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DE102008002358A1 - Spannungsversorgung und Bordnetz für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Spannungsversorgung und Bordnetz für ein Kraftfahrzeug Download PDF

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DE102008002358A1
DE102008002358A1 DE200810002358 DE102008002358A DE102008002358A1 DE 102008002358 A1 DE102008002358 A1 DE 102008002358A1 DE 200810002358 DE200810002358 DE 200810002358 DE 102008002358 A DE102008002358 A DE 102008002358A DE 102008002358 A1 DE102008002358 A1 DE 102008002358A1
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Marcus Abele
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • H02J7/14Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
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Abstract

Eine Spannungsversorgung für ein Kraftfahrzeug umfasst: einen Drehstromgenerator, welcher wenigstens zwei getrennte Generatorkreise (31, 32, 33) zur Versorgung jeweils eines Teilnetzes (11, 12, 13) aufweist, eine Steuereinrichtung (14, 51, 52, 53) zum Festlegen einer elektrischen Soll-Ausgangsleistung jedes Generatorkreises (31, 32, 33) anhand einer an dem dem Generatorkreis zugeordneten Teilnetz (11, 12, 13) gemessenen Spannung, die eingerichtet ist, im Falle einer mechanischen Antriebsleistung, die nicht ausreicht, um die Soll-Ausgangsleistungen aller Generatorkreise (31, 32, 33) bereitzustellen, vorrangig die Soll-Ausgangsleistung des zweiten (32, 33) der Generatorkreise bereitzustellen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Spannungsversorgung und ein Bordnetz für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Bordnetz mit mehreren, getrennt voneinander mit Spannung zu versorgenden Teilnetzen.
  • Stand der Technik
  • Um ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie zu versorgen, wird heutzutage üblicherweise ein durch einen Antriebs-Verbrennungs-Motor über einen Keilriemen angetriebener Drehstromgenerator eingesetzt. Der Drehstromgenerator erzeugt eine dreiphasige Drehspannung, welche durch Gleichrichterdioden in Gleichspannung gewandelt und in das Bordnetz eingespeist wird. Die Regelung der zu erzeugenden Spannung wird von einem Spannungsregler vorgenommen, welcher über ein Paar von Schleifringen einer rotierenden Erregerwicklung des Generators ein Erregungsstrom zuführt und über das von dem Erregungsstrom hervorgerufene Magnetfeld die in einer Statorwicklung erzeugte Spannung steuert.
  • Hierbei kommt dem Spannungsregler die Aufgabe zu, über die Ausgangsspannung des Generators oder eine an einem anderen geeigneten Punkt des Bordnetzes gemessene Referenzspannung die Bordnetzspannung unabhängig von Belastung und Drehzahl des Verbrennungsmotors in einem bestimmten Bereich konstant zu halten und sowohl bei einem Unterschreiten einer Mindestspannung und einem drohenden Bordnetzausfall, als auch bei einem Überschreiten einer Maximalspannung zum Schutz von an das Bordnetz angeschlossenen elektrischen Verbrauchern entsprechende Maßnahmen hinsichtlich der Steuerung der Erregungsspannung zu treffen.
  • Herkömmliche Drehstromgeneratoren verwenden zur Spannungserzeugung eine dreiphasige Statorwicklung, eine Erregerwicklung auf dem Rotor mit einem Paar Schleifringe und einen Spannungsregler. Falls es zu einer Störung oder einem Ausfall einer dieser Komponenten kommt, so kann dies zu einem völligen Ausfall der Spannungserzeugung führen, so dass die Energieversorgung des Bordnetzes zusammenbricht.
  • In modernen Kraftfahrzeugen werden jedoch immer mehr sicherheitsrelevante Verbraucher in das Bordnetz integriert, beispielsweise elektronische Lenk- oder Bremssysteme. Bei einem Ausfall des Bordnetzes mit einem herkömmlichen Generator sind auch diese Verbraucher nicht mehr betriebsfähig, so dass dann aus Sicherheitsgründen das Fahrzeug nicht mehr in Bewegung gesetzt werden darf bzw. für den Fall, dass ein sicherheitsrelevanter Verbraucher während der Fahrt ausfällt, Vorkehrungen getroffen werden müssen, um das Fahrzeug sicher zum Stehen bringen zu können.
