DE19913771C1 - Schaltungsanordnung für ein elektrisches Netz sowie Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Netzes - Google Patents
Schaltungsanordnung für ein elektrisches Netz sowie Verfahren zum Betreiben eines elektrischen NetzesInfo
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Abstract
Es wird eine Schaltungsanordnung für ein elektrisches Netz, insbesondere eine Schaltungsanordnung (11) für das Bordnetz (10) in einem Fahrzeug beschrieben, die eine Anzahl von Verbrauchern (12, 13) aufweist, die über jeweils eine Steuerelektronik (14, 15) mit einer als Batterie ausgebildeten Spannungsquelle (16) verbunden ist. Sofern einer der Verbraucher (12) derart ausgebildet ist, daß er in seinem Startbetrieb einen höheren Leistungsbedarf aufweist als in seinem Normalbetrieb, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß in der Startphase des Verbrauchers (12) über ein geeignetes Schalterelement (17) wenigstens eine weitere Steuerelektronik (15) temporär zugeschaltet wird. Diese weitere Steuerelektronik (15), die im Normalbetrieb mit einem anderen Verbraucher (13) verbunden ist, bewirkt, daß dem Verbraucher (12) im Startbetrieb die erforderliche Leistung zur Verfügung steht. Weiterhin wird ein entsprechend verbessertes Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Netzes beschrieben.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für ein elektrisches
Netz, insbesondere eine Schaltungsanordnung für das Bordnetz in einem Fahr
zeug, mit einer Anzahl von Verbrauchern, die über jeweils eine Steuerelektronik
mit einer Spannungsquelle verbunden sind.
Bei bekannten Schaltungsanordnungen für elektrische Netze ist es bisher üblich,
daß jeder einzelne Verbraucher über eine eigene separate Steuerelektronik mit
einer Spannungsquelle, beispielsweise einer Batterie, verbunden ist. Dabei muß
die Steuerelektronik jeweils auf den maximalen Leistungsbedarf des mit ihr ver
bundenen Verbrauchers ausgelegt sein.
In elektrischen Netzen, insbesondere in Bordnetzen für Fahrzeuge, sind üblicher
weise eine Reihe von Verbrauchern vorhanden, die über ihren Betriebszeitraum
einen unterschiedlichen Leistungsbedarf aufweisen. So werden beispielsweise in
Bordnetzen für Fahrzeuge Verbraucher verwendet, zu deren Start eine hohe Lei
stung erforderlich ist, die aber nur über einen kurzen Zeitraum benötigt wird. Im
Laufbetrieb des Verbrauchers ist dann nur eine wesentlich geringere Leistung er
forderlich. Dennoch muß bei solchen Verbrauchern die Steuerelektronik auf den
maximalen Leistungsbedarf ausgelegt sein, um während der kurzen Startphase
die geforderte Leistung zu erbringen. Für den Normalbetrieb ist die Steuerelek
tronik somit überdimensioniert, was zu erhöhten Kosten führt.
Wenn bei Wahl einer geringer dimensionierten Steuerelektronik nur ein geringerer
Startstrom zur Verfügung gestellt werden kann, bedeutet dies, daß der Verbrau
cher entsprechend größer dimensioniert werden muß. Dies führt unter anderem
zu einer Gewichtszunahme sowie zu einer Vergrößerung des erforderlichen Ein
bauraums für den Verbraucher. Beide Faktoren sind jedoch insbesondere im Be
reich des Fahrzeugbaus von erheblichem Nachteil.
Die DE 44 20 754 A1 betrifft eine Schaltungsanordnung zur getakteten Bestrom
ung von mehreren Verbrauchern im Kraftfahrzeug, bei der ein Taktmodul gemein
sam genutzt wird. Das Taktmodul gibt einen getakteten Strom an eine
Schaltstufe ab, welche die nachgeschalteten Verbraucher individuell mit einem
Speisestrom versorgt, wobei abhängig von einem Schaltsignal der getaktete
Strom an mindestens einen der nachgeschalteten Verbraucher weitergeleitet
wird. Abhängig davon welche der Verbraucher von dem Taktmodul bestromt
sind, wird die Stromtaktung bedarfsgerecht darauf eingestellt.
