▶ 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・ハフツングの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-05-20
(54)【発明の名称】車両の制御機器用のエネルギー供給構成
(51)【国際特許分類】
H02J 7/02 20160101AFI20220513BHJP
H02J 7/34 20060101ALI20220513BHJP
H02J 9/06 20060101ALI20220513BHJP
【ＦＩ】
H02J7/02 B
H02J7/34 G
H02J9/06
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021558905
(86)(22)【出願日】2020-03-19
(85)【翻訳文提出日】2021-10-01
(86)【国際出願番号】 EP2020057623
(87)【国際公開番号】W WO2020200813
(87)【国際公開日】2020-10-08
(31)【優先権主張番号】102019204748.3
(32)【優先日】2019-04-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【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】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ
(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】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】グシュビィント－シリング，ライナー
(72)【発明者】
【氏名】ジムハルト，フォルカー
【テーマコード（参考）】
5G015
5G503
【Ｆターム（参考）】
5G015GB06
5G015HA02
5G015HA16
5G015JA52
5G015KA12
5G503AA01
5G503AA07
5G503BA01
5G503BB01
5G503CA11
5G503DA05
5G503DA07
5G503FA06
5G503GB03
5G503GD03
5G503GD04
5G503GD06
(57)【要約】
本発明は、外部のエネルギー供給部（３）と、第１の電圧変換器（７）および第２の電圧変換器（９）を介して充電可能な内部のエネルギー蓄積部（５）とを備えた、車両の制御機器（１）用のエネルギー供給構成（１０）ならびにこのようなエネルギー供給構成（１０）による車両の制御機器（１）のエネルギー供給のための対応している方法（１００）に関する。これに関し、外部のエネルギー供給部（３）は、通常動作中に制御機器（１）に動作電圧（ＶＢ）を供給し、内部のエネルギー蓄積部（５）は、外部のエネルギー供給部（３）の故障時の自給自足の場合に制御機器（１）にエネルギー蓄積部電圧（ＶＥＲ）を供給し、第１の電圧変換器（７）は、外部のエネルギー供給部（３）およびエネルギー蓄積部（５）とつながっており、かつエネルギー蓄積部（５）を第１の充電電流（ＩＬ１）で充電し、第２の電圧変換器（９）は、内部のエネルギー蓄積部（５）および外部のエネルギー供給部（３）とつながっており、かつアクティブ化状態では内部のエネルギー蓄積部（５）を第２の充電電流（ＩＬ２）で充電し、切替装置（１２）は、動作電圧（ＶＢ）およびエネルギー蓄積部電圧（ＶＥＲ）および第１の電圧変換器（７）の第１の出力電圧（ＶＵＰ１）を監視し、かつ監視下の電圧のその時々の値に応じて第２の電圧変換器（９）をアクティブ化または非アクティブ化する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
外部のエネルギー供給部（３）と、第１の電圧変換器（７）および第２の電圧変換器（９）を介して充電可能な内部のエネルギー蓄積部（５）とを備えた、車両の制御機器（１）用のエネルギー供給構成（１０）であって、前記外部のエネルギー供給部（３）が、通常動作中に前記制御機器（１）に動作電圧（ＶＢ）を供給し、前記内部のエネルギー蓄積部（５）が、前記外部のエネルギー供給部（３）の故障時の自給自足の場合に前記制御機器（１）にエネルギー蓄積部電圧（ＶＥＲ）を供給し、前記第１の電圧変換器（７）が、前記外部のエネルギー供給部（３）および前記エネルギー蓄積部（５）とつながっており、かつ前記エネルギー蓄積部（５）を第１の充電電流（ＩＬ１）で充電し、前記第２の電圧変換器（９）が、前記内部のエネルギー蓄積部（５）および前記外部のエネルギー供給部（３）とつながっており、かつアクティブ化状態では前記内部のエネルギー蓄積部（５）を第２の充電電流（ＩＬ２）で充電し、切替装置（１２）が、前記動作電圧（ＶＢ）および前記エネルギー蓄積部電圧（ＶＥＲ）および前記第１の電圧変換器（７）の第１の出力電圧（ＶＵＰ１）を監視し、かつ前記監視下の電圧のその時々の値に応じて前記第２の電圧変換器（９）をアクティブ化または非アクティブ化するエネルギー供給構成（１０）。
