlich beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schaltungsanordnung als Ausführungsbeispiel eines vierphasigen Hochsetzsteller zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Figur 2 eine Schaltungsanordnung eines dreiphasigen Hoch- setzstellers als weiteres Ausführungsbeispiel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Figur 3 ein Blockschaltbild als weiteres Ausführungsbeispiel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Figur 4 eine Schaltungsanordnung eines einphasigen Hoch- setzstellers als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 5 eine einfache Feedback-Schaltung für die in Fig. 2 dargestellte Schaltungsanordnung, und Figur 6 ein Diagramm zur Darstellung der Abhängigkeit eines Ripplestromes am Ausgang eines DC/DC-Wandlers von dessen Duty-Circle.
Der als DC/DC-Wandler dargestellte mehrphasige Hochsetzstel- ler 1 gemäß Figur 1 umfasst vier parallele Stromstufen, welche jeweils aus einer Spule L1 (i=l, ... 4), einer Diode D1 (i=l, ... 4), einem Kondensator C1 (i=l, ... 4) und einem Ansteuertransistor T1 (i=l, ... 4) als Leistungsschalter und ggf. weiteren Bauelementen zusammengesetzt sind, wobei jeweils eine Spule L1 (i=l, ... 4) und eine Diode D1 (i=l, ... 4) eine Reihenschaltung bilden, am Verbindungsknoten einer Spule L1 und einer Diode D1 ein Ansteuertransistor T1 (i=l, ... 4) eine Verbindung zur Masse herstellt und an dem von der Kathode des Diode D1 gebildete Ausgang ein Kondensator C1 gegen Masse geschaltet ist. Jede Stromstufe ist mit ihrem Ausgang elektrisch leitend mit einem Ausgang Vout des DC/DC-Wandlers 1 verknüpft. Die freien Enden der Spulen L1 sind zusammengeführt und mit einer Bordnetzspannung Vbat, die in der Regel von einer Batterie erzeugt wird, verbunden.
Ferner ist als Regeleinrichtung für den DC/DC-Wandler 1 ein PWM-Controller 2 vorgesehen, der zur Ansteuerung der Ansteuertransistoren T1 (i=l, ... 4) jeweils mit einer Steuerelektrode dieser Ansteuertransistoren T1 (i=l, ... 4) über separate Steuerleitungen verbunden ist. Schließlich wird diesem PWM- Controller 2 die Ausgangsspannung Vout als Istwert und ein Sollwert Vson zugeführt, wobei der Sollwert Vson von einem Kraftfahrzeugsteuergerät 4 erzeugt wird.
An den Ausgang Vout des DC/DC-Wandlers 1 ist eine induktive Last M angeschlossen, die ein Elektromotor darstellt, der ein hydraulisches Pumpenaggregat eines Kraftfahrzeugbremssystems, bspw. im Rahmen eines ABS (Antiblockier) -, ESP (E- lektronisches Stabilitätsprogramm)-, ACC (Adaptive Cruise Control) - oder ARP (Active Rollover Protection) -Systems antreibt.
Der von dem Kraftfahrzeugsteuergerät 4 für die Regelstufe "PWM Controller" 2 vorgegebene Sollwert Vson ist abhängig von der Bremsfunktion, die dargestellt werden soll, sowie von der Ausgangsspannung Vout, die der Motor-Istspannung entspricht .
Der Pumpenmotor M wird von dem geregelten Ausgang Vout versorgt. Die Motoreingangsspannung wird in vielen an sich bekannten Kraftfahrzeugbremssystemen von einem PWM-Steller eingestellt oder auch eingeregelt. Durch Veränderung des Du- ty-Cyce (DC) , also der Einschaltzeit bezogen auf einen Taktzyklus der PWM-Regelung kann die Drehzahl des Motors über die Höhe der geregelten Ausgangsspannung Vout eingestellt werden. Bei der beispielgemäßen Schaltung nach Figur 1 erfüllt der PWM-Controller 2 zwei Funktionen. Zum einen wird durch den Takt des PWM-Controllers 2 der DC/DC-Wandler 1 getrieben und zum anderen erfolgt eine Einstellung der Motordrehzahl des an den Ausgang Vout angeschlossenen Motors M.
