WO2017017092A1 - Elektrischer verbraucher für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2017017092A1
WO2017017092A1 PCT/EP2016/067776 EP2016067776W WO2017017092A1 WO 2017017092 A1 WO2017017092 A1 WO 2017017092A1 EP 2016067776 W EP2016067776 W EP 2016067776W WO 2017017092 A1 WO2017017092 A1 WO 2017017092A1
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power supply
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vehicle
diode element
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PCT/EP2016/067776
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Tobias Binder
Markus Cramme
Michael Krappel
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Mahle International Gmbh
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present invention relates to an electrical consumer for a motor vehicle and a motor vehicle with at least one such electrical consumer.
  • At least two different electrical systems such as a 12V electrical system and a 48V electrical system, are used, which supply various electrical / electronic consumers of the motor vehicle with the required electrical supply voltage.
  • the electrical consumers present in the motor vehicle are between an active state and a so-called idle state switchable.
  • the electrical consumers are able to separate themselves electrically from the respective vehicle electrical system by means of an electric / electronic switch or else by using suitable integrated circuits (ICs) such as voltage transformers, communication ICs, etc.
  • ICs integrated circuits
  • Said quiescent state is characterized by a greatly reduced electrical energy consumption of the respective electrical load.
  • an unwanted complete discharge of the power supply units is prevented in this way when the motor vehicle is in the parked state.
  • the electrical consumers are connected to at least one electrical system in the active state. Consequently, at least one electrical system can provide electrical energy to the electrical load.
  • an electrical / electronic switch which separates the electrical load from the electrical system, in a switched closed state, so that the electrical load for power supply is electrically connected to the electrical system.
  • Such a switch is typically part of a vehicle power supply unit of the electrical consumer, via which the consumer receives electrical energy from a specific electrical system. For each electrical system, from which the electrical load is to draw electrical energy, an individual on-board power supply can be provided.
  • a wakeup signal must be individually transmitted to the on-board power supply and each on-board power supply to be switched from the idle state to the active state.
  • a corresponding activation signal can be provided to the electrical load of the motor vehicle, for example, by means of a CAN or LIN bus system present in the motor vehicle.
  • a bus system is usually only assigned to a specific electrical system or referenced to its voltage level.
  • a problem here proves to pass this wake-up signal to all other on-board power supply units of the electrical consumer, if for example, galvanically isolated or at least leakage current-poor interfaces between the on-board power supplies are used, which already with the function electrical energy would have to be supplied, ie already "woken up" before the actual wake-up, so would have to be activated.
  • the present invention therefore deals with the problem of finding new ways of supplying an electrical load of a motor vehicle with electrical energy from at least two different electrical systems.
  • the basic idea of the invention is therefore to couple a first on-board power supply unit of an electrical load by means of a diode element to a second on-board power supply unit, so that the activation signal can be transmitted via the diode element from the first on-board power supply unit to the second on-board power supply unit.
  • the transmission of said activation signal from the first to the second on-board power supply can be realized in a technically simple manner.
  • a decisive advantage when using a diode element is that the formation of unwanted electrical leakage currents between the two on-board power supply can be largely or even completely avoided.
  • the separate coupling of all present in the electrical consumer vehicle power supplies with a bus system can be omitted in this way.
  • an electrical power supply unit is present in the second onboard power supply, which is to be "woken up" from the first on-board power supply from the idle state their arrangement in the second power supply unit
  • the second power supply unit may comprise a driver component, for example a discrete DC / DC converter
  • the second power supply unit may further comprise a MOSFET driver with integrated electrical energy source (DC / DC converter).
  • the second electrical energy supply unit is designed such that it switches from the idle state to the active state upon receipt of the activation signal from the first on-board power supply
  • said driver module upon receipt of the activation signal in the manner of an electrical switch, establishes an electrical connection between the second on-board power supply unit and the second electrical system.
  • an indirect activation of the second on-board power supply is realized with the aid of the diode element essential to the invention, which is isolated from the first board power supply galvanisch or high impedance.
  • the activation signal is generated, this can be transmitted by means of the coupling proposed here via the diode element to the second on-board power supply.
  • a separate provision or generation of the activation signal in the first on-board power supply unit, in particular in interaction with the bus system of the motor vehicle, is omitted in the case of the electric consumer according to the invention presented here.
  • the activation signal in the form of an electrical voltage pulse or level, which is transmitted via the diode element from the first on-board power supply unit to the second electrical vehicle power supply unit.
  • a voltage pulse is from an electronic module, for example a Transceiver, provided after its awakening.
  • This can also be further amplified by means of a diode element upstream switching element in the manner of a transistor when higher voltage levels are required, such as to make the wake-up interface more robust.
  • it is also conceivable to provide the activation signal by, in particular permanent, change in a voltage level in the electrical conduction path of the diode element. For the expert, further diverse possibilities of realization open up.
  • the second power supply unit may comprise a switching element, such as a semiconductor switch, but also higher integrated circuits, such as DC / DC converter or preferably MOSFET driver, by means of which the second onboard power supply is activated and deactivated again.
  • a switching element can be integrated, for example, in a DC-DC converter integrated in the second power supply unit. This corresponds to the switching of the second power supply unit from the idle state to the active state and vice versa.
  • the second power supply unit of the second on-board power supply unit is switched on when the activation signal is received.
  • the electrical load electrical energy from the second electrical system is provided. Due to the invention essential electrical coupling of the two electrical vehicle power supply by means of a diode element, the electrical coupling can be made from the first to the second board power supply in a simple manner. If an electrical voltage in the reverse direction, the so-called reverse voltage, is applied to the diode element in a "normal" or else other operating state in which no activation signal is to be generated, undesirably high electrical leakage or cross currents are avoided.
  • an electrical voltage in the forward direction can be applied to the diode element for a short time instead of the blocking voltage.
  • the above-mentioned "other operating states" can be, for example, error cases such as an accidental electrical reverse polarity, but also certain test cases.
  • the invention essential use of a diode element allows the result of an extremely easy to implement electrical signal coupling between the two electrical system components for transmitting an activation signal.
  • the diode element is a semiconductor diode.
  • semiconductor diodes meet with a suitable selection with respect. Unwanted electrical leakage currents between the on-board power supplies required by standards or guidelines specifications and are also commercially available in large quantities and thus cost.
  • the semiconductor diode from the second to the first electrical vehicle power supply in the reverse direction is particularly useful.
  • an unwanted electrical leakage current from the second onboard power supply to the first on-board power supply which is typically implemented as a 12V or 48V on-board power supply, largely or even completely avoided.
  • a first control unit electrically connected to the diode element may be present in the first electrical on-board power supply.
  • the first control unit is configured to generate the activation signal and to electrically transmit it to the diode element.
  • the first control unit communicates with a bus system, in particular a LIN or CAN bus system, and is set up / programmed in such a way that it generates the activation signal for generating the activation signal upon receipt of a switch-on signal from the bus system and makes it available to the diode element.
  • an electrical switching element arranged upstream of the diode element can be arranged in the first electrical vehicle power supply be.
  • the switching element is used to generate the activation signal in the first electrical vehicle power supply.
  • it is switchable by the first control unit between a closed state in which the second power supply unit is electrically connected to the diode element, and an open state in which this connection is interrupted.
  • an electrical voltage By switching the switching element in the closed state, the second electrical vehicle power supply via the diode element, an electrical voltage can be provided, which is interpreted by the second electrical vehicle power supply as an activation signal.
  • an activation signal in the form of an electrical voltage pulse by the switching element of the first control unit for a predetermined period of time from the open to the closed state and then switched back to the closed state.
  • a second control unit can be arranged in the second on-board power supply, which is supplied with electrical energy in the active state, but not in the idle state by the second power supply unit.