【請求項2】
前記制御機器（１）の始動段階中は、前記外部のエネルギー供給部（３）による前記動作電圧（ＶＢ）が設定された第１の閾値をおよび／または前記エネルギー蓄積部電圧（ＶＥＲ）が設定された第２の閾値を下回ると、前記内部のエネルギー蓄積部（５）を追加的に前記第２の充電電流（ＩＬ２）で充電するために、前記切替装置（１２）が前記第２の電圧変換器（９）をアクティブ化することを特徴とする請求項１に記載のエネルギー供給構成（１０）。
【請求項3】
通常動作中は、前記第１の電圧変換器（７）の前記第１の出力電圧（ＶＵＰ１）が設定された第３の閾値を下回ると、前記内部のエネルギー蓄積部（５）を追加的に前記第２の充電電流（ＩＬ２）で充電するために、前記切替装置（１２）が前記第２の電圧変換器（９）をアクティブ化することを特徴とする請求項１または２に記載のエネルギー供給構成（１０）。
【請求項4】
前記内部のエネルギー蓄積部（５）が設定された充電状態に達すると、前記切替装置（１２）が前記第２の電圧変換器（９）を非アクティブ化することを特徴とする請求項２または３に記載のエネルギー供給構成（１０）。
【請求項5】
前記切替装置（１２）が前記第２の電圧変換器（９）の２つのモニタ入力部（２Ｍ１、２Ｍ２）に印加する２つの監視電圧に応じて、第１のモニタ入力部（２Ｍ１）での一方の監視電圧が設定された第１の保持電圧値をおよび／または第２のモニタ入力部（２Ｍ２）での一方の監視電圧が設定された第２の保持電圧値を下回ると、前記第２の電圧変換器（９）が自動的にアクティブ化し得ることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のエネルギー供給構成（１０）。
【請求項6】
前記切替装置（１２）が、前記制御機器（１）の始動段階中は、前記外部のエネルギー供給部（３）の前記動作電圧（ＶＢ）の第１の監視電圧（ＶＢ＿Ｍ）を前記第２の電圧変換器（９）の前記第１のモニタ入力部（２Ｍ１）に、および前記エネルギー蓄積部（５）の前記エネルギー蓄積部電圧（ＶＥＲ）の第２の監視電圧（ＶＥＲ＿Ｍ）を前記第２の電圧変換器（９）の前記第２のモニタ入力部（２Ｍ１）に印加することを特徴とする請求項５に記載のエネルギー供給構成（１０）。
【請求項7】
前記切替装置（１２）が、前記制御機器（１）の通常動作中は、前記第１の電圧変換器（７）の前記第１の出力電圧（ＶＵＰ１）の割り算した第３の監視電圧（ＶＵＰ１＿Ｍ／ｎ）を前記第２の電圧変換器（９）の前記第１のモニタ入力部（２Ｍ１）に、および前記第１の電圧変換器（７）（ＶＢ）の前記第１の出力電圧（ＶＵＰ１）の前記第３の監視電圧（ＶＵＰ１＿Ｍ）を前記第２の電圧変換器（９）の前記第２のモニタ入力部（２Ｍ２）に印加することを特徴とする請求項６に記載のエネルギー供給構成（１０）。
【請求項8】
請求項１から７のいずれか一項に記載のエネルギー供給構成（１０）による車両の制御機器（１）のエネルギー供給のための方法（１００）であって、前記制御機器（１）が、通常動作中は前記外部のエネルギー供給部（３）により動作電圧（ＶＢ）を、および前記外部のエネルギー供給部（３）の故障時の自給自足の場合には前記内部のエネルギー蓄積部（５）によりエネルギー蓄積部電圧（ＶＥＲ）を供給され、前記エネルギー蓄積部（５）が、前記第１の電圧変換器（７）により第１の充電電流（ＩＬ１）で、およびアクティブ化された前記第２の電圧変換器（９）により第２の充電電流（ＩＬ２）で充電され、これに関しては前記動作電圧（ＶＢ）および前記エネルギー蓄積部電圧（ＶＥＲ）および前記第１の電圧変換器（７）の第１の出力電圧（ＶＵＰ１）が監視され、かつ前記監視下の電圧のその時々の値に応じて前記第２の電圧変換器（９）がアクティブ化または非アクティブ化される方法（１００）。
【請求項9】
前記制御機器（１）の始動段階中は、前記外部のエネルギー供給部（３）による前記動作電圧（ＶＢ）が設定された第１の閾値をおよび／または前記エネルギー蓄積部（５）の前記エネルギー蓄積部電圧（ＶＥＲ）が設定された第２の閾値を下回ると、前記内部のエネルギー蓄積部（５）を追加的に前記第２の充電電流（ＩＬ２）で充電するために、前記第２の電圧変換器（９）が前記第１の電圧変換器（７）と一緒にアクティブ化されることを特徴とする請求項８に記載の方法（１００）。
【請求項10】
通常動作中は、前記第１の電圧変換器（７）の前記第１の出力電圧（ＶＵＰ１）が設定された第３の閾値を下回ると、前記内部のエネルギー蓄積部（５）を追加的に前記第２の充電電流（ＩＬ２）で充電するために、前記第２の電圧変換器（９）がアクティブ化されることを特徴とする請求項９に記載の方法（１００）。
