专利名称：机动车辆的板载电源系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有如权利要求1的前序部分所描述的特征的机动车辆的板载电源系统。
背景技术：
在2001年的VDI报告的1109页上可得此种类型的板载电源系统的示例。其中提供了通过总线连接到各个用电设备组的几个中央电子系统或者信号处理模块。这些电子系统还包括分别排列和安装在电子系统盒上的用于熔断保护和配电的保险丝盒。
在这些情况下，保险丝盒中具有多个电流电路，由于电流随后在所连接的中央电子系统中分配，熔断路径环形穿过中央电子系统。这需要额外的插头，并且所述两个设备意味着需要很大的安装空间。线路通常经由套管从保险丝盒穿过隔离板到达中央电子系统，所述线路是复杂的并且同时允许例如来自发动机舱的噪声通过，因为保险丝盒通常置于发动机舱内。线路束混乱地由保险丝盒和中央电子系统连接至独立的用电设备，所述保险丝盒和中央电子系统都通常用于机动车辆中。
发明内容
本发明的目的是克服所述缺陷。
所述目的通过权利要求1所述特征而实现。本发明的进一步配置在从属权利要求中列出。
结合附图描述本发明的典型实施例。
在附图中图1表示通常的机动车辆的简化车体；图2表示旅行车的车体；图3a至3e表示中央电子系统的可能系统布局；图4表示中央电子系统的可能原理图；图5表示与图1至图3不同的装配方案。
具体实施例方式
图1表示前部具有舱壁1且后部具有舱壁2的通常的机动车辆。两个具有安装在盒3、4内的集成保险丝盒的中央电子系统通过通孔1a和2a连接至舱壁1或2，所述盒3、4在下文中称为SP盒。优选地，将电源和信号分配结合在SP盒内而不具有前述的分隔。电源分配可以理解为例如促动发动机的装置，信号分配可以理解为开关和传感器以及总线信号。在此情况下更一般地，电源电路不由传统保险丝而是通过开关(MOSFET或者继电器)结合电流测量组件例如分流器(shunt)进行保护。通过这种方式，电流可以被监控并在短路时被切断。对于更小的电流，可以使用例如称为polyswitch自复保险丝的可复位保险丝。这种具有集成信号和电源处理并包括其所有保险丝的中央电子系统的盒在下文中称为SP(信号和电源)盒。例如在此所述SP盒两侧均具有电连接。图1中在正面具有插头5和6。
在发动机舱的前部舱壁1中，构造通孔，从而其通过客舱侧的盒3的一壁绝缘，所述客舱紧靠舱壁1。舱壁1具有面向该壁的通孔1a，从而连接线路可以在发动机舱中穿过而到达用电设备。如前所述，线路间的连接和盒3中的连接是通过插头连接器连接的。所述插头5连接至独立的且较短的装配电路，所述装配电路的另一端自身连接到插头。例如，插头7连接到电子风挡雨雪刷和风挡加热器，插头8连接到发动机舱中间区域的ABS控制器和开关，插头9连接到发动机和换档控制器，插头10连接到前灯、光束范围调节器以及前灯擦拭器，插头11连接到发动机舱较低区域内的用电设备，例如风扇和加热器阀。出于成本的原因并且由于安装空间有限，客舱内的装配电路优选地直接连接到中央电子系统盒上的连接器，例如通过夹钳连接器12。相匹配的另一半例如13连接到车顶模块，14连接到车门用电设备，15连接到中心控制台以及16连接到驾驶舱用电设备例如仪表群、加热/空调控制等等。线路将发电机17和电能储存设备连接，所述电能存储设备优选地为ultracap电容型电源系统18(ultra cap)。这在启动和能量再生中被认为具有显著优点。由于温度限制和连接到发电机的线路较短，因此ultracap电容型电源系统(ultra cap)优选地封装在驾驶员脚部空间内。发电机17优选地为集成起动用发电机(integral starter generator)。车尾的用电设备和车尾的中央电子系统通过装配电路19供电。该电路可以延伸到车身中的备用电池20。与前部的SP盒3一样，线路连接到车尾盒4，或者通过插头连接，并且这些线路的另一端21连接到车身，22连接到例如导航、电话、音响系统等设备，以及23连接到车灯和24连接到后门。这种情况下的显著特征是较短的装配电路。SP盒3和4在舱壁1和2上的排列意味着不需要套管并且线路不需要螺旋穿过。所述较短的、结构简单的装配电路可以在很大程度上自动制造。
图2表示旅行车的结构，其中没有车尾舱壁。在此情况下，SP盒4安装在该车辆的最尾部并且具有与前部盒相同的连接到用电设备的装配电路结构。
