WO2007068405A1 - Kurzzeit-spannungsversorgung - Google Patents

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WO2007068405A1 PCT/EP2006/011828 EP2006011828W WO2007068405A1 WO 2007068405 A1 WO2007068405 A1 WO 2007068405A1 EP 2006011828 W EP2006011828 W EP 2006011828W WO 2007068405 A1 WO2007068405 A1 WO 2007068405A1
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Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
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Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
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    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other DC sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/345—Parallel operation in networks using both storage and other DC sources, e.g. providing buffering using capacitors as storage or buffering devices

Definitions

  • the invention relates to a device for a voltage supply, and in particular relates to a circuit arrangement for a short-time power supply of electrical systems according to claim 1.
  • An example of this is an electronically controlled parking brake system for commercial vehicles. If in such a system in case of failure of the electrical supply, for example by a short circuit in the vehicle battery, the parking brake is not activated, there is the one
  • the invention is therefore based on the object to provide a short-term power supply, which provides in a cost-effective and simple manner the energy required for a last operation of an electrical system in the event of a fault.
  • the invention is based on the idea that, for an electrical system, a small amount of energy is sufficient to be able to carry out a last operation, which leads to a safe and defined final state.
  • Such an amount of energy is provided from an auxiliary power supply, which is protected by a device directly in a switching device with short line paths and separating elements against self-discharge, that over-dimensioning of the auxiliary power supply or a separate emergency power supply can be omitted.
  • such a short-time power supply for a consumer comprises a switching device with an auxiliary power supply; a control device supplied by the auxiliary power supply in the event of failure of an operating power supply; and a switching device controlled by the control device, which actuates the consumer by means of the auxiliary power from the auxiliary power supply, wherein the auxiliary power supply is designed such that the control device is provided upon request by operating a switch sufficient energy for a failure of the operating power supply last operation.
  • the switching device has a diode arrangement with low reverse current, which counteracts a self-discharge of the auxiliary power supply.
  • the auxiliary power supply can be dimensioned according to the requirements of the control device to be supplied.
  • the diode array is automatically activated so that self-discharge losses are minimized and the time during which the control device is operable by means of the energy from the auxiliary power supply is increased.
  • auxiliary power supply and the diode array are advantageously arranged in the immediate vicinity of the switch, whereby an undesirable voltage drop is avoided at longer line sections.
  • the auxiliary power supply is a capacitor, particularly preferably an electrolytic capacitor, with a
  • the self-discharge of the auxiliary power supply is monitorable by the control means, preferably by temporarily interrupting the charging circuit of the auxiliary power supply and measuring the voltage of the auxiliary power supply after a predetermined time, or by detecting the time until the voltage of the auxiliary power supply has dropped to a predetermined value , More preferably, the controller determines the available energy of the auxiliary power supply by monitoring the voltage drop between the operating power supply and a voltage at the switching device and calculating the charging current from the voltage drop between the operating power supply and the voltage at the switching device.
  • the auxiliary power supply is permanently connected to the operating power supply, however, a defined state of charge of the auxiliary power supply can be monitored in that the auxiliary power supply is regularly disconnected from the operating power supply by a switch in the control device for a predetermined time.
  • the single figure shows a simplified circuit arrangement of a short-time power supply according to the preferred embodiment.
  • the figure shows in part an exemplary realization of a subsequent supply of a parking or parking brake in a commercial vehicle with auxiliary power after a failure of the operating power supply.
  • the realization here is not limited to commercial vehicles, but can be found in other movable borrowed objects application, which are equipped with an electronically controlled parking brake to secure a standstill position of the moving object.
  • a switching device or a switch 1 for a parking or parking brake is shown, which is connected to corresponding signal lines with a likewise arranged in the utility vehicle and shown in the figure right control device 2.
  • a capacitor 10 preferably an electrolytic capacitor, a diode arrangement 12, a resistor arrangement 14 and a switch Sl 16 are arranged.
  • the control device 2 of the electronic system comprises as a significant element for the embodiment of a switch S2 20, which is connected via a resistor between a supply voltage or operating supply Ub and a voltage Ul of the switching device 1.