【請求項11】
前記内部のエネルギー蓄積部（５）が設定された充電状態に達すると、前記第２の電圧変換器（９）が再び非アクティブ化されることを特徴とする請求項９または１０に記載の方法（１００）。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両の制御機器用のエネルギー供給構成に関する。このようなエネルギー供給構成による車両の制御機器のエネルギー供給のための方法も本発明の対象である。
【背景技術】
【0002】
現況技術から、例えばエアバッグ制御機器のような安全性にとって重要な制御機器が内部のエネルギー蓄積部を備えている車両が知られており、この内部のエネルギー蓄積部は、車両の始動時に充電される。これに加え、外部のエネルギー供給部、つまり制御機器の外に配置されたエネルギー供給部が存在しており、通常動作中はこの外部のエネルギー供給部が制御機器に動作電圧を供給する。内部のエネルギー蓄積部は、外部のエネルギー供給部の故障時の自給自足の場合に制御機器にエネルギー蓄積部電圧を供給する。エネルギー蓄積部は、一般的にはコンデンサとして実施されており、かつ少なくとも１つのスイッチングコンバータを介して充電される。コンデンサまたはエネルギー蓄積部の大きさに応じて、および充電時間に関する相応の顧客要求がある場合は、コンデンサまたはエネルギー蓄積部をより高い充電電流で充電するために、第１のスイッチングコンバータに加えて第２のスイッチングコンバータが用いられる。現在は、第２のスイッチングコンバータをオンにするために、第１のスイッチングコンバータの出力電圧と、外部のエネルギー供給部によって出力された制御機器の動作電圧とが評価されており、これに関し、第１のスイッチングコンバータの出力電圧が設定された第１の閾値をまたは制御機器の動作電圧が第２の閾値を下回ると、第２のスイッチングコンバータがアクティブ化される。これでは、動作電圧は低すぎるが第１のスイッチングコンバータの出力電圧は安定している場合に、エネルギー蓄積部の充電または充電電圧の保持に第２のスイッチングコンバータは必要ないにもかかわらず、第２のスイッチングコンバータがオンにされることになり得る。これにより、スイッチングコンバータの一方が「不安定な」状態で働く可能性がある。加えて第２のスイッチングコンバータのこの接続により、制御機器の妨害エミッションが上昇する。
【発明の概要】
【0003】
独立特許請求項１の特徴を有する制御機器用のエネルギー供給構成は、追加的な第２のスイッチングコンバータが、切替装置により、制御機器の始動段階でのみ、内部のエネルギー蓄積部が充電されるまでアクティブ化されているという利点を有する。制御機器の動作電圧の電圧不足の場合は、追加的な第２のスイッチングコンバータは必ずしもアクティブ化されない。第１のスイッチングコンバータの出力電圧が落ち込んだ場合に初めて、第２のスイッチングコンバータが追加的にアクティブに切り替えられるかまたはアクティブ化される。これにより、エネルギー蓄積部を充電するためにまたはエネルギー蓄積部の充電状態を保持するために両方のスイッチングコンバータの充電電流が必要な、制御機器の動作状態のときにだけ、両方のスイッチングコンバータがアクティブ化されることが可能である。これにより、第２のスイッチングコンバータのオン時間が、したがって制御機器の妨害エミッションも減少することが有利である。
【0004】
本発明の実施形態は、外部のエネルギー供給部と、第１の電圧変換器および第２の電圧変換器を介して充電可能な内部のエネルギー蓄積部とを備えた、車両の制御機器用のエネルギー供給構成を提供する。これに関し外部のエネルギー供給部は、通常動作中に制御機器に動作電圧を供給し、かつ内部のエネルギー蓄積部は、外部のエネルギー供給部の故障時の自給自足の場合に制御機器にエネルギー蓄積部電圧を供給する。第１の電圧変換器は、外部のエネルギー供給部およびエネルギー蓄積部とつながっており、かつエネルギー蓄積部を第１の充電電流で充電する。第２の電圧変換器は、内部のエネルギー蓄積部および外部のエネルギー供給部とつながっており、かつアクティブ化状態では内部のエネルギー蓄積部を第２の充電電流で充電する。切替装置は、動作電圧およびエネルギー蓄積部電圧および第１の電圧変換器の第１の出力電圧を監視し、かつ監視下の電圧のその時々の値に応じて第２の電圧変換器をアクティブ化または非アクティブ化する。
【0005】
