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特許6993514車両制御機器用のマルチライン供給ユニット

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2021-12-13

(45)【発行日】2022-02-15

(54)【発明の名称】車両制御機器用のマルチライン供給ユニット

(51)【国際特許分類】

H02J 7/00 20060101AFI20220105BHJP

H02J 1/00 20060101ALI20220105BHJP

B60R 16/03 20060101ALI20220105BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 302C

H02J7/00 S

H02J1/00 309G

H02J1/00 309P

B60R16/03 A

【請求項の数】 23

(21)【出願番号】P 2020537845

(86)(22)【出願日】2018-08-15

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-12-03

(86)【国際出願番号】 EP2018072116

(87)【国際公開番号】W WO2019063186

(87)【国際公開日】2019-04-04

【審査請求日】2020-04-07

(31)【優先権主張番号】102017217003.4

(32)【優先日】2017-09-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】591245473

【氏名又は名称】ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴＢＯＳＣＨＧＭＢＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本修

(74)【代理人】

【識別番号】100120112

【氏名又は名称】中西基晴

(74)【代理人】

【識別番号】100196508

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100161908

【弁理士】

【氏名又は名称】藤木依子

(72)【発明者】

【氏名】シューマッハ，ハルトムート

(72)【発明者】

【氏名】フォークト，ダーフィット

【審査官】右田勝則

(56)【参考文献】

【文献】特開平０９－１４００６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０８２３０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０７５３４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１３－５１７７５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－２６１８６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０５３５９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１５９２２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０６６３２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０７７５１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－３２８６０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０７１４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－００４６１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－２４３１１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／０６０６０４（ＷＯ，Ａ２）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ７／００

Ｈ０２Ｊ１／００

Ｂ６０Ｒ１６／０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両制御機器（２）用のマルチライン供給ユニット（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）であって、入口ではそれぞれ少なくとも１つの車両電圧源（Ｂ、Ｂ１、Ｂ２）と接続しており、出口では共通の節点（ＫＰ）で一緒にされている少なくとも２つの供給ライン（Ｓ１、Ｓ２）と、少なくとも２つの前記供給ライン（Ｓ１、Ｓ２）内でそれぞれ少なくとも１つの第１の保護ダイオード（Ｄｖｓ１、Ｄｖｓ２）を含み、少なくとも１つの前記第１の保護ダイオード（Ｄｖｓ１、Ｄｖｓ２）が順方向で、少なくとも１つの前記車両電圧源（Ｂ、Ｂ１、Ｂ２）と前記節点（ＫＰ）との間で少なくとも２つの前記供給ライン（Ｓ１、Ｓ２）内にループ接続されている保護装置（３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ）とを備えた、マルチライン供給ユニット（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）において、少なくとも２つの前記供給ライン（Ｓ１、Ｓ２）内に、それぞれ少なくとも１つのスイッチ素子（Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２）が、少なくとも１つの前記保護ダイオード（Ｄｖｓ１、Ｄｖｓ２）に対して並列にループ接続されており、評価および制御ユニット（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ）が、少なくとも２つの前記供給ライン（Ｓ１、Ｓ２）の入口ではそれぞれライン電圧（ＶＳ１、ＶＳ２）を、および前記共通の節点（ＫＰ）では逆極性保護された供給電圧（ＶＰ）を捕捉および評価し、前記評価に応じて、少なくとも２つの前記供給ライン（Ｓ１、Ｓ２）内の前記スイッチ素子（Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２）を、対応する制御信号（Ｓｖｓ１＿ＣＴＬ、Ｓｖｓ２＿ＣＴＬ）を介して制御し、
前記評価および制御ユニット（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ）が、個々の前記ライン電圧（ＶＳ１、ＶＳ２）を相互におよび／または前記逆極性保護された供給電圧（ＶＰ）と比較し、前記比較に応じて、ハードウェア制御ユニット（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ）を介し、少なくとも１つの前記スイッチ素子（Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２）のための前記制御信号（Ｓｖｓ１＿ＣＴＬ、Ｓｖｓ２＿ＣＴＬ）を生成し、
対応する前記ライン電圧（ＶＳ１、ＶＳ２）と、前記共通の節点（ＫＰ）での前記逆極性保護された供給電圧（ＶＰ）との差が、設定された第２の閾値を下回る場合は、前記評価および制御ユニット（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ）が、前記ハードウェア制御ユニット（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ）によって生成される前記制御信号（Ｓｖｓ１＿ＣＴＬ、Ｓｖｓ２＿ＣＴＬ）を介し、少なくとも１つの前記スイッチ素子（Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２）を開くことを特徴とするマルチライン供給ユニット（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）。

【請求項2】

対応する前記ライン電圧（ＶＳ１、ＶＳ２）と、前記共通の節点（ＫＰ）での前記逆極性保護された供給電圧（ＶＰ）との差が、設定された第１の閾値を上回る場合は、前記評価および制御ユニット（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ）が、前記ハードウェア制御ユニット（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ）によって生成される前記制御信号（Ｓｖｓ１＿ＣＴＬ、Ｓｖｓ２＿ＣＴＬ）を介し、少なくとも１つの前記スイッチ素子（Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２）を閉じることを特徴とする請求項１に記載のマルチライン供給ユニット（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）。

【請求項3】

前記第１の閾値と前記第２の閾値との差が、前記ハードウェア制御ユニット（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ）内の可変の抵抗（Ｒｈｙｓ）を介して調整可能であることを特徴とする請求項２に記載のマルチライン供給ユニット（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）。

【請求項4】

車両制御機器（２）用のマルチライン供給ユニット（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）であって、入口ではそれぞれ少なくとも１つの車両電圧源（Ｂ、Ｂ１、Ｂ２）と接続しており、出口では共通の節点（ＫＰ）で一緒にされている少なくとも２つの供給ライン（Ｓ１、Ｓ２）と、少なくとも２つの前記供給ライン（Ｓ１、Ｓ２）内でそれぞれ少なくとも１つの第１の保護ダイオード（Ｄｖｓ１、Ｄｖｓ２）を含み、少なくとも１つの前記第１の保護ダイオード（Ｄｖｓ１、Ｄｖｓ２）が順方向で、少なくとも１つの前記車両電圧源（Ｂ、Ｂ１、Ｂ２）と前記節点（ＫＰ）との間で少なくとも２つの前記供給ライン（Ｓ１、Ｓ２）内にループ接続されている保護装置（３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ）とを備えた、マルチライン供給ユニット（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）において、少なくとも２つの前記供給ライン（Ｓ１、Ｓ２）内に、それぞれ少なくとも１つのスイッチ素子（Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２）が、少なくとも１つの前記保護ダイオード（Ｄｖｓ１、Ｄｖｓ２）に対して並列にループ接続されており、評価および制御ユニット（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ）が、少なくとも２つの前記供給ライン（Ｓ１、Ｓ２）の入口ではそれぞれライン電圧（ＶＳ１、ＶＳ２）を、および前記共通の節点（ＫＰ）では逆極性保護された供給電圧（ＶＰ）を捕捉および評価し、前記評価に応じて、少なくとも２つの前記供給ライン（Ｓ１、Ｓ２）内の前記スイッチ素子（Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２）を、対応する制御信号（Ｓｖｓ１＿ＣＴＬ、Ｓｖｓ２＿ＣＴＬ）を介して制御し、
前記評価および制御ユニット（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ）が、個々の前記ライン電圧（ＶＳ１、ＶＳ２）を相互におよび／または前記逆極性保護された供給電圧（ＶＰ）と比較し、前記比較に応じて、ハードウェア制御ユニット（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ）を介し、少なくとも１つの前記スイッチ素子（Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２）のための前記制御信号（Ｓｖｓ１＿ＣＴＬ、Ｓｖｓ２＿ＣＴＬ）を生成し、
前記評価および制御ユニット（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ）が計算ユニット（１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ）を含み、前記計算ユニット（１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ）が、少なくとも２つの前記供給ライン（Ｓ１、Ｓ２）を、設定された条件に応じて個々に点検し、前記計算ユニット（１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ）が少なくとも２つの前記供給ライン（Ｓ１、Ｓ２）の前記点検のために、少なくとも１つの制御信号（ＳＴＲ１＿ＣＴＬ、ＳＴＲ２＿ＣＴＬ）を生成して、前記ハードウェア制御ユニット（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ）に出力し、前記ハードウェア制御ユニット（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ）が、少なくとも１つの前記制御信号（ＳＴＲ１＿ＣＴＬ、ＳＴＲ２＿ＣＴＬ）に反応して、少なくとも１つの前記スイッチ素子（Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２）のための対応する前記制御信号（Ｓｖｓ１＿ＣＴＬ、Ｓｖｓ２＿ＣＴＬ）を生成および出力することを特徴とするマルチライン供給ユニット（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）。

【請求項5】

前記計算ユニット（１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ）が少なくとも２つの前記供給ライン（Ｓ１、Ｓ２）内での断線および／または問題および／または品質不良を認識すると、前記計算ユニット（１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ）が警告メッセージを生成し、かつ／またはエラー保存を行い、音響および／もしくは光出力ユニットならびに／または診断インターフェイスを介して出力することを特徴とする請求項４に記載のマルチライン供給ユニット（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）。

【請求項6】

少なくとも２つの前記供給ライン（Ｓ１、Ｓ２）内でそれぞれ、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ１、ＦＥＴ２）が少なくとも１つの前記第１の保護ダイオード（Ｄｖｓ１、Ｄｖｓ２）および少なくとも１つの前記スイッチ素子（Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２）を形成することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のマルチライン供給ユニット（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）。

【請求項7】

【請求項8】

車両制御機器（２）用のマルチライン供給ユニット（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）であって、入口ではそれぞれ少なくとも１つの車両電圧源（Ｂ、Ｂ１、Ｂ２）と接続しており、出口では共通の節点（ＫＰ）で一緒にされている少なくとも２つの供給ライン（Ｓ１、Ｓ２）と、少なくとも２つの前記供給ライン（Ｓ１、Ｓ２）内でそれぞれ少なくとも１つの第１の保護ダイオード（Ｄｖｓ１、Ｄｖｓ２）を含み、少なくとも１つの前記第１の保護ダイオード（Ｄｖｓ１、Ｄｖｓ２）が順方向で、少なくとも１つの前記車両電圧源（Ｂ、Ｂ１、Ｂ２）と前記節点（ＫＰ）との間で少なくとも２つの前記供給ライン（Ｓ１、Ｓ２）内にループ接続されている保護装置（３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ）とを備えた、マルチライン供給ユニット（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）において、少なくとも２つの前記供給ライン（Ｓ１、Ｓ２）内に、それぞれ少なくとも１つのスイッチ素子（Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２）が、少なくとも１つの前記保護ダイオード（Ｄｖｓ１、Ｄｖｓ２）に対して並列にループ接続されており、評価および制御ユニット（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ）が、少なくとも２つの前記供給ライン（Ｓ１、Ｓ２）の入口ではそれぞれライン電圧（ＶＳ１、ＶＳ２）を、および前記共通の節点（ＫＰ）では逆極性保護された供給電圧（ＶＰ）を捕捉および評価し、前記評価に応じて、少なくとも２つの前記供給ライン（Ｓ１、Ｓ２）内の前記スイッチ素子（Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２）を、対応する制御信号（Ｓｖｓ１＿ＣＴＬ、Ｓｖｓ２＿ＣＴＬ）を介して制御し、
少なくとも２つの前記供給ライン（Ｓ１、Ｓ２）の出口が、それぞれ個々に前記共通の節点（ＫＰ）の前でまたは一緒に前記共通の節点（ＫＰ）で、少なくとも１つの第３の保護ダイオード（Ｄｚｐ、Ｄｚｓ１１、Ｄｚｓ２１）を介してグラウンド（ＧＮＤ）と接続しており、少なくとも１つの前記第３の保護ダイオード（Ｄｚｐ、Ｄｚｓ１１、Ｄｚｓ２１）が、少なくとも２つの前記供給ライン（Ｓ１、Ｓ２）の正パルス負荷を低減することに適しており、少なくとも１つの前記第３の保護ダイオード（Ｄｚｐ、Ｄｚｓ１１、Ｄｚｓ２１）が、前記共通の節点（ＫＰ）で生じる負電圧を設定可能な値に制限し、ラインスイッチ（Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２）の故障の際、逆極性の場合に電気的な車両安全装置を作動させることを特徴とするマルチライン供給ユニット（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）。