Bei einer ersten Funktionsanforderung, für die keine volle Motorleistung benötigt wird, ist der DC/DC-Wandler 1 nicht aktiv und der Motor M wird entsprechend evtl. mit weiteren elektronischen Regeleinheiten mit Vbat bzw. einer davon direkt abhängigen Motorversorgungsspannung Vout leicht unterhalb von Vbat versorgt, deren Wert sich um den Gesamtwiderstand erniedrigt, der sich aus den parallelgeschalteten Spannungsabfällen aus den jeweiligen Reihenschaltungen aus einer Spule L1 und einer Diode D1 (I=I, ... 4) ergibt. Eine solche Funktionsanforderung liegt in der überwiegenden Betriebszeit des Pumpenaggregats vor, d. h. bezogen auf die Zeit, in der das Fahrzeug in Betrieb ist, das entspricht bspw. 80-90% der Betriebszeit. Im inaktiven Zustand des DC/DC-Wandlers 1 sind die Ansteuertransistoren T1 (i=l, ... 4) in einen gesperrten Zustand gesteuert, sind also offen. Dies wird bspw. dadurch in einfacher Weise erreicht, dass der PWM-Controller 2 von dem Kraftfahrzeugsteuergerät 4 nicht angesteuert wird.
Im Falle einer weiteren Funktionsanforderung mit kurzzeitigem hohem Pumpenleistungsbedarf ist der DC/DC-Wandler 1 aktiviert und versorgt den Pumpenmotor M mit einer höheren Spannung Vout, die über der Bordnetzspannung Vbat liegt. Durch die höhere Spannung Vout kann der Motor M eine höhere Leistung abgeben, wobei diese mit einer höheren Nenndrehzahl des Motors bei Vollaussteuerung durch den PWM-Controller 2 einhergeht .
Abhängig von der im Schaltungsdesign und Motordesign vorgegebenen Leistungsdifferenz der beiden vorstehend beschriebenen Betriebszustände, die durch die genannten Funktionsanforderungen bedingt sind, kann die Anzahl der Stufen des DC/DC-Wandlers 1 bestimmt werden. Der in Fig. 1 dargestellte vierstufige bzw. vierphasige Wandler 1 hat ein besonders vorteilhaftes Verhalten bei einem PWM-Duty Cycle von etwa 75% und einem 90 °-Phasenversatz zwischen den einzelnen Stufen. Es ist zweckmäßig, den DC/DC-Wandler 1 in einem optimierten Arbeitsbereich zu betreiben, um den Schaltungsaufwand (z.B. den Bedarf an Eingangs- oder Ausgangskapazitäten) zu begrenzen. Dabei kann auch die Summenwechselstrombelas- tung von Vbat minimiert werden.
Im Anwendungsbeispiel eines elektronischen Bremssystems wird zum Beispiel während einer ACC-Regelung (Abstandsregelung) oder einer ASR-Regelung (Antriebsschlupfregelung) , bei der die Pumpe gemäß der ersten Funktionsanforderung verhältnismäßig wenig Förderleistung aufbringen muss, die Pumpe "normal" betrieben, das heißt, die Bordnetzspannung Vbat, d. h. die Batteriespannung Vbat der Batterie des Fahrzeugs wird nahezu vollständig zum Motor durchgelassen (abgesehen von einer möglichen der PWM-Drehzahlregelung und Spannungsabfällen an passiven Bauelementen des DC/DC-Wandlers 1) . Dieser Betriebszustand entspricht der ersten Funktionsanforderung, die während der überwiegenden Betriebszeit vorliegt, also 80 - 90% der Betriebszeit.
Während einer kurzzeitigen Regelung, wie ABS, ESP (ESC) oder ARP (Anti-Rollover-Protection) oder anderen Regelungen mit hohem Pumpenleistungsbedarf wird hingegen der DC/DC-Auf- wärtswandler (Hochsetzsteller) aktiviert, so dass der Motor eine höhere Leistung abgeben kann. Dieser Betriebszustand entspricht einer weiteren Funktionsanforderung mit einem kurzzeitig über dem der ersten Funktionsanforderung liegenden Leistungsbedarf der Last.
Sowohl der DC/DC-Wandler 1 als auch der Elektromotor als Last M kann deutlich geringer als im Vergleich zum Stand der Technik dimensioniert werden, da die mit der weiteren Funktionsanforderung verbundene kurzzeitige hohe Leistungsabgabe, sowohl des DC/DC-Wandlers 1 als auch der Last M in der Regel nicht dauerhaft erfolgt. Auf Grund der kurzen Zeit, in der die besagte kurzzeitige Regelung aktiv ist, kann die entstehende Verlustwärme durch die DC/DC-Wandler 1 und den Motor M abgeführt werden, ohne dass dadurch Temperaturprobleme auftreten können.