Ausgehend vom genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung
die Aufgabe zu Grunde, eine Schaltungsanordnung für ein elektrisches Netz der
eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß die beschriebenen Nachteile
vermieden werden. Insbesondere soll eine Schaltungsanordnung bereitgestellt
werden, die auch bei geringer Baugröße einen guten Wirkungsgrad aufweist und
die kostengünstig herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung durch den Patent
anspruch 1 gelöst.
Dabei liegt der Erfindung der grundlegende Gedanke zu Grunde, daß durch die
verbesserte Schaltungsanordnung die bisher notwendige Verwendung von ei
gentlich überdimensionierten Steuerelektroniken für einzelne Verbraucher vermie
den werden kann. Dazu sieht die Erfindung vor, daß einem mit einer Steuerelek
tronik verbundenen Verbraucher über das Schalterelement zumindest temporär
eine weitere Steuerelektronik zugeschaltet werden kann. Diese weitere Steuere
lektronik, die im Normalbetrieb mit einem anderen Verbraucher verbunden ist,
bewirkt, daß dem Verbraucher im Zeitraum der Zuschaltung der weiteren Steue
relektronik eine erhöhte Leistung zur Verfügung gestellt werden kann.
Dabei wird vorteilhaft die Steuerelektronik eines solchen Verbrauchers zugeschal
tet, der im Moment der Zuschaltung nicht benötigt wird. Sobald der Verbraucher,
der nunmehr mit zwei oder mehr Steuerelektroniken verschaltet ist, eine erhöhte
Leistung nicht mehr benötigt, wird das Schalterelement erneut betätigt, so daß
die wenigstens eine zusätzliche Steuerelektronik mit dem für sie eigentlich vorge
sehenen Verbraucher verbunden wird.
Auf diese Weise kann beispielsweise für solche Verbraucher, die zumindest zeit
weilig einen erhöhten Leistungsbedarf haben, eine im Vergleich zur bisherigen
Lösung leistungsärmere Steuerelektronik - die auf den geringeren Leistungsbedarf
im Normalbetrieb ausgelegt ist - verwendet werden, was zu Kosteneinsparungen
führt.
Sofern die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung für das Bordnetz in einem
Fahrzeug verwendet wird, kann hierdurch eine Bauraum- und Gewichtseinspa
rung beim Motor erreicht werden.
Schließlich ist durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung auch ein einfa
ches Lastmanagement möglich. So kann über das Schalterelement beispielsweise
in Abhängigkeit vom Ladezustand der Spannungsquelle, beispielsweise einer Bat
terie, ein zusätzlicher Verbraucher ein- beziehungsweise ausgeschaltet werden.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist nicht auf bestimmte Verbraucher
beschränkt. Sie ist insbesondere jedoch auf solche Verbraucher anwendbar, die
im Vergleich zum Normalbetrieb Zeiträume mit einem erhöhten Leistungsbedarf
aufweisen.
Weiterhin kann die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung auch derart einge
setzt werden, daß beispielsweise zwei Verbraucher über ein und dieselbe Steue
relektronik angesteuert werden. Ein solcher Fall ist beispielsweise dann denkbar,
wenn die Verbraucher nacheinander, abwechselnd oder nur zu bestimmten Zeit
punkten verwendet werden. In diesem Fall ist es nicht mehr notwendig, daß jeder
Verbraucher mit einer eigenen Steuerelektronik verbunden ist. Vielmehr kann die
entsprechende Steuerelektronik über das Schalterelement je nach Bedarf mit dem
richtigen Verbraucher verschaltet werden.
Vorteilhaft ist das Schalterelement dreipolig für dreiphasigen Drehstrom ausgebil
det.
Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Eine weitere Lösung wird durch den Patentanspruch 2 beschrieben.