【請求項9】

【請求項10】

【請求項11】

【請求項12】

前記パッシブフィルタ（２０）が、瞬時電圧低下を相殺することに適したエネルギー蓄積（ＣμＣＴ）を有することを特徴とする請求項１１に記載のマルチライン供給ユニット（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）。

【請求項13】

前記パッシブフィルタ（２０）が、マルチラインＴ型フィルタ（２０Ｃ）として実施されており、少なくとも２つの前記供給ライン（Ｓ１、Ｓ２）内で、それぞれ第１のフィルタインダクタンス（ＬＴ１、ＬＴ２）が、前記スイッチ素子（Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２）と前記共通の節点（ＫＰ）との間にループ接続されており、共通の第２のフィルタインダクタンス（ＬＴ）が、前記共通の節点（ＫＰ）とフィルタ出口との間にループ接続されていることを特徴とする請求項１１または１２に記載のマルチライン供給ユニット（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）。

【請求項14】

少なくとも２つの前記供給ライン（Ｓ１、Ｓ２）の入口ではそれぞれライン電圧（ＶＳ１、ＶＳ２）が、および前記共通の節点（ＫＰ）では逆極性保護された供給電圧（ＶＰ）が捕捉および評価され、少なくとも２つの前記供給ライン（Ｓ１、Ｓ２）内の前記スイッチ素子（Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２）が、前記評価に応じて、対応する制御信号（Ｓｖｓ１＿ＣＴＬ、Ｓｖｓ２＿ＣＴＬ）を介して制御されることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載のマルチライン供給ユニット（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）の動作方法。

【請求項15】

個々の前記ライン電圧（ＶＳ１、ＶＳ２）が相互におよび／または前記逆極性保護された供給電圧（ＶＰ）と比較され、前記比較に応じて、ハードウェア制御ユニット（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ）を介し、少なくとも１つの前記スイッチ素子（Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２）のための前記制御信号（Ｓｖｓ１＿ＣＴＬ、Ｓｖｓ２＿ＣＴＬ）が生成されることを特徴とする請求項１４に記載の動作方法。

【請求項16】

少なくとも２つの前記供給ライン（Ｓ１、Ｓ２）が、動作中に、設定された条件に応じて個々に点検されることを特徴とする請求項１４または１５に記載の動作方法。

【請求項17】

少なくとも２つの前記供給ライン（Ｓ１、Ｓ２）が、設定された時間間隔をあけておよび／または前記ライン電圧（ＶＳ１、ＶＳ２）間の電圧差が設定された数値を上回る場合に、個々に点検されることを特徴とする請求項１６に記載の動作方法。

【請求項18】

少なくとも２つの前記供給ライン（Ｓ１、Ｓ２）の第１の点検の際、点検すべき供給ライン（Ｓ１、Ｓ２）の少なくとも１つの前記スイッチ素子（Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２）が開かれ、対応する前記ライン電圧（ＶＳ１、ＶＳ２）および前記共通の節点（ＫＰ）での前記逆極性保護された供給電圧（ＶＰ）の反応が捕捉および評価されることを特徴とする請求項１６または１７に記載の動作方法。

【請求項19】

スイッチ素子（Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２）の開放時に、対応する前記ライン電圧（ＶＳ１、ＶＳ２）が設定された最小限界値未満である場合に、前記点検すべき供給ライン（Ｓ１、Ｓ２）内の断線が認識されることを特徴とする請求項１８に記載の動作方法。

【請求項20】

少なくとも２つの前記供給ライン（Ｓ１、Ｓ２）の第２の点検の際、前記点検すべき供給ライン（Ｓ１、Ｓ２）の対応する前記スイッチ素子（Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２）だけが閉じられて、そのほかの前記供給ライン（Ｓ１、Ｓ２）の前記スイッチ素子（Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２）が開かれ、前記点検すべき供給ライン（Ｓ１、Ｓ２）の負荷状態での対応する前記ライン電圧（ＶＳ１、ＶＳ２）の反応が捕捉および評価されることを特徴とする請求項１６から１９のいずれか一項に記載の動作方法。

【請求項21】

スイッチ素子（Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２）の閉鎖時に、対応する前記ライン電圧（ＶＳ１、ＶＳ２）が設定された負荷限界値未満である場合に、前記負荷下での点検すべき供給ライン（Ｓ１、Ｓ２）内での問題が認識されることを特徴とする請求項２０に記載の動作方法。

【請求項22】

個々の前記ライン電圧（ＶＳ１、ＶＳ２）が相互におよびそれぞれ接続された前記車両電圧源（Ｂ１、Ｂ２）の車両電圧（ＵＢ１、ＵＢ２）と比較され、前記比較に基づいて、対応する前記供給ライン（Ｓ１、Ｓ２）の内部抵抗（Ｒｉ１、Ｒｉ２）の大きさが推測されることを特徴とする請求項１６から２１のいずれか一項に記載の動作方法。

【請求項23】

少なくとも２つの前記供給ライン（Ｓ１、Ｓ２）内での断線および／または問題および／または品質不良が認識されると、警告メッセージが生成され、かつ／またはエラー保存が行われ、音響および／もしくは光出力ユニットならびに／または診断インターフェイスを介して出力され、前記品質不良は、前記内部抵抗（Ｒｉ１、Ｒｉ２）が設定された限界値を上回ることによって認識されることを特徴とする請求項１６から２２のいずれか一項に記載の動作方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、独立特許請求項１のプリアンブルによる車両制御機器用のマルチライン供給ユニットに基づく。このようなマルチライン供給ユニットの動作方法も本発明の対象である。

【背景技術】

【0002】

車両内の電子制御機器は、通常は、第１のイグニッションキーシリンダ位置（ラジオ）においてエネルギー源と接続される第１のスイッチング可能なクランプ（ＫＬ１５Ｒ）を介して、および／または第２のイグニッションキーシリンダ位置（イグニッション）においてエネルギー源と接続される第２のスイッチング可能なクランプ（ＫＬ１５）を介してエネルギーを供給される。車両の作動を停止してもエネルギーが供給される制御機器が「スリープモード」を有する場合、この制御機器は、イグニッションキーシリンダ位置に関係なくエネルギー源と接続している永久プラス（Dauerplus）・クランプ（ＫＬ３０）を介してエネルギーを供給される。車両の作動が停止している場合、「スリープモード」がアクティブであれば、永久プラス・クランプからの供給電流はほぼゼロである。「スリープモード」が非アクティブであれば、つまり制御機器の通常動作モードでは、永久プラス・クランプから必要な供給電流が提供される。さらなる一変形形態では、制御機器の通常動作モードにおいて、第１のスイッチング可能なクランプおよび／または第２のスイッチング可能なクランプが冗長的に、制御機器のためのさらなる潜在的な供給ラインとして設けられている。これは、供給の冗長性だけでなく、これらのスイッチングされる供給ラインが、対応する制御機器のための冗長なウェイクアップ信号伝達にも使用され得るという利点を有する。一次的なウェイクアップ機能および／またはスリープモードは、適切なバスアクティビティまたはバスコマンドを介して制御され得る。提供されている供給ラインは、制御機器内で逆極性保護されており、「ワイヤードＯＲ」接続されている。これにより、１つまたは複数の供給ラインの逆極性の場合に、制御機器内で被害が発生し得ないことが保証され得る。そのうえ、制御機器内の供給ラインの「ワイヤードＯＲ接続」は、通常動作モード中の制御機器の冗長な供給に役立つ。これまでシリコンダイオードが、最大２Ａの定常電流範囲内での逆極性保護手段として用いられている。これは、最大１Ｖの電圧降下および最大２Ｗの損失電力を生じさせる。電圧降下がより低い改善されたシステムでは、ショットキーダイオードが用いられ、これにより最大４Ａの定常電流が良好であり得る。電圧降下はここでは０．６Ｖ未満であり、これは最大２．４Ｗの損失電力を生じさせ得る。

【発明の概要】

【0003】

独立特許請求項１の特徴を有する車両制御機器用のマルチライン供給ユニットおよびこのマルチライン供給ユニットの動作方法は、定常電流動作時の個々の供給ラインの逆極性保護に関する電圧降下が、したがって損失電力も、保護ダイオードに対して並列にループ接続されたスイッチ素子によって明らかに低減され得るという利点を有する。これに関し、各供給ライン内の保護ダイオードが、静的および／または動的な逆極性保護ならびに逆給電保護を提供することが有利である。これにより、とりわけ少なくとも部分的に自律型の走行機能を備えた車両内で使用される安全システム、支援システムなどのための将来のより大きな制御機器の、上昇する電流要求に応対できることが有利である。加えて、車両制御機器用のこのマルチライン供給ユニットの実施形態は、逆極性保護だけでなく、後続のスイッチングレギュレータのためのさらなるフィルタ回路も考慮に入れている。

【0004】

車両制御機器用のこのマルチライン供給ユニットの実施形態は、好ましくは２ライン供給ユニットとして実施され、この場合、一般的に第１の供給ラインは、イグニッションキーシリンダの永久プラス・クランプを介して恒久的にエネルギーを供給され、第２の供給ラインは、イグニッションキーシリンダのスイッチング可能なクランプを介してエネルギーを供給される。加えて車両制御機器用のこのマルチライン供給ユニットの実施形態の場合、対応する制御機器のスリープモードでは、これらの供給ラインを介して１００μＡ未満の電流しか流れない。

【0005】

さらに車両制御機器用のこのマルチライン供給ユニットの実施形態は、とりわけ供給ラインの欠如または供給ラインの短絡を認識するために、個々の供給ラインを監視する。車両制御機器用のこのマルチライン供給ユニットの実施形態は、エネルギー蓄積素子が出力負荷として用いられ得るように実施されることが有利である。このエネルギー蓄積素子は、好ましくはコンデンサとして実施されており、マルチライン供給ユニットの瞬低、短絡、および／または断線の際に、通常は数百μｓ～１０ｍｓの規定の期間、制御機器供給を維持するためにエネルギーを提供でき、このエネルギーの大部分は、マルチライン供給ユニットに逆給電されない。

【0006】

車両制御機器用のこのマルチライン供給ユニットの実施形態は、供給ラインの電圧の高さが異なる場合に、一方の供給ラインからもう一方の供給ランへの恒久的な逆給電を阻止することが有利である。動的事象でも、とりわけ供給ラインの直流電圧に重畳した交流電圧分でも、動的逆給電エネルギーが制限されることが有利である。加えて車両制御機器用のこのマルチライン供給ユニットの実施形態は、供給ラインでの正または負のインパルスに対する保護措置を含んでおり、とりわけ正および負のインパルスの非対称のクランプまたは制限を可能にする。

【0007】

本発明の実施形態は、入口ではそれぞれ少なくとも１つの車両電圧源と接続しており、出口では共通の節点で一緒にされている少なくとも２つの供給ラインと、少なくとも２つの供給ライン内でそれぞれ少なくとも１つの第１の保護ダイオードを含み、この少なくとも１つの第１の保護ダイオードが順方向で、少なくとも１つの車両電圧源と節点との間で少なくとも２つの供給ライン内にループ接続されている保護装置とを備えた、車両制御機器用のマルチライン供給ユニットを提供する。これに関し、少なくとも２つの供給ライン内に、それぞれ少なくとも１つのスイッチ素子が、少なくとも１つの保護ダイオードに対して並列にループ接続されている。加えて評価および制御ユニットが、少なくとも２つの供給ラインの入口ではそれぞれライン電圧を、および共通の節点では逆極性保護された供給電圧を捕捉し、これらの電圧を評価する。この評価に応じて評価および制御ユニットが、少なくとも２つの供給ライン内のスイッチ素子を、対応する制御信号を介して制御する。

【0008】

これに加え、少なくとも２つの供給ラインの入口ではそれぞれライン電圧を、および共通の節点では逆極性保護された供給電圧を捕捉および評価するマルチライン供給ユニットの動作方法を提案する。これに関し、少なくとも２つの供給ライン内のスイッチ素子は、この評価に応じて、対応する制御信号を介して制御される。