  • So wird in der Offenlegungsschrift DE 37 14 193 A1 eine Anordnung beschrieben, bei welcher das Bordnetz in ein Basisbordnetz und mehrere Teilnetze strukturiert ist, wobei ein Generator im Basisbordnetz vorgesehen ist, um alle Teilnetze mit Spannung zu versorgen und an jedes der Teilnetze sicherheitsrelevante Verbraucher, insbesondere elektronische Bremsen angeschlossen sind. Um bei einem Ausfall des Generators während der Fahrt das Fahrzeug sicher abbremsen zu können, weist jedes der Teilnetze eine Hilfsbatterie auf, so dass die Bremsen zumindest für einen weiteren Bremsvorgang mit Energie aus der Hilfsbatterie versorgt werden können. Anschließend ist ein Fahrzeugstillstand jedoch nicht zu vermeiden.
  • Aus der Offenlegungsschrift DE 197 52 241 A1 ist ein ausfallsicherer Generator bekannt, welcher zur Spannungsversorgung zweier Teilnetze eines Bordnetzes jeweils eine Statorwicklung und einen Gleichrichter für jedes Teilnetz aufweist und deren Spannungserzeugung über eine gemeinsame Erregerwicklung mit einem Paar Schleifringe gesteuert wird. Die Steuerung der Erregungsspannung erfolgt durch zwei parallel geschaltete Spannungsregler, welche so ausgeführt sind, dass bei einem Ausfall eines der Spannungsregler der jeweils andere Spannungsregler die Ansteuerung der Erregerwicklung übernimmt, so dass die Spannungsversorgung der Teilnetze weiterhin gewährleistet ist. Bei einem Kurzschluss in einem der Teilnetze sorgen die Gleichrichter dafür, dass das defekte Teilnetz abgeschaltet wird oder dass die im noch funktionierenden Teilnetz zur Verfügung stehende Spannung unsymmetrisch auf die Teilnetze aufgeteilt wird. Bei dieser Lösung ist eine weitgehend ausfallsichere Spannungsversorgung mehrerer Teilnetze mit gleichem Energiebedarf möglich, jedoch kann die Spannungserzeugung nicht ausreichend auf unterschiedlichen Spannungsbedarf in den einzelnen Teilnetzen abgestimmt werden.
  • Aus DE 10 2004 008 433 A1 ist eine Spannungsversorgung für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Die von dieser Spannungsversorgung versorgten Teilnetze haben zwei Betriebsspannungen U1, U2, wobei nur eines der Teilnetze eine Batterie enthält. Die beiden Generatorkreise umfassen voneinander getrennte Erregerwicklungen, die unabhängig voneinander mit einem Erregungsstrom beaufschlagbar sind. Das das zweite Teilnetz über keine eigene Batterie verfügt, wird bei einem Start des Kraftfahrzeugs der Erregungsstrom für die zweite Erregerwicklung aus der Batterie des ersten Teilnetzes bezogen. Eine Redundanz, die für den Betrieb von sicherheitsrelevanten Verbrauchern im Bordnetz zu verlangen wäre, ist bei dieser herkömmlichen Spannungsversorgung nicht gegeben.
  • Vorteile der Erfindung
  • Durch die vorliegende Erfindung wird eine Spannungsversorgung für ein Kraftfahrzeug geschaffen, die mit einfachen Mitteln ein hohes Maß an Versorgungssicherheit für sicherheitsrelevante Verbraucher erreicht. Wenn im einfachsten Fall, dass der Drehstromgenerator genau zwei getrennte Generatorkreise umfasst, einer der beiden Generatorkreise auch zur Versorgung von nicht sicherheitsrelevanten Verbrauchern dienen muss, kann die Versorgungssicherheit der sicherheitsrelevanten Verbraucher verbessert werden, indem das vorrangig versorgte zweite Teilnetz ausschließlich der Versorgung der sicherheitsrelevanten Verbraucher vorbehalten bleibt, während das erste Teilnetz zur Versorgung sowohl sicherheitsrelevanter als auch nicht sicherheitsrelevanter Verbraucher dienen kann. Falls der Drehstromgenerator drei oder mehr getrennte Generatorkreise aufweist, können der zweite und alle weiteren Generatorkreise redundant zur Versorgung der sicherheitsrelevanten Verbraucher dienen. Von zwei zueinander redundanten sicherheitsrelevanten Verbrauchern sollte in diesem Fall der eine an das erste und der andere an das zweite Teilnetz angeschlossen sein, um eine vollständige galvanische Trennung der Teilnetze gewährleisten zu können.
