DE102017207603A1

DE102017207603A1 - Elektronische Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102017207603A1
Application number: DE102017207603.8A
Authority: DE
Inventors: Thomas Meister; Markus Hackelsperger
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2017-05-05
Filing date: 2017-05-05
Publication date: 2018-11-08
Also published as: WO2018202593A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektronische Komponente für ein Kraftfahrzeug mit einer ersten Teilkomponente (12-Volt-Seite), die mit einer ersten Spannung an einem ersten Spannungsanschluss (1) betrieben wird, und mit einer zweiten Teilkomponente (48-Volt-Seite), die mit einer zweiten Spannung an einem zweiten Spannungsanschluss (2) betrieben wird, deren Wert ein Mehrfaches des Werts der ersten Spannung beträgt, wobei die Komponente eine Kommunikationseinrichtung (3) aufweist, innerhalb der die erste Spannung galvanisch von der zweiten Spannung isoliert ist, wobei die zweite Teilkomponente (48-Volt-Seite) einen Mikroprozessor (4) zur Ansteuerung der Kommunikationseinrichtung (3) aufweist, wobei die zweite Teilkomponente (48-Volt-Seite) eine Spannungsversorgungsschaltung (6) zur Bereitstellung einer Versorgungsspannung insbesondere für den Mikroprozessor (4) und die Kommunikationseinrichtung (3) aufweist, und wobei der erste Spannungsanschluss (1) über eine in Flussrichtung gepolte Diode (D) mit der Spannungsversorgungseinrichtung (6) verbunden ist.

Description

In Kraftfahrzeugen kommen zunehmend Bordnetze mit zwei Spannungen vor, von denen die eine einen Wert von 12 Volt bis 14 Volt, also den Wert der üblichen Bleisäurebatterie hat und die andere einen Wert von etwa 48 Volt. Mit der höheren Spannung lassen sich Hochleistungsverbraucher besser betreiben, da ein geringerer Strom fließt und damit kleinere Leitungsquerschnitte verwendet werden können, was das Leitungsgewicht reduziert und Kosten für Leitungsmaterial spart.
Allerdings müssen die Schaltungen und Geräte, die mit der geringeren Spannung betrieben werden, zumeist gut gegen die höhere Spannung isoliert werden, da sie ansonsten Schaden erleiden könnten. Das gleiche gilt für Komponenten, die mit beiden Spannungsebenen arbeiten und folglich Schaltungsteile enthalten, die mit der ersten Spannung von 12 Volt bis 14 Volt und solche, die mit der zweiten Spannung von etwa 48 Volt betrieben werden.
Auf der anderen Seite soll eine Kommunikation mit einer solchen Komponente stattfinden können, wozu beispielsweise ein CAN-Transceiver als Kommunikationseinrichtung verwendet werden kann. Wird die Trennung der zwei Spannungsebenen an der Kommunikationseinrichtung durchgeführt und folglich die Kommunikationseinrichtung mit beiden Spannungen oder davon abgeleiteten Spannungen betrieben, so müssen für eine Kommunikation beide Spannungen an der Komponente auch anliegen.
Dies ist nicht der Fall, wenn die zweite Spannung von etwa 48 Volt möglicherweise noch nicht zur Verfügung steht. Trotzdem soll jedoch eine Kommunikation möglich sein.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Kommunikation mit einer Komponente, die zwei Spannungsebenen eines Mehrspannungsbordnetzes aufweist, zu ermöglichen, auch wenn die höhere Spannung noch nicht anliegt.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Demnach ist die elektronische Komponente für ein Kraftfahrzeug mit einer ersten Teilkomponente, die mit einer ersten Spannung an einem ersten Spannungsanschluss betrieben wird, und mit einer zweiten Teilkomponente, die mit einer zweiten Spannung an einem zweiten Spannungsanschluss betrieben wird, deren Wert ein Mehrfaches des Werts der ersten Spannung beträgt, gebildet, wobei die Komponente eine Kommunikationseinrichtung aufweist, innerhalb der die erste Spannung galvanisch von der zweiten Spannung isoliert ist, wobei die zweite Teilkomponente einen Mikroprozessor zur Ansteuerung der Kommunikationseinrichtung aufweist, wobei die zweite Teilkomponente eine Spannungsversorgungsschaltung zur Bereitstellung einer Versorgungsspannung insbesondere für den Mikroprozessor und die Kommunikationseinrichtung aufweist, und wobei die erste Spannungsquelle über eine in Flussrichtung gepolte Diode mit der Spannungsversorgungseinrichtung verbunden ist.
Solange die zweite höhere Spannung noch nicht an der Spannungsversorgungsschaltung anliegt, wird die Spannungsversorgungsschaltung über die Diode von der Spannung am ersten Spannungsanschluss versorgt, so dass die Kommunikationseinrichtung funktionsfähig ist. Dabei ist mit der Diode eine kostengünstige Verbindung des ersten Spannungsanschlusses mit der Spannungsversorgungsschaltung geschaffen, die eine galvanische Trennung der zweiten höheren Spannung von der Spannungsebene der ersten Spannung bewirkt.
In einer Ausbildung der erfindungsgemäßen Komponente ist die Kommunikationseinrichtung ein CAN-Transceiver.
In einer weiteren Ausbildung der erfindungsgemäßen Komponente hat die erste Spannung einen Wert von 12 Volt - 14 Volt und die zweite Spannung einen Wert von 48 +/- 2 Volt.
In einer weiteren Ausbildung der erfindungsgemäßen Komponente ist das Massepotential der ersten Spannung mit dem Massepotential der zweiten Spannung im Kraftfahrzeug verbunden.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe einer Figur näher beschrieben werden.
Die 1 zeigt in schematischer Weise ein Blockschaltbild einer elektronischen Komponente, bei der ein erster Spannungsanschluss 1 mit einer ersten Spannung von 12 Volt über einen Spannungsregler 5 mit einem Versorgungsspannungseingang VDD2 einer als CAN-Transceiver ausgebildeten Kommunikationseinrichtung 3 verbunden ist. Die erste Spannungsquelle 1 versorgt die Bauteile einer ersten Teilkomponente 12-Volt-Seite, die auf einer ersten Spannungsebene liegt, die jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind.
Eine zweite Teilkomponente 48-Volt-Seite, die auf einer zweiten Spannungsebene von etwa 48 Volt liegt, weist zumindest einen Mikrocontroller 4 und eine Spannungsversorgungseinrichtung 6 auf. Der Ausgang der Spannungsversorgungseinrichtung 6 ist mit einem Spannungsversorgungseingang des Mikrocontrollers 4 und einem weiteren Spannungsversorgungseingang VDD1 der Kommunikationseinrichtung 3 verbunden.
Die Spannungsversorgungseinrichtung 6 ist mit einem zweiten Spannungsanschluss 2 verbunden, an dem eine Spannung von etwa 48 Volt anlegbar ist, aus der im Normalbetrieb die Versorgungsspannungen für den Mikrocontroller 4 und die Kommunikationseinrichtung 3 erzeugt werden. Diese Versorgungsspannungen liegen üblicherweise im Bereich von 3 Volt bis 5 Volt.
Falls jedoch am zweiten Spannungsanschluss 2 die zweite Spannung von 48 Volt noch nicht anliegt, wäre die Kommunikationseinrichtung 3 nicht funktionsfähig, da dann auch die Spannungsversorgungseinrichtung 6 die Versorgungsspannungen noch nicht erzeugen könnte.
In erfindungsgemäßer Weise ist daher der erste Spannungsanschluss 1 über eine in Flussrichtung gepolte Diode D mit dem Spannungsversorgungseinrichtung 6 verbunden, so dass einerseits zumindest die 12 Volt am ersten Spannungsanschluss 1 an der Spannungsversorgungseinrichtung 6 anliegen und folglich der Mikrocontroller 4 und die Kommunikationseinrichtung 3 mit einer Versorgungsspannung auf der zweiten Spannungsebene versorgt werden, andererseits jedoch eine galvanische Trennung der beiden Spannungsebenen vorliegt, wenn die 48 Volt am zweiten Spannungsanschluss 2 anliegen.