加えて、このようなエネルギー供給構成による制御機器のエネルギー供給のための方法が提案される。これに関し制御機器は、通常動作中は外部のエネルギー供給部により動作電圧を、および外部のエネルギー供給部の故障時の自給自足の場合には内部のエネルギー蓄積部によりエネルギー蓄積部電圧を供給される。これに加えてエネルギー蓄積部は、第１の電圧変換器により第１の充電電流で、およびアクティブ化された第２の電圧変換器により第２の充電電流で充電され、これに関しては動作電圧およびエネルギー蓄積部電圧および第１の電圧変換器の第１の出力電圧が監視され、かつ監視下の電圧のその時々の値に応じて第２の電圧変換器がアクティブ化または非アクティブ化される。
【0006】
動作状態として、例えば制御機器の始動段階または通常動作または自給自足動作が区別され得る。これに関し始動段階は、制御機器がオンになってから制御機器の機能性が達成されるまでに過ぎる期間に相当する。通常動作とは、本願では、制御機器が外部のエネルギー供給部によりエネルギーを供給される制御機器動作のことである。自給自足動作とは、本願では、制御機器が内部のエネルギー蓄積部によりエネルギーを供給される制御機器動作のことである。
【0007】
制御機器とは、本願では、捕捉したセンサ信号を処理または評価する例えばエアバッグ制御機器のような安全性にとって重要な電気機器のことであり得る。このために制御機器は、信号もしくはデータを処理するための少なくとも１つの評価および制御ユニットもしくは計算ユニット、信号もしくはデータを保存するための少なくとも１つのメモリユニット、センサからセンサ信号を読み込むためのもしくはアクチュエータに制御信号を出力するための、センサもしくはアクチュエータに対する少なくとも１つのインターフェイス、ならびに／またはデータの読込もしくは出力のための、通信プロトコルに組み込まれた少なくとも１つの通信インターフェイスを有し得る。少なくとも１つのインターフェイスは、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。ハードウェアによる形成の場合、インターフェイスは、例えば制御機器の非常に様々な機能を内包しているいわゆるシステムＡＳＩＣモジュールの一部であり得る。ただし、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は個別の部品から成ることも可能である。ソフトウェアによる形成の場合、インターフェイスは、例えば１つの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と共に存在しているソフトウェアモジュールであり得る。評価および制御ユニットまたは計算ユニットは、例えば信号プロセッサ、マイクロコントローラ、またはその類似物であることができ、その際、メモリユニットは、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ、または磁気メモリユニットであり得る。通信インターフェイスは、データのワイヤレスおよび／または有線での読込または出力のために形成することができ、これに関し、有線のデータを読み込み得るまたは出力し得る通信インターフェイスは、これらのデータを例えば電気的または光学的に、相応のデータ伝送線から読み込むことができまたは相応のデータ伝送線に出力することができる。スイッチングコンバータも、それぞれＡＳＩＣモジュールの一部であり得る。つまり、第１のスイッチングコンバータは例えばマスターＡＳＩＣモジュールに組み込むことができ、かつ第２のスイッチングコンバータはスレーブＡＳＩＣモジュールに組み込むことができ、スレーブＡＳＩＣモジュールはマスターＡＳＩＣモジュールの故障または機能制御の際に、少なくとも部分的にマスターＡＳＩＣモジュールの機能を担い得る。
【0008】
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保存されており、かつ評価の実施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、このプログラムが評価および制御ユニットまたは計算ユニットによって実行される場合、有利である。
【0009】
従属請求項に記載した措置および変形形態により、独立特許請求項１で提示した車両の制御機器用のエネルギー供給構成および独立特許請求項８で提示したこのようなエネルギー供給構成による制御機器のエネルギー供給のための方法の有利な改善が可能である。
【0010】
特に有利なのは、制御機器の始動段階中は、外部のエネルギー供給部による動作電圧が設定された第１の閾値をおよび／またはエネルギー蓄積部電圧が設定された第２の閾値を下回ると、内部のエネルギー蓄積部を追加的に第２の充電電流で充電するために、切替装置が第２の電圧変換器をアクティブ化し得ることである。これにより、制御機器のエネルギー蓄積部がより速く充電され得る。
【0011】