Figur 3 zeigt ein Blockschaltbild mit einem DC/DC-Wandler 1, der von einer PWM-Regelschaltung 2 gesteuert wird. Eine Kraftfahrzeugbatterie 5 stellt die Bordnetzspannung Vbat zur Verfügung, die im Falle einer weiteren Funktionsanforderung mit einem kurzzeitig erhöhten Leistungsbedarf für die Last M auf ein durch einen Sollwert Vson bestimmte Versorgungsspannung V0Ut anhebt. Dieser Sollwert Vson wird von einem Kraftfahrzeugsteuergerät (ECU = Electronic Control Unit) 4 erzeugt, das die Brems- oder Fahrwerkregelungsfunktionen eines ABS-, ESP-, ACC- oder ARP-Systems ausübt, wobei die Versorgungsspannung V0Ut als Istwert auf die PWM-Regelschaltung (PWM-Controller) 2 zurückgeführt wird. Dieses Fahrzeugsteuergerät 4 steuert auch bei Vorliegen einer ersten Funktionsanforderung, bei der die Last M im überwiegenden Teil der Betriebszeit, also zu 80 - 90% der Betriebszeit betrieben wird, die PWM-Regelschaltung 2 entsprechend an, so dass die Versorgungsspannung Vout am Ausgang des DC/DC-Wandlers nahezu der Bordnetzspannung Vbat entspricht.
Ferner ist bei diesem Blockschaltbild der Elektromotor als Last M nicht direkt an den Ausgang des DC/DC-Wandlers 1 angeschlossen, sondern er wird von einer Motoransteuerstufe 3 gesteuert. Dabei wird der Laststrom des Elektromotors M über diese nachgeschaltete Motoransteuerstufe 3 zusätzlich eingestellt. Diese Motoransteuerstufe 3 kann als PWM-Steller ausgebildet werden, mit dem die hochgesetzte Eingangsspannung V0Ut zum Einstellen der Motordrehzahl verändert werden kann und die dann als Versorgungsspannung VM an dem Elektromotor M anliegt. Dies gilt ebenso für den Fall, dass im inaktiven Betrieb des DC/DC-Wandlers 1 nur die nahezu der Bordnetzspannung Vbat entsprechenden Versorgungsspannung Vout der Motoransteuerstufe 3 zur Verfügung steht.
Die Figur 2 zeigt als Anwendungsbeispiel eine Schaltungsanordnung zur Steuerung einer Last M, die einen Elektromagneten, also eine Ventilspule eines Magnetventils eines hydraulischen Aggregates zur Realisierung von Bremsfunktion im Rahmen von ABS-, ESP-, ACC- oder ARP-Systemen darstellt.
Diese Schaltungsanordnung zeigt im Vergleich zur Figur 1 einen dreiphasigen bzw. dreistufigen DC/DC-Wandler 1, wobei dessen einzelnen Stufen ebenfalls jeweils aus einer Spule L1, einer Diode D1 und einem Ansteuertransistor T1 (i=l, 2, 3) als Leistungsschalter aufgebaut sind. Jedoch sind die An- steuertransitoren T1 (i=l, 2, 3) über einen Verpolschutz Tvp auf Masse geschaltet.
Diese Schaltungsanordnung weist gegenüber derjenigen nach Figur 1 zusätzliche Bauelemente auf, nämlich am Eingang bzw. am Ausgang des DC/DC-Wandler 1 angeschlossene Kondensatoren Cei (i=l, 2, 3) bzw. Cai (i= 1, 2), die als Eingangsfilterka¬ pazitäten bzw. als Ausgangsfilterkapazitäten dienen. Die an den Eingang angeschlossenen Kondensatoren Cei (i=l, 2, 3) sind entsprechend den Ansteuertransistoren T1 (i=l, 2, 3) ü- ber den Verpolschutz Tvp auf Masse geführt.
Desweiteren sind zwischen jeder Spule L1 und einer nachgeschalteten Diode D1 eine Parallelschaltung aus einer Spule Lhi und einer Diode Dhl (i=l, 2, 3) eingefügt und verringern die Rückströme aus den Dioden D1 (i=l, 2, 3) .