  • the second control unit is automatically activated as soon as the second on-board power supply unit has been connected to the second on-board electrical system and thus "woken up" from the idle state
  • the second control unit which may be in the form of a microcontroller, is therefore in the active state of second electrical on-board network for performing various other tasks such as the control of other electrical units or components within the electrical load, .. In the idle state of the second electrical vehicle power supply, the second control unit, however, is not supplied with electrical energy.
  • the second control unit may, in particular if it is to be used as a microcontroller, be in communication with the second power supply unit in such a way that it switches the active power state from the active state to the idle state upon receipt of an idle state signal.
  • an idle state signal can both be sent via the communication bus from the outside to the electrical load, as well as, for example, generated by the microcontroller itself, for example, after a "timeout".
  • the second control unit can thus be used to switch the second electrical vehicle power supply again from the active state to the idle state.
  • a coupling device can be arranged in a further preferred embodiment between the two electrical vehicle power supply units.
  • Such a signal coupling of the two on-board power supply units is galvanically separated, so that unwanted electrical currents between the two on-board networks can be excluded via the coupling device or unwanted voltage level offsets between the on-board networks can not affect the signal transmission between the on-board power supply.
  • the coupling device can be transmitted from the second on-board power supply to the first on-board power supply, a resting state triggering signal.
  • the transmission of the idle-state confirmation signal from the second control unit to the first control unit when the coupling device is arranged between the two control units in a suitable manner.
  • the coupling device couples the second control unit present in the second on-board power supply unit with the first control unit present in the first electrical on-board power supply unit.
  • the coupling device can be realized by being equipped with an opto-coupler or similar components with the same function or a capacitor.
  • the coupling device can be set up in such a way that it allows the transmission of digital signals between the two control units.
  • the idle confirmation signal may be transmitted in digital form from the second to the first control unit. From there, an optional further transmission to the bus system can take place so that the idle state confirmation signal is also available on the bus system of the motor vehicle.
  • the second control unit is designed as a microcontroller, but not the first control unit.
  • the microcontroller can take over various control functions in the second electrical system power supply unit and / or in the electrical load.
  • no microcontroller has to be provided in this embodiment. This leads to the electrical consumers to significantly reduced production costs.
  • the first control unit can be designed as a communication unit for data transmission from the bus system and / or to the bus system. This means that the first control unit can receive from the bus system a communication signal to which it generates the activation signal, which is transmitted via the diode element to the second control unit of the second electrical vehicle power supply.
  • the first control unit can be designed as an integrated circuit. In this way, the manufacturing costs of the electrical load can be further reduced.
  • the on-board power supply units are each designed in such a way that, in the resting state of the respective on-board power supply unit, electrical current taken up by the respective power supply unit does not exceed a predetermined maximum value. In this way, the electrical energy consumption in the respective on-board power supply can be minimized.
  • the predetermined maximum value of the electrical current in a particularly preferred embodiment can amount to 100 ⁇ .
  • the switching element is a semiconductor switch, preferably a transistor, most preferably a field-effect transistor, is or proves to be particularly technically simple to implement.
  • a filter element can be arranged between the diode element and the (second) energy supply unit, which filter element acts as a low-pass filter on the activation signal transmitted via the diode element. In this way unwanted components in the activation signal can be eliminated.
  • the invention further relates to a motor vehicle with at least one electrical consumer presented above.
  • Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be explained in more detail in the following description.
  • the sole FIGURE 1 illustrates in a schematic diagram an example of an electrical consumer 1 according to the invention of a motor vehicle.
  • the electrical load 1 comprises a first electrical vehicle power supply part 2a for supplying the electrical load 1 with electrical energy from a first electrical system 15a.
  • the electrical load 1 also includes a second on-board power supply 12b for supplying the electrical load 1 with electrical energy from a second electrical system 15b that is different from the first on-board power supply 15a.
  • a diode element 4 is arranged, by means of which the first vehicle electrical system part 2a is electrically coupled to the second electrical vehicle power supply 2b for transmitting an activation signal.
  • the diode element 4 may be a semiconductor diode, which is electrically connected from the first onboard power supply 15a to the second onboard power supply 2a, 2b in the forward direction.
  • the second on-board power supply part 2b comprises a second power supply unit 3b.
  • the second power supply unit 3b is electrically connected to a DC-DC converter 9 which, like a driver module 16 connected downstream of the DC-DC converter 9, is part of the second electrical power supply unit 3b.
  • the second power supply unit 3 b is switchable between an active state in which it provides the electrical load 1 with a second electrical supply voltage V 2 , for example 48 V, from the second on-board network 15 b, and an idle state in which the provision of the second electrical supply voltage V 2 to the electrical consumer 1 is repealed.
  • the driver module 16 provides the electrical load 1 the electrical supply voltage V 2 ready when the second electric power supply unit 3b is in the active state.
  • the second electrical power supply unit 3b is designed such that it switches from the idle state to the active state upon receipt of the activation signal from the first on-board power supply part 2a. Such switching over of the second electrical energy supply unit 3b from the idle state to the active state occurs only if the second energy supply unit 3b is not already in the active state anyway.
  • the second power supply unit 3b and the second vehicle electrical system 2b a supplied from the second power supply unit 3b of the second onboard electrical subsystem 2b from the second electrical power supply part 15b of electric current I 2 does not exceed a predetermined maximum value. This maximum value is 100 ⁇ in the example scenario. In this way, the electrical power consumption of the electrical load 1 can be minimized.
  • the second energy supply unit 3b in such a way that the (second) supply voltage V 2 provided by the (second) energy supply unit 3b of the second on-board power supply 2b does not exceed a predetermined maximum value, for example 10 mV.
  • a first control unit 6a electrically connected to the diode element 4 is present in the first electrical on-board power supply unit 2a.
  • the first control unit 6a is configured / programmed to generate the activation signal and to electrically transmit it to the diode element 4.
  • the first control unit 6a is in communication communication with a bus system 7, in particular a LIN or CAN bus system, of the motor vehicle using the electrical load 1.
  • the first control unit 6a is designed as an integrated circuit in the form of an IC module. This allows a cost-effective implementation of the first Control unit 6a as a communication unit for data transmission between the first control unit 6a and the bus system 7.
  • the first control unit 6a can receive from the bus system 7 a communication signal to which it generates the activation signal, which via the diode element 4 to the second electrical vehicle power supply 2b is passed and there leads to switching to the active state.
  • the first control unit 6a is thus set up / programmed in such a way that it generates the activation signal from the bus system 7 and provides it to the diode element 4 when the activation signal is generated.
  • Such a configuration makes it possible to externally generate the activation signal, for example in a control unit 1 1 connected to the bus system 7 outside the two on-board power supply units 2 a, 2 b.
  • the second on-board power supply part 2b of the electrical consumer 1 can be activated remotely by the external control unit 11 via the bus system 7.
  • a technically complex and therefore expensive to manufacture separate communication connection of the bus system 7 to the second on-board power supply part 2b can therefore be omitted.
  • a switching element 5 is arranged in the manner of a semiconductor switch.
  • the semiconductor switch can be designed as a transistor, in particular as a field-effect transistor.
  • the switching element 5 or the semiconductor switch is for generating the activation signal from the first control unit 6a between a closed state in which the first control unit 6a is electrically connected to the diode element 4, and an open state in which this connection is interrupted, switchable. To generate the activation signal, the switching element 5 is temporarily switched over from the open to the closed state by the first control unit 6a.
  • an electrical voltage pulse in the forward direction of the diode element 4 is generated, which is transmitted via the diode element 4 to the second electrical vehicle power supply 2b.