【0009】

評価および制御ユニットとは、本明細書では、例えば制御機器のような、とりわけ運転者支援制御機器、内蔵された安全システム、またはエアバッグ制御機器のような電気機器と理解でき、この電気機器は、捕捉されたセンサ信号、例えばビデオ信号、レーダ信号、ライダ信号、温度信号、赤外線信号、位置信号、加速度信号、圧力信号、回転率信号などを、ならびに／または電圧および／もしくは電流を処理または評価する。この評価および制御ユニットは、ハードウェアおよび／またはソフトウェアによって形成され得る少なくとも１つのインターフェイスを有し得る。ハードウェアによる形成では、インターフェイスは例えば評価および制御ユニットの非常に様々な機能を内包するいわゆるシステムＡＳＩＣの一部であり得る。ただしこのインターフェイスが、専用の集積回路であるかまたは少なくとも部分的に個別の部品から成っていてもよい。ソフトウェアによる形成では、インターフェイスは例えばマイクロコントローラ上でほかのソフトウェアモジュールの隣に存在するソフトウェアモジュールであり得る。機械可読の媒体、例えば半導体メモリ、ハードディスクメモリ、または光学メモリ上で記憶されており、評価および制御ユニットによりプログラムが実行される際に評価を実施するために使用されるプログラムコードを有するコンピュータプログラム製品も有利である。

【0010】

従属請求項に挙げた措置および変形形態により、独立特許請求項１で提示された車両制御機器用のマルチライン供給ユニットおよび独立特許請求項１６で提示されたこのようなマルチライン供給ユニットの動作方法の有利な改善が可能である。

【0011】

特に有利なのは、評価および制御ユニットが、個々のライン電圧を相互におよび／または逆極性保護された供給電圧と比較でき、この比較に応じて、ハードウェア制御ユニットを介し、少なくとも１つのスイッチ素子のための制御信号を生成できることである。ハードウェア制御ユニットとは、以下では、個別の電子的または電気的な部品またはコンポーネントから構成されており、したがって内部条件を認識するための非常に速い評価工程および短いスイッチング時間が実行され得る電気回路のことである。これは、ハードウェア制御ユニットが、供給ラインの入口および共通の節点と、対応する接触および接続を介して直接的に接続でき、共通の節点を介してエネルギーを供給され得ることを意味する。ハードウェア制御ユニットまたはハードウェア制御ユニットの一部は、スリープ用入口を介してスイッチオンまたはスイッチオフされ得る。対応するライン電圧と、共通の節点での逆極性保護された供給電圧との差が、設定された第１の閾値を上回る場合は、評価および制御ユニットが、ハードウェア制御ユニットによって生成される制御信号を介し、少なくとも１つのスイッチ素子を閉じ得る。これにより、対応する供給ラインでの電圧降下、したがって損失電力を低減し得ることが有利である。加えて、対応するライン電圧と、共通の節点での逆極性保護された供給電圧との差が、設定された第２の閾値を下回るかまたは負になる場合は、評価および制御ユニットが、ハードウェア制御ユニットによって生成される制御信号を介し、少なくとも１つのスイッチ素子を開き得る。これにより、共通の節点から、閉じられたスイッチ素子を介して当該の供給ラインへという逆給電を阻止し得ることが有利である。加えて第１の閾値と第２の閾値との差は、ハードウェア制御ユニット内の可変の抵抗を介して調整され得る。これにより、スイッチング決定の安定性が改善されるように、個々の供給ライン内のスイッチ素子のためのヒステリシスを設定し得ることが有利である。通常の場合には、すべてのスイッチ素子が同一に実施され、同一のヒステリシスで動作される。この場合は、すべてのスイッチ素子のためのヒステリシスの共通の調整で十分である。その代わりに、各スイッチ素子に対して各々のヒステリシスが設定され得る。ヒステリシスの調整には、スイッチ素子の内部抵抗、スイッチング決定の安定性、および帰属の供給ライン内の逆電流の認識高さが考慮され得る。これにより、スイッチング決定の安定性を、個別に認識される逆給電電流の高さに依存させることができ、使用されるスイッチ素子の内部抵抗に適合させることができる。

【0012】

このマルチライン供給ユニットの有利な形態では、評価および制御ユニットが計算ユニットを含むことができ、この計算ユニットは、少なくとも２つの供給ラインを、設定された条件に応じて個々に点検する。これに関し、計算ユニットは少なくとも２つの供給ラインの点検のために、少なくとも１つの制御信号を生成して、ハードウェア制御ユニットに出力することができ、ハードウェア制御ユニットは、この少なくとも１つの制御信号に反応して、少なくとも１つのスイッチ素子のための対応する制御信号を生成および出力することができる。供給ラインの断線もしくは短絡もしくはその他の問題を認識するため、または品質を点検するため、個々の供給ライン内のスイッチ素子を一時的に開くことができ、個々のライン電圧および共通の節点での逆極性保護された供給電圧の反応を捕捉および評価することができる。品質の尺度として、例えば対応する供給ラインの内部抵抗が確定および評価され得る。これに関し、供給ラインの品質は内部抵抗に反比例し、つまり供給ラインの品質は、内部抵抗が上昇するにつれて低下する。

【0013】

このマルチライン供給ユニットのさらなる有利な形態では、計算ユニットが少なくとも２つの供給ライン内での断線および／または問題および／または品質不良を認識すると、計算ユニットは警告メッセージを生成でき、かつ／またはエラー保存を行うことができ、音響および／もしくは光出力ユニットならびに／または診断インターフェイスを介して出力することができる。これにより運転者が早めに警告を受けて、少なくとも部分的に自動の機能を介したチェックを再び引き継ぐことができるか、または次のサービスの際に問題が取り除かれ得る。つまり例えばエラーの種類、エラーの場所、およびエラーの時間が、次のサービスまで保存され得る。

【0014】

このマルチライン供給ユニットのさらなる有利な形態では、少なくとも２つの供給ライン内でそれぞれ、電界効果トランジスタが少なくとも１つの第１の保護ダイオードおよび少なくとも１つのスイッチ素子を形成し得る。電界効果トランジスタは、ＰチャネルＭＯＳ電界効果トランジスタ（ＰＭＯＳＦＥＴ）として実施されることが好ましく、このＰチャネルＭＯＳ電界効果トランジスタは、順方向で、バルクダイオードを介してドレイン・ソース間で導通する。これは、正のソース・ゲート間電圧による簡単な制御を可能にする。少なくとも１つのスイッチ素子のパルス負荷を低減するため、少なくとも２つの供給ライン内でそれぞれ、少なくとも１つの第２の保護ダイオードが、少なくとも１つの第１の保護ダイオードに対しておよび少なくとも１つのスイッチ素子に対して並列に配置され得る。少なくとも１つの第２の保護ダイオードは、対応するスイッチ素子を、とりわけＰＭＯＳＦＥＴとしての実施の場合に、高い負電圧インパルスから保護し、この高い負電圧インパルスは、例えば制御機器に対して並列に配置されたインダクタンス、例えばシートヒータ、デフォッガなどをスイッチオフするようなスイッチング工程などの際に、その供給ライン上で発生し得る。少なくとも１つの第２の保護ダイオードは、降伏電圧が２４Ｖ～４０Ｖの範囲内の高性能サプレッサダイオード（ＴＳＶ）として実施され得ることが好ましい。これに加え、少なくとも２つの供給ラインの出口は、それぞれ個々に共通の節点の前でまたは一緒に共通の節点で、少なくとも１つの第３の保護ダイオードを介してグラウンドと接続でき、この第３の保護ダイオードは、少なくとも２つの供給ラインの正パルス負荷を低減することに適している。これに関し、少なくとも１つの第３の保護ダイオードは、共通の節点で生じる負電圧を設定可能な値に制限でき、ラインスイッチの故障の際、逆極性の場合に電気的な車両安全装置を作動させ得る。負電圧は、例えば－０．３Ｖ～－１．２Ｖの間の範囲内の値に制限され得る。中央の少なくとも１つの第３の保護ダイオードによる回路の増補は、ロードダンプ（ｌｏａｄ－ｄｕｍｐ）を含む正インパルスに対するマルチライン供給装置の保護に役立つ。供給ラインの１つで正パルス負荷が発生すると、このインパルスは、少なくとも１つの第３の保護ダイオードによってクランプまたは制限される。少なくとも１つの第３の保護ダイオードは、降伏電圧が３０Ｖ～４２Ｖの範囲内の高性能サプレッサダイオード（ＴＳＶ）として実施され得ることが好ましい。少なくとも１つの第２の保護ダイオードおよび少なくとも１つの第３の保護ダイオードにより、スイッチ素子のパルス負荷を低減でき、これにより、比較的低いソース・ドレイン間強度および低い順方向抵抗および比較的小さな所要面積をもつ比較的安価なトランジスタタイプが用いられ得ることが有利である。供給ラインの静的な逆極性保護が、この追加的な少なくとも１つの第２の保護ダイオードおよび少なくとも１つの第３の保護ダイオードによって悪影響を及ぼされることはない。加えて、少なくとも１つの第２の保護ダイオードおよび少なくとも１つの第３の保護ダイオードの使用により、負または正の供給インパルスの非対称のクランプまたは制限が可能になり、それにより、負クランプ素子のサイズまたは吸収性能が、正クランプ素子のサイズまたは吸収性能から切り離され得る。さらに、共通の節点でのこの一方向のクランプが、逆極性に対する拡大された保護を、供給ライン内のスイッチ素子の故障の場合に制御機器内で被害が生じる前にライン安全装置を作動させるという目標と一致させていることが有利である。

【0015】

このマルチライン供給ユニットのさらなる有利な形態では、少なくとも２つの供給ラインの入口をそれぞれ、オーム抵抗およびキャパシタンスを含む少なくとも１つのＲＣ回路によりグラウンドと接続および減衰できる。加えて少なくとも２つの供給ラインの出口を、それぞれ個々に共通の節点の前でまたは一緒に共通の節点で、オーム抵抗およびキャパシタンスを含む少なくとも１つのＲＣ回路によりグラウンドと接続および減衰できる。これにより、例えば供給ラインによる誘導ノイズ電圧を減衰でき、この誘導ノイズ電圧は、オーム抵抗だけでなく、車両バッテリーへの接続によって生じる。これにより、スイッチング工程が個々の供給ライン内および共通の節点で、ノイズ限界値を上回ったりスイッチ素子の最適な制御を脅かしたりし得るノイズ電圧を引き起こすのを阻止し得ることが有利である。ＲＣ回路の寸法は、個々の供給ラインの等価インダクタンスおよび電流に依存する。

【0016】

このマルチライン供給ユニットのさらなる有利な形態では、共通の節点が、パッシブフィルタを介して制御機器と接続され得る。パッシブフィルタは、瞬時電圧低下を相殺し得るエネルギー蓄積を有し得ることが好ましい。このエネルギー蓄積は、コンデンサを含み得ることが好ましい。特に有利な一形態では、パッシブフィルタが、マルチラインＴ型フィルタとして実施され得る。これに関し、少なくとも２つの供給ライン内で、それぞれ第１のフィルタインダクタンスを、スイッチ素子と共通の節点との間にループ接続でき、共通の第２のフィルタインダクタンスを、共通の節点とフィルタ出口との間にループ接続できる。この実施形態は、供給ラインが後続の制御機器に対称的に接続することを可能にし、２０ｋＨｚ未満のカットオフ周波数を可能にし、これにより後続の制御機器のスイッチングレギュレータが、ノイズ周波数に対するＰＳＳＲ（電源電圧変動除去比）に関し、この調節周波数を介して補助される。

【0017】

動作方法の有利な形態では、個々のライン電圧を相互におよび／または逆極性保護された供給電圧と比較でき、この比較に応じて、ハードウェア制御ユニットを介し、少なくとも１つのスイッチ素子のための制御信号を生成できる。

【0018】

動作方法のさらなる有利な形態では、少なくとも２つの供給ラインが、動作中に、設定された条件に応じて個々に点検され得る。少なくとも２つの供給ラインの点検は、例えば設定された時間間隔をあけて行われ得る。それに加えてまたはその代わりに、少なくとも２つの供給ラインは、ライン電圧間の電圧差が設定された数値を上回る場合に個々に点検され得る。

【0019】

動作方法のさらなる有利な形態では、個々の供給ラインの第１の点検の際、点検すべき供給ラインの少なくとも１つのスイッチ素子を開くことができ、対応するライン電圧および共通の節点での逆極性保護された供給電圧の反応を捕捉および評価することができる。これに関し、スイッチ素子の開放時に、対応するライン電圧が例えば０Ｖ～６Ｖの間の電圧範囲内の設定された最小限界値未満である場合に、点検すべき供給ライン内の断線が認識され得る。点検の後、開かれたスイッチ素子が再び閉じられ、次の供給ラインが、対応するスイッチ素子を開くことによって点検され得る。割り当てられたスイッチ素子を開くことによる供給ラインの一時的な点検は、制御機器供給をまったく脅かさず、なぜなら当該供給ラインは、第１の保護ダイオードを介し、およびこれに加えて並列の第２の保護ダイオードを介し、依然として制御機器供給を保証し得るからである。