Einem PWM-Controller 2 wird ein Sollwert Vson vorgegeben, der von einem die Bremsfunktion steuernden Kraftfahrzeugsteuergerät (in der Figur nicht dargestellt) in Abhängigkeit der angeforderten Bremsfunktion erzeugt wird. Zu Realisierung einer Regelung wird die Versorgungsspannung Vout für die Last M als Feedback-Spannung auf den PWM-Controller 2 zurückgeführt. In gleicher Weise wie bei dem DC/DC-Wandler 1 nach Figur 1 werden auch die Steuerelektroden der Ansteuertransistoren T1 (i=l, 2, 3) jeweils über eine Steuerleitung von dem PWM-Controller 2 angesteuert. Auch der Verpolschutz Tvp wird von dem PWM-Controller 2 angesteuert.
Bei einer von dem Kraftfahrzeugsteuergerät ausgelösten ersten Funktionsanforderung, die während 80 - 90% der Betriebszeit vorliegt, wird der DC/DC-Wandler 1 inaktiv gesteuert, so dass die Last M, die wie oben erläutert ein Ventiltrieb darstellt, von einer Versorgungsspannung Vout versorgt wird, die im Wesentlichen der Bordnetzspannung Vbat entspricht, d. h. entspricht Vbat vermindert um den Spannungsabfall, der sich aus den parallelgeschalteten Reihenschaltungen der einzelnen Zweige, jeweils bestehend aus der Spule L1, der Parallelschaltung aus Spule Lhl und Dhl und der Diode D1 (i=l, 2, 3) ergibt.
Bei weiteren Funktionsanforderungen, die die restliche Betriebszeit von 10 - 20% abdecken und daher nur einen kurzzeitigen, über dem Leistungsbedarf der ersten Funktionsanforderung liegenden Leistungsbedarf der Last M anfordern, steuert das Kraftfahrzeugsteuergerät den PWM-Controller 2 derart an, dass auch der DC/DC-Wandler 1 aktiviert wird und entsprechend dem Sollwert Vson dessen Ansteuertransistoren T1 (i=l, 2, 3) getaktet werden. Dadurch wird diese Last M mit einer höheren Versorgungspannung Vout versorgt, wodurch ein Leistungszuwachs durch eine erhöhte Magnetkraft und/oder eine erhöhte hydraulische Schaltleistung und/oder ein Temperaturausgleich bedingt durch die Temperaturabhängigkeit des Spulenwiderstands (in der Regel Kupfer) erzielt wird.
Abhängig von der Zielspezifikation „Leistungsanhebung" kann die Anzahl der Stufen des DC/DC-Wandlers 1 bestimmt werden. Beispielhaft ist der DC/DC-Wandler 1 nach Figur 2 dreistufig ausgebildet, jedoch ist die Schaltung auch n-stufig, mit n=l, ..., 5 darstellbar. Der dreistufige DC/DC-Wandler 1 nach Figur 2 zeigt ein besonders vorteilhaftes Verhalten, wenn er mit einem Duty- Circle von 66,6% und einem Phasenversatz von 120° angesteuert wird. Insbesondere ist die Summenwechselstrombelastung (Ü- berlagerung des Gleichstroms mit Wechselstrom) der Bordnetzspannung Vbat minimiert und der Kapazitätsbedarf, der durch die Kondensatoren Cai gedeckt wird, gering.
Die optimierte Stufenzahl des DC/DC-Wandlers 1 hängt von Randparametern wie dem Spannungshub des Bordnetzes, dem Schaltungsbedarf des Ventils, der Schaltungsgröße, Steuermöglichkeiten usw. ab.
Bei dem DC/DC-Wandler 1 nach Figur 2 ist auch ein Duty- Circle von 75% und ein Phasenversatz von 90° möglich oder bei einer zweistufigen Auslegung zur Optimierung der Wechsellast im Bordnetz ein Duty-Circle von 50% und ein Phasenversatz von 180°. Auch ein einstufiger DC/DC-Wandler 1 ist für manche Anwendungen geeignet, jedoch muss dann die erhöhte Wechselstrombelastung durch eine erhöhte Eingangskapazität mittels Kondensatoren Cei EMV-bedingt ausgeglichen werden.