  • this electrical voltage pulse represents the activation signal according to the invention, which is received by the second energy supply unit 3b present in the second electrical vehicle power supply part 2b.
  • the activation signal is designed as a voltage signal with a constant voltage level.
  • a filter element 8 can be arranged between the diode element 4 and the second energy supply unit 3b.
  • This can be designed in particular as an electrical and / or electronic filter element 8.
  • unwanted signal disturbances for example so-called “voltage ripples”
  • the filter element 8 is designed such that it responds to the activation signal transmitted via the diode element 4
  • the activation signal for example in the form of a 5V voltage level or 5V voltage pulse, may also be generated directly in the first control unit 6a and via an electrical conduction path 12 (dashed representation) to the diode element 4 In this case, the provision of the switching element 5 can be dispensed with.
  • a second control unit 6b is also arranged in the second electrical vehicle power supply part 2b.
  • the second control unit 6b is in the active state, but not in the idle state of the second power supply unit 3b with electrical Energy supplied from the second electrical system 15b.
  • the second control unit 6b which is preferably designed in the manner of a microcontroller, is thus automatically available for performing various other tasks in the active state of the electrical second electrical system power supply 2b. For example, by means of the second control unit 6b further electrical sub-consumers 13 are driven and with electrical energy, which is indicated in Figure 1 by arrows with the reference numeral 14.
  • the second control unit 6b In the idle state of the second electrical vehicle power supply 2b, the second control unit 6b is not supplied with electrical energy from the second electrical system 15b. In other words, the second control unit 6b consumes only electric power when needed within the electric second onboard power supply 2b.
  • the second control unit 6b can, in particular if it is designed as a microcontroller as in the example scenario, be in communication connection with the second power supply unit 3b in such a way that the second power supply unit 3b switches from the active state to the idle state upon receipt of an idle state signal.
  • the second control unit 6b is therefore also used to deactivate the second electrical vehicle power supply 2b in case of need.
  • an electrical control line 17 is provided between the second control unit 6b and the second power supply unit 3b.
  • a coupling device 10 is present between the two on-board power supply parts 2 a, 2 b.
  • the first on-board power supply part 2a can be informed by the second on-board power supply part 2b of a deactivation, ie a switchover from the active state to the idle state.
  • the two board power supply units 2a, 2b are electrically isolated, so that unwanted electrical (creeping or leakage) currents between the two on-board power supply units 2a, 2b via the coupling device 10 are avoided. to become.
  • an idle-state confirmation signal is transmitted from the second on-board power supply part 2b to the first on-board power supply part 2a.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischer Verbraucher (1) eines Kraftfahrzeugs, -mit einem ersten elektrischen Bordnetzteil (2a) zum Versorgen des elektrischen Verbrauchers (1) mit elektrischer Energie aus einem ersten elektrischen Bordnetz (15a), und mit einem zweiten Bordnetzteil (2b) zum Versorgen des elektrischen Verbrauchers (1) mit elektrischer Energie aus einem zweiten elektrischen Bordnetz (15b), -mit einem Dioden-Element (4), mittels welchem das erste Bordnetzteil (2a) zur Übertragung eines Aktivierungssignals vom ersten elektrischen Bordnetzteil (2a) an eine im zweiten elektrischen Bordnetzteil (2b) vorhandene (zweite) Energieversorgungseinheit (3b), mittels derer elektrische Energie aus dem zweiten elektrischen Bordnetz (15b) beziehbar ist, elektrisch gekoppelt ist, -wobei die (zweite) elektrische Energieversorgungseinheit (3b) zwischen einem Aktivzustand, in welchem sie dem elektrischen Verbraucher (1) aus dem (zweiten) elektrischen Bordnetz (15b) eine zweite elektrische Versorgungsspannung (V2) bereitstellt, und einem Ruhezustand, in welchem die Bereitstellung dieser zweiten elektrischen Versorgungsspannung (V2) aufgehoben ist, umschaltbar ist, -wobei die (zweite) elektrische Energieversorgungseinheit (3b) des zweiten Bordnetzteils (2b) derart ausgebildet ist, dass sie bei Empfang des Aktivierungssignals vom ersten Bordnetzteil (2a) vom Ruhezustand in den Aktivzustand umschaltet.

Description

Elektrischer Verbraucher für ein Kraftfahrzeug
Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischer Verbraucher für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem solchen elektrischen Verbraucher.
In modernen Kraftfahrzeugen kommen in absehbarer Zukunft mindestens zwei verschiedene elektrische Bordnetze, beispielsweise ein 12V-Bordnetz und ein 48V-Bordnetz, zum Einsatz, welche verschiedene elektrische/elektronische Verbraucher des Kraftfahrzeugs mit der von ihnen benötigten elektrischen Versorgungsspannung versorgen. Um die Energieversorgungseinheiten des Kraftfahrzeugs - üblicherweise wiederaufladbare Batterien - zu schonen, wenn sich das Kraftfahrzeug in einem abgestellten Zustand befindet und folglich mit Hilfe eines im Kraftfahrzeug verbauten Generators nicht im Fahrbetrieb wiederaufgeladen werden kann, sind die im Kraftfahrzeug vorhandenen elektrischen Verbraucher zwischen einem aktiven Zustand und einem sogenannten Ruhezustand umschaltbar. Mit anderen Worten, die elektrischen Verbraucher sind in der Lage, sich selbst mittels eines elektrischen/elektronischen Schalters oder auch durch Verwendung von geeigneten integrierten Schaltkreisen (ICs) in der Art von Spannungswandlern, Kommunikations-ICs, usw. elektrisch vom jeweiligen Bordnetz zu trennen oder zumindest in einen Zustand stark reduzierter Stromaufnahme zu versetzen. Besagter Ruhezustand zeichnet sich daher durch einen stark reduzierten elektrischen Energieverbrauch des jeweiligen elektrischen Verbrauchers aus. Insbesondere wird auf diese Weise eine unerwünschte vollständige Entladung der Energieversorgungseinheiten verhindert, wenn sich das Kraftfahrzeug im abgestellten Zustand befindet. Demgegenüber sind im aktiven Zustand die elektrischen Verbraucher mit wenigstens einem elektrischen Bordnetz verbunden. Folglich kann wenigstens ein Bordnetz dem elektrischen Verbraucher elektrische Energie zur Verfügung stellen. Um den elektrischen Verbraucher vom Ruhezustand in den aktiven Zustand umzuschalten, was einem sog. "Wake-up" - also einem "Aufwachen" - dem Ruhezustand entspricht, wird ein elektrischer/elektronischer Schalter, welcher den elektrischen Verbraucher vom elektrischen Bordnetz trennt, in einen geschlossenen Zustand umgeschaltet, so dass der elektrische Verbraucher zur Energieversorgung elektrisch mit dem elektrischen Bordnetz verbunden ist. Ein solcher Schalter ist typischerweise Teil eines Bordnetzteils des elektrischen Verbrauchers, über welches der Verbraucher elektrische Energie aus einem bestimmten elektrischen Bordnetz bezieht. Für jedes elektrische Bordnetz, aus welchem der elektrische Verbraucher elektrische Energie beziehen soll, kann ein individuelles Bordnetzteil vorgesehen sein.
Für den Fall, dass das Kraftfahrzeug mehrere Verbraucher aufweist, muss ein solches Wakeup-Signal an Bordnetzteile individuell übermittelt werden und jedes Bordnetzteil für sich vom Ruhezustand in den aktiven Zustand umgeschaltet werden. Ein entsprechendes Aktivierungssignal kann dem elektrischen Verbraucher des Kraftfahrzeugs beispielsweise durch ein im Kraftfahrzeug vorhandenes CAN- oder LIN-Bussystems bereitgestellt werden. Ein solches Bussystem ist aber in der Regel lediglich einem bestimmten elektrischen Bordnetz zugeordnet bzw. auf dessen Spannungspegel referenziert.