エネルギー供給構成の有利な形態では、通常動作中は、第１の電圧変換器の第１の出力電圧が設定された第３の閾値を下回ると、内部のエネルギー蓄積部を追加的に第２の充電電流で充電するために、切替装置が第２の電圧変換器をアクティブ化し得る。これにより、内部のエネルギー蓄積部を充電するためまたはエネルギー蓄積部の充電状態を保持するために、第２のスイッチングコンバータによって提供される第２の充電電流が本当に必要な場合に初めて、第２のスイッチングコンバータがアクティブ化されることが有利である。例えば、第１のスイッチングコンバータの機能障害または故障によって引き起こされ得る第１のスイッチングコンバータの出力電圧の落込みの場合。
【0012】
エネルギー供給構成のさらなる有利な形態では、内部のエネルギー蓄積部が設定された充電状態に達すると、切替装置が第２の電圧変換器を非アクティブ化し得る。これにより、両方のスイッチングコンバータの一方が、提供する充電電流が内部のエネルギー蓄積部によって受け取られ得ない「不安定な」状態で働くのを回避できることが有利である。
【0013】
エネルギー供給構成のさらなる有利な形態では、切替装置が第２の電圧変換器の２つのモニタ入力部に印加する２つの監視電圧に応じて、第１のモニタ入力部での一方の監視電圧が設定された第１の保持電圧値をおよび／または第２のモニタ入力部での一方の監視電圧が設定された第２の保持電圧値を下回ると、第２の電圧変換器が自動的にアクティブ化され得る。これに関し切替装置は、制御機器の始動段階中は、外部のエネルギー供給部の動作電圧の第１の監視電圧を第２の電圧変換器の第１のモニタ入力部に、およびエネルギー蓄積部のエネルギー蓄積部電圧の第２の監視電圧を第２の電圧変換器の第２のモニタ入力部に印加し得る。さらに切替装置は、制御機器の通常動作中は、第１の電圧変換器の第１の出力電圧の割り算した第３の監視電圧を第２の電圧変換器の第１のモニタ入力部に、および第１の電圧変換器の第１の出力電圧の第３の監視電圧を第２の電圧変換器の第２のモニタ入力部に印加し得る。これにより、切替装置を単純な構造にすることができる。加えて、既知のスレーブＡＳＩＣモジュール内に取り付けられた、２つのモニタ入力部を介した自動アクティブ化部が、引き続き使用され得る。したがって既存のシステムも簡単にシステムアップされ得る。
【0014】
本方法の有利な形態では、制御機器の始動段階中は、外部のエネルギー供給部による動作電圧が設定された第１の閾値をおよび／またはエネルギー蓄積部のエネルギー蓄積部電圧が設定された第２の閾値を下回ると、内部のエネルギー蓄積部を追加的に第２の充電電流で充電するために、第２の電圧変換器が第１の電圧変換器と一緒にアクティブ化され得る。これに加え、通常動作中は、第１の電圧変換器の第１の出力電圧が設定された第３の閾値を下回ると、内部のエネルギー蓄積部を追加的に第２の充電電流で充電するために、第２の電圧変換器がアクティブ化され得る。これに関し、始動段階中および／または通常動作中、内部のエネルギー蓄積部が設定された充電状態に達すると、第２の電圧変換器は再び非アクティブ化され得る。
【0015】
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、同じ符号は、同じまたは類似の機能を実行するコンポーネントまたは要素を意味する。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】車両の制御機器用の本発明によるエネルギー供給構成の１つの例示的実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
図１から明らかであるように、制御機器１用の本発明によるエネルギー供給構成１０の図示した例示的実施形態は、外部のエネルギー供給部３および内部のエネルギー蓄積部５を含んでいる。内部のエネルギー蓄積部５は、第１の電圧変換器７および第２の電圧変換器９を介して充電可能である。通常動作では、外部のエネルギー供給部３が制御機器１に動作電圧ＶＢを供給する。外部のエネルギー供給部３の故障時の自給自足の場合には、内部のエネルギー蓄積部５が制御機器１にエネルギー蓄積部電圧ＶＥＲを供給する。図１からさらに明らかであるように、第１の電圧変換器７は、外部のエネルギー供給部３およびエネルギー蓄積部５とつながっており、かつエネルギー蓄積部５を第１の充電電流ＩＬ１で充電する。第２の電圧変換器９は、同様に内部のエネルギー蓄積部５および外部のエネルギー供給部３とつながっており、かつアクティブ化状態では内部のエネルギー蓄積部５を第２の充電電流ＩＬ２で充電する。これに関し切替装置１２は、動作電圧ＶＢおよびエネルギー蓄積部電圧ＶＥＲおよび第１の電圧変換器７の第１の出力電圧ＶＵＰ１を監視し、かつ監視下の電圧のその時々の値に応じて第２の電圧変換器９をアクティブ化または非アクティブ化する。
【0018】