  • Da die Leistung der sicherheitsrelevanten Verbraucher im Allgemeinen kleiner ist als die maximale auf dem ersten Teilnetz benötigte Leistung (selbst dann, wenn das erste Teilnetz nur der Versorgung der nicht sicherheitsrelevanten Verbraucher vorbehalten sein sollte), kann der zweite Generatorkreis zweckmäßigerweise für eine kleinere elektrische Ausgangsleistung ausgelegt sein als der erste Generatorkreis. Dies spart nicht nur Bauraum und Kosten des Generators, sondern es verringert auch die Auswirkungen einer Bevorzugung des zweiten Generatorkreises auf den ersten Generatorkreis.
  • Vorzugsweise umfasst jeder Generatorkreis eine Erregerwicklung, die zur Regelung der Ausgangsleistung mit einem geregelten Erregungsstrom beaufschlagbar ist, und eine Statorregelung.
  • Die Erregerwicklung dieses zweiten Generatorkreises kann angeordnet sein, um eine dritte Statorwicklung für die Versorgung eines dritten Teilnetzes zu erregen. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn zweites und drittes Teilnetz redundant der Versorgung der sicherheitsrelevanten Verbraucher dienen, da in diesem Fall der Leistungsbedarf des zweiten und des dritten Teilnetzes im Allgemeinen korreliert ist.
  • Eine an den Bedarf des zweiten und des dritten Teilnetzes angepasste Leistungserzeugung und eine Verbesserung der Redundanz ist erreichbar, wenn die Steuereinrichtung je einen Regler zum Regeln des Erregungsstroms des zweiten Generatorkreises anhand einer an dem dem zweiten Generatorkreis zugeordneten Teilnetz gemessenen Spannung bzw. anhand einer an dem der dritten Statorwicklung zugeordneten Teilnetz gemessenen Spannung umfasst.
  • Um im Falle der Störung eines dieser Regler eine im Wesentlichen korrekte Regelung des Erregungsstroms durch den verbleibenden Regler sicherzustellen, weisen die Regler vorzugsweise im Falle einer Störung hochohmige Ausgänge auf.
  • Ein noch größeres Maß an Redundanz ist erreichbar, wenn die Spannungsversorgung einen vollständigen dritten Generatorkreis umfasst und die Steuereinrichtung eingerichtet ist, im Falle einer mechanischen Antriebsleistung, die nicht ausreicht, um die Soll-Ausgangsleistungen aller Generatorkreise bereit zu stellen, die Soll-Ausgangsleistung auch des dritten Generatorkreises mit Vorrang vor derjenigen des ersten Generatorkreises bereitstellt.
  • Zur Erhöhung der Sicherheit ist die Steuereinrichtung vorzugsweise dezentral organisiert, insbesondere umfasst sie zu jedem Generatorkreis vorzugsweise wenigstens einen Regler zum Steuern der Erregung in Abhängigkeit von der an dem dem Generatorkreis zugeordneten Teilnetz gemessenen Spannung. So ist sichergestellt, dass nicht eine Störung an zentraler Stelle der Steuereinrichtung zu einem Ausfall der Erregungssteuerung an allen Teilnetzen führen kann.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Bordnetzes für ein Kraftfahrzeug in einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung; und
  • 2 eine zweite Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Bordnetzes;
  • 3 eine dritte, vereinfachte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Bordnetzes; und
  • 4 eine vierte, vereinfachte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Bordnetzes.