  • the control device 2 is known per se and is therefore not described in detail. It essentially includes some
  • Diodes and voltage converters 21 to 24 as external wiring of a microcontroller 25, which performs the control of the parking brake by driving a switch S3 26 by means of an implemented operation.
  • the switch S3 26 in turn controls a connected to an output of the control device 2 valve MV 3, for example, a solenoid valve, which then actuates the parking brake (not shown).
  • MV 3 for example, a solenoid valve
  • the operating power supply Ub fails at this time, the electronic parking brake system is initially out of service and will not be connected to an auxiliary power supply unless an operator or driver gives an appropriate instruction.
  • the electrical system executes a final operation with the energy from the auxiliary power supply and then switches itself off or is forcibly switched off due to the lack of energy.
  • the control device or the control unit must first be put back into an operational state from the currentless state due to the failure of the operating power supply Ub. Then the tax Direction of the actual situation, ie the failure of the operating power supply Ub and instead the operation with auxiliary power, recognize and then control the solenoid valve 3, which may be a bistable solenoid valve, in a correspondingly different state.
  • the capacitor 10 forming the energy store for the auxiliary energy is relatively small, e.g. as a 40 V capacitor with a capacity of 3000 uF, can be configured.
  • the capacitor 10, which forms the auxiliary power supply or auxiliary power source is preferably disposed directly on or in the switch Sl 16.
  • the capacitor 10 is constantly connected to the operating power supply Ub, so that at any time a sufficient state of charge of the capacitor 10 and thus the auxiliary power supply is ensured. If there is a failure of the operating power supply Ub, discharging of the capacitor 10 via the current paths of the operating power supply Ub by a separation of the capacitor 10 of the same by means of the separating state very high-impedance diode array 12 as a separator (diode) with low reverse current prevented.
  • the diode array 12 is automatically activated, and the diode array 12 is also arranged in the immediate vicinity of the capacitor 10 for the reasons mentioned above.
  • the self-discharge of the capacitor 10 as auxiliary power supply is very low, so that the period in which the last operating sequence of the electronic system can still be executed after a failure of the operating power supply Ub can be significantly extended to hours or days without the auxiliary power supply ie the capacitor 10, unnecessarily large or oversized.
  • the switch S2 20 in the control device 2 interrupts during normal operation with existing operating power supply Ub preferably also the charging of the capacitor 10 in the switching device 1 every now and then for a predetermined time, for example, for several hours. During this time, therefore, the capacitor 10 can discharge slowly. After the predetermined time, the switch S2 20 is closed again and charged the capacitor 10 until reaching the desired auxiliary power. An examination of the capacitance of the capacitor 10 can be carried out, for example, by measuring the time after the switch-on again, until the capacitor 10 is completely charged.
  • a monitoring of the self-discharge of the capacitor 10 takes place here by the control device 1 such that the charging circuit is temporarily interrupted by the switch S2 20 and the then adjusting voltage of the capacitor 10 is measured after a predetermined time after switching. Furthermore, the auxiliary energy available at a particular time can be determined by monitoring the battery voltage Ub and the switching device voltage U1 and the charging current, calculated via the voltage drop between the battery voltage Ub and the switching device voltage U1, by the control device 1.
  • the degree of self-discharge of the capacitor 10 can be inferred, and based on the charging rate of the capacitor 10 in the course of recharging, the minimum capacity of the capacitor Capacitor 10 are monitored.
  • the switching device 1 to the switch 16 redundant, not shown switches, potentiometers or other an operator's instruction detecting elements. Such elements serve to issue a warning in trouble-free operation and to prevent false triggering of the last operation of the electronic system.

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Abstract

Es wird eine Kurzzeit-Spannungsversorgung für einen Verbraucher beschrieben, gekennzeichnet durch eine Schalteinrichtung (1) mit einer Hilfsenergieversorgung (10) ; eine bei Ausfall einer Betriebsenergieversorgung (Ub) von der Hilfsenergieversorgung (10) versorgte Steuereinrichtung (2) ; und eine von der Steuereinrichtung (2) angesteuerte Schalteinrichtung (26, 3) , die den Verbraucher mittels der Hilfsenergie aus der Hilfsenergieversorgung (10) betätigt, wobei die Hilfsenergieversorgung (10) derart ausgelegt ist, dass der Steuereinrichtung (2) auf Anforderung durch Betätigung eines Schalters (16) ausreichend Energie für einen nach Ausfall der Betriebsenergieversorgung (Ub) letzten Betriebsablauf bereitgestellt wird.

