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Patent Searching and Data


Title:
ELECTRICAL LOAD FOR A MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/017092
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an electrical load (1) of a motor vehicle, comprising a first electrical vehicle-electrical-system part (2a) for supplying the electrical load (1) with electrical energy from a first vehicle electrical system (15a) and comprising a second vehicle-electrical-system part (2b) for supplying the electrical load (1) with electrical energy from a second vehicle electrical system (15b), comprising a diode element (4), by means of which the first vehicle-electrical-system part (2a) is electrically coupled in order to transfer an activation signal from the first electrical vehicle-electrical-system part (2a) to a (second) energy supply unit (3b), which is present in the second electrical vehicle-electrical-system part (2b) and by means of which electrical energy can be drawn from the second vehicle electrical system (15b), wherein the (second) electrical energy supply unit (3b) can be switched between an active state, in which said energy supply unit provides a second supply voltage (V2) to the electrical load (1) from the (second) vehicle electrical system (15b), and an idle state, in which the provision of said second supply voltage (V2) is suspended, wherein the (second) electrical energy supply unit (3b) of the second vehicle-electrical-system part (2b) is designed in such a way that said energy supply unit switches from the idle state to the active state when the activation signal is received from the first vehicle-electrical-system part (2a).

Inventors:
BINDER TOBIAS (DE)
CRAMME MARKUS (DE)
KRAPPEL MICHAEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2016/067776
Publication Date:
February 02, 2017
Filing Date:
July 26, 2016
Export Citation:
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Assignee:
MAHLE INT GMBH (DE)
International Classes:
H02J1/10; B60L11/18; H02J9/06
Foreign References:
EP0402834A21990-12-19
US4044268A1977-08-23
DE102013225097A12015-06-11
Attorney, Agent or Firm:
BRP RENAUD UND PARTNER MBB (DE)
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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.

*****

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 V 2 , beispielsweise 48V, aus dem zweiten Bordnetz 15b bereitstellt, und einem Ruhezustand umschaltbar, in welchem die Bereitstellung der zweiten elektrischen Versorgungsspannung V 2 an den elektrischen Verbraucher 1 aufgehoben ist. Der Treiber-Baustein 16 stellt dem elektrischen Verbraucher 1 die elektrische Versorgungsspannung V 2 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 l 2 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 V 2 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.