Als problematisch hierbei erweist es sich, dieses Wakeup-Signal an alle weiteren Bordnetzteile des elektrischen Verbrauchers weiterzureichen, wenn hierbei zum Beispiel galvanisch getrennte oder zumindest Leckagestrom-arme Schnittstellen zwischen den Bordnetzteilen zum Einsatz kommen, die zur Funktion bereits mit elektrischer Energie versorgt sein müssten, d.h. bereits vor dem eigentlichen Wake-Up„aufgeweckt", also aktiviert sein müssten.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, bei der Versorgung eines elektrischen Verbrauchers eines Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie aus wenigstens zwei verschiedenen elektrischen Bordnetzen neue Wege aufzuzeigen.
Dieses Problem wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Grundgedanke der Erfindung ist demnach, ein erstes Bordnetzteil eines elektrischen Verbrauchers mittels eines Dioden-Elements mit einem zweiten elektrischen Bordnetzteil zu koppeln, so dass das Aktivierungssignal über das Dioden- Elements vom ersten Bordnetzteil an das zweite Bordnetzteil übertragen werden kann. Mittels Dioden-Elements lässt sich die Übertragung des besagten Aktivierungssignals vom ersten zum zweiten Bordnetzteil auf technische einfache Weise realisieren. Ein entscheidender Vorteil bei der Verwendung eines Dioden- Elements besteht darin, dass die Ausbildung unerwünschter elektrischer Leckage- Ströme zwischen den beiden Bordnetzteilen weitgehend oder sogar vollständig vermieden werden kann. Die separate Kopplung aller im elektrischen Verbraucher vorhandenen Bordnetzteile mit einem Bussystem kann auf diese Weise entfallen.
Zur Erzeugung des oben genannten Aktivierungssignals, welches beispielsweise ein elektrisches Rechtecksignal oder aber auch ein dauerhaft anliegender Spannungspegel sein kann, ist im zweiten Bordnetzteil, welches vom ersten Bordnetzteil aus dem Ruhezustand "aufgeweckt" werden soll, eine elektrische Energieversorgungseinheit vorhanden, die im Folgenden - aufgrund ihrer Anordnung im zweiten Bordnetzteil - als„zweite elektrische Energieversorgungseinheit" bezeichnet wird. Die zweite Energieversorgungseinheit kann einen Treiber- Baustein, beispielsweise einen diskreten DC/DC-Wandler, umfassen. Die zweite Energieversorgungseinheit kann ferner einen MOSFET-Treiber mit integrierter elektrischer Energiequelle (DC/DC-Wandler, Linearregler, etc.) umfassen, der zur Bereitstellung von elektrischer Energie aus dem zweiten elektrischen Bordnetz dient. Die zweite elektrische Energieversorgungseinheit ist erfindungsgemäß derart ausgebildet, dass sie bei Empfang des Aktivierungssignals aus dem ersten Bordnetzteil vom Ruhezustand in den Aktivzustand umschaltet. Dieses Umschalten kann beispielsweise derart realisiert sein, dass besagter Treiber-Baustein bei Empfang des Aktivierungssignals in der Art eines elektrischen Schalters eine elektrische Verbindung zwischen dem zweiten Bordnetzteil und dem zweiten elektrischen Bordnetz herstellt.
In dem erfindungsgemäßen elektrischen Verbraucher ist also mit Hilfe des erfindungswesentlichen Dioden-Elements eine indirekte Aktivierung des zweiten Bordnetzteils realisiert, welches vom ersten Bordnetzteil galvanisch oder hochohmig getrennt ist. Für den Fall, dass im ersten Bordnetzteil, beispielsweise über das Bussystem des Kraftfahrzeugs, das Aktivierungssignal erzeugt wird, kann dieses mittels der hier vorgeschlagenen Kopplung über das Dioden-Element an das zweite Bordnetzteil übertragen werden. Eine separate Bereitstellung bzw. Erzeugung des Aktivierungssignals im ersten Bordnetzteil, insbesondere im Zusammenspiel mit dem Bussystem des Kraftfahrzeugs, entfällt bei dem hier vorgestellten, erfindungsgemäßen elektrischen Verbraucher.
Denkbar ist es, das Aktivierungssignal in Form eines elektrischen Spannungspulses oder -pegels zu realisieren, der über das Dioden-Element vom ersten Bordnetzteil an das zweiten elektrischen Bordnetzteil übertragen wird. Ein solcher Spannungspuls wird von einer elektronischen Baugruppe, zum Beispiel einem Transceiver, nach dessen Aufweckung bereitgestellt. Dieser kann auch mittels eines dem Dioden-Element vorgeschalteten Schaltelements in der Art eines Transistors weiter verstärkt werden, wenn höhere Spannungspegel erforderlich sind, etwa um die Aufwach-Schnittstelle robuster zu gestalten. Alternativ dazu ist es auch denkbar, das Aktivierungssignal durch, insbesondere dauerhafte, Änderung eines Spannungspegels im elektrischen Leitungspfad des Dioden-Elements vorzusehen. Für den Fachmann eröffnen sich weitere vielfältige Realisierungsmöglichkeiten.
Bei geeigneter elektrischer Polung der an dem Dioden-Element anliegenden elektrischen Spannung derart, dass das Dioden-Element sperrt, kann ein unerwünschter elektrischer Stromfluss zwischen den beiden elektrischen Bordnetzteilen des elektrischen Verbrauchers über das Dioden-Element minimiert oder sogar vollständig unterbunden werden. Vor diesem Hintergrund ist es auch denkbar, zwischen den beiden Bordnetzteilen elektrisch in Reihe zum Dioden-Element zusätzlich einen ohmschen Widerstand vorzusehen, um Leckage-Ströme zusätzlich zu verringern.
Bei entsprechender Gestaltung des vorgeschalteten Transistor-Elements kann dieses zur Minimierung oder sogar vollständigen Unterbindung des Stromflusses in der anderen Polaritätsrichtung zwischen den beiden Bordnetzteilen beitragen. Somit wären Leckströme unabhängig von der Polarität bzw. Flussrichtung der Leckströme unterbunden bzw. minimiert.
In jedem Fall entfällt bei der hier vorgeschlagenen, erfindungsgemäßen Lösung eine technisch aufwändige Kopplung des Bussystems an alle im elektrischen Verbraucher vorhandenen Bordnetzteile. Bei dem erfindungsgemäßen elektrischen Verbraucher kann die zweite Energieversorgungseinheit ein Schaltelement, etwa in der Art eines Halbleiterschalters, aber auch höhere integrierte Schaltkreise, etwa DC/DC-Wandler oder vorzugsweise MOSFET-Treiber, umfassen, mittels welchem das zweite Bordnetzteil aktiviert und wieder deaktiviert wird. Ein solches Schaltelement kann beispielsweise in einen in die zweite Energieversorgungseinheit integrierten DC-DC-Wandler integriert sein. Dies entspricht der Umschaltung der zweiten Energieversorgungseinheit vom Ruhezustand in den aktiven Zustand und umgekehrt. Mit anderen Worten, bei Erzeugung des Aktivierungssignals im ersten Bordnetzteil und einer anschließenden Übertragung des Aktivierungssignals vom ersten Bordnetzteil an das zweite Bordnetzteil wird bei Empfang des Aktivierungssignals ein Einschalten der zweiten Energieversorgungseinheit des zweiten Bordnetzteils bewirkt. Dies bedeutet, dass dem elektrischen Verbraucher elektrische Energie aus dem zweiten elektrischen Bordnetz zur Verfügung gestellt wird. Durch die erfindungswesentliche elektrische Kopplung der beiden elektrischen Bordnetzteile mittels eines Dioden-Elements kann auf einfache Weise die elektrische Kopplung vom ersten zum zweiten Bordnetzteil hergestellt werden. Wird an das Dioden-Element in einem„normalen" oder aber auch anderen Betriebszustand, in welchem kein Aktivierungssignal erzeugt werden soll, eine elektrische Spannung in Sperrrichtung, die sog. Sperrspannung, angelegt, so werden unerwünscht hohe elektrische Leckage- bzw. Querströme vermieden.