Description

Kurzzeit-Spannungsversorgung
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für eine Spannungs- versorgung, und bezieht sich insbesondere auf eine Schaltungsanordnung für eine Kurzzeit-Spannungsversorgung elektrischer Systeme nach dem Patentanspruch 1.
Bei elektrischen Systemen finden sich häufig sicherheitsrele- vante Einrichtungen, welche bei normalen Ausschaltvorgängen, aber auch bei beispielsweise einem Ausfall der normalen Betriebsstrom- oder Betriebsspannungsversorgung noch über genügend Energie verfügen müssen, um noch einen letzten Betriebsablauf ausführen und so in einen definierten, gesi- cherten Endzustand gelangen zu können.
Ein Beispiel hierfür ist ein elektronisch gesteuertes Feststellbremssystem für Nutzfahrzeuge. Wird bei einem solchen System bei einem Ausfall der elektrischen Versorgung, beispielsweise durch einen Kurzschluss in der Fahrzeugbatterie, die Feststellbremse nicht aktiviert, besteht zum Einen die
Gefahr, dass das Fahrzeug nicht mehr sicher abgestellt werden kann. Zum Anderen darf jedoch die Feststellbremse bei einem Ausfall der elektrischen Versorgung nicht in jedem Fall gleichzeitig und automatisch aktiviert werden, da dies bei einem noch nicht zum Stillstand gekommenen Fahrzeug zu einem instabilen Fahrverhalten sowie zu einer unvermittelt starken Verzögerung ohne Aufleuchten der Bremsleuchten führen kann, wodurch die Unfallgefahr signifikant erhöht wird. Daher muss, nachdem das Fahrzeug nach einem Ausfall der elektrischen Ver- sorgung zum Stillstand gekommen ist, eine solche Feststellbremse durch den Fahrer noch einmal aktivierbar sein, damit das Fahrzeug gegen Wegrollen sicherbar bleibt.
Bisher wurden derartige Probleme mittels redundanten Spannungsversorgungen aus zumindest zwei wechselseitig gegenein- ander abgesicherten Energiespeichern großer Kapazität oder durch eine eigenständige, d.h. separat angeordnete, NotStromversorgung umgangen. Die bekannten Lösungen sind jedoch dahingehend nachteilig, dass mehrere Energiespeicher teuer, aufwendig zu realisieren und zudem schlecht überwachbar sind, und eine separate Notstromversorgung aufgrund einer permanenten Selbstentladung stark überdimensioniert sein muss, welches ebenfalls in hohen Kosten und hohem konstruktivem Aufwand resultiert.
Zudem ist die benötigte Energie zur Durchführung eines letzten Betriebsablaufs (einer "finalen Aktion") der Feststellbremse häufig klein, so dass die bekannten Lösungen den tatsächlichen Anforderungen in keiner Weise entsprechen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kurz- zeit-Spannungsversorgung zu schaffen, welche auf kostengünstige und einfache Art und Weise die für einen im Stδrungsfall letzten Betriebsablauf eines elektrischen Systems erforderliche Energie bereitstellt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der beigefügten Unteransprüche.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass für ein elektrisches System eine geringe Energiemenge ausreicht, um einen letzten Vorgang durchführen zu können, der zu einem sicheren und definierten Endzustand führt. Eine solche Energiemenge wird aus einer Hilfsenergieversorgung bereitgestellt, die durch eine Anordnung direkt in einer Schalteinrichtung mit kurzen Leitungspfaden und Trennelementen so gegen eine Selbstentladung geschützt ist, dass eine Überdimensionierung der Hilfsenergieversorgung oder eine separate Notenergieversorgung entfallen kann.