【0020】

動作方法のさらなる有利な形態では、少なくとも２つの供給ラインの第２の点検の際、点検すべき供給ラインの対応するスイッチ素子だけを閉じて、そのほかの供給ラインのスイッチ素子は開くことができ、負荷下での点検すべき供給ライン内の対応するライン電圧の反応を捕捉および評価することができる。これに関し、スイッチ素子の閉鎖時に、対応するライン電圧が設定された負荷限界値未満である場合に、負荷下での点検すべき供給ライン内での、例えば点検すべき供給ラインの接触不良または高すぎる等価抵抗によって引き起こされる問題が認識され得る。

【0021】

動作方法のさらなる有利な形態では、個々のライン電圧が相互におよびそれぞれ接続された車両電圧源の車両電圧と比較され得る。この比較に基づいて、対応する供給ラインの内部抵抗が推測され得る。電流変化が分かっている場合は、対応するスイッチ素子のスイッチオフの前後のすべてのライン電圧差を評価することでも、供給ラインの内部抵抗が推測され得る。

【0022】

動作方法のさらなる有利な形態では、少なくとも２つの供給ライン内での断線および／または問題および／または品質不良が認識されると、警告メッセージを生成でき、かつ／またはエラー保存を行うことができ、音響および／もしくは光出力ユニットならびに／または診断インターフェイスを介して出力することができる。これに関し品質不良は、例えば内部抵抗が設定された限界値を上回ることによって認識され得る。これにより運転者が早めに警告を受けて、少なくとも部分的に自動の機能を介したチェックを再び引き継ぐことができるか、または次のサービスの際に問題が取り除かれ得る。つまり例えばエラーの種類、エラーの場所、およびエラーの時間が、次のサービスまで保存され得る。

【0023】

本発明の例示的実施形態を図面に示しており、以下の説明においてより詳しく解説する。図面では、同じまたは類似の機能を実施するコンポーネントまたは要素に同じ符号が付されている。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】保護装置の第１の例示的実施形態による、車両制御機器用の本発明によるマルチライン供給ユニットの１つの例示的実施形態の概略的な回路図である。

【図2】保護装置の第１の例示的実施形態による、車両制御機器用の本発明によるマルチライン供給ユニットの第２の例示的実施形態の概略的な回路図である。

【図3】図１および図２からの本発明によるマルチライン供給ユニットのための保護装置の第２の例示的実施形態の概略的な回路図であり、この保護装置は１つのエネルギー源と接続している。

【図4】図３からの保護装置の概略的な回路図であり、この保護装置は２つのエネルギー源と接続している。

【図5】図１および図２からの本発明によるマルチライン供給ユニットのための保護装置の第３の例示的実施形態の概略的な回路図である。

【図6】保護装置の第４の例示的実施形態による、車両制御機器用の本発明によるマルチライン供給ユニットの第３の例示的実施形態の概略的な回路図である。

【図7】図６からの車両制御機器用の本発明によるマルチライン供給ユニットの評価および制御ユニットのためのハードウェア制御ユニットの１つの例示的実施形態の概略的な回路図である。

【図8】図３からの保護装置を備えた図１からの車両制御機器用の本発明によるマルチライン供給ユニットの通常動作中の電圧の特性曲線図である。

【図9】図４からの保護装置を備えた図１および図２からの車両制御機器用の本発明によるマルチライン供給ユニットの様々な大きさの特性曲線図であり、この場合、マルチライン供給装置は異なる直流分を有し、１ｋＨｚの正弦波ノイズ電圧で妨害されている。

【図10】図４からの保護装置を備えた図１および図２からの車両制御機器用の本発明によるマルチライン供給ユニットの様々な大きさの特性曲線図であり、この場合、マルチライン供給装置は異なる直流分を有する。

【発明を実施するための形態】

【0025】

図１～図７から明らかなように、車両制御機器２用の本発明によるマルチライン供給ユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃの示した例示的実施形態はそれぞれ、入口ではそれぞれ少なくとも１つの車両電圧源Ｂ、Ｂ１、Ｂ２と接続しており、出口では共通の節点ＫＰで一緒にされている少なくとも２つの供給ラインＳ１、Ｓ２と、少なくとも２つの供給ラインＳ１、Ｓ２内でそれぞれ少なくとも１つの第１の保護ダイオードＤｖｓ１、Ｄｖｓ２を含み、この少なくとも１つの第１の保護ダイオードＤｖｓ１、Ｄｖｓ２が順方向で、少なくとも１つの車両電圧源Ｂ、Ｂ１、Ｂ２と節点ＫＰとの間で少なくとも２つの供給ラインＳ１、Ｓ２内にループ接続されている保護装置３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄとを含んでいる。これに関し、少なくとも２つの供給ラインＳ１、Ｓ２内に、それぞれ少なくとも１つのスイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２が、少なくとも１つの保護ダイオードＤｖｓ１、Ｄｖｓ２に対して並列にループ接続されており、この場合、評価および制御ユニット１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃが、少なくとも２つの供給ラインＳ１、Ｓ２の入口ではそれぞれライン電圧ＶＳ１、ＶＳ２を、および共通の節点ＫＰでは逆極性保護された供給電圧ＶＰを捕捉および評価する。この評価に応じて評価および制御ユニット１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃが、少なくとも２つの供給ラインＳ１、Ｓ２内のスイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２を、対応する制御信号Ｓｖｓ１＿ＣＴＬ、Ｓｖｓ２＿ＣＴＬを介して制御する。

【0026】

示した例示的実施形態では、マルチライン供給ユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃはそれぞれ、２つの供給ラインＳ１、Ｓ２を有する２ライン供給ユニットとして実施されている。代替的な示されていない例示的実施形態では、マルチライン供給ユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃは、２つより多くの供給ラインＳ１、Ｓ２を有してもよい。

【0027】

図１～図７からさらに明らかなように、示した供給ラインＳ１、Ｓ２内では、第１の保護ダイオードＤｖｓ１、Ｄｖｓ２が、静的および／または動的な逆極性保護のために、およびスイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２の開放時の供給の確実性のために、および逆給電保護のために用いられる。供給方向の電圧降下を低減するために、供給ラインＳ１、Ｓ２内でスイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２が用いられ、このスイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２は、第１の保護ダイオードＤｖｓ１、Ｄｖｓ２に対して並列に配置されている。評価および制御ユニット１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、個々のライン電圧ＶＳ１、ＶＳ２を相互におよび／または逆極性保護された供給電圧ＶＰと比較し、この比較に応じて、ハードウェア制御ユニット１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを介し、スイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２のための制御信号Ｓｖｓ１＿ＣＴＬ、Ｓｖｓ２＿ＣＴＬを生成する。このためにハードウェア制御ユニット１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、クランプＶＳ１＿ＩＮ、ＶＳ２＿ＩＮを介した両方の供給ラインＳ１、Ｓ２への接続およびクランプＶＰ＿ＩＮを介した共通の節点ＫＰへの接続を使用する。ハードウェア制御ユニット１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃには、逆極性保護された供給電圧ＶＰおよびグラウンドＧＮＤが、クランプＶＰ＿ＩＮおよびＧＮＤを介して供給される。

【0028】

通常動作中、対応するライン電圧ＶＳ１、ＶＳ２と、共通の節点ＫＰでの逆極性保護された供給電圧ＶＰとの差が、設定された第１の閾値を上回る場合は、評価および制御ユニット１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃが、ハードウェア制御ユニット１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを介してスイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２を閉じる。対応するライン電圧ＶＳ１、ＶＳ２と、共通の節点ＫＰでの逆極性保護された供給電圧ＶＰとの差が、設定された第２の閾値を下回るかまたは負になる場合は、評価および制御ユニット１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃが、ハードウェア制御ユニット１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを介してスイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２を開く。図１、図２、および図６からさらに明らかなように、第１の閾値と第２の閾値との差は、ハードウェア制御ユニット１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ内の可変の抵抗Ｒｈｙｓを介して調整可能である。これに関し、第１の制御信号Ｓｖｓ１＿ＣＴＬが低い値を有する場合、通常の場合、現実の車両供給のために第１のスイッチ素子Ｓｖｓ１が閉じられる。第１の制御信号Ｓｖｓ１＿ＣＴＬが、第１のスイッチ素子Ｓｖｓ１のための特定のドライバ内で処理される場合、論理「Ｈｉｇｈ」信号かまたは論理「Ｌｏｗ」信号かの確定に応じて、第１のスイッチ素子Ｓｖｓ１が閉じ得る。これは、第１のライン電圧ＶＳ１が、逆極性保護された供給電圧ＶＰと設定されたヒステリシス値との差より大きい場合である。そうでなければ第１のスイッチ素子Ｓｖｓ１は開いたままである。第２の制御信号Ｓｖｓ２＿ＣＴＬが低い値を有する場合、通常の場合、現実の車両供給のために第２のスイッチ素子Ｓｖｓ２が閉じられる。第２の制御信号Ｓｖｓ２＿ＣＴＬが、第２のスイッチ素子Ｓｖｓ２のための特定のドライバ内で処理される場合、論理「Ｈｉｇｈ」信号かまたは論理「Ｌｏｗ」信号かの確定に応じて、第２のスイッチ素子Ｓｖｓ１が閉じ得る。これは、第２のライン電圧ＶＳ２が、逆極性保護された供給電圧ＶＰと設定されたヒステリシス値との差より大きい場合である。そうでなければ第２のスイッチ素子Ｓｖｓ２は開いたままである。対応するスイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２が閉じることで、逆極性保護された供給電圧ＶＰは、低いスイッチ抵抗に基づき、供給されているライン電圧ＶＳ１、ＶＳ２より僅かにしか下がらないので、スイッチングヒステリシスが、スイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２の振動を阻止することが有利である。スイッチングヒステリシスは、同じ構造のスイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２に対しては固定的に設定され得る。示した例示的実施形態では、ヒステリシスは任意選択の抵抗Ｒｈｙｓを介して適合され得る。適合のための基準となるのは、スイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２の内部抵抗、供給方向でのライン電流の高さ、スイッチング決定の所望の安定性、および対応する供給ラインＳ１、Ｓ２内の逆電流の認識高さである。

【0029】

図１、図２、および図６からさらに明らかなように、評価および制御ユニット１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは計算ユニット１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃを含み、この計算ユニット１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃは、両方の供給ラインＳ１、Ｓ２を、設定された条件に応じて個々に点検する。計算ユニット１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃは２つの供給ラインＳ１、Ｓ２の点検のために、対応する制御信号ＳＴＲ１＿ＣＴＬ、ＳＴＲ２＿ＣＴＬを生成して、この制御信号ＳＴＲ１＿ＣＴＬ、ＳＴＲ２＿ＣＴＬをハードウェア制御ユニット１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに出力する。ハードウェア制御ユニット１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、制御信号ＳＴＲ１＿ＣＴＬ、ＳＴＲ２＿ＣＴＬに反応して、対応する制御信号Ｓｖｓ１＿ＣＴＬ、Ｓｖｓ２＿ＣＴＬを生成して、この制御信号Ｓｖｓ１＿ＣＴＬ、Ｓｖｓ２＿ＣＴＬを両方のスイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２またはそのドライバに出力する。

【0030】

図１および図６で示した例示的実施形態では、評価および制御ユニット１０Ａ、１０Ｃのハードウェア制御ユニット１２Ａ、１２Ｃおよび計算ユニット１４Ａ、１４Ｃは、モジュールとして実施されており、スイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２の領域内に配置され得るかまたは制御機器の一部として実施され得る。

【0031】

図２で示した例示的実施形態では、評価および制御ユニット１０Ｂのハードウェア制御ユニット１２Ｂと計算ユニット１４Ｂは、互いから分離して配置されている。図２からさらに明らかなように、ハードウェア制御ユニット１２Ｂはスイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２の領域内に配置されており、計算ユニット１４Ｂは制御機器２に組み込まれている。加えて車両制御機器２用のマルチライン供給ユニット１Ｂの図２で示した例示的実施形態では、制御機器２のスイッチングレギュレータ２．１が、パッシブフィルタ２０を介してマルチライン供給ユニット１Ｂの共通の節点ＫＰに結合されている。パッシブフィルタ２０は、電気系統のノイズ、とりわけ５ｋＨｚ～２０ｋＨｚ超の正弦波ノイズを減衰し、電気系統へのスイッチングレギュレータ２．１の反作用を抑制し、逆極性保護された供給電圧ＶＰの瞬低の場合の制御機器２の供給を保証する。後で図６を参照しながらパッシブフィルタ２０の有利な例示的実施形態２０Ｃを説明する。