  • 1 stellt schematisch den Aufbau eines Bordnetzes 1 eines Kraftfahrzeugs dar. Das Bordnetz 1 ist in drei Teilnetze 11, 12, 13 unterteilt, welche von einem Drehstromgenerator 2 unabhängig voneinander mit Spannungen B1 +–B1 , B2 +–B2 , B3 +–B3 versorgt werden. Der Drehstromgenerator 2 wird von einem Antriebs-Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs durch einen Keilriemen angetrieben.
  • Das Teilnetz 11 ist ein Basisbordnetz, an welches nicht sicherheitsrelevante elektrische Verbraucher 91 wie beispielsweise Beleuchtungseinrichtungen, elektrische Fensterheber, Heizungsvorrichtungen usw. Das Teilnetz 11 umfasst außerdem eine Fahrzeugbatterie 81, welche im Zusammenwirken mit dem Drehstromgenerator 2 die elektrische Energie für das Basisbordnetz zur Verfügung stellt. Das Teilnetz 11 ist an Fahrzeugmasse 10 angeschlossen.
  • An die Teilnetze 12 und 13 ist jeweils ein sicherheitsrelevanter elektrischer Verbraucher 92 und 93 angeschlossen, beispielsweise jeweils ein elektronischer Bremskreis. Die Bremskreise sind vorzugsweise so ausgeführt, dass jeweils ein diagonal zueinander angeordnetes Räderpaar des Fahrzeugs von einem Bremskreis angesteuert wird, d. h. beispielsweise der steuert Bremskreis 92 anhand einer erfassten Bremspedalbetätigung durch den Fahrer die Bremsen des linken Vorderrades und des rechten Hinterrades, während der Bremskreis 93 – vorzugsweise aufgrund einer vom ersten Bremskreis 92 unabhängigen Erfassung der Pedalbetätigung – die Bremsen des rechten Vorderrades und des linken Hinterrades steuert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Anwendung auf elektronische Bremskreise beschränkt, sondern ist für beliebige Systeme anwendbar, bei denen eine die Fahrzeugbewegung beeinflussende Steuereingabe des Fahrers auf elektrischem oder elektronischem Wege erfasst und als elektrisches Signal an ausführende Aktoren übertragen wird, insbesondere auch für ein elektronisches Lenksystem.
  • Die Teilnetze 12 und 13 umfassen jeweils eine Hilfsspannungsquelle 82 und 83, welche bei einem vorübergehenden hohen Energiebedarf den Generator 2 durch eine zusätzliche Energieabgabe an das Teilnetz 12, 13 unterstützen. Die Hilfsspannungsquellen 82, 83 sind in 1 als Batterien dargestellt, können aber auch als Akkumulatoren oder Doppelschichtkondensatoren ausgeführt sein. Die Teilnetze 12 und 13 sind voneinander und vom Basisbordnetz 11 galvanisch entkoppelt und sind nicht an die Fahrzeugmasse 10 angeschlossen.
  • Der Drehstromgenerator 2 umfasst drei ebenfalls galvanisch getrennte Statorwicklungen 31, 32, 33 welche hier jeweils in einer Sternschaltung dargestellt sind. Möglich ist auch eine Ausführung der Statorwicklungen 31, 32, 33 als Dreieckschaltung. Jede der Statorwicklungen 31, 32, 33 wird durch eine eigene Erregerwicklung 61, 62, 63 zur Spannungserzeugung angeregt, wobei jeweils ein Spannungsregler 51, 52, 53 über jeweils ein Paar Schleifringe 71, 72, 73 eine Erregungsspannung auf eine der Erregerwicklungen 61, 62, 63 ausgibt. Die Erregerwicklungen 61, 62, 63 sind auf einer gemeinsamen Rotorachse 6 des Drehstromgenerators 2 angeordnet.