図示した例示的実施形態では、制御機器１の始動段階中は、外部のエネルギー供給部３による動作電圧ＶＢが設定された第１の閾値をおよび／または内部のエネルギー蓄積部５のエネルギー蓄積部電圧ＶＥＲが設定された第２の閾値を下回ると、内部のエネルギー蓄積部５を追加的に第２の充電電流ＩＬ２で充電するために、切替装置１２が、第２の出力電圧ＶＵＰ２を出力する第２の電圧変換器９をアクティブ化する。これに加え、通常動作中は、第１の電圧変換器７の第１の出力電圧ＶＵＰ１が設定された第３の閾値を下回ると、内部のエネルギー蓄積部５を第２の充電電流ＩＬ２で充電するために、切替装置１２が第２の電圧変換器９をアクティブ化する。これに加え、内部のエネルギー蓄積部５が設定された充電状態に達すると、切替装置１２が第２の電圧変換器９を非アクティブ化する。内部のエネルギー蓄積部５は、図示した例示的実施形態ではコンデンサとして実施されている。
【0019】
図１からさらに明らかであるように、切替装置１２および第１のスイッチングコンバータ７はそれぞれ、外部のエネルギー供給部３の動作電圧ＶＢを表す第１の監視電圧ＶＢ＿Ｍを受信する。第１のスイッチングコンバータ７は、第１の監視電圧ＶＢ＿Ｍをモニタ入力部１Ｍ１で受信する。切替装置１２はこれに加え、内部のエネルギー蓄積部５のエネルギー蓄積部電圧ＶＥＲを表す第２の監視電圧ＶＥＲ＿Ｍおよび第１の電圧変換器７の第１の出力電圧ＶＵＰ１を表す第３の監視電圧ＶＵＰ１＿Ｍを受信する。これに関し、動作電圧の公称値は約１３．５ボルトであり、かつエネルギー蓄積部電圧ＶＥＲの公称値および第１のスイッチングコンバータ７の第１の出力電圧ＶＵＰ１の公称値はそれぞれ約３３ボルトである。
【0020】
図示した例示的実施形態では、切替装置１２が第２の電圧変換器９の２つのモニタ入力部２Ｍ１、２Ｍ２に印加する２つの監視電圧に応じて、第２の電圧変換器９が自動的にアクティブ化し得る。これに関し、第１のモニタ入力部２Ｍ１での一方の監視電圧が設定された第１の保持電圧値をおよび／または第２のモニタ入力部２Ｍ２での一方の監視電圧が設定された第２の保持電圧値を下回ると、第２の電圧変換器９が自動的にアクティブ化され、かつ追加的な第２の充電電流ＩＬ２を出力する。ここで、第１の保持電圧値は約１０Ｖであり、かつ第２の保持電圧値は約３２ボルトである。
【0021】
代替的な図示されていない１つの例示的実施形態では、切替装置１２が、監視下の電圧のその時々の値に応じて、制御信号により第２の電圧変換器９をアクティブ化および非アクティブ化し、この制御信号は、少なくとも１つの制御線を介して第２の電圧変換器９の少なくとも１つの対応している制御入力部に印加される。
【0022】
図示した例示的実施形態では、切替装置１２が、制御機器１の始動段階中は、公称で約１３．５ボルトの値の外部のエネルギー供給部３の動作電圧ＶＢの第１の監視電圧ＶＢ＿Ｍを第２の電圧変換器９の第１のモニタ入力部２Ｍ１に、および公称で約３３ボルトの値の内部のエネルギー蓄積部５のエネルギー蓄積部電圧ＶＥＲの第２の監視電圧ＶＥＲ＿Ｍを第２の電圧変換器９の第２のモニタ入力部２Ｍ２に印加する。制御機器１の始動段階中のエネルギー蓄積部５の電圧はゆっくり上昇するので、第２の電圧変換器９は、内部のエネルギー蓄積部５が設定された充電状態または公称の充電電圧に達するまでアクティブ化されている。外部のエネルギー供給部３の動作電圧ＶＢは一般的に、約１０ボルトの第１の保持電圧値より高いので、内部のエネルギー蓄積部５がその設定された充電状態に達し、かつ約３２ボルトの第２の保持電圧値を上回ると、第２の電圧変換器９は非アクティブ化され、これにより、内部のエネルギー蓄積部５は第１の充電電流ＩＬ１によってのみ印加されるようになる。切替装置１２はこれに加え、制御機器１のその後の通常動作中は、第１の電圧変換器７の第１の出力電圧ＶＵＰ１の割り算した第３の監視電圧ＶＵＰ１＿Ｍ／ｎを第２の電圧変換器９の第１のモニタ入力部２Ｍ１に、および第１の電圧変換器７の第１の出力電圧ＶＵＰ１の第３の監視電圧ＶＵＰ１＿Ｍを第２の電圧変換器９の第２のモニタ入力部２Ｍ２に印加する。これに関し、第１の電圧変換器７の第１の出力電圧ＶＵＰ１の第３の監視電圧ＶＵＰ１＿Ｍは約３３ボルトの公称値を有する。第１の電圧変換器７の第１の出力電圧ＶＵＰ１の割り算した第３の監視電圧ＶＵＰ１＿Ｍ／ｎは約１１ボルトの公称値を有する。したがって、図示した例示的実施形態で切替装置１２が第１の電圧変換器７の第１の出力電圧ＶＵＰ１の第３の監視電圧ＶＵＰ１＿Ｍを割り算する約数「ｎ」は３の値を有する。これは、始動段階から通常動作へ移行する際に切替装置１２が、両方のモニタ入力部２Ｍ１、２Ｍ２に印加する監視電圧を転換することを意味する。制御機器１の通常動作中に、第１の電圧変換器７の第１の出力電圧ＶＵＰ１が、例えば機能障害に基づいて低下し、その結果、約１０ボルトまたは３２ボルトの両方の保持電圧値の一方が下回られると、第２の電圧変換器９が再びアクティブ化され、かつ内部のエネルギー蓄積部５が追加的に第２の充電電流ＩＬ２を印加される。第１の電圧変換器７の第１の出力電圧ＶＵＰ１が再び保持電圧値を上回ると、第２の電圧変換器９は再び非アクティブ化される。第２の電圧変換器９のアクティブ化状態と非アクティブ化状態の頻繁な入れ替わりを回避するため、保持電圧値は、アクティブ化ポイントと非アクティブ化ポイントの間にヒステリシスを有する。これは、第２の電圧変換器９が、第１の電圧変換器７の第１の出力電圧ＶＵＰ１がアクティブ化ポイントを下回るとアクティブ化され、かつ第１の電圧変換器７の第１の出力電圧ＶＵＰ１が非アクティブ化ポイントを上回ると再び非アクティブ化されることを意味する。