Claims

Elektronische Komponente für ein Kraftfahrzeug mit einer ersten Teilkomponente (12-Volt-Seite), die mit einer ersten Spannung an einem ersten Spannungsanschluss (1) betrieben wird, und mit einer zweiten Teilkomponente (48-Volt-Seite), die mit einer zweiten Spannung an einem zweiten Spannungsanschluss (2) betrieben wird, deren Wert ein Mehrfaches des Werts der ersten Spannung beträgt, wobei die Komponente eine Kommunikationseinrichtung (3) aufweist, innerhalb der die erste Spannung galvanisch von der zweiten Spannung isoliert ist, wobei die zweite Teilkomponente (48-Volt-Seite) einen Mikroprozessor (4) zur Ansteuerung der Kommunikationseinrichtung (3) aufweist, wobei die zweite Teilkomponente (48-Volt-Seite) eine Spannungsversorgungsschaltung (6) zur Bereitstellung einer Versorgungsspannung zumindest für den Mikroprozessor (4) und die Kommunikationseinrichtung (3) aufweist, und wobei der erste Spannungsanschluss (1) über eine in Flussrichtung gepolte Diode (D) mit der Spannungsversorgungseinrichtung (6) verbunden ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinrichtung (3) ein CAN-Transceiver ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Spannung einen Wert von 12 Volt - 14 Volt und die zweite Spannung einen Wert von 48 +/- 2 Volt hat.
Elektronische Vorrichtung nach einem der vorhergehende Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Massepotential (GND12) der ersten Spannung mit dem Massepotential (GND48) der zweiten Spannung im Kraftfahrzeug verbunden ist.