Dadurch können auch die Verbraucher mit höherem Leistungsbedarf mit einer
niedriger dimensionierten Steuerelektronik verbunden sein. Somit wird die Schal
tungsanordnung vereinfacht und kostengünstiger ausgestaltet. Bei Bedarf wird
dem Verbraucher mit höherem Leistungsbedarf über das Schalterelement wenig
stens eine weitere Steuerelektronik zugeschaltet.
Vorteilhaft können zwei oder mehr Schalterelemente vorgesehen sein, die jeweils
- beispielsweise in einer Verbindungsleitung - zwischen einem Verbraucher und
einer entsprechenden Steuerelektronik vorgesehen sind.
Grundsätzlich ist die Erfindung nicht auf eine bestimmte Anzahl von Schalterele
menten beschränkt. Vielmehr ergibt sich die Anzahl der benötigten Schalterele
mente je nach dem Leistungsbedarf der einzelnen Verbraucher. So ist es bei
spielsweise denkbar, daß mehrere Steuerelektroniken, die normalerweise jeweils
mit einem eigenen Verbraucher verbunden sind, zumindest zeitweilig über ent
sprechende Schalterelemente mit einem einzigen anderen Verbraucher, bei
spielsweise einem Verbraucher mit temporärem hohen Leistungsbedarf, verschal
tet sind oder werden.
In weiterer Ausgestaltung kann das wenigstens eine Schalterelement mit einem
Rechner verbunden sein. Über eine auf dem Rechner vorhandene geeignete
Software kann die Steuerung des Schalterelements auf einfache Weise vorge
nommen werden.
Vorzugsweise können zumindest einzelne Verbraucher vorgesehen sein, die einen
unterschiedlichen Leistungsbedarf über den Zeitraum ihres Betriebs aufweisen.
Dabei können diese Verbraucher im Zeitraum eines höheren Leistungsbedarfs
über das Schalterelement mit der Steuerelektronik eines anderen Verbrauchers
verbunden oder verbindbar sein oder werden.
Vorteilhaft ist der Verbraucher mit unterschiedlichem Leistungsbedarf über den
Betriebszeitraum derart ausgebildet, daß er in seinem Startbetrieb einen höheren
Leistungsbedarf aufweist als in seinem Normalbetrieb. In der Startphase des Ver
brauchers, in der dieser einen erhöhten Leistungsbedarf hat, wird über das Schal
terelement wenigstens eine weitere Steuerelektronik temporär zugeschaltet. Die
se weitere Steuerelektronik, die im Normalbetrieb mit einem anderen Verbraucher
verbunden ist, bewirkt, daß dem Verbraucher im Startbetrieb die erforderliche
Leistung zur Verfügung steht. Im Normalbetrieb, das heißt im Laufbetrieb des
Verbrauchers, wenn nur noch eine wesentlich geringere Leistung benötigt wird,
wird das Schalterelement derart umgeschaltet, daß die wenigstens eine zusätzli
che Steuerelektronik wieder mit dem für sie eigentlich vorgesehenen Verbraucher
verbunden wird.
Vorteilhaft kann wenigstens einer der Verbraucher als elektrische Maschine aus
gebildet sein. Derartige elektrische Maschinen dienen beispielsweise zur Erzeu
gung von elektrischer Energie, die dann verschiedensten Verbrauchern zur Verfü
gung gestellt wird.
Vorteilhaft können als elektrische Maschinen Synchronmaschinen, und hier ins
besondere permanenterregte Synchronmaschinen, oder Asynchronmaschinen
verwendet werden. Eine besonders erwähnenswerte Maschine ist beispielsweise
der Starter-Generator für Fahrzeuge. Hierbei handelt es sich um eine elektrische
Maschine, deren Rotoren über die Kurbelwellenlagerung des Verbrennungsmotors
gelagert sind. Der Starter-Generator wird nicht nur zum Starten und Stoppen des
Motors verwendet, sondern er kann auch während des Motorbetriebs verschie
dene Funktionen übernehmen, wie beispielsweise Bremsfunktionen, Boosterfunk
tionen, Batteriemanagement, aktive Schwingungsdämpfung, Synchronisierung
des Verbrennungsmotors oder dergleichen.
