Beschreibung

Titel

Vorrichtung und Verfahren zur sicheren Spannungsversorgung

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur sicheren Spannungsversorgung sowie ein zugehöriges Verfahren zur sicheren Spannungsversorgung von Verbrauchern, insbesondere in einem Fahrzeugbordnetz.

Beim übergang von mechanisch-hydraulischen Systemen zu elektro- mechanischen Systemen und der Einführung neuer Sicherheitssysteme im Automotive-Bereich bestehen erweiterte Anforderungen an das elektrische Versorgungssystem. Die erweiterten Anforderungen umfassen einerseits eine Erhöhung der maximal möglichen Leistung und andererseits die Bereitstellung von Energie, unabhängig von Batterie und Generator.

Das derzeit eingesetzte elektrische Versorgungssystem für Verbraucher in einem Fahrzeugbordnetz ist u. a. durch die maximale Abgabeleistung des Generators begrenzt. Weiterhin durch übertragungsverluste in den Zuleitungen usw. Elekt- romechanische Systeme hoher Leistungsanforderungen wie beispielsweise e- lektrische Lenksysteme oder elektrische Stabilisatoren sind elektrische Verbraucher mit hohem kurzzeitigem Spitzenbedarf, jedoch geringem mittlerem Leistungsbedarf.

Die Sicherheitssysteme im Automotive- Bereich benötigen in bestimmten Be- triebszuständen elektrische Energie für eine begrenzte Zeit, unabhängig von der Energiebereitstellung der Batterie und/oder des Generators. Eine Möglichkeit, für einige Verbraucher Energie auch bei Ausfall der Batterie bereitzustellen, wird in der DE-OS 37 14 193 beschrieben. Die Spannungsversorgung für Verbraucher bzw. elektronische Geräte, beispielsweise sicherheitsrelevante Geräte im Kraft-

fahrzeug, wird dort mit Hilfe einer Zusatzbatterie erhalten, die den Verbraucher bei Ausfall der Hauptbatterie oder bei Abtrennen der Hauptbatterie mit Hilfe eines Schalters für eine gewisse Zeit weiterversorgt.

Offenbarung der Erfindung

Die erfindungsgemäße Lösung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche hat den Vorteil, dass Verbraucher, beispielsweise Verbraucher in einem Fahrzeugbordnetz, die zeitweilig eine höhere Leistungsanforderung aufweisen, zuver- lässig mit dieser höheren Leistungsanforderung versorgt werden können. Dabei ist es in vorteilhafter Weise möglich, zusätzlich die Bereitstellung einer elektrischen Energieversorgung unter bestimmten Betriebsbedingungen unabhängig von der Batterie und vom Generator zu gewährleisten.

Erzielt werden diese Vorteile durch eine Vorrichtung und ein Verfahren mit den

Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Dabei wird der gleiche elektrische Energiespeicher für zwei unabhängige Systeme, insbesondere im Bereich der automobilen Sicherheitssysteme verwendet. Die Bereitstellung einer elektrischen Zusatzleistung zur kurzzeitigen Erhöhung der maximalen Aufnahmeleis- tung von beispielsweise elektromechanischen Systemen ist in vorteilhafter Weise gegeben. Weiterhin ist die Bereitstellung einer elektrischen Energie für eine begrenzte Zeit unabhängig von Batterie und Generator zur Aufrechterhalten der Funktion von aktiven Sicherheitssystemen sichergestellt.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden erläutert.

Bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel versorgt eine Batterie 10 erste

Verbraucher 11 sowie zweite Verbraucher 12. Als Batterie werden hier alle möglichen geeigneten elektrischen Energiespeicher bezeichnet. Die ersten Verbraucher 11 sind beispielsweise ein elektromechanisches System oder elektrome- chanische Systeme mit hoher Leistungsanforderung und die zweiten Verbrau- eher 12 umfassen ein Sicherheitssystem oder mehrere Sicherheitssysteme mit

Energiebedarf unabhängig von der Batterie 10. Die Batterie 10 ist weiter über ei-

ne Ladeeinheit 13 mit einem weiteren elektrischen Speicher 14 verbunden. Der elektrische Speicher 14 ist ebenfalls mit den ersten Verbrauchern 11 und den zweiten Verbrauchern 12 verbunden.

Beim Einsatz im Kraftfahrzeugbordnetz wird die Batterie 10 vom nicht dargestellten Generator in üblicher Weise geladen. Der elektrische Energiespeicher 14 mit der dazugehörigen Ladeeinheit 13 wird von der Batterie 10 geladen. Der elektrische Speicher 14 versorgt die ersten Verbraucher 11 und die zweiten Verbraucher 12 in gewünschter Weise.

Das erfindungsgemäße System beinhaltet zwei Betriebsbedingungen. In der ersten Betriebsbedingung wird der elektrische Speicher 14 kontinuierlich geladen und bei erhöhten Anforderungen eines Verbrauchers, beispielsweise eines elektrischen Lenksystems, wird Energie aus dem Speicher 14 dem Lenksystem zuge- führt. In der zweiten Betriebsbedingung wird die gespeicherte Energie zur Aufrechterhaltung der Sicherheitsfunktion verwendet.

Der elektrische Speicher 14 kann beispielsweise als großer Kondensator, Super- Cap oder schnellentladbare Speicherzelle ausgestaltet sein. Die Ladeeinheit soll- te in der Lage sein, den elektrischen Speicher 14 auch auf eine höhere Spannung als die Batteriespannung aufzuladen.

Mit Hilfe des elektrischen Speichers 14 können die ersten Verbraucher 11 und die zweiten Verbraucher 12 auch dann noch mit Spannung versorgt werden, wenn die Batterie 10 defekt ist oder nach einem Unfall abgetrennt ist.