  • Jeder der Statorwicklungen 31, 32, 33 ist ein Gleichrichter 41, 42, 43 nachgeschaltet, welcher die von den Statorwicklungen 31, 32, 33 erzeugte dreiphasige Drehspannung in eine Gleichspannung wandelt und dem jeweiligen Teilnetz 11, 12, 13 als Spannung B1+, B2+, B3+ zuführt. Hierbei können die Gleichrichter 41, 42, 43 passiv oder aktiv ausgeführt sein, um die Span nungsqualität und die Spannungsform den Erfordernissen des jeweiligen Teilnetzes 11, 12, 13 anzupassen.
  • Der Drehstromgenerator 2 ist als eine bauliche Einheit ausgeführt, welche die Spannungsregler 51, 52, 53 mit den Erregerwicklungen 61, 62, 63, den Schleifring-Paaren 71, 72, 73, den Statorwicklungen 31, 32, 33 und den Gleichrichtern 41, 42, 43 in einem Bauteil zusammenfasst. Da die Teilnetze 12 und 13 eine wesentlich geringere Versorgungsleistung benötigen als das Basisbordnetz 11, können die Statorwicklungen 32, 33 und die Erregerwicklungen 62, 63 deutlich kleiner gehalten werden als die Statorwicklung 31 und die Erregerwicklung 61 für das Basisbordnetz 11, so dass sich die Volumenvergrößerung des erfindungsgemäßen Drehstromgenerators 2 im Vergleich zu einem herkömmlichen Drehstromgenerator in Grenzen hält.
  • Die Spannungsregler 51, 52, 53 erhalten Vorgaben zur Spannungsregelung der Teilnetze 11, 12, 13 von einem Steuergerät 16 des Bordnetzes 1 über eine Kommunikationsverbindung 15. Dem Steuergerät 16 obliegt die Steuerung einer Zu- oder Abschaltung aller elektrischen Verbraucher 91, 92, 93 insgesamt und die Überwachung der Spannungssituation in den Teilnetzen 11, 12, 13. Die Kommunikationsverbindung 15 ist vorzugsweise als Datenbus realisiert, die Verbindung kann aber auch proprietär ausgeführt sein.
  • Die Spannungsregler 51, 52, 53 überwachen das jeweilige Spannungsniveau in den Teilnetzen 11, 12, 13 zusätzlich anhand von Messwerten aus den Teilnetzen 11, 12, 13, beispielsweise über ein an den Klemmen der Batterien 81, 82, 83 abgegriffenes Spannungssignal, um ausreichend schnell auf Über- oder Unterspannungen in den jeweiligen Teilnetzen 11, 12, 13 reagieren zu können.
  • Im Steuergerät 16 ist eine Steuereinheit 14 integriert, welche die Energieerzeugung aller Teilnetze 11, 12, 13 insgesamt überwacht und ebenfalls über die Kommunikationsverbindung 15 mit den Reglern 51, 52, 53 in Verbindung steht. Wenn seitens des Verbrennungsmotors nicht ausreichend Leistung für die Spannungserzeugung durch den Drehstromgenerator 2 zur Ver fügung steht, um den Energiebedarf aller Teilnetze 11, 12, 13 vollständig abdecken zu können, beispielsweise wenn sich der Verbrennungsmotor im Leerlauf befindet, so veranlasst die Steuereinheit 14 den Regler 51 dazu, die Spannungserzeugung durch die Statorwicklung 31 zu begrenzen, auch wenn dem Teilnetz 11, dem Basisbordnetz, dadurch vorübergehend weniger Energie zur Verfügung steht als benötigt. Zu diesem Zweck kann z. B. die Steuereinheit 14 anhand von Betriebsgrößen des Verbrennungsmotors die für den Generator 2 verfügbare Antriebsleistung abschätzen, sie mit dem Leistungsbedarf der Gesamtheit der elektrischen Verbraucher vergleichen und die Notwendigkeit feststellen, die in das Teilnetz 11 eingespeiste Ausgangsleistung zu reduzieren, wenn der Bedarf höher ist als mit der verfügbaren Antriebsleistung erzeugbar oder wenn der Bedarf einen vom Batterieladezustand abhängigen Grenzwert übersteigt.