【0023】
図２からさらに明らかであるように、図１に示したエネルギー供給構成１０による制御機器１のエネルギー供給のための本発明による方法１００の図示した例示的実施形態では、ステップＳ１００で制御機器１がオンにされ、かつ外部のエネルギー供給部３の動作電圧ＶＢおよび内部のエネルギー蓄積部５のエネルギー蓄積部電圧ＶＥＲが監視される。ステップＳ１１０では、エネルギー蓄積部５を始動段階では第１の電圧変換器７により第１の充電電流ＩＬ１で、および第２の電圧変換器９により第２の充電電流ＩＬ２で充電するために、第１のスイッチングコンバータ７および第２のスイッチングコンバータ９がアクティブ化される。ステップＳ１２０では、内部のエネルギー蓄積部５がその公称充電状態に達したかどうかがチェックされる。ステップＳ１２０で内部のエネルギー蓄積部５がまだ公称充電状態に達していなかったことが確認されると、ステップＳ１１０を繰り返すことで本方法が続行される。ステップＳ１２０で内部のエネルギー蓄積部５が公称充電状態に達したことが確認されると、ステップＳ１３０で第２の電圧変換器９が非アクティブ化され、かつステップＳ１４０で第１の電圧変換器７の第１の出力電圧ＶＵＰ１が監視される。ステップＳ１５０では、第１の電圧変換器７の第１の出力電圧ＶＵＰ１が設定された閾値を下回っているかどうかがチェックされる。ステップＳ１５０で第１の電圧変換器７の第１の出力電圧ＶＵＰ１がまだ設定された閾値を下回っていないことが確認されると、ステップＳ１４０および第１の電圧変換器７の第１の出力電圧ＶＵＰ１の監視を繰り返すことで本方法が続行される。ステップＳ１５０で第１の電圧変換器７の第１の出力電圧ＶＵＰ１が設定された閾値を下回っていることが確認されると、ステップＳ１１０を繰り返すことで本方法が続行され、かつ第２の電圧変換器９が追加的にアクティブ化される。
【0024】
したがって図示した例示的実施形態では、制御機器１の始動段階中は、内部のエネルギー蓄積部５を追加的に第２の充電電流ＩＬ２で充電するために、第２の電圧変換器が第１の電圧変換器７と一緒にアクティブ化される。これに加え、通常動作中は、第１の電圧変換器７の第１の出力電圧ＶＵＰ１が設定された閾値を下回ると、内部のエネルギー蓄積部５を追加的に第２の充電電流ＩＬ２で充電するために、第２の電圧変換器９がアクティブ化される。内部のエネルギー蓄積部５が設定された充電状態に達すると、第２の電圧変換器９は再び非アクティブ化される。
【0025】
この方法は、例えばソフトウェアもしくはハードウェアにおいて、またはソフトウェアおよびハードウェアから成る混合形態において、制御機器１において実装され得る。
【図1】
【図2】
【手続補正書】
【提出日】2021-10-01
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
外部のエネルギー供給部（３）と、第１の電圧変換器（７）および第２の電圧変換器（９）を介して充電可能な内部のエネルギー蓄積部（５）とを備えた、車両の制御機器（１）用のエネルギー供給構成（１０）であって、前記外部のエネルギー供給部（３）が、通常動作中に前記制御機器（１）に動作電圧（ＶＢ）を供給し、前記内部のエネルギー蓄積部（５）が、前記外部のエネルギー供給部（３）の故障時の自給自足の場合に前記制御機器（１）にエネルギー蓄積部電圧（ＶＥＲ）を供給し、前記第１の電圧変換器（７）が、前記外部のエネルギー供給部（３）および前記エネルギー蓄積部（５）とつながっており、かつ前記エネルギー蓄積部（５）を第１の充電電流（ＩＬ１）で充電し、前記第２の電圧変換器（９）が、前記内部のエネルギー蓄積部（５）および前記外部のエネルギー供給部（３）とつながっており、かつアクティブ化状態では前記内部のエネルギー蓄積部（５）を第２の充電電流（ＩＬ２）で充電し、切替装置（１２）が、前記動作電圧（ＶＢ）および前記エネルギー蓄積部電圧（ＶＥＲ）および前記第１の電圧変換器（７）の第１の出力電圧（ＶＵＰ１）を監視し、かつ前記監視下の電圧のその時々の値に応じて前記第２の電圧変換器（９）をアクティブ化または非アクティブ化するエネルギー供給構成（１０）において、前記制御機器（１）の始動段階中は、前記外部のエネルギー供給部（３）による前記動作電圧（ＶＢ）が設定された第１の閾値をおよび／または前記エネルギー蓄積部電圧（ＶＥＲ）が設定された第２の閾値を下回ると、前記内部のエネルギー蓄積部（５）を追加的に前記第２の充電電流（ＩＬ２）で充電するために、前記切替装置（１２）が前記第２の電圧変換器（９）を前記第１の電圧変換器（７）と一緒にアクティブ化することを特徴とするエネルギー供給構成（１０）。