【0032】

図３～図６からさらに明らかなように、保護装置３Ｂ、３Ｃ、３Ｄの示した例示的実施形態ではそれぞれ、両方の供給ラインＳ１、Ｓ２の入口が、オーム抵抗Ｒｓ１、Ｒｓ２およびキャパシタンスＣｓ１、Ｃｓ２を含むＲＣ回路によりグラウンドＧＮＤと接続されており、減衰されている。図３および図４からさらに明らかなように、両方の供給ラインＳ１、Ｓ２の出口は、示した例示的実施形態では一緒に共通の節点ＫＰで、オーム抵抗ＲＰおよびキャパシタンスＣＰを含むＲＣ回路によりグラウンドＧＮＤと接続されており、減衰されている。図４に示した例示的実施形態と図３に示した例示的実施形態は、車両エネルギー源Ｂ、Ｂ１、Ｂ２の数によってのみ異なっている。図３からさらに明らかなように、マルチライン供給ユニット１Ａの保護装置３Ｂは、１つだけの車両エネルギー源Ｂと接続しており、この車両エネルギー源は、永久的な車両電圧ＶＢとして、第１の導線オーム抵抗Ｒｉ１および第１の導線インダクタンスＬｉ１によって表された第１の導線を介し、第１の供給ラインＳ１に供給され、ならびに第２の導線オーム抵抗Ｒｉ２および第２の導線インダクタンスＬｉ２によって表された第２の導線を介して導かれて、イグニッションキーシリンダＺＳを介してスイッチングされる車両電圧ＶＢとして第２の供給ラインＳ２に供給される。図４からさらに明らかなように、マルチライン供給ユニット１Ａの保護装置３Ｂは、２つの車両エネルギー源Ｂ１、Ｂ２と接続している。これに関し、第１の車両エネルギー源Ｂ１は、永久的な第１の車両電圧ＶＢ１として、第１の導線オーム抵抗Ｒｉ１および第１の導線インダクタンスＬｉ１によって表された第１の導線を介し、第１の供給ラインＳ１に供給され、ならびに第２の車両エネルギー源Ｂ２は、第２の導線オーム抵抗Ｒｉ２および第２の導線インダクタンスＬｉ２によって表された第２の導線を介して導かれて、イグニッションキーシリンダＺＳを介してスイッチングされる第２の車両電圧ＶＢ２として第２の供給ラインＳ２に供給される。図５および図６からさらに明らかなように、示した例示的実施形態の出口は、それぞれ個々に共通の節点ＫＰの前で、オーム抵抗Ｒｓ１１、Ｒｓ２１およびキャパシタンスＣｓ１１、Ｃｓ２１を含むＲＣ回路によりグラウンドＧＮＤと接続されており、減衰されている。車両エネルギー源Ｂ１、Ｂ２への接続が、導線オーム抵抗Ｒｉ１、Ｒｉ２だけでなく導線インダクタンスＬｉ１、Ｌｉ２も含んでいるので、このＲＣ回路により、スイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２のスイッチング工程に基づいて引き起こされるライン電圧ＶＳ１、ＶＳ２上でのおよび逆極性保護された供給電圧ＶＰ上でのノイズ電圧を補償でき、このノイズ電圧は、さもなければスイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２の最適な制御を脅かし得る。ＲＣ回路の寸法は、供給ラインＳ１、Ｓ２の導線インダクタンスＬｉ１、Ｌｉ２およびライン電流に依存する。

【0033】

図８に基づく特性曲線図は、図３からの保護装置３Ｂを備えた図１からの車両制御機器２用の本発明によるマルチライン供給ユニット１Ａの通常動作のシミュレーション中の電圧の特性曲線図を示している。図３および図８から明らかなように、時点１で車両電圧ＶＢが印加され、これにより第１のライン電圧ＶＳ１は、逆極性保護された供給電圧ＶＰと調整されたヒステリシスとの差より大きく、第１のスイッチ素子Ｓｖｓ１が閉じられる。時点１ではイグニッションキーシリンダＺＳまたはイグニッションスイッチは開いているので、第２のライン電圧ＶＳ２は、逆極性保護された供給電圧ＶＰと調整されたヒステリシスとの差より小さく、これにより第２のスイッチ素子Ｓｖｓ２は開いたままである。したがって時点１では第１の供給ラインＳ１が、後続の負荷ＲＬまたは後続の制御機器のための全供給電流ＩＶＰを導く。これにより、第１のライン電圧ＶＳ１は、第１の供給ラインＳ１の導線抵抗Ｒｉでの、供給電流ＩＶＰによって引き起こされる電圧降下Ｖ＿Ｒｉ１の分だけ車両電圧ＶＢより低い。加えて逆極性保護された供給電圧ＶＰは、第１のスイッチ素子Ｓｖｓ１での電圧降下Ｖ＿Ｒｉ１の分だけ第１のライン電圧ＶＳ１より低い。第１のスイッチ素子Ｓｖｓ１の順方向抵抗は、示した例示的実施形態では約１０ｍΩの値を有し、したがって約１００ｍΩの導線抵抗Ｒｉ１よりかなり小さい。第１のスイッチ素子Ｓｖｓ１の順方向抵抗は、用いられるトランジスタのサイズに依存している。これによりスイッチ素子Ｓｖｓ１での電圧降下Ｖ＿Ｓｖｓ１も、導線抵抗Ｒｉでの電圧降下Ｖ＿Ｒｉ１よりかなり小さく、したがって第１の供給ラインＳ１の導線抵抗Ｒｉが、逆極性保護された供給電圧ＶＰの高さを左右し、橋絡された第１の保護ダイオードＤｖｓ１はもはや重要ではない。時点２でイグニッションキーシリンダＺＳまたはイグニッションスイッチが点火装置を閉じられると、初めに、第２のライン電圧ＶＳ２が、車両電圧ＵＢに相当し、逆極性保護された供給電圧ＶＰと調整されたヒステリシスとの差より大きいとう条件が、無通電の第２の供給ラインＳ２内で当てはまる。したがって時点２では、第２の供給ラインＳ２内の第２のスイッチ素子Ｓｖｓ２も閉じられる。結果として２つの供給ラインＳ１、Ｓ２を介して供給電流ＩＶＰが提供され、この場合、供給ラインの導線抵抗Ｒｉ１、Ｒｉ２が、供給ラインＳ１、Ｓ２における電流配分の決定的な要因であり、保護装置３Ｂの逆極性保護素子はもはや決定的な要因ではない。例えば、スイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２の順方向抵抗に対して１０ｍΩの値が、および第１の導線抵抗Ｒｉ１に対して１０７ｍΩの値が、および第２の導線抵抗Ｒｉ２に対して１２７Ωの値が仮定される場合、第１の供給ラインＳ１は供給電流ＩＶＰの５４％を提供し、第２の供給ラインＳ２は供給電流ＩＶＰの４６％を提供する。

【0034】

図９からの特性曲線図は、図４からの保護装置３Ｂを備えた図１からの車両制御機器２用の本発明によるマルチライン供給ユニット１Ａの様々な信号推移を示しており、この場合、両方の供給ラインＳ１、Ｓ２に印加されている両方の車両電圧ＶＢ１、ＶＢ２は、異なる直流電圧分を有し、それぞれ正弦波ノイズ電圧によって妨害されている。ノイズ電圧は、例えば車両用発電機によって生成され得る。示したシミュレーションでは、第１の車両電圧ＶＢ１は、１３．５Ｖの直流電圧分と、４Ｖの振幅および１ｋＨｚの周波数をもつ第１のノイズ電圧とを有する。第２の車両電圧ＶＢ２は、１１．５Ｖの直流分と、４Ｖの振幅および１ｋＨｚの周波数をもつ第２のノイズ電圧とを有し、この場合、第１のノイズ電圧と第２のノイズ電圧は９０°の位相ずれを有する。

【0035】

図９からさらに明らかなように、時点１では、第１の車両電圧ＶＢ１は第２の車両電圧ＶＢ２より大きく、第１のライン電圧ＶＳ１は、逆極性保護された供給電圧ＶＰとヒステリシスとの差より大きい。この結果として、第１のスイッチ素子Ｓｖｓ１は閉じている。これにより、第１の供給ラインＳ１での電圧降下ＶＳ１－ＶＰは非常に小さく、第１のスイッチ素子Ｓｖｓ１の損失電力Ｐ＿Ｓｖｓ１は、第１の供給ラインＳ１内の約１４Ａの高い電流Ｉｖｓ１にもかかわらず約２Ｗで極めて少ない。並列のスイッチ素子Ｓｖｓ１なしでの同等の保護ダイオードの損失電力は、同じ条件の場合、７Ｗ～１１Ｗの間であろう。同時に時点１で第２の車両電圧ＶＢ２は、逆極性保護された供給電圧ＶＰとヒステリシスとの差より小さい。この結果として、第２のスイッチ素子Ｓｖｓ２は開いている。これにより第２の供給ラインＳ２内では電流ＩＶＳ２は流れず、カットオフ電圧が第２の供給ラインＳ２の第１の保護ダイオードＤｖｓ２に印加されており、この第１の保護ダイオードＤｖｓ２が、第１の供給ラインＳ１から第２の供給ラインＳ２への逆給電を阻止する。これにより制御機器２の供給は、時点１では専ら第１の供給ラインＳ１を介して行われる。

【0036】

図９からさらに明らかなように、時点２では、ライン電圧ＶＳ１、ＶＳ２および逆極性保護された供給電圧ＶＰが近くに並んでおり、したがって供給ラインＳ１、Ｓ２の決定的な導線オーム抵抗Ｒｉ１、Ｒｉ２に基づいて、両方の供給ラインＳ１、Ｓ２に負荷電流ＩＬが配分される。この電流配分に基づき、スイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２の損失電力Ｐ＿Ｓｖｓ１、Ｐ＿Ｓｖｓ２は約０．２Ｗの値へと著しく低減する。第２の供給ラインでの電圧降下ＶＳ２－ＶＰは、第１の供給ラインＳ１での電圧降下ＶＳ１－ＶＰに相当し、５０ｍＶで、時点１での第１の供給ラインＳ１での電圧降下ＶＳ１－ＶＰの約３分の１である。

【0037】

まとめると、本発明によるマルチライン供給ユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃの実施形態では、制御機器の供給ラインＶＳ１、ＶＳ２における動的な電圧差の場合も、一方の供給ラインＳ１、Ｓ２からもう一方の供給ラインＳ１、Ｓ２への静的な逆給電は起こらない。さらに動的な逆給電もエネルギーは限定的であり、実質的にはＲＣフィルタのキャパシタンスＣｓ１、Ｃｓ２、Ｃｐからの容量に限られる。さらに、スイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２の損失電力Ｐ＿Ｓｖｓ１、Ｐ＿Ｓｖｓ２は少なく、２．２Ｗ未満である。供給ラインでの電圧降下ＶＳ１－ＶＰ、ＶＳ２－ＶＰも、供給ラインＳ１、Ｓ２内の高い電流ＩＶＳ１、ＩＶＳ２およびそれから生じるアクティブな２ライン逆極性保護内の高い負荷電流ＩＬにもかかわらず低い。

【0038】

図１０からの特性曲線図は、図４からの保護装置３Ｂを備えた図１からの車両制御機器２用の本発明によるマルチライン供給ユニット１Ａの様々な信号推移を示しており、この場合、両方の供給ラインＳ１、Ｓ２に印加されている両方の車両電圧ＶＢ１、ＶＢ２は、異なる直流電圧分を有し、ノイズ電圧によって妨害されていない。示したシミュレーションでは、第１の車両電圧ＶＢ１が１３．５Ｖの直流電圧分を、および第２の車両電圧ＶＢ２が１２．５Ｖの直流電圧分を有する。

