ES2245433T3 - Dispositivo de suministro de energia electrica. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de suministro de tensión para circuitos electrónicos de cerradura (17-21) en un vehículo automóvil, en el que está prevista una batería de vehículo (11) para suministrar tensión a la red a bordo del vehículo automóvil y en el que un grupo de circuitos electrónicos de cerradura (17-21) o cada circuito electrónico de cerradura individual (17-21) lleva asociada una batería adicional propia (15) o un acumulador de suministro de tensión, caracterizado porque la batería adicional (15) puede unirse, a través de un circuito de carga y unidad de conmutación (14), con la batería (11) del vehículo o con un alternador (10) del vehículo para cargar la batería adicional (15), la batería adicional (15) está unida en el funcionamiento normal, a través del circuito de carga y unidad de conmutación (14), con el grupo de circuitos electrónicos de cerradura (17-21) o con el circuito electrónico de cerradura (17-21) para el suministro de tensión, y en caso de fallo o de descarga de la batería adicional (15), se efectúa una conmutación por medio del circuito de carga y unidad de conmutación (14) de tal manera que la batería (11) del vehículo esté unida con el grupo de circuitos electrónicos de cerradura (17-21) o con el circuito electrónico de cerradura (17-21) para el suministro de tensión, con lo que se efectúa un suministro de tensión redundante.
Description
Dispositivo de suministro de energía
eléctrica.
La invención concierne a un dispositivo de
suministro de tensión eléctrica para circuitos electrónicos de
cerradura en un vehículo automóvil según el preámbulo de la
reivindicación principal.
Los sistemas o consumidores eléctricos en
vehículos automóviles son alimentados en general con energía
eléctrica por el alternador y la batería del vehículo. El
alternador es accionado por el motor de combustión interna y cede
energía eléctrica a la batería del vehículo, usualmente un
acumulador de plomo. La batería del vehículo alimenta los
consumidores eléctricos también en momentos en los que el alternador
no puede suministrar suficiente energía eléctrica. Para que pueda
garantizarse de manera muy fiable el funcionamiento de consumidores
relevantes para la seguridad o de sistemas relevantes para la
seguridad, por ejemplo el suministro de cerraduras eléctricas, se
conecta una fuente de energía adicional, por ejemplo una batería o
un acumulador para la alimentación de los sistemas relevantes para
la seguridad, en caso de que esté parado el motor y en caso de
fallo de la batería del vehículo u otra avería en el sistema
eléctrico. Tales consumidores relevantes para la seguridad pueden
ser también aparatos de mando o actuadores, etc.
La fuente de energía adicional tiene que ser
vigilada continuamente también durante el funcionamiento regular
para que esté preparada para funcionar en caso de que tenga que ser
utilizada. Además, tiene que asegurarse que, en caso de un fallo de
la fuente de energía adicional, ésta pueda ser cambiada a su debido
tiempo.
El dispositivo conocido de suministro de tensión
para circuitos electrónicos de cerraduras (EP 0 584 499 A1) del que
parte la invención muestra la estructura básica anteriormente
descrita. El circuito electrónico de cerradura, que presenta un
receptor de señales para la comunicación con un mando a distancia
por radio, lleva asociada una batería adicional propia que en caso
de emergencia, es decir, cuando falle la batería del vehículo,
puede ser conectada para suministrar tensión al circuito electrónico
de la cerradura. Es aquí problemático el hecho de que la batería
adicional está inactiva durante el funcionamiento normal, es decir,
en general a lo largo de años. En caso de que no se vigile la
batería adicional, no se detecta una avería en dicha batería
adicional por descarga, etc. Por tanto, es limitada la seguridad de
funcionamiento, especialmente en caso de emergencia.
Asimismo, se conoce por el documento EP 0 363 356
A1 un dispositivo de suministro de tensión para aparatos
electrónicos, especialmente para aparatos relevantes para la
seguridad en vehículos automóviles. En este dispositivo de
suministro de tensión están asociadas nuevamente a los aparatos
eléctricos relevantes para la seguridad unas baterías adicionales
que se hacen cargo del suministro de tensión en caso de que falle la
batería del vehículo o se interrumpa la unión entre dicha batería
del vehículo y los aparatos. Las baterías adicionales que están
asociadas a los aparatos no son ellas mismas vigiladas, sino que
únicamente se indica si falla el suministro principal y entra en
acción la batería adicional para el suministro de tensión.