Insbesondere beim Starter-Generator ist zu dessen Start ein hoher Startstrom
(über 300 A) erforderlich, der aber nur eine sehr kurze Zeit (bis zu 2 Sekunden)
anliegen muß. Im Laufbetrieb des Starter-Generators wird nur ein wesentlich ge
ringerer Strom (etwa 100 A) benötigt. Bisher mußte beim Starter-Generator die
Steuerelektronik auf den hohen Spitzenstrom ausgelegt sein, um auch bei niedri
gen Verbrennungsmotortemperaturen starten zu können. Für den Normalbetrieb
war die Steuerelektronik somit überdimensioniert. Durch die erfindungsgemäße
Schaltungsanordnung kann der Starter-Generator nunmehr über eine Steuerelek
tronik, die auf den niedrigeren Leistungsbedarf des Starter-Generators im Laufbe
trieb ausgelegt ist, mit der Spannungsquelle verbunden sein. In der Startphase
des Starter-Generators wird über das Schalterelement wenigstens eine weitere
Steuerelektronik temporär zugeschaltet. Über die zusätzliche Steuerelektronik
steht dem Starter-Generator im Startbetrieb der erforderliche Strom zur Verfü
gung. Nach Beendigung des Starter-Generators Starts wird das Schalterelement
umgeschaltet, so daß die wenigstens eine zusätzliche Steuerelektronik mit dem
für sie eigentlich vorgesehenen Verbraucher verbunden wird. Dabei wird vorteil
haft die Steuerelektronik eines solchen Verbrauchers zugeschaltet, der in der
Startphase des Starter-Generators - und damit in der Startphase eines Fahrzeugs
- nicht benötigt wird.
Solche Verbraucher sind beispielsweise ein Klimakompressor, eine Wärmepumpe
oder dergleichen.
Wenn der Verbraucher mit dem höheren Leistungsbedarf als elektrische Maschine
und hier insbesondere als Starter-Generator für einen Verbrennungsmotor aus
gebildet ist, werden die hohen Startströme im allgemeinen nur bei sehr kalten
Verbrennungsmotoren benötigt. Bei betriebswarmen Motoren ist ein Start mit
deutlich geringerem Strom möglich.
Um die Steuerelektronik und das Schaltelement möglichst klein auszulegen, kann
in solchen Fällen die Zuschaltung einer weiteren Steuerelektronik vorteilhaft nur
bei kaltem Verbrennungsmotor erfolgen. Typische Temperaturwerte liegen im
Bereich von kleiner 20°C bis hin zu -40°C.
Eine solche Vorgehensweise ist besonders wichtig, wenn der Verbrennungsmotor
über eine sogenannte Start-Stop-Funktion verfügt. Eine solche Funktion sieht vor,
daß der warme Motor bei Stillstand des Fahrzeugs, etwa an einer Ampel oder
einer geschlossenen Schranke, abgeschaltet und beim erneuten Anfahren wieder
eingeschaltet wird. Das bedeutet, daß der Motor sehr häufig ein- und ausgeschal
tet wird. Wenn die Zusammenschaltung mehrerer Steuerelektroniken während
der Kaltphase des Motors erfolgt, lassen sich die Schaltvorgänge von ca.
200.000/Lifetime mit Start-Stop auf ca. 40.000/Lifetime nur Kaltstart reduzie
ren.
Vorteilhaft ist die Spannungsquelle als Batterie, insbesondere als 36 V-Batterie,
ausgebildet. Neben dem bisher üblichen 14 V-Netz sind in der Automobilindustrie
Bestrebungen im Gange, ein 42 V-Bordnetz einzuführen. Dabei betragen die
Nennspannungen der Bordnetze beim Laden 14 V, beziehungsweise 42 V. Insbe
sondere durch das beabsichtigte 42 V-Bordnetz soll der starken Zunahme von
elektrischen Komponenten im Fahrzeug und dem damit drastisch ansteigenden
Leistungsbedarf Rechnung getragen werden. Die einzelnen Verbraucher eines
solchen 42 V-Bordnetzes können vorteilhaft mittels der erfindungsgemäßen Schal
tungsanordnung verschaltet werden.