【0039】

図１０からさらに明らかなように、時点１では、第１の車両電圧ＶＢ１は第２の車両電圧ＶＢ２より大きい。これにより、１１．７５Ａと仮定された供給電流ＩＶＰまたはＩＬに対しては、約３分の２が第１の供給ラインＳ１の電流ＩＶＳ１（ＩＶＳ１≒８．２Ａ）から、および３分の１が第２の供給ラインＳ２の電流ＩＶＳ３（ＩＶＳ２≒３．５Ａ）から構成された供給電流ＩＶＰが生じる。ここでは、損失電力の低減に基づいて、制御機器２の内部インピーダンスはほぼ問題にならなくなっているので、高電流制御機器の電流配分にとって決定的なのは、供給ラインＳ１、Ｓ２の導線抵抗Ｒｉ１、Ｒｉ２であることが明らかに認識され得る。本発明によるマルチライン供給ユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃの実施形態の利点は、供給エラーの信号伝達についての冗長性と、少なくとも部分的に自律型の車両機能を介した運転者チェックの確実な引き継ぎだけでなく、電流分配に基づき、保護装置３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ内での恒常的な損失電力低減も達成されることにある。供給ラインＳ１、Ｓ２での電圧降下ＶＳ１－Ｖｐ、ＶＳ２－Ｖｐは、８２ｍＶおよび３５ｍＶで極めて小さい。これにより、高い供給電流ＩＶＰまたはＩＬ＝１１．７５Ａにもかかわらず、第１のスイッチ素子Ｓｖｓ１内の損失電力Ｐ＿Ｓｖｓ１は６８０ｍＷで、および第２のスイッチ素子Ｓｖｓ２内の損失電力Ｐ＿Ｓｖｓ２は１２０ｍＷで極めて小さい。図８からの特性曲線図は、通常の供給環境の際に、比較的長い時間にわたってどんな状態が予測され得るかを示すために選択された。

【0040】

図１～図６からさらに明らかなように、保護装置３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄの示した例示的実施形態では、それぞれ電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２が、両方の供給ラインＳ１、Ｓ２内の第１の保護ダイオードＤｖｓ１、Ｄｖｓ２および対応するスイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２を形成している。示した例示的実施形態では、電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２はそれぞれ、Ｐチャネル・パワーＭＯＳＦＥＴとして実施されている。

【0041】

図３～図６からさらに明らかなように、保護装置３Ｂ、３Ｃ、３Ｄの示した例示的実施形態ではそれぞれ、両方の供給ラインＳ１、Ｓ２内の第２の保護ダイオードＤｚｓ１、Ｄｚｓ２が、第１の保護ダイオードＤｖｓ１、Ｄｖｓ２に対しておよびスイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２に対して並列になっている。第２の保護ダイオードＤｚｓ１、Ｄｚｓ２は、スイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２を保護し、スイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２のパルス負荷を低減する。これによりスイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２を、ＩＳＯパルス負荷から保護でき、このＩＳＯパルス負荷は、スイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ３で４０Ｖ超の電圧を生成し得る。第２の保護ダイオードＤｚｓ１、Ｄｚｓ２は、示した例示的実施形態では、２４Ｖ～４０Ｖの範囲内の降伏電圧をもつサプレッサダイオード（ＴＳＶ）として実施されている。ここで一方の供給ラインＳ１、Ｓ１内で、例えばシートヒータ、デフォッガなどのスイッチングにより、例えばタイプ１の負のＩＳＯ（７６３７）インパルス（グラウンドＧＮＤに対して－１００Ｖ、２ｍｓ、Ｒｉ＝１０Ω）が生じる場合、最初は、通常の制御機器供給状態では共通の節点ＫＰで、逆極性保護された供給電圧ＶＰが約１２Ｖの値で印加されている。これにより、約－１００Ｖの対応するピークライン電圧ＶＳ１、ＶＳ２が生じる。これは、ピークにおいて約－１１２Ｖの、対応するスイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２での電圧降下ＶＳｖｓ１または（ＶＳ１－ＶＰ９、ＶＳｖｓ２または（ＶＳ２－ＶＰ）を生じさせる。順方向抵抗が低く、１００Ｖ以上のソース・ドレイン間の耐電圧を有する対応するＰチャネル・パワーＭＯＳＦＥＴの選択は、非常に高価であり、大きな所要面積を生じさせる。追加的な第２の保護ダイオードＤｚｓ１、Ｄｚｓ２により、スイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２のインパルス負荷を明らかに低減でき、したがってソース・ドレイン間の耐電圧が４０Ｖ未満で、順方向抵抗の低い、より安価なトランジスタタイプが用いられ得る。用いられるＭＯＳＦＥＴが十分な固有の周期的アバランシェエネルギーを有する場合、追加的な第２の保護ダイオードＤｚｓ１、Ｄｚｓ２を省くことができる。これにより、最大２０Ｖの電圧に対する制御機器２の静的な逆極性保護および負パルス負荷の積極的な制圧が保証され続ける。

【0042】

図３および図４からさらに明らかなように、保護装置３Ｂの示した例示的実施形態では、両方の供給ラインＳ１、Ｓ２の出口が一緒に共通の節点ＫＰで、第３の保護ダイオードＤｚｐを介してグラウンドＧＮＤと接続しており、この第３の保護ダイオードＤｚｐは、両方の供給ラインＳ１、Ｓ２の正パルス負荷を低減する。図５および図６で示した保護装置３Ｃ、３Ｄの例示的実施形態では、両方の供給ラインＳ１、Ｓ２の出口がそれぞれ個々に共通の節点ＫＰの前で、第３の保護ダイオードＤｚｓ１１、Ｄｚｓ２１を介してグラウンドと接続しており、この第３の保護ダイオードＤｚｓ１１、Ｄｚｓ２１は、両方の供給ラインＳ１、Ｓ２の正パルス負荷を低減する。第３の保護ダイオードＤｚｐ、Ｄｚｓ１１、Ｄｚｓ２１は、ロードダンプを含む正のＩＳＯインパルスに対する保護に役立つ。１つの供給ラインＳ１、Ｓ２内で正インパルス負荷が生じる場合、共通の節点ＫＰでは３０Ｖ超のインパルスが第３の保護ダイオードＤｚｐ、Ｄｚｓ１１、Ｄｚｓ２１によってクランプまたは制限される。第３の保護ダイオードＤｚｐ、Ｄｚｓ１１、Ｄｚｓ２１の降伏電圧は、３０Ｖ～４２Ｖの間の範囲内で選択され得る。第３の保護ダイオードＤｚｐ、Ｄｚｓ１１、Ｄｚｓ２１は、スイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２としてのＭＯＳＦＥＴによる安価な解決策をもたらし、第２の保護ダイオードＤｚｓ１、Ｄｚｓ２による負の供給インパルスおよび第３の保護ダイオードＤｚｐ、Ｄｚｓ１１、Ｄｚｓ２１による正の供給インパルスの非対称なクランプまたは制限を可能にし、それにより、負クランプ素子のサイズまたは吸収性能が、正クランプ素子のサイズまたは吸収性能から切り離され得る。さらに、共通の節点ＫＰでの一方向のクランプが、逆極性に対する拡大された保護を、ラインスイッチの故障の場合に制御機器２内で被害が生じる前にライン安全装置を作動させるという目標と一致させている。

【0043】

図６から明らかなように、マルチライン供給ユニット１Ｃの特に有利な１つの例示的実施形態でのパッシブフィルタ２０は、マルチラインＴ型フィルタ２０Ｃとして実施されている。これに関し、両方の供給ラインＳ１、Ｓ２内に、それぞれ第１のフィルタインダクタンスＬＴ１、ＬＴ２が、スイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２と共通の節点ＫＰとの間でループ接続されている。共通の第２のフィルタインダクタンスＬＴは、共通の節点ＫＰとフィルタ出口ＶＺＰとの間にループ接続されている。フィルタ２０Ｃは、フィルタコイルＬＴ、ＬＴ１、ＬＴ２、フィルタキャパシタンスＣＴ、および出口キャパシタンスＣｏｕｔにより、後続の４００ｋＨｚ～４０００ｋＨｚの間のスイッチング周波数を有する制御機器２のスイッチングレギュレータ２．１に適合され得る。とりわけフィルタ２０Ｃは、例えば非常に小さなＥＳＲを有するハイブリッドポリマーＥＬＫＯとして実施されたバッファコンデンサＣμＣＴを有する。バッファコンデンサＣμＣＴは、０．１～１Ωの間の値を有し、ピーク電流を制限する制限オーム抵抗ＲμＣＴを介して共通の節点ＫＰに結合されている。加えてバッファコンデンサＣμＣＴは、結合ダイオードＤμＣＴを介してフィルタ出口ＶＺＰと接続している。結合ダイオードＤμＣＴは、第１の車両電圧ＶＢ１および／または第２の車両電圧の電圧瞬停の場合に、スイッチングコンバータの入口電圧の速くて低抵抗のバッファリングを保証する。結合ダイオードＤμＣＴは、ショットキーダイオードとして実施されることが好ましい。

【0044】

マルチラインＴ型フィルタ２０Ｃは、マルチライン供給ユニット１Ｃが制御機器２のスイッチングレギュレータ２．１に直接結合するのを可能にすることが有利である。パッシブフィルタ２０Ｃは、電気系統のノイズ、とりわけ周波数が５ｋＨｚ～２０ｋＨｚ超の高周波の正弦波ノイズを減衰し、電気系統へのスイッチングレギュレータ２．１の反作用を抑制し、供給ラインＳ１、Ｓ２内の電圧瞬停の場合に制御機器２の供給を保証する。これに加え、供給ラインＳ１、Ｓ２に組み込まれた第１のフィルタインダクタンスＬＴ１、ＬＴ２により、供給ラインＳ１から供給ラインＳ２へのおよびその反対での逆給電電流の発生におけるタイムラグが生じる。これに加え、逆極性保護された供給電圧ＶＰの捕捉を誘導結合後に行うことができ、よってコイルオーム抵抗ＲＴ１、ＲＴ２により追加的なヒステリシスが生じる。示したこの例示的実施形態で、１つの供給ラインＳ１、Ｓ２内でグラウンドへの短絡が起こる場合、共通の節点ＫＰでの逆極性保護された供給電圧ＶＰに対するライン電圧ＶＳ１、ＶＳ２の監視のスイッチング速度およびスイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２の開放速度に限界があること基づき、バッファコンデンサＣμＣＴ内で蓄積されたエネルギーの逆給電は完全には回避できないが、しかし図２からのマルチライン供給ユニット１Ｂの図２で示した例示的実施形態に比べて明らかに改善され得る。

【0045】

ハードウェア制御ユニット１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃまたはハードウェア制御ユニット１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの一部は、スリープモード制御信号Ｎ＿ＳＬが印加されているＮ＿ＳＬ用入口を介して「オン」または「オフ」をスイッチングされる。１つの供給ラインＳ１、Ｓ２の断線認識または品質点検のために、制御信号ＳＴＲ１＿ＣＴＬ、ＳＴＲ２＿ＣＴＬの制御線がハードウェア制御ユニット１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃに引き込まれている。これにより、監視する計算ユニット１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃが一時的にスイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２を開くことができる。これにより１つの供給ラインＳ１、Ｓ２内での断線の場合、ライン電圧ＶＳ１、ＶＳ２が、設定された閾値より下に落ちる。この情報は、少なくとも部分的に自律型の機能を介したチェックを早めに運転者に戻すかまたは早めに再び運転者の注意を得るための、冗長な制御機器供給におけるエラー認識に役立つ。

【0046】

同様にこの制御線および制御信号ＳＴＲ１＿ＣＴＬ、ＳＴＲ２＿ＣＴＬにより、車両電圧ＶＢ１、ＶＢ２間の電圧差が１Ｖ未満の場合に、供給ラインＳ１、Ｓ２の第２の点検で、点検すべき供給ラインＳ１、Ｓ２の対応するスイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２だけを閉じて、そのほかの供給ラインＳ１、Ｓ２のスイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２は開くことができる。この場合、負荷下での点検すべき供給ラインＳ１、Ｓ２内の対応するライン電圧ＶＳ１、ＶＳ２の反応が捕捉および評価され得る。供給電流ＩＶＰが、点検すべき供給ラインＳ１、Ｓ２に集中するので、これにより、負荷下の通電している点検すべき供給ラインＳ１、Ｓ２の入口で、まだ十分に高いライン電圧ＶＳ１、ＶＳ２が存在しているかどうかが点検され得る。