Im Einzelnen umfasst eine solche Kurzzeit-Spannungsversorgung für einen Verbraucher eine Schalteinrichtung mit einer Hilfs- energieversorgung; eine bei Ausfall einer Betriebsenergieversorgung von der Hilfsenergieversorgung versorgte Steuereinrichtung; und eine von der Steuereinrichtung angesteuerte Schalteinrichtung, die den Verbraucher mittels der Hilfsener- gie aus der Hilfsenergieversorgung betätigt, wobei die Hilfsenergieversorgung derart ausgelegt ist, dass der Steuereinrichtung auf Anforderung durch Betätigung eines Schalters ausreichend Energie für einen nach Ausfall der Betriebsenergieversorgung letzten Betriebsablauf bereitgestellt wird.
Bevorzugt weist die Schalteinrichtung eine Diodenanordnung mit geringem Sperrstrom auf, die einer Selbstentladung der Hilfsenergieversorgung entgegen wirkt. Hierdurch kann die Hilfsenergieversorgung den Anforderungen der zu versorgenden Steuereinrichtung entsprechend dimensioniert werden.
Weiter bevorzugt wird die Diodenanordnung bei einem Ausfall der Betriebsenergieversorgung automatisch aktiviert, so dass Selbstentladungsverluste minimiert werden und die Zeit, während der die Steuereinrichtung mittels der Energie aus der Hilfsenergieversorgung betreibbar ist, verlängert wird.
Ferner sind die Hilfsenergieversorgung und die Diodenanordnung vorteilhaft in unmittelbarer Nähe des Schalters angeordnet, wodurch ein unerwünschter Spannungsabfall an längeren Leitungsabschnitten vermieden wird.
Vorteilhaft ist die Hilfsenergieversorgung ein Kondensator, besonders bevorzugt ein Elektrolytkondensator, mit einer
Spannung in der Größenordnung von 40 V und mit einer Kapazität in der Größenordnung von 3000 μF.
Die Selbstentladung der Hilfsenergieversorgung ist durch die Steuereinrichtung überwachbar, bevorzugt durch vorübergehen- des Unterbrechen des Ladestromkreises der Hilfsenergieversorgung und Messen der sich nach einer vorbestimmten Zeit einstellenden Spannung der Hilfsenergieversorgung, oder durch Erfassen der Zeit, bis die Spannung der Hilfsenergieversorgung auf einen vorbestimmten Wert abgefallen ist . Weiter bevorzugt ermittelt die Steuereinrichtung die zur Verfügung stehende Energie der Hilfsenergieversorgung durch Überwachen des Spannungsabfalls zwischen der Betriebsenergieversorgung und einer Spannung an der Schalteinrichtung und Berechnen des Ladestroms aus dem Spannungsabfall zwischen der Betriebsenergieversorgung und der Spannung an der Schalteinrichtung.
Vorteilhaft ist die Hilfsenergieversorgung ständig mit der Betriebsenergieversorgung verbunden, jedoch kann ein defi- nierter Ladezustand der Hilfsenergieversorgung dadurch überwacht werden, dass die Hilfsenergieversorgung durch einen Schalter in der Steuereinrichtung regelmäßig für eine vorbestimmte Zeit von der Betriebsenergieversorgung getrennt wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines bevorzugten Aus- führungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.
Die einzige Figur zeigt vereinfacht eine Schaltungsanordnung einer Kurzzeit-Spannungsversorgung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel .
Die Figur zeigt auszugsweise eine beispielhafte Realisierung einer Nachversorgung einer Park- bzw. Feststellbremse in einem Nutzfahrzeug mit Hilfsenergie nach einem Ausfall der Betriebsenergieversorgung. Die Realisierung ist hierbei nicht auf Nutzfahrzeuge beschränkt, sondern kann in anderen beweg- liehen Objekten Anwendung finden, die mit einer elektronisch gesteuerten Feststellbremse zum Sichern einer Stillstandposition des beweglichen Objekts ausgerüstet sind.
In der Figur ist links eine im Führerhaus eines Nutzfahrzeugs angeordnete Schalteinrichtung bzw. ein Schalter 1 für eine Park- oder Feststellbremse gezeigt, die/der mit entsprechenden Signalleitungen mit einer ebenfalls in dem Nutzfahrzeug angeordneten und in der Figur rechts gezeigten Steuereinrichtung 2 verbunden ist. In der Schalteinrichtung 1 sind ein Kondensator 10, bevorzugt ein Elektrolyt-Kondensator, eine Diodenanordnung 12, eine Widerstandsanordnung 14 und ein Schalter Sl 16 angeordnet.