  • Eine Reduzierung der Ausgangsleistung für das Teilnetz 11 kann dann stattfinden, indem die Steuereinheit 14 dem Regler 51 einen reduzierten Sollwert für B1 +–B1 vorgibt, während die Sollwerte der anderen Ausgangsspannungen gleich bleiben, oder indem die Steuereinheit die nach Abzug der von den Statorwicklungen 32, 33 benötigten Antriebsleistung noch verfügbare Antriebsleistung berechnet und dem Regler 51 eine mit dieser verfügbaren Antriebsleistung erzeugbare Ausgangsleistung als Sollwert vorgibt.
  • In 2 ist eine alternative Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der oben beschriebenen und in 1 dargestellten Form im Wesentlichen dadurch, dass die Statorwicklungen 42, 43 der Teilnetze 12 und 13 über eine gemeinsame Erregerwicklung 62' zur Spannungserzeugung angeregt werden und Spannungsregler 52', 53' zum Beaufschlagen der Erregerwicklung 52' mit einem Erregerstrom parallel geschaltet sind. An den Ausgängen der Spannungsregler 52, 53 ist jeweils die Spannung gesteuert, und die Anschlüsse sind vom „fail-silent” Typ, d. h. sie werden im Falle einer Störung des Reglers 23 bzw. 53 hochohmig, so dass der in die Wicklung 62' eingespeiste Erregerstrom nicht die Summe der von den zwei Reglern 52', 53' verlangten Ströme, sondern der jeweils größere der beiden Ströme ist. Somit wird in beiden Statorwicklun gen 32 und 33 Spannung induziert, auch wenn nur in einem der Teilnetze 12, 13 Bedarf erfasst wird. Da aber der Energieverbrauch bei den Verbrauchern 92, 93 der beiden Teilnetze 12, 13 im Allgemeinen gleich ist, sind Situationen selten, in denen in nur einem der beiden Teilnetze 12, 13 Bedarf besteht.
  • Wenn einer der Spannungsregler 52', 53' ausfällt, dann steuert nur noch der jeweils andere, vom ausgefallenen unbeeinflusst, die Energieversorgung der beiden Teilnetze 12, 13 anhand des im ihm zugeordneten Teilnetz erfassten Energiebedarfs. Aufgrund des im Wesentlichen gleichen Verbrauchs in den beiden Teilnetzen ist so eine ausreichende Versorgung des Teilnetzes, dessen Regler ausgefallen ist, für geraume Zeit sichergestellt.
  • Auch in der in 2 dargestellten Ausführungsform wird die Spannungsversorgung für das Basisbordnetz 11 eigenständig über die Erregerwicklung 61 gesteuert.
  • In einer weiteren, nicht näher dargestellten Ausführungsform ist die Steuereinheit 14 nicht im Steuergerät 16 des Bordnetzes 1, sondern in den Drehstromgenerator 2 integriert und entweder als Teil eines der Spannungsregler 51, 52, 53, oder in einer separaten elektronischen Schaltung ausgeführt.
  • Die Verwendung der drei Teilnetze 11, 12, 13, wie in 1 und 2 gezeigt, ermöglicht ein hohes Maß an Ausfallsicherheit durch vollständige galvanische Trennung des Teilnetzes 11 der nicht sicherheitsrelevanten Verbraucher von den sicherheitsrelevanten Verbrauchern einerseits und die redundante Versorgung der sicherheitsrelevanten Verbraucher durch die zwei getrennten Teilnetze 12, 13 andererseits. Lässt man eine dieser Anforderungen fallen, so ergeben sich weitere Vereinfachungsmöglichkeiten. So zeigt etwa 3 ein Bordnetz, bei dem die nicht sicherheitsrelevanten Verbraucher 91 zusammen mit einem von zwei redundanten sicherheitsrelevanten Verbrauchern 92 über ein gleiches Teilnetz 11' versorgt sind, während der zweite sicherheitsrelevante Verbraucher 93 über ein eigenes Teil netz 13 versorgt ist. Auch hier führt der Ausfall eines Teilnetzes 11' oder 13 nicht zum Ausfall der sicherheitsrelevanten Verbraucher, und jedes Teilnetz 11', 13 ist über den zugeordneten Regler 51, 53 bedarfsangepasst versorgbar. Wenn im Falle einer Störung im Teilnetz 11' dessen Versorgung zusammenbricht und der Verbraucher 92 ausfällt, kann der Verbraucher 93 dessen Funktionen gewährleisten, und umgekehrt vertritt der Verbraucher 92 den Verbraucher 93 im Falle einer Störung des Teilnetzes 13.