In weiterer Ausgestaltung kann die Steuerelektronik ein Steuerteil und ein Lei
stungsteil aufweisen. Die Steuerteile können beispielsweise als Rechner, Micro
controllerschaltung, Spannungsversorgung, Signalaufbereitung oder dergleichen
ausgebildet sein. Der Leistungsteil weist vorzugsweise einen oder mehrere Lei
stungshalbleiter auf. Im Leistungsteil wird der von der Spannungsquelle bereitge
stellte Gleichstrom in einen Wechselstrom umgewandelt. Natürlich kann die Rich
tung der Umwandlung - etwa im Generatorbetrieb - auch umgekehrt sein.
Grundsätzlich ist ein bestimmter Aufbau der Steuerelektronik nicht zwingend
vorgeschrieben. Vorteilhaft ist jedoch, wenn die Steuerelektronik einen Schal
tungsteil aufweist, der mit einem oder mehreren Leistungshalbleitern aufgebaut
ist.
Üblicherweise weist jede Steuerelektronik jeweils wenigstens ein Steuerteil und
ein Leistungsteil auf. Es sind jedoch auch andere Ausgestaltungsformen denkbar.
So können beispielsweise die Steuerteile verschiedener Steuerelektroniken schal
tungstechnisch und/oder baulich zu einem einzigen gemeinsamen Steuerteil zu
sammengefaßt werden. In diesem Fall sind dann lediglich die Leistungsteile der
Steuerelektroniken getrennt von einander für die einzelnen Verbraucher angeord
net.
In weiterer Ausgestaltung kann das Schalterelement mit der Steuerelektronik
oder mit einzelnen Komponenten der Steuerelektronik in einem einzigen Gehäuse
zusammengefaßt sein.
Die Erfindung wird nun exemplarisch an Hand eines Ausführungsbeispiels unter
Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigt die einzige
Fig. 1 in schematischer Weise eine Schaltungsanordnung gemäß der vorliegen
den Erfindung.
In Fig. 1 ist ein Bordnetz 10 für ein Fahrzeug dargestellt, das eine Schaltungs
anordnung 11 aufweist. Im Bordnetz 10 ist eine als 36 V-Batterie ausgebildete
Spannungsquelle 16 vorgesehen, über die verschiedene Verbraucher 12, 13 mit
der erforderlichen Leistung versehen werden. Der besseren Übersicht halber sind
im Ausführungsbeispiel lediglich zwei Verbraucher 12, 13 dargestellt. Es ist je
doch selbstverständlich, daß auch wesentlich mehr Verbraucher vorgesehen sein
können.
Im Ausführungsbeispiel ist der Verbraucher 12 als Starter-Generator ausgebildet.
Ein solcher Starter-Generator benötigt in seiner Startphase einen hohen Start
strom von über 300 A, der aber nur eine sehr kurze Zeit, bis zu 2 Sekunden lang,
anliegen muß. Im Normalbetrieb des Starter-Generators 12 wird nur ein wesent
lich geringerer Strom von etwa 100 A benötigt. Dieser Strom wird dem Starter-
Generator 12 über eine Steuerelektronik 14 bereitgestellt, die mit diesem über
eine Verbindungsleitung 19 verbunden ist.
Die Steuerelektronik 14 weist ein Steuerteil 24 und ein Leistungsteil 25 auf, das
ein oder mehrere Leistungshalbleiter aufweist. Im Leistungsteil 25 wird der von
der Spannungsquelle 16 bereitgestellte Gleichstrom in einen Wechselstrom um
gewandelt. Dazu ist die Steuerelektronik 14 über eine Leitung 21 mit einer von
der Spannungsquelle 16 abgehenden Leitung 23 verbunden.