Die Steuereinrichtung 2 des elektronischen Systems umfasst als ein für das Ausführungsbeispiel bedeutendes Element einen Schalter S2 20, der über einen Widerstand zwischen einer Versorgungsspannung bzw. Betriebsversorgung Ub und einer Spannung Ul der Schalteinrichtung 1 verschaltet ist.
Die Steuereinrichtung 2 ist an sich bekannt und wird deshalb nicht näher beschrieben. Sie umfasst im wesentlichen einige
Dioden und Spannungswandler 21 bis 24 als externe Beschaltung eines Microcontrollers 25, der mittels einem implementierten Betriebsablauf die Steuerung der Feststellbremse durch Ansteuern eines Schalters S3 26 durchführt.
Der Schalter S3 26 steuert wiederum ein an einem Ausgang der Steuereinrichtung 2 angeschlossenes Ventil MV 3, beispielsweise ein Magnetventil, an, welches sodann die (nicht gezeigte) Feststellbremse betätigt.
Nachstehend wird die grundlegende Funktionsweise des Ausfüh- rungsbeispiels genauer erklärt.
Es sei angenommen, dass sich das Nutzfahrzeug in Betrieb oder Bewegung befindet. Fällt zu dieser Zeit die Betriebsenergieversorgung Ub aus, ist das elektronische System für die Feststellbremse zunächst unversorgt und wird erst dann, wenn ein Bediener oder Fahrer eine entsprechende Anweisung gibt, mit einer Hilfsenergieversorgung verbunden. Auf diese Anweisung hin führt das elektrische System mit der Energie aus der Hilfsenergieversorgung einen letzten Betriebsablauf aus und schaltet sich dann selbst ab oder wird aufgrund Energieman- gels zwangsweise abgeschaltet.
In diesem Fall muss zunächst die Steuereinrichtung oder das Steuergerät aus dem aufgrund des Ausfalls der Betriebsenergieversorgung Ub stromlosen Zustand wieder in einen betriebsbereiten Zustand versetzt werden. Sodann muss die Steuerein- richtung die tatsächlich vorliegende Situation, d.h. den Ausfall der Betriebsenergieversorgung Ub und anstelle dessen den Betrieb mit Hilfsenergie, erkennen und darauf hin das Magnetventil 3, welches ein bistabiles Magnetventil sein kann, in einen entsprechend anderen Zustand steuern.
Für diese Umsteuerung in den anderen Zustand ist nur eine kleine Energiemenge erforderlich, so dass der den Energiespeicher für die Hilfsenergie bildende Kondensator 10 relativ klein, z.B. als 40 V-Kondensator mit einer Kapazität von 3000 μF, ausgestaltet werden kann.
Liegt die Spannung eines solchen Kondensators 10 aber an langen Verbindungsleitungen, Steckern und dergleichen an, ergeben sich hieraus geringe Isolationswiderstände in der Größenordnung von nur einigen MΩ, und wird sich ein solcher Kon- densator nach kurzer Zeit selbst entladen.
Daher wird der Kondensator 10, der die Hilfsstrom- bzw. Hilfsenergieversorgung oder Hilfsenergiequelle bildet, vorzugsweise unmittelbar an oder in dem Schalter Sl 16 angeordnet.