图3表示SP盒的可能系统布局；图3a表示仅具有一个前部盒3的布局；图3b表示具有前部左侧和右侧两个SP盒31、3r的布局。在这两种情况下SP盒均连接到电池25和发电机G；图3c表示具有一个前部SP盒3和两个尾部SP盒4r、41的布局。在此情况下，提供了两个电能储存设备、起动蓄电池25和供电电池25a，并且具有对其指定的到达SP盒的电连接。还可以使用ultracap电容型电源系统(ultracap)代替电池25。发电机G通常连接到前部电能储存设备25。
图3d表示两个前部SP盒和一个尾部SP盒；图3e表示两个前部SP盒和两个尾部SP盒。
最后一种配置就装配电路对称性和线路长度而言是最优的。如3c所示，在此情况下，第二电能储存设备也可以连接到一个SP盒(优选地在车尾部分中)。最好将板载电源的主要基本功能封装在所述盒中。这些包括照明控制(光束范围和可能有的转弯调节)风挡雨雪刷控制器门电池/电源管理车顶控制器所连接的传感器的测定，例如轮胎压力监控或者停车辅助，总线系统的管理功能，例如LIN总线。轮胎压力监控传感器的信号测定使用无线发送的高频(HF)信号尤为方便，因为前部和车尾SP盒仅需要在车尾设置内置或外置天线。该信号通过总线连接与其他SP盒进行MC通信进行测定。
这些功能对各个盒的分配主要由其与用电设备的接近度和盒内设置的插头、接口以及微控制器的负荷决定。
图4表示基本配置中的盒，例如左前侧盒31的结构图。左后侧SP盒41、左前门和座椅通过继电器26和分流器27供电。与电流成比例的电压信号通过电路28被发送到MC 35。继电器29和分流器33对例如风挡雨雪刷控制器30、风挡清洗液加热器31以及清洗液泵32提供一些功率放大器。电流通过分流器33和测量电路34进行测量并且在微型计算机(MC)35中检查其相对于通过功率放大器切换的负荷的合理性。如果合理性检查失败，出错信号被发送到诊断系统或者在显示屏上显示。来自MC 35的促动电路没有完全在功率放大器48处显示。为小总线节点(例如基于LIN 41)提供上行功率的polyswitch自复保险丝36也通过电源电路集成到功率放大器中。在上述结构的另一种形式中，该总线节点可以包括例如轮胎压力监控接收器37。由于该接收器位于靠近悬吊臂杆处，因此所述接收器读入开关信号例如刹车套管磨损38和风挡清洗液高度39等以减轻线缆上的负荷。其他LIN节点为连接到总线电路41的停车辅助40的传感器。如果发生短路，polyswitch自复保险丝36锁定并且通过分流器33将此情况报告给MC 35。即使例如功率放大器的错误也可以再次通过合理性检查检测到。这种情况不太可能发生，但是如果真的随着很大的短路电流发生了，则整个分支被切断。即使是部分短路电路也可以检测到。
当车辆熄火后，继电器29接通并且静态电流为0以减轻电池负荷，从而误漏电流不会完全耗尽电池43。为了管理电池，进出电池43的电流可以通过电流测量元件42进行测量，并且从发电机流向MC 35的电流可以通过元件44进行测量。MC 35还连接到CAN B 45和CAN C 46，这对于车门功能非常重要。取决于所连接的用电设备，在SP盒3中具有继电器、功率放大器和/或polyswitch自复式保险丝。还可以使用MOSFET代替继电器。继电器的好处在于极性反向保护无漏电流，以及由于低接触电阻引起的低热功率损耗。
所述的盒针对极性反向进行保护，MC由二极管47进行保护。
根据本发明的设计也可以实施在多电压板载电源中，所述板载电源中用电设备由发电机以及理论上一个或两个电池并行的进行供电。
SP盒中的中央电子系统可以设计为一个SP盒作为软件结构中的主控而其余的SP盒作为从属，即所述从属SP盒仅接收信号以及促动用电设备。因此在每种情况下由一个从属盒执行处理。在此情况下，从属盒还可以设置为，如果主控SP盒出错则从属盒启动紧急程序以确保最低功能。
图5表示前舱壁1’。SP盒3’位于前部乘客区域的驾驶员脚部空间内，但是尽可能靠近舱壁1’，从而使得该连接尽可能短。舱壁1’设置了通孔1’，所述通孔1’中放置了导流器(splitter)3a，所述导流器3a不仅用于将连接器线路3b连接到发动机用电设备，还用于将线路3c连接到SP盒3’。连接线路3b和/或3c可以通过插头连接到导流器3a。线缆3d还从盒3’延伸到乘客舱内的用电设备和/或开关。在此情况下，盒3’的所有连接器均设置在盒3’的一侧上。