Zur Erzeugung des Aktivierungssignals kann an das Dioden-Element anstelle der Sperrspannung kurzzeitig eine elektrische Spannung in Durchlassrichtung, die sogenannte Flussspannung, angelegt werden. Die vorangehend genannten„anderen Betriebszustände" können z.B. Fehlerfälle wie eine versehentliche elektrische Verpolung, aber auch bestimmte Testfälle sein. Die erfindungswesentliche Verwendung eines Dioden-Elements erlaubt im Ergebnis eine extrem einfach zu realisierende elektrische Signalkopplung zwischen beiden Bordnetzteilen zur Übertragung eines Aktivierungssignals.
In einer technisch besonders einfach zu realisierenden Ausführungsform ist das Dioden-Element eine Halbleiter-Diode. Solche Halbleiter-Dioden erfüllen bei geeigneter Auswahl bzgl. unerwünschter elektrischer Leckage-Ströme zwischen den Bordnetzteilen die in Normen oder Richtlinien geforderten Vorgaben und sind darüber hinaus auch kommerziell in großen Mengen und somit kostengünstig verfügbar.
Besonders zweckmäßig ist die Halbleiter-Diode vom zweiten zum ersten elektrischen Bordnetzteil in Sperr-Richtung angeordnet. Auf diese Weise kann ein unerwünschter elektrischer Leckage-Strom vom zweiten Bordnetzteil zum ersten Bordnetzteil, welches typischerweise als 12V- oder 48V-Bordnetzteil realisiert ist, weitgehend oder sogar vollständig vermieden werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann im ersten elektrischen Bordnetzteil eine elektrisch mit dem Dioden-Element verbundene erste Steuerungseinheit vorhanden sein. Die erste Steuerungseinheit ist dafür eingerichtet, das Aktivierungssignal zu erzeugen und elektrisch an das Dioden-Element zu übertragen. Die erste Steuerungseinheit steht mit einem Bussystem, insbesondere einem LIN- oder CAN-Bussystem, in Kommunikationsverbindung und ist derart eingerichtet/programmiert, dass sie zur Erzeugung des Aktivierungssignals bei Empfang eines Einschaltsignals vom Bussystem das Aktivierungssignal erzeugt und dem Dioden-Element bereitstellt.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung kann im ersten elektrischen Bordnetzteil ein dem Dioden-Element vorgeschaltetes elektrisches Schaltelement angeordnet sein. Das Schaltelement dient zur Erzeugung des Aktivierungssignals im ersten elektrischen Bordnetzteil. Hierzu ist es von der ersten Steuerungseinheit zwischen einem geschlossenen Zustand, in welchem die zweite Energieversorgungseinheit elektrisch mit dem Dioden-Element verbunden ist, und einem geöffneten Zustand, in welchem diese Verbindung unterbrochen ist, umschaltbar.
Durch ein Umschalten des Schaltelements in den geschlossenen Zustand kann dem zweiten elektrischen Bordnetzteil über das Dioden-Element eine elektrische Spannung bereitgestellt werden, die vom zweiten elektrischen Bordnetzteil als Aktivierungssignal interpretiert wird. Alternativ dazu ist es auch denkbar, ein solches Aktivierungssignal in Form eines elektrischen Spannungspulses zu generieren, indem das Schaltelement von der ersten Steuerungseinheit für einen vorbestimmten Zeitraum vom geöffneten in den geschlossenen Zustand und anschließend wieder in den geschlossenen Zustand umgeschaltet wird.
Besonders zweckmäßig kann im zweiten Bordnetzteil eine zweite Steuerungseinheit angeordnet sein, die im Aktivzustand, nicht jedoch im Ruhezustand von der zweiten Energieversorgungseinheit mit elektrischer Energie versorgt wird. Dies bedeutet, dass die zweite Steuerungseinheit automatisch aktiviert wird, sobald das zweite Bordnetzteil mit dem zweiten elektrischen Bordnetz verbunden und somit aus dem Ruhezustand„aufgeweckt" wurde. Die zweite Steuerungseinheit, welche in der Art eines Mikrokontrollers ausgebildet sein kann, steht somit im Aktivzustand des zweiten elektrischen Bordnetzes zur Durchführung verschiedener weiterer Aufgaben wie etwa der Steuerung weiterer elektrischer Einheiten bzw. Komponenten innerhalb des elektrischen Verbrauchers, zur Verfügung. Im Ruhezustand des zweiten elektrischen Bordnetzteils wird die zweite Steuerungseinheit hingegen nicht mit elektrischer Energie versorgt. Die zweite Steuerungseinheit kann, insbesondere wenn sie als Mikrokontroller verwendet werden soll, derart mit der zweiten Energieversorgungseinheit in Kommunikationsverbindung stehen, dass sie die zweite Energieversorgungseinheit bei Empfang eines Ruhezustandssignals vom Aktivzustand in den Ruhezustand umschaltet. Ein solches Ruhezustandssignal kann sowohl über den Kommunikationsbus von außen an den elektrischen Verbraucher gesendet werden, als auch, etwa vom MikroController, selbst erzeugt werden, z.B. nach einem "Timeout". Die zweite Steuerungseinheit kann also dazu verwendet werden, das zweite elektrische Bordnetzteil wieder vom Aktivzustand in den Ruhezustand umzuschalten.
Um das erste elektrische Bordnetzteil über eine solche erfolgte Deaktivierung des ersten Bordnetzteils, also ein Umschalten vom Aktivzustand in den Ruhezustand zu informieren, kann in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform zwischen den beiden elektrischen Bordnetzteilen eine Kopplungseinrichtung angeordnet sein. Eine solche signaltechnische Kopplung der beiden Bordnetzteile erfolgt dabei galvanisch getrennt, so dass unerwünschte elektrische Ströme zwischen beiden Bordnetzen über die Kopplungseinrichtung ausgeschlossen werden können bzw. unerwünschte Spannungspegelversätze zwischen den Bordnetzen die Signalübertragung zwischen den Bordnetzteilen nicht beeinflussen können. Mittels der Kopplungseinrichtung kann ein Ruhezustand-Auslösungs-Signal vom zweiten Bordnetzteil an das erste Bordnetzteil übertragen werden. Vorzugsweise erfolgt die Übertragung des Ruhezustand-Bestätigungs-Signals von der zweiten Steuerungseinheit an die erste Steuerungseinheit, wenn die Kopplungseinrichtung in geeigneter Weise zwischen den beiden Steuerungseinheiten angeordnet ist. In diesem Fall koppelt die Kopplungseinrichtung die im zweiten Bordnetzteil vorhandene zweite Steuerungseinheit mit der im ersten elektrischen Bordnetzteil vorhandenen ersten Steuerungseinheit. Technisch besonders einfach und somit mit besonders geringen Fertigungskosten lässt sich die Kopplungseinrichtung realisieren, indem sie mit einem Opto-Koppler oder ähnlichen Bauteilen mit gleicher Funktion oder einem Kondensator ausgestattet wird. Die Kopplungseinrichtung kann derart eingerichtet sein, dass sie die Übermittlung digitaler Signale zwischen den beiden Steuerungseinheiten erlaubt. In diesem Fall kann das Ruhezustand-Bestätigungs-Signal in digitaler Form von der zweiten zur ersten Steuerungseinheit übertragen werden. Von dort kann optional eine Weiterübertragung an das Bussystem erfolgen, so dass das Ruhezustand-Bestätigungs-Signal auch auf dem Bussystem des Kraftfahrzeugs zur Verfügung steht.