Ferner ist im normalen Betrieb des elektrischen Systems der Kondensator 10 ständig mit der Betriebsenergieversorgung Ub verbunden, so dass zu jedem Zeitpunkt ein ausreichender Ladezustand des Kondensators 10 und damit der Hilfsenergieversorgung gewährleistet ist. Kommt es zu einem Ausfall der Betriebsenergieversorgung Ub, wird ein Entladen des Kondensators 10 über die Strompfade der Betriebsenergieversorgung Ub durch eine Trennung des Kondensators 10 von denselben mittels der im trennenden Zustand sehr hochohmigen Diodenanordnung 12 als Trenneinrichtung (Diode) mit geringem Sperrstrom verhin- dert . Bevorzugt wird die Diodenanordnung 12 automatisch aktiviert, und ist die Diodenanordnung 12 aus den vorstehend genannten Gründen ebenfalls in unmittelbarer Nähe des Kondensators 10 angeordnet. Durch die konzentrierte Anordnung der Elemente der Schalteinrichtung 1 für die Feststellbremse führen bei einem Ausfall der Betriebsenergieversorgung Ub nur kurze Leitungsabschnitte Spannung, wodurch der Gesamt-Isolationswiderstand der Schalt- einrichtung in einem Zustand, in dem die Betriebsenergieversorgung Ub nicht mehr zur Verfügung steht, der letzte Betriebsablauf jedoch noch nicht angefordert wurde, in der Größenordnung von einigen GΩ liegt und damit sehr hoch ist .
Dadurch ist die Selbstentladung des Kondensators 10 als HiIf- senergieversorgung sehr gering, so dass der Zeitraum, in welchem der letzte Betriebsablauf des elektronischen Systems nach einem Ausfall der Betriebsenergieversorgung Ub noch ausgeführt werden kann, signifikant auf Stunden oder Tage erstreckt werden kann, ohne die HilfsStromversorgung, d.h. den Kondensator 10, unnötigerweise groß oder überdimensionieren zu müssen.
Der Schalter S2 20 in der Steuereinrichtung 2 unterbricht während eines Normalbetriebs mit bestehender Betriebsenergie- Versorgung Ub bevorzugt auch den Ladevorgang des Kondensators 10 in der Schalteinrichtung 1 hin und wieder für eine vorbestimmte Zeit, beispielsweise für einige Stunden. Während dieser Zeit kann sich daher der Kondensator 10 langsam entladen. Nach Ablauf der vorbestimmten Zeit wird der Schalter S2 20 wieder geschlossen und der Kondensator 10 bis zum Erreichen der gewünschten Hilfsenergie aufgeladen. Eine Prüfung der Kapazität des Kondensators 10 kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass nach dem Wiedereinschalten die Zeit gemessen wird, die vergeht, bis der Kondensator 10 vollständig geladen ist.
Eine Überwachung der Selbstentladung des Kondensators 10 erfolgt hierbei durch die Steuereinrichtung 1 derart, dass der Ladestromkreis durch den Schalter S2 20 vorübergehend unterbrochen und die sich dann einstellende Spannung des Kondensators 10 nach einer vorbestimmten Zeit nach dem Einschalten gemessen wird. Ferner kann die zu einem bestimmten Zeitpunkt zur Verfügung stehende Hilfsenergie durch Überwachen der Batteriespannung Ub und der Schalteinrichtungsspannung Ul sowie des Ladestroms, berechnet über den Spannungsabfall zwischen der Bat- teriespannung Ub und der Schalteinrichtungsspannung Ul, durch die Steuereinrichtung 1 ermittelt werden.
Insbesondere kann durch Messen der Spannung Ul der Schalteinrichtung 1 während des Wiederaufladens oder Nachladens des Kondensators 10 auf das Ausmaß der Selbstentladung des Kon- densators 10 geschlossen werden, und kann anhand der Auflade- geschwindigkeit des Kondensators 10 im Verlauf des Wiederauf- ladens die Mindestkapazität des Kondensators 10 überwacht werden .
Bevorzugt weist die Schalteinrichtung 1 zu dem Schalter 16 redundante, nicht gezeigte Schalter, Potentiometer oder andere eine Anweisung eines Bedieners erfassende Elemente auf. Derartige Elemente dienen dazu, im störungsfreien Betrieb eine Warnung auszugeben und eine Fehlauslösung des letzten Betriebsablaufs des elektronischen Systems zu verhindern.