权利要求
1.一种用于机动车辆的板载电源系统，所述电源系统具有多个用电设备和至少一个封装在盒(3，4)中的中央电子系统，其中所述用电设备与所述至少一个中央电子系统相连接，并且与发动机舱和乘客舱之间的车体舱壁(1)相连接，其特征在于所述封装在盒(3，3’)中的至少一个中央电子系统位于乘客舱侧最靠近所述车体舱壁(1，1’)处，并且提供了至少一个密封的导流器(通孔)(1a)用于连接从用于所述中央电子系统的盒(3)上的连接器延伸到所述发动机舱内的用电设备的线路。
2.根据权利要求1所述的板载电源系统，其特征在于所述至少一个盒(3)被直接齐平安装于所述车体舱壁(1)上，并且所述至少一个导流器(通孔)(1a)面向所述盒(3)装配了连接器的一侧，并且发动机舱的连接线路连接于所述连接器。
3.根据权利要求1所述的板载电源系统，其特征在于在两侧均装配了连接器的至少一个密封导流器(通孔)(1a)位于所述车体舱壁(1)中，所述导流器一侧上的连接器将线路连接至用电设备，而另一侧上的连接器将短连接线路连接至盒(3)上的连接器。
4.根据权利要求1至3所述的板载电源系统，其特征在于用于车辆两侧的两个盒排列在所述舱壁(1)上。
5.根据权利要求1至4所述的板载电源系统，其特征在于至少还有一个盒(4)，优选地用于车辆两侧的两个盒(4l，4r)，排列于车尾空间内，尤其是车尾舱壁(2)上。
6.根据权利要求1至5所述的板载电源系统，其特征在于和中央电子系统一起，用于保险丝和分配功能的开关设备(SP盒)也集成在盒(3)/盒(3，4)中，并且优选地保护所述SP盒中邻近的用电设备的所有低或高的电流电路。
7.根据权利要求6所述的板载电源系统，其特征在于信号和电源电路来自于所述SP盒(3)/SP盒(3，4)。
8.根据权利要求5或6中任意一项所述的板载电源系统，其特征在于来自所述连接线路的输出由开关(MOSFET和/或继电器)(26，27)和/或可复位保险丝(polyswitch自复保险丝)(36)进行保护。
9.根据权利要求6至8中任意一项所述的板载电源系统，其特征在于所述各个SP盒(3，4)为邻近空间提供所有的功能。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的板载电源系统，其特征在于盒(3)/盒(3，4)上的连接器构建为插头(5，6)和/或直接触头(12)。
11.根据权利要求10所述的板载电源系统，其特征在于盒(3，4)中的每一个的一侧都装配了插头(5，6)，并且另一侧装配了直接触头(12)。
12.根据权利要求1至11中任意一项所述的板载电源系统，其特征在于盒(3，4)中的每一个都分别连接到邻近的用电设备和传感器。
13.根据权利要求6至12中任意一项所述的板载电源系统，其特征在于电能储存设备连接到至少一个SP盒(3)。
14.根据权利要求13所述的板载电源系统，其特征在于所述电能储存设备和用于启动发动机的相关的SP盒(3)置于靠近发动机处，并且发电机(G)连接于所述电能储存设备。
15.根据权利要求13或14所述的板载电源系统，其特征在于分配给所述电能储存设备的所述SP盒(3)向其余SP盒(4)提供电流。
16.根据权利要求5至15中任意一项所述的板载电源系统，其特征在于前部SP盒(13)为车尾空间(内部和车体)分配电流并从而提供电保护。
17.根据权利要求6至16中任意一项所述的板载电源系统，其特征在于第二电池(备用电池)封装在车辆的车尾部分并且连接到位于该处的SP盒。
18.根据权利要求6至17中任意一项所述的板载电源系统，其特征在于一个SP盒承担软件结构中的主控功能，而其余SP盒承担从属功能(即它们仅接收信号和促动用电设备)。
19.根据权利要求18所述的板载电源系统，其特征在于所述从属盒包括用于在所述主控SP盒出错时进行最低处理的紧急程序。
全文摘要
本发明涉及一种用于机动车辆的板载电源系统。封装在盒内的中央电子系统置于靠近发动机舱的舱壁处，并将来自发动机舱的线路连接到所述盒上的电连接器中，并且所述连接线路不通过所述舱壁。
文档编号H01R13/74GK1717349SQ200480001581
公开日2006年1月4日 申请日期2004年1月5日 优先权日2003年1月7日
发明者H·莱贝尔 申请人:因特蒂斯两合公司