Der Duty-Circle hat natürlich Einfluss auf die optimale Stu- fen-bzw. Phasenzahl, ergibt sich jedoch aus den Anforderungen hinsichtlich des Verhältnisses aus der nutzbaren Eingangsspannung und der gewünschten Versorgungsspannung für die Last unter Berücksichtigung von schaltungsbedingten Spannungsabfällen, bspw. von Dioden D gemäß Figur 4. So ergibt sich bspw. bei einer Eingangsspannung Vbat von 13V, einer gewünschten Versorgungsspannung Vout von 18V bei einem Spannungsabfall über der Diode D von ca. IV ein Verhältnis von
VOut/(Vbat - IV) = 1,5. Daraus ergibt sich eine dreiphasige Schaltung mit einem Du- ty-Circle von 33,3%.
Die Abhängigkeit des Ripplestroms am Ausgang eines 1-, 2-, und 3-phasigen DC/DC-Wandlers von dem Duty-Circle ist in einem Diagramm nach Figur 6 in idealisierter Form gezeigt, wobei sich hieraus die optimalen Werte für den Duty-Circle hinsichtlich eines minimierten Ripplestroms ergeben. So lassen sich bei einem 3-phasigen DC/DC-Wandler die Rippeleinflüsse bei einem Duty-Circle von 33,3% bzw. 66,6% minimieren, bei einer Phasenzahl von vier ergeben sich dagegen die optimalen Punkte bei einem Duty-Circle von 25, 50 oder 75%, entsprechendes gilt für n>4, beispielhaft sind die Punkte für eine Stufen- bzw. Phasenzahl von 8 angedeutet. Durch die nichtidealen realen Eigenschaften der Bauelement scheiden die Randbereiche, als ein Duty-Circle von 0% oder 100% aus. Ein Duty-Circle von 50% kann anstelle eines 4-phasigen DC/DC-Wandler gemäß Figur 6 auch mit einem 2-phasigen DC/DC- Wandler realisiert werden. Auch wäre ein 2-phasiger DC/DC- Wandler anstelle eine optimalen Duty-Circle von 50% mit einem Duty-Circle von 25% einsetzbar, der gegenüber einem 1- phasigen DC/DC-Wandler mit einem Duty-Circle von 25% hinsichtlich minimaler Belastung durch einen Ripplestrom trotzdem besser wäre.
Die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 4 zeigt einen einstufigen Hochsetzsteller 1 als DC/DC-Wandler, bei dem die Funktion der Energiespeicherung durch eine Speicherdrossel bzw. Spule Ll erfüllt wird, welche mittels eines als Feldeffekttransistors (FET) ausgebildeten Ansteuertransistors Tl nach Masse schaltend geladen wird. Hierzu ist diese Speicherdrossel Ll mit einem Ende mit dem Pluspol KL30 der Fahrzeugbatterie 5, welche eine Bordnetzspannung Vbat liefert, verbunden. Zwi- sehen Anschluss KL30 und der Spule Ll kann vorzugsweise ein Verpolschutz (VPS) 11 vorgesehen sein. Wenn der Ansteuertransistor Tl ausgeschaltet ist, wird die in Ll gespeicherte Energie über eine Diode Di einer an einem Ausgang A des SD/DC-Wandlers 1 angeschlossenen Last M bereitgestellt, die dann mit einer Versorgungsspannung Vout, die über der Bordnetzspannung Vbat liegt, versorgt. Diese Last M ist in dieser Figur 4 nicht dargestellt, entspricht jedoch derjenigen gemäß den Figuren 1 oder 2.
Ferner wird die von dem DC/DC-Wandler 1 erzeugte Spannung als weitere Ausgangsspannung, als Klemmenspannung VKL3O einem integrierten Schaltkreis IC eines Kraftfahrzeugsteuergeräts (ECU) 4 zugeführt, dessen Funktion u. a. darin besteht, Versorgungsspannungen für Sensoren 12 bereitzustellen. Ferner können innerhalb des Kraftfahrzeugsteuergeräts 4 weitere Abwärtswandler vorhanden sein, die aus der Klemmenspannung VKL3O zusätzliche Betriebsspannungen für Schaltkreise (IC), Sensoren oder Bussysteme erzeugen.