In einer technisch besonders einfach zu realisierenden, bevorzugten Ausführungsform ist nur die zweite Steuerungseinheit als Mikrokontroller ausgebildet ist, nicht jedoch die erste Steuerungseinheit. Der Mikrokontroller kann dabei verschiedene Steuerungsfunktionen im zweiten elektrischen Bordnetzteil und/oder im elektrischen Verbraucher übernehmen. Für die Ausbildung der ersten Steuerungseinheit hingegen muss in dieser Ausführungsform kein Mikrokontroller bereitgestellt werden. Dies führt für die elektrischer Verbraucher zu erheblich reduzierten Herstellungskosten.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die erste Steuerungseinheit als Kommunikationseinheit zur Datenübertragung von dem Bussystem und/oder an das Bussystem ausgebildet sein. Dies bedeutet, dass die erste Steuerungseinheit vom Bussystem ein Kommunikationssignal empfangen kann, auf das hin sie das Aktivierungssignal erzeugt, welche über das Dioden-Element an die zweite Steuerungseinheit des zweiten elektrischen Bordnetzteils übertragen wird. Besonders zweckmäßig kann die erste Steuerungseinheit als integrierter Schaltkreis ausgebildet sein. Auf diese Weise können die Fertigungskosten des elektrischen Verbrauchers weiter reduziert werden.
Vorzugsweise sind die Bordnetzteile jeweils derart ausgebildet, dass im Ruhezustand des jeweiligen Bordnetzteils von der jeweiligen Energieversorgungseinheit aufgenommener elektrischer Strom einen vorbestimmten Maximalwert nicht überschreitet. Auf diese Weise kann der elektrische Energieverbrauch im jeweiligen Bordnetzteil minimiert werden.
Zur Minimierung des elektrischen Energieverbrauchs des zweiten elektrischen Bordnetzes kann der vorbestimmte Maximalwert des elektrischen Stroms in einer besonders bevorzugten Ausführungsform 100μΑ betragen.
Als technisch besonders einfach zu realisieren erweist sich eine weitere bevorzugte Ausführungsform, bei welcher das Schaltelement ein Halbleiter-Schalter, vorzugsweise ein Transistor, höchst vorzugsweise ein Feldeffekt-Transistor, ist oder um einen solchen umfasst.
Besonders zweckmäßig kann zwischen dem Dioden-Element und der (zweiten) Energieversorgungseinheit ein Filterelement angeordnet sein, welches auf das über das Dioden-Element übertragene Aktivierungssignal als Tiefpass wirkt. Auf diese Weise können unerwünschte Anteile im Aktivierungssignal beseitigt werden.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem vorangehend vorgestellten elektrischen Verbraucher. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Die einzige Figur 1 illustriert in einer schaltplanartigen Darstellung ein Beispiel eines erfindungsgemäßen elektrischen Verbrauchers 1 eines Kraftfahrzeugs. Der elektrische Verbraucher 1 umfasst ein erstes elektrisches Bordnetzteil 2a zum Versorgen des elektrischen Verbrauchers 1 mit elektrischer Energie aus einem ersten elektrischen Bordnetz, 15a. Der elektrische Verbraucher 1 umfasst auch ein zweites Bordnetzteil 12b zum Versorgen des elektrischen Verbrauchers 1 mit elektrischer Energie aus einem vom ersten Bordnetz 15a verschiedenen, zweiten elektrischen Bordnetz 15b. In dem elektrischen Verbraucher 1 ist ein Dioden- Element 4 angeordnet, mittels welchem das erste Bordnetzteil 2a zur Übertragung eines Aktivierungssignals elektrisch an das zweite elektrische Bordnetzteil 2b gekoppelt ist. Das Dioden-Element 4 kann eine Halbleiterdiode sein, welche elektrisch vom ersten Bordnetzteil 15a zum zweiten Bordnetzteil 2a, 2b in Durch- lass-Richtung geschaltet ist.
Das zweite Bordnetzteil 2b umfasst eine zweite Energieversorgungseinheit 3b. Die
zweite Energieversorgungseinheit 3b ist elektrisch mit einem DC-DC-Wandler 9 verbunden, der ebenso wie ein dem DC-DC-Wandler 9 nachgeschalteter Treiber- Baustein 16 Teil der zweiten elektrischen Energieversorgungseinheit 3b ist. Die zweite Energieversorgungseinheit 3b ist zwischen einem Aktivzustand, in welchem sie dem elektrischen Verbraucher 1 eine zweite elektrische Versorgungsspannung V2, beispielsweise 48V, aus dem zweiten Bordnetz 15b bereitstellt, und einem Ruhezustand umschaltbar, in welchem die Bereitstellung der zweiten elektrischen Versorgungsspannung V2 an den elektrischen Verbraucher 1 aufgehoben ist. Der Treiber-Baustein 16 stellt dem elektrischen Verbraucher 1 die elektrische Versorgungsspannung V2 bereit, wenn sich die zweite elektrische Energieversorgungseinheit 3b in dem Aktivzustand befindet.
Die zweite elektrische Energieversorgungseinheit 3b ist derart ausgebildet, dass sie bei Empfang des Aktivierungssignals vom ersten Bordnetzteil 2a vom Ruhezustand in den Aktivzustand umschaltet. Ein solches Umschalten der zweiten elektrischen Energieversorgungseinheit 3b vom Ruhe- in den Aktivzustand erfolgt nur, falls die zweite Energieversorgungseinheit 3b sich nicht ohnehin schon im Aktivzustand befindet. Im Ruhezustand der zweiten Energieversorgungseinheit 3b bzw. des zweiten elektrischen Bordnetzes 2b überschreitet ein von der zweiten Energieversorgungseinheit 3b des zweiten Bordnetzteils 2b aus dem zweiten elektrischen Bordnetzteil 15b bereitgestellter elektrischer Strom l2 einen vorbestimmten Maximalwert nicht. Dieser Maximalwert beträgt im Beispielszenario 100 μΑ. Auf diese Weise kann der elektrische Energieverbrauch des elektrischen Verbrauchers 1 minimiert werden. Dies kann beispielsweise durch Ausbildung der zweiten Energieversorgungseinheit 3b derart gewährleistet werden, dass die im Ruhezustand von der (zweiten) Energieversorgungseinheit 3b des zweiten Bordnetzteil 2b bereitgestellte (zweite) Versorgungs-Spannung V2 einen vorbestimmten Maximalwert, beispielsweise 10 mV, nicht überschreitet.