  • Selbst bei einem Bordnetz der in 4 gezeigten Art, mit nur einem sicherheitsrelevanten Verbraucher 92, der nicht redundant über ein Bordnetz 12 versorgt ist, ist eine gegenüber herkömmlichen nicht redundanten Bordnetzen erhöhte Verfügbarkeitssicherheit des Verbrauchers 92 dadurch sichergestellt, dass die Steuereinheit 14 wie oben beschrieben in einer Situation knapper Antriebsenergie die Erregungsströme in den Erregerwicklungen 51, 52 so steuert, dass das Teilnetz 12 zu Lasten des Teilnetzes 11 vorrangig mit Energie versorgt wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 3714193 A1 [0006]
    • - DE 19752241 A1 [0007]
    • - DE 102004008433 A1 [0008]

Claims (9)

  1. Spannungsversorgung für ein Kraftfahrzeug mit einem Drehstromgenerator, welcher wenigstens zwei getrennte Generatorkreise zur Versorgung jeweils eines Teilnetzes aufweist, einer Steuereinrichtung (14, 51, 52, 53) zum Festlegen einer elektrischen Soll-Ausgangsleistung jedes Generatorkreises anhand einer an dem dem Generatorkreis zugeordneten Teilnetz gemessenen Spannung, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (14, 51, 52, 53) eingerichtet ist, im Falle einer mechanischen Antriebsleistung, die nicht ausreicht, um die Soll-Ausgangsleistungen aller Generatorkreise bereitzustellen, vorrangig die Soll-Ausgangsleistung des zweiten der Generatorkreise bereitzustellen.
  2. Spannungsversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Generatorkreis für eine kleinere elektrische Ausgangsleistung ausgelegt ist als der erste Generatorkreis.
  3. Spannungsversorgung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Generatorkreis eine Erregerwicklung, die zur Regelung der Ausgangsleistung mit einem geregelten Erregungsstrom beaufschlagbar ist, und eine Statorwicklung umfasst.
  4. Spannungsversorgung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregerwicklung des zweiten Generatorkreises angeordnet ist, um eine dritte Statorwicklung für die Versorgung eines dritten Teilnetzes zu erregen.
  5. Spannungsversorgung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (14, 51, 52, 53) je einen Regler zum Regeln des Erregungsstroms des zweiten Generatorkreises anhand einer an dem dem zweiten Generatorkreis zugeordneten Teilnetz gemessenen Spannung bzw. anhand einer an dem der dritten Statorwicklung zugeordneten Teilnetz gemessenen Spannung umfasst.
  6. Spannungsversorgung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Regler im Falle einer Störung hochohmige Ausgänge aufweisen.
  7. Spannungsversorgung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen dritten Generatorkreis umfasst und die Steuereinrichtung (14, 51, 52, 53) eingerichtet ist, im Falle einer mechanischen Antriebsleistung, die nicht ausreicht, um die Soll-Ausgangsleistungen aller Generatorkreise bereitzustellen, die Soll-Ausgangsleistung des dritten Generatorkreises mit Vorrang vor derjenigen des ersten Generatorkreises bereitzustellen.
  8. Spannungsversorgung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung zu jedem Generatorkreis wenigstens einen Regler umfasst, zum Steuern der Erregung in Abhängigkeit von der an dem dem Generatorkreis zugeordneten Teilnetz gemessenen Spannung.
  9. Bordnetz (1) für ein Kraftfahrzeug mit einer Spannungsversorgung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbraucherstromkreis des zweiten Generatorkreises einen sicherheitsrelevanten Verbraucher, insbesondere ein elektronisches Bremssystem, umfasst.
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