Der Ansteuertransistor Tl wird über eine PWM-Generatorschal- tung (PWM= Pulsweitenmodulation) 2 angesteuert. Die Pulsweite der PWM-Generatorschaltung 2 wird als Sollspannung Vson über das Kraftfahrzeugsteuergerät (ECU) 4 eingestellt. Der PWM-Generatorschaltung 2 wird ein aus der Ausgangsspannung V0Ut abgeleiteter Istwert Vist zugeführt, welche durch eine Feedbackschaltung (FB) 7 gewonnen wird und die nach dessen Maßgabe die Pulsweite des Ausgangs P der PWM-Generatorschaltung 2 beeinflusst. Die PWM-Generatorschaltung 2 kann auch innerhalb des Kraftfahrzeugsteuergeräts 4 realisiert werden. Das entsprechend dem Ist- und Sollwert Vist und Vson erzeugte PWM-Signal am Ausgang P der PWM-Generatorschaltung 2 wird einer Treiberschaltung (V) 8 zugeführt, welche ein Gate des Feldeffekttransistor Tl ansteuert. Die Grundfre- quenz f für die PWM-Generatorschaltung 2 wird durch einen Taktgeber (F) 9 erzeugt und als Taktsignal f der PWM- Generatorschaltung 2 zugeführt.
Zwischen der Kathode der Diode Dl und dem Ausgang A umfasst die Schaltung eine Einrichtung 6 zur Abschaltung der Spannungsversorgung bei einem Leckstrom oder dergleichen. Die Einrichtung 6 umfasst mehrere Eingänge El, E2, E3, mit denen bestimmte logische Zustände, wie z.B. "Zündung an", "Logig- pegel 5V vorhanden" oder "Abschaltbit gesetzt", überwacht werden können, bei denen eine Sicherheitsabschaltung notwendig ist. Ferner kann zwischen dem Ansteuertransistor Tl und der Spule Ll eine Sicherung 10 angeordnet werden, um den Halbleiterschalter Ti vor Überspannungen zu schützen.
Auch bei dieser Schaltungsanordnung nach Figur 4 ist in der überwiegenden Betriebszeit der DC/DC-Wandler 1 in den inaktiven Zustand gesteuert, so dass die an dem Ausgang angeschlossene Last M im wesentlichen von der Bordnetzspannung Vbat abzüglich der Spannungsabfälle über der Spule Ll, der Diode Di und dem Verpolschutz 11 versorgt wird.
Bei einer Funktionsanforderung mit einem erhöhten Leistungsbedarf für die Last M, bspw. einem Elektromotor oder ein Magnetventil für ein Pumpenaggregat eines Kraftfahrzeugbremssystems, bspw. im Rahmen eines ABS-, ESP-, ACC- oder ARP-Systems wird der DC/DC-Wandler 1 in seinen aktiven Zustand gesteuert, um eine gemäß dem von dem Kraftfahrzeugsteuergerät 4 vorgegebenen Sollwert Vson eine Versorgungsspannung V0Ut zu erzeugen. Eine solche Funktionsanforderung erfolgt auch dann, wenn die Bordnetzspannung Vbat unter einen bestimmten kritischen Wert, zum Beispiel von ca. 8,5 V fällt, da die der Last den Lasten zur Verfügung stehende Leistung nicht mehr ausreicht, wodurch bspw. der Betrieb von Sensoren (zum Beispiel ABS-Raddrehzahlsensoren) nicht mehr aufrechterhalten werden kann, da diese hierzu eine Mindestbetriebsspannung benötigen. Dies trifft auch auf Elektromotoren oder Ventilmagnete von den o. g. Pumpenaggregaten zu, die bei einer unter der definierten Mindestspannung der Bordnetzspannung Vbat nicht die erforderliche Leistung bringen .
Diese Schaltungsanordnung stellt einerseits sicher, dass in Ausnahmefällen, die nur in 10-20% der Betriebszeit auftreten, eine gegenüber der während der überwiegenden Betriebszeit (80-90%) erforderlichen Leistung eine erhöhte Leistung zur Verfügung steht und andererseits auch ein Fallen der Ausgangsspannung Vout bzw. VKL3o unter die definierte Mindestspannung der Bordnetzspannung Vbord fällt. Auf diese Weise ergibt sich eine erheblich höhere Verfügbarkeit des Gesamtsystems .