Somit kann durch Betätigen des Schalters Sl 16 der Schalteinrichtung 1 die Park- bzw. Feststellbremse des Nutzfahrzeugs durch kurzes Ansteuern des Magnetventils MV 3 eingelegt werden, und wird bei einem Ausfall der Betriebsenergieversorgung Ub die Energieversorgung der Steuereinrichtung 2 und damit der darin enthaltenen Recheneinrichtung (Microcontroller) 25 sowie des Magnetventils MV 3 durch die Hilfsenergie aus dem Kondensator 10 in der Schalteinrichtung 1 gewährleistet. Bezugszeichenliste
1 Schalteinrichtung
2 Steuereinrichtung
3 Magnetventil
10 Kondensator
12 Diode
14 Widerstand
16 Schalter
20 Schalter
21 Spannungswandler
22 Spannungswandler
23 Spannungswandler
24 Spannungswandler
25 Microcontroller
26 Schalter

Claims

Patentansprüche
1. Kurzzeit-Spannungsversorgung für einen Verbraucher, gekennzeichnet durch eine Schalteinrichtung (1) mit einer Hilfsenergieversor- gung (10) ; eine bei Ausfall einer Betriebsenergieversorgung (Ub) von der Hilfsenergieversorgung (10) versorgte Steuereinrichtung (2) ; und eine von der Steuereinrichtung (2) angesteuerte Schalt- einrichtung (26, 3), die den Verbraucher mittels der Hilfs- energie aus der HiIfsenergieversorgung (10) betätigt, wobei die Hilfsenergieversorgung (10) derart ausgelegt ist, dass der Steuereinrichtung (2) auf Anforderung durch Be- tätigung eines Schalters (16) ausreichend Energie für einen nach Ausfall der Betriebsenergieversorgung (Ub) letzten Betriebsablauf bereitgestellt wird.
2. Kurzzeit-Spannungsversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (1) eine Diodenan- Ordnung (12) mit geringem Sperrström aufweist, die einer Selbstentladung der Hilfsenergieversorgung (10) entgegen wirkt .
3. Kurzzeit-Spannungsversorgung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Diodenanordnung (12) bei einem Aus- fall der Betriebsenergieversorgung automatisch aktiviert wird.
4. Kurzzeit-Spannungsversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsenergieversorgung (10) und die Diodenanordnung (12) in unmittelbarer Nähe des Schalters (16) angeordnet sind.
5. Kurzzeit-Spannungsversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsenergieversorgung ein Kondensator ist.
6. Kurzzeit-Spannungsversorgung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator ein Elektrolytkondensator mit einer Spannung in der Größenordnung von 40 V und mit einer Kapazität in der Größenordnung von 3000 μF ist.
7. Kurzzeit-Spannungsversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Selbstentladung der Hilfsenergie- Versorgung (10) durch die Steuereinrichtung (2) überwachbar ist.
8. Kurzzeit-Spannungsversorgung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (2) die Selbstent- ladung der Hilfsenergieversorgung (10) durch vorübergehendes Unterbrechen des Ladestromkreises der Hilfsenergieversorgung (10) und Messen der sich nach einer vorbestimmten Zeit einstellenden Spannung der Hilfsenergieversorgung (10) erfasst .
9. Kurzzeit-Spannungsversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (2) die zur Verfü- gung stehende Energie der Hilfsenergieversorgung (10) durch Überwachen des Spannungsabfalls zwischen der Betriebsenergieversorgung (Ub) und einer Spannung (Ul) an der Schalteinrichtung (1) und Berechnen des Ladestroms aus dem Spannungsabfall zwischen der Betriebsenergieversorgung (Ub) und der Spannung (Ul) ermittelt und/oder durch Überwachen der Ladezeit bis zum Erreichen des vollen Ladezustands des Kondensators (10) .
10. Kurzzeit-Spannungsversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsenergieversorgung (10) ständig mit der Betriebsenergieversorgung (Ub) verbunden ist.