Por último, se deberá consignar que el suministro
de tensión por una batería de vehículo, por un lado, y por una
batería adicional, por otro, es en principio conocido también en el
sector de las instalaciones de freno por un medio de presión para
vehículos automóviles (DE 35 02 100 A1). No obstante, está aquí en
primer término el suministro de dos circuitos de freno con
estructura preferiblemente simétrica.
Dado que en baterías y acumuladores no es posible
predeterminar el instante de fallo con una seguridad suficiente ni,
por tanto, garantizar el cambio a su debido tiempo, sin tener que
realizarlo innecesariamente pronto con fines preventivos, es
deseable garantizar que, en caso de un defecto o una descarga de la
batería o del acumulador utilizado en el servicio normal
expresamente para suministrar tensión a un consumidor relevante
para la seguridad o importante, concretamente un circuito
electrónico de cerradura, se proporcione un sustitutivo,
comprendiendo este sustitutivo una batería o un acumulador que esté
cargado con seguridad. Asimismo, es deseable garantizar que la
batería o el acumulador utilizado como sustitutivo no tenga que ser
controlado continuamente respecto de su estado de carga y que, no
obstante, se asegure que la batería o el acumulador esté
suficientemente cargado.
La invención se basa en conjunto en el problema
de configurar y perfeccionar el dispositivo conocido de suministro
de tensión de modo que quede garantizada una máxima seguridad de
funcionamiento junto con un coste mínimo.
El problema anterior se resuelve en un
dispositivo de suministro de tensión según el preámbulo de la
reivindicación 1 con las características de la parte
caracterizadora de dicha reivindicación 1.
El dispositivo de suministro de energía eléctrica
según la invención con las características de la reivindicación 1
tiene la ventaja de que la fuente de energía sustitutiva o la
fuente de energía adicional, por ejemplo una batería o un
acumulador, presenta siempre un estado de carga que asegura que
quede garantizado un suministro de energía para un circuito
electrónico de cerradura relevante para la seguridad o para un
sistema relevante para la seguridad con varios circuitos
electrónicos de cerradura en caso de que falle la fuente de energía
principal para el consumidor en cuestión. A este respecto, es
especialmente ventajoso que la fuente de energía adicional o la
fuente de energía sustitutiva no tenga que ser ella misma
vigilada.
Estas ventajas se logran por medio de un
dispositivo de suministro de energía eléctrica con las
características de la reivindicación 1. En este dispositivo se
alimentan con energía eléctrica los circuitos electrónicos de
cerradura o los grupos de circuitos electrónicos de cerradura,
normalmente a través de sendas baterías propias. Estas baterías son
recargadas continuamente por la batería de la red a bordo o por el
generador. Si falla la batería, el sistema relevante para la
seguridad es alimentado directamente desde la batería de la red a
bordo. Se puede prescindir entonces de una vigilancia del estado de
carga de la batería de la red a bordo, ya que durante el
funcionamiento usual del vehículo con una capacidad funcional
correcta del suministro eléctrico por la batería de la red a bordo
puede partirse de la consideración de que la batería de la red a
bordo ha sido cargada al menos en grado tan suficiente que pueda
proporcionar la energía para los sistemas relevantes para la
seguridad.
Con el dispositivo de suministro de energía
eléctrica según la invención se puede construir así un suministro
de energía redundante para circuitos electrónicos de cerradura o
grupos de circuitos electrónicos de cerradura, en el que se puede
prescindir, de manera ventajosa, de un reconocimiento del estado de
carga.
Otras ventajas de la invención consisten en que
se puede prescindir de una electrónica de vigilancia complicada, ya
que no se vigila un fallo de la batería o del acumulador, sino que
se reconoce este fallo en el funcionamiento. Asimismo, en caso de
que falle la fuente de energía primaria para el sistema relevante
para la seguridad, está presente aún suficiente energía
sustitutiva. En caso de que falle la batería del vehículo y, por
tanto, se suprima la recarga de la fuente de energía adicional, se
conserva el funcionamiento del sistema relevante para la solicitud
durante un tiempo adicional definible en función del tamaño de la
fuente de energía adicional. Además, se puede prolongar la vida útil
de la batería o del acumulador mediante ciclos de carga y descarga
optimizados. De manera ventajosa, solamente hay que tender una
línea de alimentación de la fuente de energía adicional al aparato
de mando o a cada aparato de mando, y, de manera ventajosa, no son
necesarias líneas de mando adicionales, puesto que la unidad de
conmutación entre la fuente de energía adicional y la batería del
vehículo tiene que estar presente solamente una vez en la fuente de
energía adicional y no en cada aparato de mando. Las ejecuciones de
la invención que hacen posibles las ventajas adicionales están
expuestas con detalle en las reivindicaciones subordinadas.