Entsprechend Figur 1 ist im ersten elektrischen Bordnetzteil 2a eine elektrisch mit dem Dioden-Element 4 verbundene erste Steuerungseinheit 6a vorhanden. Die erste Steuerungseinheit 6a ist dafür eingerichtet/programmiert, das Aktivierungssignal zu erzeugen und elektrisch an das Dioden-Element 4 zu übertragen. Die erste Steuerungseinheit 6a steht hierzu mit einem Bussystem 7, insbesondere einem LIN- oder CAN-Bussystem, des den elektrischen Verbraucher 1 verwendenden Kraftfahrzeugs in Kommunikationsverbindung. Im Beispielszenario der Figur 1 ist die erste Steuerungseinheit 6a als Integrierter Schaltkreis in Form eines IC- Bausteins ausgebildet. Dies erlaubt eine kostengünstige Realisierung der ersten Steuerungseinheit 6a als Kommunikationseinheit zur Datenübertragung zwischen der ersten Steuerungseinheit 6a und dem Bussystem 7. Dies bedeutet, dass die erste Steuerungseinheit 6a vom Bussystem 7 ein Kommunikationssignal empfangen kann, auf das hin sie das Aktivierungssignal erzeugt, welche über das Dioden-Element 4 an das zweite elektrische Bordnetzteil 2b weitergegeben wird und dort zum Umschalten in den Aktivzustand führt. Die erste Steuerungseinheit 6a ist also im Beispiel der Figur 1 derart eingerichtet/programmiert, dass sie zur Erzeugung des Aktivierungssignals bei Empfang eines Einschaltsignals vom Bussystem 7 das Aktivierungssignal erzeugt und dem Dioden-Element 4 bereitstellt. Eine derartige Konfiguration erlaubt es, das Aktivierungssignal extern, beispielsweise in einem außerhalb der beiden Bordnetzteile 2a, 2b an das Bussystem 7 angeschlossenen Steuergerät 1 1 zu erzeugen. Mit anderen Worten, das zweite Bordnetzteil 2b deselektrischen Verbrauchers 1 kann vom externen Steuergerät 1 1 über das Bussystem 7„remote" aus dem Ruhezustand aktiviert werden. Eine technisch aufwändige und somit in der Herstellung teure, separate Kommunikationsverbindung des Bussystems 7 mit dem zweiten Bordnetzteil 2b kann daher entfallen.
Zwischen der ersten Steuerungseinheit 6a und dem Dioden-Element 4, also elektrisch dem Dioden-Element 4 vorgeschaltet, ist ein Schaltelement 5 in der Art eines Halbleiterschalters angeordnet. Der Halbleiterschalter kann als Transistor, insbesondere als Feldeffekt-Transistor, ausgebildet sein. Das Schaltelement 5 bzw. der Halbleiterschalter ist zur Erzeugung des Aktivierungssignals von der ersten Steuerungseinheit 6a zwischen einem geschlossenen Zustand, in welchem die erste Steuerungseinheit 6a elektrisch mit dem Dioden-Element 4 verbunden ist, und einem geöffneten Zustand, in welchem diese Verbindung unterbrochen ist, umschaltbar. Zur Erzeugung des Aktivierungssignals wird das Schaltelement 5 von der ersten Steuerungseinheit 6a kurzzeitig vom geöffneten in den geschlossenen Zustand umgeschaltet. Durch die damit einhergehende kurzzeitige Verbin- dung des Dioden-Elements 4 mit der ersten Steuerungseinheit 6a wird ein elektrischer Spannungspuls in Durchlassrichtung des Dioden-Elements 4 erzeugt, der über das Dioden-Element 4 an das zweite elektrische Bordnetzteil 2b übertragen wird. Dieser elektrische Spannungspuls stellt im Beispielszenario das erfindungsgemäße Aktivierungssignal dar, welches von der im zweiten elektrischen Bordnetzteil 2b vorhandenen, zweiten Energieversorgungseinheit 3b empfangen wird. Alternativ dazu ist es aber auch denkbar, zur Erzeugung des Aktivierungssignals das Schaltelement 5 dauerhaft zu schließen. In diesem Fall ist das Aktivierungssignal als elektrisches Spannungssignal mit einem konstanten Spannungspegel ausgebildet.
Besonders zweckmäßig kann zwischen dem Dioden-Element 4 und der zweiten Energieversorgungseinheit 3b ein Filterelement 8 angeordnet sein. Dieses kann insbesondere als elektrisches und/oder elektronisches Filterelement 8 ausgebildet sein. Mittels des Filterelements 8 können unerwünschte Signalstörungen, etwa sog.„Spannungsripple", aus dem Aktivierungssignal auszufiltern und auf diese Weise die Signalqualität des Aktivierungssignals zu verbessern. Vorzugsweise ist das Filterelement 8 derart ausgebildet, dass es auf das über das Dioden-Element 4 übertragene Aktivierungssignal als Tiefpass wirkt. In einer Variante des Beispiels kann das Aktivierungssignal, etwa in Form eines 5V-Spannungspegels o- der 5V-Spannungspulses auch direkt in der ersten Steuerungseinheit 6a erzeugt und über einen elektrischen Leitungspfad 12 (gestrichelte Darstellung) an das Dioden-Element 4 übertragen werden. In diesem Fall kann die Bereitstellung des Schaltelements 5 entfallen.
Analog zur ersten Steuerungseinheit 6a im ersten elektrischen Bordnetzteil 2a ist auch im zweiten elektrischen Bordnetzteil 2b eine zweite Steuerungseinheit 6b angeordnet. Die zweite Steuerungseinheit 6b wird im Aktivzustand, nicht jedoch im Ruhezustand von der zweiten Energieversorgungseinheit 3b mit elektrischer Energie aus dem zweiten elektrischen Bordnetz 15b versorgt. Die zweite Steuerungseinheit 6b, welche vorzugsweise in der Art eines Mikrokontrollers ausgebildet ist, steht somit im Aktivzustand des elektrischen zweiten elektrischen Bordnetzteils 2b automatisch zur Durchführung verschiedener weiterer Aufgaben zur Verfügung. Beispielsweise können mittels der zweiten Steuerungseinheit 6b weitere elektrische Unter-Verbraucher 13 angesteuert und mit elektrischer Energie werden, was in Figur 1 durch Pfeile mit dem Bezugszeichen 14 angedeutet ist.
Im Ruhezustand des zweiten elektrischen Bordnetzteils 2b wird die zweite Steuerungseinheit 6b nicht mit elektrischer Energie aus dem zweiten elektrischen Bordnetz 15b versorgt. Mit anderen Worten, die zweite Steuerungseinheit 6b verbraucht nur elektrische Energie, wenn sie innerhalb des elektrischen zweiten Bordnetzteils 2b benötigt wird. Die zweite Steuerungseinheit 6b kann, insbesondere wenn sie wie im Beispielszenario als Mikrokontroller ausgebildet ist, derart mit der zweiten Energieversorgungseinheit 3b in Kommunikationsverbindung stehen, dass die zweite Energieversorgungseinheit 3b bei Empfang eines Ruhezustandssignals vom Aktivzustand in den Ruhezustand umschaltet. Die zweite Steuerungseinheit 6b wird also auch dazu herangezogen, das zweite elektrische Bordnetzteil 2b im Bedarfsfall wieder zu deaktivieren. Hierzu ist zwischen der zweiten Steuerungseinheit 6b und der zweiten Energieversorgungseinheit 3b eine elektrische Steuerleitung 17 vorgesehen.