【0047】

制御機器２がスリープモードである場合、スリープモード制御信号Ｎ＿ＳＬは低い論理レベルを有し、この場合、ハードウェア制御ユニット１２Ａ、１２Ｂ、１２ＣはクランプＶＰ＿ＩＮで、１０μＡより著しく小さい非常に低い供給電流ＩＶＰだけを受け取る。同様にクランプＶＳ１＿ＩＮ、ＶＳ２＿ＩＮ内にもさほどの電流は流れない。つまりこれらのクランプ内に流れる電流も１０μＡよりかなり小さい。加えてスリープモードでは、スイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２はその「デフォルト状態」にあり、つまり開いている。制御機器１自体は、スリープモードでは非アクティブであり、共通の節点ＫＰから１００μＡ未満の低い供給電流だけを受け取る。よって第１の保護ダイオードＤｖｓ１、Ｄｖｓ２が引き起こし得る電圧降下は重要ではない。制御機器２がスリープ解除されると、スリープモード制御信号Ｎ＿ＳＬが高い論理レベルに切り換わり、ハードウェア制御ユニット１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃがアクティブ化される。

【0048】

図６および図７からさらに明らかなように、Ｐチャネル・パワーＭＯＳＦＥＴとして実施された電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２は、順方向で、バルクダイオードＤｓｖ１、Ｄｓｖ２を介してドレイン・ソース間で導通する。この電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２の制御は、正のソース・ゲート間電圧によって行われ、これは、それぞれのゲートの、制御信号Ｓｖｓ１＿ＣＴＬ、Ｓｖｓ２＿ＣＴＬの制御線を介したグラウンドへの結合と同じ意味である。電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２は、一般的には２０Ｖの最大ソース・ゲート間電圧を許容するが、スイッチング速度を高めるため、ソース・ゲート間電圧はそれぞれ、ハードウェア制御ユニット１０Ｃ内に配置されたツェナーダイオードＺＤ１＿１、ＺＤ２＿１により、例えば５．１Ｖの値に制限される。これらのツェナーダイオードＺＤ１＿１、ＺＤ２＿１に対して並列に、それぞれソース・ゲート間ブリーダ抵抗Ｒ１＿９、Ｒ２＿９（例えば１００ｋΩ）が、スリープモードにおいて帰属のスイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２を確実に遮断し得るように置かれている。スリープモードにおいて、定常供給時に供給ラインＳ１、Ｓ２内で電流がツェナーダイオードＺＤ１＿１、ＺＤ２＿１を介して流れ得ないように、制御信号Ｓｖｓ１＿ＣＴＬ、Ｓｖｓ２＿ＣＴＬの制御線は、トランジスタＴ１＿３、Ｔ２＿３を介し、スリープモードの制御信号Ｎ＿ＳＬによってスイッチング可能に実施されている。抵抗Ｒ１＿６、Ｒ２＿６（例えば５．１ＫΩ）は、制御機器２がアクティブの場合の、制御信号Ｓｖｓ１＿ＣＴＬ、Ｓｖｓ２＿ＣＴＬの制御線内での電流制限に役立ち、これは、第１のフィルタインダクタンスＬＴ１、ＬＴ２の前で、したがってハードウェア制御ユニット１０Ｃのクランプでも、５Ｖ～３６Ｖの範囲内での電圧ＶＳ１１、ＶＳ２１を可能にする。抵抗Ｒ１＿７（例えば２３．７ｋΩ）、Ｒ１＿８（例えば５１．１ｋΩ）、Ｒ２＿７（例えば２３．７ｋΩ）、Ｒ２＿８（例えば５１．１ｋΩ）は、ＮＰＮ型制御トランジスタＴ１＿３、Ｔ２＿３のためのベース分配器を形成している。ライン電圧ＶＳ１、ＶＳ２は、クランプＶＳ１＿ＩＮ、ＶＳ２＿ＩＮを介してハードウェア制御ユニット１０Ｃで捕捉され、スイッチング可能なトランジスタＴ１＿１１、Ｔ２＿１１を介して対応する電圧分配器Ｒ１＿１３（例えば７５ｋΩ）、Ｒ１＿１４（例えば８．２５ｋΩ）またはＲ２＿１３（例えば７５ｋΩ）、Ｒ２＿１４（例えば８．２５ｋΩ）に転送される。分配された信号ＶＳ１＿ＡＤＣ、ＶＳ２＿ＡＤＣは、計算ユニット１４Ｃに転送される。ＰＮＰ型トランジスタＴ１＿１１、Ｔ２＿１１は、スリープモードにおいてライン電圧ＶＳ１、ＶＳ２からグラウンドＧＮＤへの測定用分配器電流を発生させないために、スイッチング可能である。したがってこのトランジスタＴ１＿１１、Ｔ２＿１１は、ＮＰＮ型制御トランジスタＴ１＿１０、Ｔ２＿１０により、スリープモード制御信号Ｎ＿ＳＬを使ってスイッチングされる。スリープモード制御信号Ｎ＿ＳＬは、スリープモードでは低い論理レベルを、および通常モードでは高い論理レベルを有する。ライン電圧ＶＳ１、ＶＳ２の電圧捕捉は保護装置３Ｄの前で行われるので、スイッチング段階は信号ダイオードＤ１＿１０、Ｄ２＿１０により逆極性から保護されており、抵抗Ｒ１＿１２、Ｒ２＿１２（例えば４０．２ｋΩ）は電流制限に役立つ。抵抗Ｒ１＿１１、Ｒ２＿１１（例えば５１．１ｋΩ）は、ベース・エミッタ間ブリーダ抵抗として役立つ。抵抗Ｒ１＿１５、Ｒ１＿１６またはＲ２＿１５、Ｒ２＿１６（例えば２３．７ｋΩ、５１．１ｋΩまたは２３．７ｋΩ、５１．１ｋΩ）は、ＮＰＮ型制御トランジスタＴ１＿１０、Ｔ２＿１０のベース電圧分配器を形成している。

【0049】

供給ラインＳ１、Ｓ２は、パッシブフィルタ内で、第１のフィルタインダクタンスＬＴ１、ＬＴ２を介して相互に接続されており、共通の節点ＫＰで、逆極性保護された供給電圧ＶＰを生成する。逆極性保護された供給電圧ＶＰは、ハードウェア制御ユニット１０ＣにクランプＶＰ＿ＩＮで引き込まれる。正の供給電圧は、ＰＮＰ型スイッチングトランジスタＴ１２＿１およびローパスフィルタＲ１２＿１、Ｃ１２＿１（例えば１０Ω、１０μＦ）を介し、コンパレータＣＭＰ＿１、ＣＭＰ＿２に、対応するプラス側供給ピンで引き込まれる。制御トランジスタＴ１２＿２により、このスイッチングトランジスタＴ１２＿１もスリープモード制御信号Ｎ＿ＳＬによってスイッチング可能である。これにより、制御機器のスリープモードでは、コンパレータＣＭＰ＿１、ＣＭＰ＿２の供給のために、恒久的に存在するライン電圧ＶＳ１、ＶＳ２から電流は取り出されない。抵抗Ｒ１２＿４（例えば４０．２ｋΩ）は、スイッチングトランジスタＴ１２＿１の制御経路内での電流制限に役立つ。抵抗Ｒ１２＿３（例えば５１．１ｋΩ）は、トランジスタＴ１２＿１のベース・エミッタ間ブリーダ抵抗として役立つ。抵抗Ｒ１２＿５、Ｒ１２＿６（例えば２３．７ｋΩ、５１．１ｋΩ）は、ＮＰＮ型制御トランジスタＴ１２＿２のベース分配器を形成している。

【0050】

結合された供給ラインＳ１、Ｓ２の逆極性保護された供給電圧ＶＰが、プレ抵抗Ｒ１＿ｍ、Ｒ２＿ｍ（例えば１００Ω）を介してコンパレータＣＭＰ＿１、ＣＭＰ＿２のマイナス側入口に印加される。供給ラインＳ１、Ｓ２の入口でのライン電圧ＶＳ１、ＶＳ２が、クランプＶＳ１＿ＩＮ、ＶＳ２＿ＩＮおよびプレ抵抗Ｒ１＿ｐ、Ｒ２＿ｐ（例えば５．１ｋΩ）を介してコンパレータＣＭＰ＿１、ＣＭＰ＿２のプラス側入口に印加される。危険な正または負の電圧に対する、および逆極性に対する保護のため、コンパレータＣＭＰ＿１、ＣＭＰ＿２のプラス側入口はそれぞれ、一方向のツェナーダイオードＺＤ１＿１０、ＺＤ２＿１０によって保護されており、このツェナーダイオードは、例えば２７Ｖのクランプ電圧を可能にする。ツェナーダイオードＺＤ１＿１０、ＺＤ２＿２０のクランプ電圧の選択は、電気系統内での高い正パルス負荷時に、供給ラインＳ１、Ｓ２のスイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２が強制的に開かれ、制御機器２の結合が、両方の供給ラインＳ１、Ｓ２の第１および第２の保護ダイオードＤｖｓ１、Ｄｖｓ２、Ｄｚｓ１、Ｄｚｓ２を介してしか行われなくなるように、保護ダイオードＤｚｓ１１、Ｄｚｓ２１、Ｄｚｐのクランプ電圧未満であることが好ましい。これにより、ロードダンプの場合のリスクが低減され得る。コンパレータＣＭＰ＿１、ＣＭＰ＿２の「オープンコレクタ出力」は、電流制限抵抗Ｒ１＿３、Ｒ２＿３（例えば７．５ｋΩ）を介してＰＮＰ型スイッチングトランジスタＴ１＿１、Ｔ２＿１に引き込まれる。このスイッチングトランジスタＴ１＿１、Ｔ２＿１は、制御の場合に、電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２のソース・ゲート間電圧を短絡するように配置されている。これにより、電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２の遮断を強制でき、供給ラインＳ１、Ｓ２を逆極性保護された状態に移行し得る。使用されるコンパレータＣＭＰ＿１、ＣＭＰ＿２は「コモンモード範囲」を有することが好ましく、このコモンモード範囲は、コンパレータＣＭＰ＿１、ＣＭＰ＿２の正の供給電圧に関係なく、例えばコンパレータのグラウンド端子より４４Ｖ高い電位であり得る。

【0051】

供給ラインＳ１、Ｓ２内の電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２を遮断するためのＰＮＰ型スイッチングトランジスタＴ１＿１、Ｔ２＿１は、コンパレータＣＭＰ＿１、ＣＭＰ＿２に加えて、計算ユニット１４の制御信号ＳＴＲ１＿ＣＴＬ、ＳＴＲ２＿ＣＴＬにより、ＮＰＮ型制御トランジスタＴ１＿２、Ｔ２＿２を使ってアクティブ化でき、これにより供給ラインＳ１、Ｓ２の、第１の保護ダイオードＤｖｓ１、Ｄｖｓ２を介した逆極性保護された動作への移行を強制し得る。抵抗Ｒ１＿２、Ｒ２＿２（例えば７．５ｋΩ）は、制御の際の電流制限に役立つ。抵抗Ｒ１＿４、Ｒ１＿５またはＲ２＿４、Ｒ２＿５（例えば２３．７ｋΩ、５１．１ｋΩまたは２３．７ｋΩ、５１．１ｋΩ）は、ＮＰＮ型制御トランジスタＴ１＿２、Ｔ２＿２のベース電圧分配器として役立つ。ツェナーダイオードＺＤ１２＿１（例えば５．１Ｖ）は、例えば５．１Ｖの任意選択の基準電圧ＶＲＥＦを形成し、この基準電圧ＶＲＥＦは、スリープモード制御信号Ｎ＿ＳＬを介してスイッチングされる供給電圧ＶＰから、Ｔ１２＿１のコレクタで、プレ抵抗Ｒ１２＿２（例えば＝７．５ｋΩ）によって生じ、この場合、コンデンサＣ１２＿１がフィルタリングのために並列接続されている。基準電圧ＶＲＥＦおよび任意選択の抵抗Ｒ１２＿Ｈｙにより、基準電流が規定される。この電流はカレントミラーＴ１２＿３に引き込まれる。ミラー電流ＩＲＥＦは、トランジスタＴ１２＿４、Ｔ１２＿５を介して取り出され、コンパレータＣＭＰ＿１、ＣＭＰ＿２のマイナス側入口に引き込まれる。抵抗Ｒ１＿ｍ、Ｒ２＿ｍと一緒に、コンパレータＣＭＰ＿１、ＣＭＰ＿２の調整可能なヒステリシスが形成される。