Der weiterhin in Fig. 1 dargestellte Verbraucher 13 ist beispielsweise als Klima
kompressor ausgebildet, der jedoch nur zu bestimmten Zeiten und nicht perma
nent während des Betriebs des Fahrzeugs benötigt wird. Der Verbraucher 13 ist
über eine Verbindungsleitung 18 ebenfalls mit einer geeigneten Steuerelektronik
15 verbunden, die wiederum einen Steuerteil 26 und einen Leistungsteil 27 auf
weist. Die Steuerelektronik 15 ist über eine entsprechende Leitung 22 mit der
von der Spannungsquelle 16 abgehenden Leitung 23 verbunden.
In der Verbindungsleitung 18 zwischen dem Verbraucher 13 und der Steuerelek
tronik 15 ist weiterhin ein Schalterelement 17 vorgesehen. Über eine entspre
chende Betätigung des Schalterelements 17 kann die Steuerelektronik 15 des
Verbrauchers 13 zumindest temporär mit dem Verbraucher 12 verschaltet wer
den. Dazu ist das Schalterelement 17 mit einer entsprechenden Verbindungslei
tung 20, die zum Verbraucher 12 führt, verbunden. Sofern die Steuerelektronik
15 mit dem Verbraucher 12 verbunden ist, sind die beiden Steuerelektroniken 14
und 15 parallel geschaltet.
Nachfolgend wird nun das Verfahren zum Betreiben des Bordnetzes 10 für das
Fahrzeug beschrieben.
Wenn der Starter-Generator 12 gestartet werden soll, ist hierzu ein hoher Start
strom von 300 A erforderlich. Im Laufbetrieb des Starter-Generators wird jedoch
nur ein wesentlich geringerer Strom von 100 A benötigt. Um bei der Schaltungs
anordnung 11 die bisher notwendige Verwendung einer eigentlich überdimensio
nierten und auf den Strom von 300 A ausgelegten Steuerelektronik 14 für den
Starter-Generator 12 zu vermeiden, ist zunächst vorgesehen, daß der Starter-
Generator 12 über eine Steuerelektronik 14, die nur auf den niedrigeren Strom
des Starter-Generators 12 im Laufbetrieb (100 A) ausgelegt ist, mit der Span
nungsquelle 16 verbunden ist. In der Startphase des Starter-Generators 12, in
der dieser den erhöhten Strom benötigt, wird über das Schalterelement 17 eine
weitere Steuerelektronik 15 temporär zugeschaltet. Die weitere Steuerelektronik
15, die im Normalbetrieb mit dem Klimakompressor verbunden ist, bewirkt, daß
dem Starter-Generator 12 im Startbetrieb der erforderliche Strom in Höhe von
300 A zur Verfügung steht. Nach Beendigung der Startphase des Starter-Generators 12
(etwa nach 2 Sekunden), wird das Schalterelement 17, das über einen Rechner,
beispielsweise den Bordrechner des Fahrzeugs, gesteuert wird, umgeschaltet, so
daß die Steuerelektronik 15 wieder mit dem für sie eigentlich vorgesehenen Ver
braucher 13 verbunden wird. Nun kann auch dieser Verbraucher 13 betrieben
werden.
Wenn der Verbraucher als Starter-Generator für einen Verbrennungsmotor aus
gebildet ist, werden die hohen Startströme nur während des Kaltstarts des Mo
tors benötigt. In diesem Fall kann es vorteilhaft sein, daß die beiden Steuerelek
troniken 14, 15 nur in der Kaltphase des Motors zusammengeschaltet werden.
Beim warmen Verbrennungsmotor ist ein Start des Starter-Generators nur mit der
Steuerelektronik 14 möglich. Die Steuerelektronik 15 wird dann nicht mehr be
nötigt.