11. Kurzzeit-Spannungsversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsenergieversorgung (10) durch einen Schalter (20) in der Steuereinrichtung (2) regelmäßig für eine vorbestimmte Zeit von der Betriebsenergieversorgung (Ub) getrennt wird.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009051293A1 (de) * 2009-10-29 2011-05-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Schaltungsanordnung zum Trennen einer Spannungsquelle von einem elektrischen Energienetz eines Fahrzeugs
US20130270912A1 (en) * 2012-04-16 2013-10-17 Hamilton Sundstrand Corporation System and method for providing time-controlled backup power to a load
ITTO20121145A1 (it) * 2012-12-24 2014-06-25 Magna Closures Spa Sorgente di energia di riserva per sistemi automobilistici e relativo metodo di controllo
DE112013006196T5 (de) 2012-12-24 2015-09-10 Magna Closures Inc. Unfallmanagementsystem und Verfahren in einem elektronischen Schloss einer Kraftfahrzeug-Schließvorrichtung
DE102013221578A1 (de) * 2013-10-24 2015-04-30 Zf Friedrichshafen Ag Elektronische Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer elektronischen Vorrichtung
DE102013221580A1 (de) * 2013-10-24 2015-04-30 Zf Friedrichshafen Ag Kopplungsvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Kopplungsvorrichtung
DE102013221577A1 (de) * 2013-10-24 2015-04-30 Zf Friedrichshafen Ag Elektronische Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer elektronischen Vorrichtung
DE102013221579A1 (de) * 2013-10-24 2015-04-30 Zf Friedrichshafen Ag Elektronische Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer elektronischen Vorrichtung
US10549731B2 (en) 2015-12-10 2020-02-04 Ford Global Technologies, Llc Electric parking brake for autonomous vehicles
DE102019112874A1 (de) * 2019-05-16 2020-11-19 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Gewährleistung eines notfallbetriebs eines aktors
JP7772001B2 (ja) * 2023-01-31 2025-11-18 トヨタ自動車株式会社 車両用ブレーキ装置
US20250178579A1 (en) * 2023-11-30 2025-06-05 Club Car, Llc Brake backup power for electrically actuated brakes of a personal transportation vehicle and related methods

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0453236A1 (de) 1990-04-16 1991-10-23 Nippondenso Co., Ltd. Einrichtung zum Erfassen des Vorhandenseins einer Ungewöhnlichkeit in einem Fahrzeuginsassen-Schutzsystem
EP0624944A2 (de) 1993-05-13 1994-11-17 Canon Kabushiki Kaisha Elektronisches Gerät mit einer Vielzahl von Antriebsquellen und Antriebssteuerung dafür
EP0924834A2 (de) 1997-12-22 1999-06-23 Nokia Mobile Phones Ltd. Spannungsversorgungsvorrichtung, insbesondere für ein Funktelefon in einem Kraftfahrzeug

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5739594A (en) * 1996-02-07 1998-04-14 Zenith Controls, Inc. Controller for automatic transfer switches
DE19643949A1 (de) * 1996-10-31 1998-05-07 Teves Gmbh Alfred Feststellbremseinrichtung für Kraftfahrzeuge
DE19743305C2 (de) * 1997-09-30 2001-03-15 Siemens Ag Anordnung zur Sicherstellung des Lösens einer selbsthemmenden Bremse während eines Bremsvorgangs eines Fahrzeugs
DE19758289A1 (de) * 1997-12-31 1999-07-01 Itt Mfg Enterprises Inc Energieversorgung einer elektrischen Feststellbremse für Kraftfahrzeuge
SE9802187L (sv) * 1998-06-18 2000-02-03 Permobil Ab Elektromekanisk broms
US6924750B2 (en) * 2000-05-17 2005-08-02 Omega Patents, L.L.C. Vehicle tracking unit for controlling operable vehicle devices using a vehicle data bus and related methods
DE10324809A1 (de) * 2003-06-02 2004-12-23 Robert Bosch Gmbh Hilfseinrichtung zum Lösen der Feststellbremse bei fehlender Energieversorgung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0453236A1 (de) 1990-04-16 1991-10-23 Nippondenso Co., Ltd. Einrichtung zum Erfassen des Vorhandenseins einer Ungewöhnlichkeit in einem Fahrzeuginsassen-Schutzsystem
EP0624944A2 (de) 1993-05-13 1994-11-17 Canon Kabushiki Kaisha Elektronisches Gerät mit einer Vielzahl von Antriebsquellen und Antriebssteuerung dafür
EP0924834A2 (de) 1997-12-22 1999-06-23 Nokia Mobile Phones Ltd. Spannungsversorgungsvorrichtung, insbesondere für ein Funktelefon in einem Kraftfahrzeug

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