【0052】

スリープモード制御信号Ｎ＿ＳＬおよび制御信号ＳＴＲ１＿ＣＴＬ、ＳＴＲ２＿ＣＴＬがそれぞれ低い論理レベルを有する場合、ハードウェア制御ユニット１０Ｃは非アクティブであり、ハードウェア制御ユニット１０ＣのクランプＶＳ１＿ＩＮ、ＶＳ２＿ＩＮ、ＶＳ１１＿ＩＮ、ＶＳ２１＿ＩＮ、ＶＰ＿ＩＮでは、電流引き込みがまったくまたは重要でない小さなμＡ範囲内でしか行われない。これにより、電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２はスイッチオフされており、ライン電圧ＶＳ１、ＶＳ２は、第１の保護ダイオードＤｓｖ１、Ｄｓｖ２または並列になっている一方向の第２の保護ダイオードＤｚｓ１、Ｄｚｓ２を介して逆極性から保護されて、パッシブフィルタ２０Ｃに転送され、この場合、一方の供給ラインＳ１、Ｓ２からもう一方の供給ラインＳ１、Ｓ２への逆給電はあり得ない。

【0053】

１４Ｖの第１のライン電圧ＶＳ１と、１４Ｖの第２のライン電圧ＶＳ２と、２００ｍΩの第１の導線抵抗Ｒｉ１と、２００ｍΩの第２の導線抵抗Ｒｉ２と、高い論理レベルでのスリープモード制御信号Ｎ＿ＳＬおよび低い論理レベルでの制御信号ＳＴＲ１＿ＣＴＬ、ＳＴＲ２＿ＣＴＬとによる通常動作に切り換わると、第１のコンパレータＣＭＰ＿１のマイナス側入口での電圧は、第１のライン電圧ＶＳ１と、逆極性保護された供給電圧ＶＰ＋第１のヒステリシスとの間の電圧降下の分だけ、第１のコンパレータＣＭＰ＿１のプラス側入口でのライン電圧ＶＳ１より小さい。同様に第２のコンパレータＣＭＰ＿２のマイナス側入口での電圧は、第１のライン電圧ＶＳ１と、逆極性保護された供給電圧ＶＰ＋第２のヒステリシスとの間の電圧降下の分だけ、第２のコンパレータＣＭＰ＿２のプラス側入口でのライン電圧ＶＳ２より小さい。これにより、両方のコンパレータＣＭＰ＿１、ＣＭＰ＿２の出口は遮断されている。したがって電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２の制御のためのＰＮＰ型スイッチングトランジスタＴ１＿１、Ｔ２＿１も遮断されている。通常動作中はスリープモード制御信号Ｎ＿ＳＬが高い論理レベルにあるので、制御トランジスタＴ１＿３、Ｔ２＿３は導通している。これにより、電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２のゲートはグラウンドに接続されており、それにより電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２は導通している。それまでの、電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２が開いた状態では実質的に第１の保護ダイオードＤｖｓ１、Ｄｖｓ２によって引き起こされていた、ライン電圧ＶＳ１、ＶＳ１と逆極性保護された供給電圧ＶＰとの間の電圧降下は、これにより、並列にあって導通している電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２によって大きく低減される。

【0054】

車両電圧ＶＢ１、ＶＢ２が同じ大きさであれば、動作がアクティブの間は、導線抵抗Ｒｉ１、Ｒｉ２が、供給ラインＳ１、Ｓ２内の電流配分の要因となる。
かくして、マルチライン供給ユニットのための本発明による動作方法の実施形態では、少なくとも２つの供給ラインＳ１、Ｓ２の入口ではそれぞれライン電圧ＶＳ１、ＶＳ２が、および共通の節点ＫＰでは逆極性保護された供給電圧ＶＰが捕捉および評価される。これに関し、少なくとも２つの供給ラインＳ１、Ｓ２内のスイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２は、この評価に応じて、対応する制御信号Ｓｖｓ１＿ＣＴＬ、Ｓｖｓ２＿ＣＴＬを介して制御される。

【0055】

加えて計算ユニット１４Ｃは、個々のライン電圧ＶＳ１、ＶＳ２を相互におよび／または逆極性保護された供給電圧ＶＰと比較でき、この比較に応じて、ハードウェア制御ユニット１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを介し、少なくとも１つのスイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２のための制御信号Ｓｖｓ１＿ＣＴＬ、Ｓｖｓ２＿ＣＴＬを生成できる。こうして少なくとも２つの供給ラインＳ１、Ｓ２は、動作中に、設定された条件に応じて個々に点検され得る。供給エラーを確認するため、少なくとも２つの供給ラインＳ１、Ｓ２は、設定された時間間隔をあけておよび／またはライン電圧ＶＳ１、ＶＳ２間の電圧差が設定された数値を上回る場合に、計算ユニット１４Ｃによって個々に点検され得る。この点検機能なしでは、機能を果たす能力のある供給ラインＳ１、Ｓ２のライン電圧Ｓ１、Ｓ２が、共通の節点ＫＰおよび導通しているスイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２での結合により、途切れた供給ラインＳ１、Ｓ２の入口でも印加している可能性があり、すなわち電圧チェックでは認識され得ない。

【0056】

だから計算ユニット１４Ｃは、通常動作中に、高い論理レベルに置かれた制御信号ＳＴＲ１＿ＣＴＬ、ＳＴＲ２＿ＣＴＬにより、電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２を開くことができ、これにより、途切れたライン供給が捕捉され得る。こうして計算ユニット１４Ｃは、両方の供給ラインＳ１、Ｓ２の第１の点検の際、点検すべき供給ラインＳ１、Ｓ２の少なくとも１つのスイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２を開くことができ、対応するライン電圧ＶＳ１、ＶＳ２および共通の節点ＫＰでの逆極性保護された供給電圧ＶＰの反応を捕捉および評価することができる。これに関し、スイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２の開放時に、対応するライン電圧ＶＳ１、ＶＳ２が０～６Ｖの範囲内の設定された最小限界値未満である場合に、点検すべき供給ラインＳ１、Ｓ２内の断線が認識され得る。これは例えば、第２の供給ラインＳ２の断線を点検するには、第１の制御信号ＳＴＲ１＿ＣＴＬが低い論理レベルに、および第２の制御信号ＳＴＲ２＿ＣＴＬが高い論理レベルにセットされることを意味する。第２の供給ラインＳ２は、この場合に有効な第１の保護ダイオードＤｖｓ２または第２の保護ダイオードＤｚｖｓ２の分の電圧降下になるので、供給電流ＩＶＰは第１の供給ラインＳ１に集中する。この状態で、第１のライン電圧ＶＳ１が第１の電圧ＶＳ１＿ＡＤＣとして、および第２のライン電圧ＶＳ２が第２の電圧ＶＳ２＿ＡＤＣとして捕捉されると、第２の供給ラインＳ２内でライン電流Ｉｓｖ２が流れていなければ、第２の電圧ＶＳ２＿ＡＤＣは、ほぼ第２の車両電圧ＶＢ２に相当する。第１の電圧ＶＳ１＿ＡＤＣは、最大負荷時の第１のライン電圧ＶＳ１に相当する。第２の供給ラインＳ２の入口で、予測される第２の車両電圧ＶＢ２より明らかに低い電圧が印加されている場合、第２の供給ラインＳ２での断線が認識され得る。

【0057】

続いて第１の供給ラインＳ１を点検するには、第１の制御信号ＳＴＲ１＿ＣＴＬが高い論理レベルに、および第２の制御信号ＳＴＲ２＿ＣＴＬが低い論理レベルにセットされ得る。これは例えば、第１の供給ラインＳ１は、この場合に有効な第１の保護ダイオードＤｖｓ１または第２の保護ダイオードＤｚｖｓ１の分の電圧降下になるので、供給電流ＩＶＰが第２の供給ラインＳ２に集中することを意味する。この状態で、第１のライン電圧ＶＳ１が第１の電圧ＶＳ１＿ＡＤＣとして、および第２のライン電圧ＶＳ２が第２の電圧ＶＳ２＿ＡＤＣとして捕捉されると、第１の供給ラインＳ１内でライン電流Ｉｓｖ１が流れていなければ、第１のライン電圧ＶＳ１＿ＡＤＣは、ほぼ第１の車両電圧ＶＢ１に相当する。第２の電圧ＶＳ２＿ＡＤＣは、最大負荷時の第２のライン電圧ＶＳ２に相当する。第１の供給ラインＳ１の入口で、予測される第１の車両電圧ＶＢ１より明らかに低い電圧が印加されている場合、第１の供給ラインＳ１での断線が認識され得る。

【0058】

車両電圧ＶＢ１、ＶＢ２のアイドリング電圧値および最大負荷時の供給ラインＳ１、Ｓ２のライン電圧ＶＳ１、ＶＳ２が分かっていれば、計算ユニット１４Ｃが、供給ラインＳ１、Ｓ２の品質を推測でき、整備情報を提供し得る。その代わりに中央の車両システムにより、様々な通信経路（イーサネット、フレックスレイ、ＣＡＮ、ＬＩＮ）を介して計算ユニット１４Ｃに車両電圧ＶＢ１、ＶＢ２を提供することもできる。これに関し品質不良は、計算された内部抵抗が、設定された限界値を上回ることによって認識され得る。内部抵抗は、例えば接触部位での腐食に基づき、耐用期間にわたって上昇または悪化し得る。

【0059】

車両電圧ＶＢ１、ＶＢ２のアイドリング電圧値が大きく異なっている場合は、両方のスイッチ素子Ｓｖｓ１、Ｓｖｓ２が導通するように制御されていると、有効な第１の保護ダイオードＤｓｖ１、Ｄｓｖ２なしでは、供給ラインＳ１、Ｓ２の連結の際に恒久的な逆給電の危険が存在する。この効果を阻止するため、ライン電圧ＶＳ１、ＶＳ２が、ハードウェア制御ユニット１０ＣのクランプＶＳ１＿ＩＮ、ＶＳ２＿ＩＮで捕捉され、コンパレータＣＭＰ＿１、ＣＭＰ＿２のプラス側入口に印加される。コンパレータＣＭＰ＿１、ＣＭＰ＿２のマイナス側入口ではそれぞれ、ライン電圧ＶＳ１、ＶＳ２の連結が、逆極性保護された供給電圧ＶＰとして印加される。図６で示した例示的実施形態では、供給ラインＳ１、Ｓ２のこの連結はパッシブ供給フィルタ２０Ｃ内で行われる。これにより、各供給ライン内では、第１のフィルタインダクタンスＬＴ１、ＬＴ２が有効であり、それにより逆給電電流の上昇が動的にも抑制され、現実のコンパレータＣＭＰ＿１、ＣＭＰ＿２の最終的な反応時間が有利には完全にまたは部分的に補償され得る。例えばライン電圧ＶＳ２が下がり、逆極性保護された供給電圧ＶＰ＋ヒステリシスが、第２の供給ラインの入口でのライン電圧ＶＳ２またはクランプＶＳ２＿ＩＮでの電圧より大きくなると、第２のコンパレータＣＭＰ＿２の出口がグラウンドに接続し、ＰＮＰ型スイッチングトランジスタＴ２＿１をアクティブ化し、このＰＮＰ型スイッチングトランジスタＴ２＿１が、第２の電界効果トランジスタＦＥＴ２のゲートとソースを接続し、したがって第２のスイッチ素子Ｓｖｓ２を開く。これにより、第２の供給ラインＳ２はダイオード結合し、したがって節点ＫＰは恒久的な電流を逆方向に第２の供給ラインＳ２に放出できない。

【0060】

両方の供給ラインＳ１、Ｓ２の少なくとも１つ内での断線および／または問題および／または品質不良が認識されると、計算ユニット１４Ｃが警告メッセージを生成でき、音響および／または光出力ユニットを介して出力できる。それに加えてまたはその代わりに計算ユニット１４Ｃは警告メッセージを保存でき、後の時点で診断インターフェイスを介して出力することができる。これにより、それぞれの少なくとも部分的に自律型の機能が再び運転者に返され得るかまたは迅速なサービスが作動され得るのだが、冗長な２ライン供給に基づき、最初は意図しない機能制限は生じないので、このために緊急に必要なことはない。

【図1】