Wie die Figur 1 weiter erkennen lässt, ist zwischen den beiden Bordnetzteilen 2a, 2b eine Kopplungseinrichtung 10 vorhanden. Mittels der Kopplungseinrichtung 10 kann das erste Bordnetzteil 2a vom zweiten Bordnetzteil 2b über eine erfolgte Deaktivierung, also ein Umschalten vom Aktivzustand in den Ruhezustand, informiert werden. Die Kopplung der beiden Bordnetzteile 2a, 2b erfolgt dabei galvanisch getrennt, so dass unerwünschte elektrische (Kriech- oder Leckage-)Ströme zwischen beiden Bordnetzteilen 2a, 2b über die Kopplungseinrichtung 10 vermie- den werden. Mittels der Kopplungseinrichtung 10 wird ein Ruhezustand- Bestätigungs-Signals vom zweiten Bordnetzteil 2b an das erste Bordnetzteil 2a übertragen. Im Beispiel der Figur 1 erfolgt die Übertragung eines solchen Ruhezustand-Bestätigungs-Signals von der als Mikrokontroller ausgebildeten zweiten Steuerungseinheit 6b an die als Integrierter Schaltkreis (IC) ausgebildete erste Steuerungseinheit 6a. Zur Sicherstellung der gewünschten galvanischen Trennung kann die mit einem optischen Kopplungselement, dem Fachmann als sog. „Opto-Koppler" bekannt, oder einem elektrischen Kondensator ausgestattet sein. Darüber hinaus ist die Kopplungseinrichtung 10 im Beispielszenario als digitale Kommunikationseinheit ausgebildet, so dass das Ruhezustand-Bestätigungs- Signals zwischen den beiden Steuerungseinheiten 6a, 6b als digitales Signal übertragen werden kann. Dies erlaubt eine besonders einfache Signal- Weiterleitung an das Bussystem 7.

Claims

Ansprüche
Elektrischer Verbraucher (1 ), insbesondere elektrische und/oder elektronische Komponente, eines Kraftfahrzeugs,
mit einem ersten elektrischen Bordnetzteil (2a) zum Versorgen des elektrischen Verbrauchers (1 ) mit elektrischer Energie aus einem ersten elektrischen Bordnetz (15a), und mit einem zweiten Bordnetzteil (2b) zum Versorgen des elektrischen Verbrauchers (1 ) mit elektrischer Energie aus einem zweiten elektrischen Bordnetz (15b),
mit einem Dioden-Element (4), mittels welchem das erste Bordnetzteil (2a) zur Übertragung eines Aktivierungssignals vom ersten elektrischen Bordnetzteil (2a) an eine im zweiten elektrischen Bordnetzteil (2b) vorhandene (zweite) Energieversorgungseinheit (3b), mittels derer elektrische Energie aus dem zweiten elektrischen Bordnetz (15b) beziehbar ist, elektrisch gekoppelt ist, wobei die im zweiten elektrischen Bordnetzteil (2b) vorhandene (zweite) elektrische Energieversorgungseinheit (3b) zwischen einem Aktivzustand, in welchem sie dem elektrischen Verbraucher (1 ) aus dem (zweiten) elektrischen Bordnetz (15b) eine zweite elektrische Versorgungsspannung (V2) bereitstellt, und einem Ruhezustand, in welchem die Bereitstellung dieser zweiten elektrischen Versorgungsspannung (V2) aufgehoben ist, umschaltbar ist,
wobei die (zweite) elektrische Energieversorgungseinheit (3b) des zweiten Bordnetzteils (2b) derart ausgebildet ist, dass sie bei Empfang des Aktivierungssignals vom ersten Bordnetzteil (2a) vom Ruhezustand in den Aktivzustand umschaltet.
2. Elektrischer Verbraucher nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Dioden-Element (4) eine Halbleiter-Diode ist.
3. Elektrischer Verbraucher nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Halbleiter-Diode vom ersten elektrischen Bordnetzteil (2a) zum zweiten elektrischen Bordnetzteil (2b) in Durchlass-Richtung angeordnet ist.
4. Elektrischer Verbraucher nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
im ersten elektrischen Bordnetzteil (2a) eine elektrisch mit dem Dioden- Element (4) verbundene erste Steuerungseinheit (6a) vorhanden ist, mittels welcher das Aktivierungssignal erzeugbar und elektrisch an das Dioden- Element (4) übertragbar ist,
die erste Steuerungseinheit (6a) mit einem Bussystem (7), insbesondere einem LIN- oder CAN-Bussystem, in Kommunikationsverbindung steht, wobei die erste Steuerungseinheit (6a) derart eingerichtet/programmiert ist, dass sie bei Empfang eines Einschaltsignals vom Bussystem (7) das Aktivierungssignal erzeugt und dem Dioden-Element (4) bereitstellt.
5. Elektrischer Verbraucher nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
im ersten elektrischen Bordnetz (2a) ein dem Dioden-Element (4) vorgeschaltetes elektrisches Schaltelement (5) angeordnet ist, welches von der ersten Steuerungseinheit (6a) zur Erzeugung des Aktivierungssignals zwischen einem geschlossenen Zustand, in welchem die erste Steuerungseinheit (6a) elektrisch mit dem Dioden-Element (4) verbunden ist, und einem geöffneten Zustand, in welchem diese elektrische Verbindung unterbrochen ist, umschaltbar ist.
6. Elektrischer Verbraucher nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
im zweiten elektrischen Bordnetzteil (2b) eine zweite Steuerungseinheit (6b) angeordnet ist, welche im Aktivzustand, nicht jedoch im Ruhezustand der zweiten Energieversorgungseinheit (3b) von dieser mit elektrischer Energie versorgt wird.
7. Elektrischer Verbraucher nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die zweite Steuerungseinheit (6b) und die zweite Energieversorgungseinheit (3b) derart miteinander in Kommunikationsverbindung stehen, dass die zweite Energieversorgungseinheit (3b) bei Empfang eines Ruhezustandssignals vom Aktivzustand in den Ruhezustand umschaltet.
8. Elektrischer Verbraucher nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen den beiden elektrischen Bordnetzteilen (2a, 2b) eine Kopplungseinrichtung (10) angeordnet ist, mittels welchem das zweite Bordnetz (2b) galvanisch getrennt mit dem ersten Bordnetzteil (2a) zur Übertragung eines Ruhezustand-Bestätigungs-Signals gekoppelt ist, wobei die Kopplungseinrichtung (10) die im zweiten Bordnetz (2b) vorhandene zweite Steuerungseinheit (6b) mit der im elektrischen ersten elektrischen Bordnetzteil (2a) vorhandenen ersten Steuerungseinheit (6a) koppelt.
9. Elektrischer Verbraucher nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinrichtung (10) einen Opto-Koppler oder einen elektrischen Kondensator umfasst.
10. Elektrischer Verbraucher nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
nur die zweite Steuerungseinheit (6b) als Mikrokontroller ausgebildet ist, nicht jedoch die erste Steuerungseinheit (6a).
1 1 . Elektrischer Verbraucher nach einem der Ansprüche 4 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Steuerungseinheit (6a) als Kommunikationseinheit zur Datenübertragung von dem und an das Bussystem (7) ausgebildet ist.
12. Elektrischer Verbraucher nach einem der Ansprüche 4 bis 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Steuerungseinheit (6a) als integrierter Schaltkreis (IC) ausgebildet ist.
13. Elektrischer Verbraucher nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein im Ruhezustand von der (zweiten) Energieversorgungseinheit (3b) des zweiten elektrischen Bordnetzteils (2b) bereitgestellter elektrischer Strom einen vorbestimmten Maximalwert nicht überschreitet, und/oder dass
die im Ruhezustand von der (zweiten) Energieversorgungseinheit (3b) des zweiten elektrischen Bordnetzteils (2b) bereitgestellte (zweite) Versorgungsspannung einen vorbestimmten Maximalwert nicht überschreitet.
14. Elektrischer Verbraucher nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Maximalwert des elektrischen Stroms 100μΑ beträgt, und/oder dass
der vorbestimmte Maximalwert der (zweiten) elektrischen Versorgungsspannung 0,01V beträgt.
15. Elektrischer Verbraucher nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen dem Dioden-Element (4) und der (zweiten) Energieversorgungseinheit (3b) ein Filterelement (8) angeordnet ist, welches auf das über das Dioden-Element (4) übertragene Aktivierungssignal als Tiefpass wirkt.
16. Kraftfahrzeug,
mit wenigstens einem elektrischen Verbraucher (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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