Claims (9)
1. Schaltungsanordnung für ein elektrisches Netz, insbesondere Schaltungsan
ordnung (11) für das Bordnetz (10) in einem Fahrzeug, mit einer Anzahl von
Verbrauchern (12, 13), die über jeweils eine Steuerelektronik (14, 15) mit ei
ner Spannungsquelle (16) verbunden sind, wobei wenigstens ein Schalterele
ment (17) vorgesehen ist, das zwischen einem der Verbraucher (13) und der
entsprechenden Steuerelektronik (15) angeordnet ist und daß die mit dem
Schalterelement (17) verbundene Steuerelektronik (15) über das Schalterele
ment (17) zumindest zeitweilig mit einem anderen Verbraucher (12) verschal
tet oder verschaltbar ist oder wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwei über das Schalterelement (17) mit einem Verbraucher (12) verbun
dene Steuerelektroniken (14, 15) parallel verschaltet oder verschaltbar sind
oder werden.
2. Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest einzelne Verbraucher (12) mit zu anderen Verbrauchern (13)
jeweils unterschiedlichem Leistungsbedarf vorgesehen sind und daß eine
Steuerelektronik (15), die mit einem Verbraucher (13) mit niedrigerem Lei
stungsbedarf verbunden ist, über das Schalterelement (17) mit einem Ver
braucher (12) mit höherem Leistungsbedarf verbunden oder verbindbar ist
oder wird.
3. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß zwei oder mehr Schalterelemente (17) vorgesehen sind, die jeweils
zwischen einem Verbraucher (13) und einer entsprechenden Steuerelektronik
(15) vorgesehen sind.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das wenigstens eine Schalterelement (17) mit einem Rechner verbunden ist.
5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß zumindest einzelne Verbraucher (12) vorgesehen sind, die einen
unterschiedlichen Leistungsbedarf über den Zeitraum ihres Betriebs aufweisen
und daß diese Verbraucher (12) im Zeitraum eines höheren Leistungsbedarfs
über das Schalterelement (17) mit der Steuerelektronik (15) eines anderen
Verbrauchers (13) verbunden oder verbindbar sind oder werden.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der
Verbraucher (12) mit unterschiedlichem Leistungsbedarf über den Betriebszeit
raum derart ausgebildet ist, daß er in einem Startbetrieb einen höheren Lei
stungsbedarf aufweist als in seinem Normalbetrieb.
7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß wenigstens einer der Verbraucher (12) als elektrische Maschine,
insbesondere als Synchronmaschine oder Asynchronmaschine, ausgebildet ist.
8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Spannungsquelle (16) als Batterie, insbesondere als 36 V-
Batterie, ausgebildet ist.
9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Steuerelektronik (14, 15) einen Steuerteil (24, 26) und einen
Leistungsteil (25, 27) aufweist.
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|---|---|
| DE (1) | DE19913771C1 (de) |
| FR (1) | FR2791310B1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10149105A1 (de) * | 2001-10-05 | 2003-05-08 | Audi Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Energieversorgung von Verbrauchern in einem Bordnetz |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4420754A1 (de) * | 1994-06-15 | 1995-09-07 | Daimler Benz Ag | Schaltungsanordnung zur getakteten Bestromung von mehreren Verbrauchern im Kraftfahrzeug |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5175439A (en) * | 1987-12-21 | 1992-12-29 | Robert Bosch Gmbh | Power supply circuit for motor vehicles |
| US4883973A (en) * | 1988-08-01 | 1989-11-28 | General Motors Corporation | Automotive electrical system having a starter/generator induction machine |
| DE3841769C1 (en) * | 1988-12-12 | 1990-06-07 | Juergen 8014 Neubiberg De Wemhoener | Circuit for ensuring the provision of starting energy in motor vehicles with internal combustion engines |
-
1999
- 1999-03-26 DE DE1999113771 patent/DE19913771C1/de not_active Expired - Fee Related
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2000
- 2000-03-22 FR FR0003642A patent/FR2791310B1/fr not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4420754A1 (de) * | 1994-06-15 | 1995-09-07 | Daimler Benz Ag | Schaltungsanordnung zur getakteten Bestromung von mehreren Verbrauchern im Kraftfahrzeug |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10149105A1 (de) * | 2001-10-05 | 2003-05-08 | Audi Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Energieversorgung von Verbrauchern in einem Bordnetz |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2791310B1 (fr) | 2004-02-27 |
| FR2791310A1 (fr) | 2000-09-29 |
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