【請求項2】
通常動作中は、前記第１の電圧変換器（７）の前記第１の出力電圧（ＶＵＰ１）が設定された第３の閾値を下回ると、前記内部のエネルギー蓄積部（５）を追加的に前記第２の充電電流（ＩＬ２）で充電するために、前記切替装置（１２）が前記第２の電圧変換器（９）をアクティブ化することを特徴とする請求項１に記載のエネルギー供給構成（１０）。
【請求項3】
前記内部のエネルギー蓄積部（５）が設定された充電状態に達すると、前記切替装置（１２）が前記第２の電圧変換器（９）を非アクティブ化することを特徴とする請求項１または２に記載のエネルギー供給構成（１０）。
【請求項4】
前記切替装置（１２）が前記第２の電圧変換器（９）の２つのモニタ入力部（２Ｍ１、２Ｍ２）に印加する２つの監視電圧に応じて、第１のモニタ入力部（２Ｍ１）での一方の監視電圧が設定された第１の保持電圧値をおよび／または第２のモニタ入力部（２Ｍ２）での一方の監視電圧が設定された第２の保持電圧値を下回ると、前記第２の電圧変換器（９）が自動的にアクティブ化し得ることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のエネルギー供給構成（１０）。
【請求項5】
前記切替装置（１２）が、前記制御機器（１）の始動段階中は、前記外部のエネルギー供給部（３）の前記動作電圧（ＶＢ）の第１の監視電圧（ＶＢ＿Ｍ）を前記第２の電圧変換器（９）の前記第１のモニタ入力部（２Ｍ１）に、および前記エネルギー蓄積部（５）の前記エネルギー蓄積部電圧（ＶＥＲ）の第２の監視電圧（ＶＥＲ＿Ｍ）を前記第２の電圧変換器（９）の前記第２のモニタ入力部（２Ｍ２）に印加することを特徴とする請求項４に記載のエネルギー供給構成（１０）。
【請求項6】
前記切替装置（１２）が、前記制御機器（１）の通常動作中は、前記第１の電圧変換器（７）の前記第１の出力電圧（ＶＵＰ１）の割り算した第３の監視電圧（ＶＵＰ１＿Ｍ／ｎ）を前記第２の電圧変換器（９）の前記第１のモニタ入力部（２Ｍ１）に、および前記第１の電圧変換器（７）の前記第１の出力電圧（ＶＵＰ１）の前記第３の監視電圧（ＶＵＰ１＿Ｍ）を前記第２の電圧変換器（９）の前記第２のモニタ入力部（２Ｍ２）に印加することを特徴とする請求項５に記載のエネルギー供給構成（１０）。
【請求項7】
請求項１から６のいずれか一項に記載のエネルギー供給構成（１０）による車両の制御機器（１）のエネルギー供給のための方法（１００）であって、前記制御機器（１）が、通常動作中は前記外部のエネルギー供給部（３）により動作電圧（ＶＢ）を、および前記外部のエネルギー供給部（３）の故障時の自給自足の場合には前記内部のエネルギー蓄積部（５）によりエネルギー蓄積部電圧（ＶＥＲ）を供給され、前記エネルギー蓄積部（５）が、前記第１の電圧変換器（７）により第１の充電電流（ＩＬ１）で、およびアクティブ化された前記第２の電圧変換器（９）により第２の充電電流（ＩＬ２）で充電され、これに関しては前記動作電圧（ＶＢ）および前記エネルギー蓄積部電圧（ＶＥＲ）および前記第１の電圧変換器（７）の第１の出力電圧（ＶＵＰ１）が監視され、かつ前記監視下の電圧のその時々の値に応じて前記第２の電圧変換器（９）がアクティブ化または非アクティブ化される方法（１００）において、前記制御機器（１）の始動段階中は、前記外部のエネルギー供給部（３）による前記動作電圧（ＶＢ）が設定された第１の閾値をおよび／または前記エネルギー蓄積部（５）の前記エネルギー蓄積部電圧（ＶＥＲ）が設定された第２の閾値を下回ると、前記内部のエネルギー蓄積部（５）を追加的に前記第２の充電電流（ＩＬ２）で充電するために、前記第２の電圧変換器（９）が前記第１の電圧変換器（７）と一緒にアクティブ化されることを特徴とする方法（１００）。
【請求項8】
通常動作中は、前記第１の電圧変換器（７）の前記第１の出力電圧（ＶＵＰ１）が設定された第３の閾値を下回ると、前記内部のエネルギー蓄積部（５）を追加的に前記第２の充電電流（ＩＬ２）で充電するために、前記第２の電圧変換器（９）がアクティブ化されることを特徴とする請求項７に記載の方法（１００）。
【請求項9】
前記内部のエネルギー蓄積部（５）が設定された充電状態に達すると、前記第２の電圧変換器（９）が再び非アクティブ化されることを特徴とする請求項７または８に記載の方法（１００）。【国際調査報告】