Ein weiterer Vorteil der dieser Schaltungsanordnung nach Figur 4 ergibt sich bei Anwendung in einem elektronischen Bremssystem mit Raddrehzahlsensoren, die über eine Zweidraht-Stromschnittstelle mit dem Bremsensteuergerät (oder einem entsprechenden Fahrzeugzentralrechner) verbunden sind. Durch die sichere Bereitstellung der notwendigen Sensorbetriebsspannung kann leichter die Anforderung einer rückstromfesten Sensorsignalverbindung erfüllt werden, in dem auf besonders einfache Weise in die Sensorleitungen der Sensoren 12 herkömmliche Halbleiterdioden D eingefügt werden. Wegen des bekannten Spannungsabfalls dieser Halbleiterdioden wurde bisher wegen der geschilderten Verfügbarkeitsprobleme auf den Einsatz solcher Dioden verzichtet.
Das Schaltungsbeispiel in Fig. 5 zeigt einen besonders ein- fachen Aufbau der Feedbackschaltung (FB) 7 gemäß Figur 4, mit dem ein Feedback-Wert der Ausgangsspannung Vout am Ausgang A für die PWM-Einstellung der PWM-Generatorschaltung 2 gemäß Figur 4 bereitgestellt werden kann. Die in Fig. 5 dargestellte Feedbackschaltung umfasst lediglich einen Bipolar- Transistor T3, dessen Emitter E mit einem Spannungsteiler R3, R4, welcher zwischen Vout und Masse liegt, verbunden ist. Am Kollektor C von T3 wird die Spannung Uist abgenommen, welche einem Eingang der PWM-Generatorschaltung 2 in Fig. 4 zugeführt wird. Ferner ist der Kollektor C über einen Widerstand Rl sowie einer Reihenschaltung aus einem weiteren Widerstand R2 und einem Kondensator C4 mit Masse verbunden. Ein weiterer Kondensator C3 ist zwischen dem Anschluss Vout und dem Kollektor C geschaltet. Der Basis B von T3 wird über einen weiteren Widerstand R5 eine Referenzspannung Uref zugeführt.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Steuern eines DC/DC-Wandlers (1), der eine Versorgungsspannung (Vout) für eine elektrische Last (M) aus einer Bordnetzspannung (Vbat) zur Durchführung von Funktionen mit unterschiedlichen Leistungsbedarfen erzeugt, insbesondere für induktive Lasten in Kraftfahrzeugen, und bei dem mittels einer Steuereinrichtung (2) des DC/DC-Wandlers (1) die Versorgungsspannung (Vout) auf einen vorgegebenen Sollwert (Vson) steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass
- bei einer ersten Funktionsanforderung, die in der ü- berwiegenden Betriebszeit der Last (M) vorliegt, die Steuereinrichtung (2) den DC/DC-Wandler (1) in einen inaktiven Betriebszustand steuert, und
- bei wenigstens einer weiteren Funktionsanforderung mit einem kurzzeitig über dem der ersten Funktionsanforderung liegenden Leistungsbedarf die Steuereinrichtung (2) den DC/DC-Wandler (1) in einen aktiven Betriebszustand steuert, in dem die Versorgungsspannung (Vout) über die Bordnetzspannung (Vbat) hochgesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in 70% bis 95%, vorzugsweise in 80% bis 90% der Betriebszeit der Last (M) die Steuereinrichtung (2) den DC/DC-Wandler (1) in den inaktiven Betriebszustand steuert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung des DC/DC-Wandlers (1) als Regeleinrichtung (2) ausgebildet ist und die Versorgungsspannung (V0Ut) der Last (M) als Istwert der Regeleinrichtung (2) zugeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung (2) des DC/DC- Wandlers (1) als PWM-Steller bzw. PWM-Regler ausgebildet ist .
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein mehrphasiger DC/DC- Wandler (1) mit wenigstens zwei parallelgeschalteten DC/DC-Wandlern vorgesehen ist, wobei dieser mehrphasige DC/DC-Wandler (1) von der Steuer- bzw. der Regeleinrichtung (2) gesteuert bzw. geregelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiphasiger DC/DC-Wandler (1) mit einem Duty-Circle von 50 % und einem Phasenversatz von 180° vorgesehen ist.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein dreiphasiger DC/DC-Wandler (1) mit einem Duty-Circle von 66,6% und einem Phasenversatz von 120° vorgesehen ist .