En la única figura se representa un ejemplo de
ejecución de la invención y éste se explica con detalle en la
descripción siguiente.
En la figura se ha representado un ejemplo de
ejecución de la invención que muestra a título de ejemplo el
suministro de energía para circuitos electrónicos de cerradura en
un vehículo automóvil. El alternador 10, que es un alternador
trifásico junto con regulador de tensión, alimenta tanto la batería
11 del vehículo como consumidores 13 de la red a bordo de cualquier
clase susceptibles de ser conectados con ésta a través de
interruptores 12. A través de un circuito de carga y unidad de
conmutación 14, una batería adicional 15 o un acumulador puede ser
unido tanto con el alternador 10 como con un circuito de vigilancia
y distribución 16. Se alimenta entonces al circuito de vigilancia y
distribución 16 la tensión de salida UA del circuito de carga y
unidad de conmutación 14, al cual se alimenta a su vez la tensión
UG del alternador.
Unas líneas de conexión conducen del circuito de
vigilancia y distribución 16 a los distintos circuitos electrónicos
de cerradura, subdividiéndose éstos en electrónica de cerradura
puerta del conductor 17, electrónica de cerradura puerta del
acompañante 18, electrónica de cerradura puerta izquierda trasera
19, electrónica de cerradura puerta derecha trasera 20 y
electrónica de cerradura portón trasero 21. La tensión alimentada se
ha designado cada vez con US. La unión entre el circuito de
vigilancia y distribución 16 y los distintos circuitos electrónicos
de cerradura 17 a 21 se efectúa a través de sendas líneas únicas 22
a 26. Entre el circuito de carga y unidad de conmutación 14 y el
circuito de vigilancia y distribución 16 es necesaria solamente una
línea 27.
La estructura del circuito de suministro
eléctrico, que se representa en la figura a título de ejemplo para
un total de cinco cerraduras eléctricas, hace posible que solamente
haya que tender una línea de alimentación de la fuente de energía
adicional, es decir, la batería adicional 15, a cada aparato de
mando o a cada electrónica de cerradura 17 a 21. No se necesitan
líneas de mando adicionales y la unidad de conmutación entre la
batería adicional 15 y la batería 11 del vehículo está presente
solamente una vez en la batería adicional o integrada en el
circuito de carga y unidad de conmutación 14. Por tanto, no se
necesita una unidad de conmutación propia para cada aparato de
mando o cada electrónica de cerradura 17 a 21.
En el sistema de suministro representado en la
figura el alternador 10 carga de la manera usual la batería 11 del
vehículo, y ésta suministra energía eléctrica a los consumidores de
la red a bordo. De los consumidores de la red a bordo se ha
representado solamente un consumidor 13 que puede conectarse a
través del interruptor 12. El circuito de carga y unidad de
conmutación es alimentado con energía por el alternador 10 o bien
desde la batería 11 del vehículo. El circuito de carga proporciona
a su vez una recarga adecuada de la batería adicional 15,
eventualmente a través de un transformador de tensión integrado
que, si la tensión UG del alternador es demasiado baja, puede elevar
la tensión de carga para la batería adicional en caso de que esto
sea necesario al presentarse una fuerte carga de la red a bordo. La
estrategia de carga para la batería adicional 15 se elige, por
ejemplo, de modo que se optimice la vida útil de la batería. Una
unidad de conmutación eventualmente integrada en el circuito de
carga alimenta en el caso normal las distintas electrónicas de
cerradura con la tensión necesaria US de suministro eléctrico desde
esta batería adicional 15.
La unidad de conmutación del circuito de carga y
unidad de conmutación 14 reconoce cuándo la tensión de salida de la
batería adicional 15 ha caído por debajo de un valor límite
establecido y conmuta entonces a la batería del vehículo como fuente
de energía sustitutiva. La batería adicional 15 se desacopla
entonces a través de un interruptor (por ejemplo, un transistor).
La unidad de conmutación comprende, por ejemplo, medios de
comparación que comparan la tensión de la batería adicional 15 con
una tensión umbral prefijable y que, al caer por debajo de la
tensión umbral, producen una conmutación a la batería 11 del
vehículo y eventualmente producen un desacoplamiento de la batería
adicional 15. La unidad de conmutación comprende también medios que
hacen posible que, simultáneamente con la conmutación efectuada, se
emita en una salida de diagnóstico AD un estado de la batería
adicional que invite a renovar dicha batería adicional. Este estado
de la batería adicional puede disparar, por ejemplo, un indicador
incorporado en el vehículo.