8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein dreiphasiger DC/DC-Wandler (1) mit einem Duty-Circle von 75% und einem Phasenversatz von 90° vorgesehen ist.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als DC/DC-Wandler ein Hoch- setzsteller (1) mit einer Induktivität (L1, i=l, ... 4) und einem getakteten Leistungschalter (T1, i=l, ... 4) vorgesehen ist, wobei im inaktiven Betriebszustand der Leistungsschalter (T1, i=l, ... 4) in seinen gesperrten Betriebszustand gesteuert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im inaktiven Betriebszustand die Last (M) über eine Reihenschaltung aus der Induktivität (L1, i=l, ... 4) und einem Diodenelement (D1, i=l, ... 4) von der Bordnetzspannung (Vbat) versorgt wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Unterschreiten einer definierten Mindestspannung der Bordnetzspannung der DC/DC-Wandler (1) aus dem inaktiven in den aktiven Betriebszustand mit einem gegenüber dem inaktiven Betriebszustand höheren Leistungsbedarf gesteuert wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als elektrische Last ein Sensor (M) für Kraftfahrzeuganwendungen vorgesehen ist.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass als elektrische Last eine induktive Last (M) vorgesehen ist.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass
- die induktive Last ein Elektromotor (M) ist, der insbesondere ein Pumpenmotor für ein hydraulisches oder pneumatisches Motorpumpenaggregat ist,
- während des inaktiven Betriebszustands des DC/DC- Wandlers (1) eine Fahrwerks- oder Brems-Regelung mit geringem Leistungsbedarf des Elektromotors (M) aktiv ist, und
- während wenigstens eines aktiven Betriebszustands des DC/DC-Wandlers (1) eine Fahrwerks- oder Brems-Regelung mit einem höheren Leistungsbedarf für den Elektromotor
(M) aktiv ist.
15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass - die induktive Last eine Ventilspule (M) ist, insbesondere für ein hydraulisches oder pneumatisches Aggregat,
- während des inaktiven Betriebszustands des DC/DC- Wandlers (1) eine Fahrwerks- oder Brems-Regelung mit geringem Leistungsbedarf der Ventilspule (M) aktiv ist, und
- während wenigstens eines aktiven Betriebszustands des DC/DC-Wandlers (1) eine Fahrwerks- oder Brems-Regelung mit einem höheren Leistungsbedarf für die Ventilspule
(M) aktiv ist.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Laststrom der Last (M) über eine weitere dem DC/DC-Wandler (1) nachgeschaltete Ansteuerstufe (3) zusätzlich eingestellt wird.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kraftfahrzeugsteuergerät
(4) vorgesehen ist, das die Funktionsanforderungen in Steuersignale für die Steuer- bzw. Regeleinrichtung (2) des DC/DC-Wandlers (1) umsetzt, insbesondere den Sollwert (Vsoii) zur Verfügung stellt.
18. Schaltungsanordnung insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch:
- eine Motoransteuerstufe (3) , mit der die Leistung an einer induktiven Last (M) , insbesondere eines Elektromotors eingestellt wird, welche ausgangsseitig an die Motoransteuerstufe (3) angeschlossen ist,
- wenigstens einen DC/DC-Wandler (1), welcher die Versorgungsspannung (V0Ut) für die Ansteuerung der induktiven Last hochsetzt,
- einen Taktgeber, insbesondere PWM-Controller als Steu- ereinrichtung (2), zur Ansteuerung von Leistungsschaltern (T1, i=l, ... 4) des DC/DC-Wandlers (1), und
- eine Einrichtung (4), insbesondere ein Fahrzeugsteuergerät das den DC/DC-Wandler (1) aktiviert oder deaktiviert, insbesondere den PWM-Controller (2) aktiviert o- der deaktiviert.
19. Schaltungsanordnung insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der der Ansprüche 1 bis 17, gekennzeichnet durch:
- wenigstens einen DC/DC-Wandler (1), welcher die Versorgungsspannung (V0Ut) für die Ansteuerung einer induktiven Last, insbesondere einer Ventilspule (M) hochsetzt,
- einen Taktgeber, insbesondere PWM-Controller als Steuereinrichtung (2), zur Ansteuerung von Leistungsschaltern (T1, i=l, ... 4) des DC/DC-Wandlers (1), und
- eine Einrichtung (4), insbesondere ein Fahrzeugsteuergerät das den DC/DC-Wandler (1) aktiviert oder deaktiviert, insbesondere den PWM-Controller (2) aktiviert o- der deaktiviert.
20. Schaltungsanordnung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass diese elektrisch mit einem Fahrzeugsteuergerät (4) verbunden ist, welches Brems- oder Fahrwerkregelungsfunktionen durchführt .
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