Por tanto, los sistemas alimentados por el
circuito de carga y unidad de conmutación 14 siguen siendo
alimentados a través de la misma salida de tensión en el circuito
de carga y unidad de conmutación 14 y no tienen que disponer ellos
mismos de ningún componente propio para el suministro de energía
sustitutiva. En el ejemplo de ejecución representado para un
concepto de energía sustitutiva para cerraduras eléctricas se ha
conectado también entre el circuito de carga y unidad de
conmutación 14 y los circuitos electrónicos de cerradura 17 a 21
alimentados por éste una unidad de vigilancia y distribución 16 que
tiene la misión de vigilar la absorción de corriente de los
distintos sistemas y, al sobrepasarse la corriente nominal o en
caso de un cortocircuito en una rama, desconectar esta rama a
través de medios de conexión internamente existentes a fin de no
poner en peligro las funciones de los demás sistemas.
Eventualmente, la unidad de vigilancia y distribución 16 puede
configurarse de modo que se indique por medio de un indicador propio
A un defecto reconocido que conduzca a la desconexión de una
rama.
Es esencial que la alimentación de energía
existente durante el funcionamiento normal se efectúe desde la
batería adicional recargable 15 o desde un acumulador
correspondiente y que únicamente en caso de un defecto o bajo una
descarga demasiado fuerte de la batería adicional 15 se conmute a
la batería principal, especialmente a la batería 11 del vehículo.
Debido a esta forma de proceder resulta superflua una vigilancia del
estado de carga de la batería adicional, ya que en casos de
emergencia sigue estando preparada la batería del vehículo,
pudiendo partirse de la consideración de que en un vehículo que se
encuentre en funcionamiento la batería 11 de dicho vehículo presenta
aún tantas reservas de energía como sean necesarias para
suministrar todavía energía a los circuitos electrónicos de
cerradura durante un tiempo prefijable.
Como se ha mencionado, es posible también reunir
grupos de sistemas o grupos de aparatos y alimentarlos conjuntamente
desde la batería adicional o desde la batería principal.
Claims (4)
1. Dispositivo de suministro de tensión para
circuitos electrónicos de cerradura (17-21) en un
vehículo automóvil,
en el que está prevista una batería de vehículo
(11) para suministrar tensión a la red a bordo del vehículo
automóvil y
en el que un grupo de circuitos electrónicos de
cerradura (17-21) o cada circuito electrónico de
cerradura individual (17-21) lleva asociada una
batería adicional propia (15) o un acumulador de suministro de
tensión,
caracterizado porque
la batería adicional (15) puede unirse, a través
de un circuito de carga y unidad de conmutación (14), con la
batería (11) del vehículo o con un alternador (10) del vehículo
para cargar la batería adicional (15),
la batería adicional (15) está unida en el
funcionamiento normal, a través del circuito de carga y unidad de
conmutación (14), con el grupo de circuitos electrónicos de
cerradura (17-21) o con el circuito electrónico de
cerradura (17-21) para el suministro de tensión,
y
en caso de fallo o de descarga de la batería
adicional (15), se efectúa una conmutación por medio del circuito
de carga y unidad de conmutación (14) de tal manera que la batería
(11) del vehículo esté unida con el grupo de circuitos electrónicos
de cerradura (17-21) o con el circuito electrónico
de cerradura (17-21) para el suministro de tensión,
con lo que se efectúa un suministro de tensión redundante.
2. Dispositivo de suministro de tensión según la
reivindicación 1, caracterizado porque se alimenta a cada
circuito electrónico de cerradura o a un aparato de mando
correspondiente una respectiva tensión propia (US) desde la batería
adicional (15), y porque están presentes medios de vigilancia y
distribución (16) a los cuales se alimenta una tensión de salida
(UA) y que, al caer por debajo de una tensión umbral, alimentan las
tensiones necesarias (US) a los distintos circuitos electrónicos de
cerradura (17-21) y eventualmente provocan una
separación de un circuito electrónico de cerradura defectuoso (17-
21) y/o activan un indicador (A).
3. Dispositivo según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizado porque el circuito de carga y
unidad de conmutación (14) comprende medios comparadores de tensión
que comparan la tensión de la batería adicional (15) con una tensión
nominal prefijada y que, al caer por debajo de la tensión nominal,
inducen una conmutación a la batería (11) del vehículo y activan
eventualmente un indicador (AD).
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizado porque el circuito de carga y
unidad de conmutación (14) comprende medios que hacen posible una
estrategia de carga prefijable para la batería adicional (15), y
porque ésta se elige de manera que resulte máxima la vida útil de
la batería adicional (15).
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