用于车辆的配电器和保险系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于车辆的配电器(3)，其具有输入端(E)和多个负载通道(LK1，LK2，LKn)，这些负载通道分别通过保险丝(F1，F2，Fn)和线路(W1，W2，Wn)将输入端(E)与已连接的负载(L1，L2，Ln)连接，以及涉及一种用于车辆的保险系统，具有此类配电器(3)。在此，备用通道(EK1)通过电子保险装置(EF1)将输入端(E)与已连接的负载(L1，L2，Ln)连接，其中，评估和控制单元(10)检验保险丝(F1，F2，Fn)的功能有效性，并且当保险丝(F1，F2，F3，Fn)中的至少一个保险丝被识别为已触发时，评估和控制单元将电子保险装置(EF1)的半导体开关(T)导电接通并且通过备用通道(EK1)实现在输入端(E)和已连接的负载(L1，L2，L3，Ln)之间冗余的电流路径。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于车辆的配电器和保险系统
本专利技术从一种根据独立权利要求1所述类型的用于车辆的配电器和一种根据独立权利要求7所述类型的用于车辆的保险系统出发。
技术介绍
由现有技术公知了一种用于车辆的配电器，其具有多个负载通道，这些负载通道分别通过保险装置来保护，并且公知了一种用于车辆的具有此类配电器的保险系统，该配电器替代集成有保险丝和继电器的半导体电路而用于实现电子保险功能。电子保险装置通常包括用于接通和断开所连接的电子负载的电子功率开关并且也包括用于在过电流、过热等的情况下实现保护功能的元件。通常在配电器中所有保险丝由电子保险装置替代，因为电子保险装置与保险丝相比具有有利的特性，例如在电流-时间图表中的可编程的保险特性曲线、准确并且非常快速的触发和负载的可选的通断、诊断功能例如自诊断、通道的电流-电压测量、扩展的短路识别(例如诊断电弧)等。在与提供电子保险装置的技术可能性的竞争中产生用于电子保险装置的成本，电子保险装置与简单的保险丝相比意味着车辆中的每个保险装置以20至100倍的极大的成本升高。
技术实现思路
具有独立权利要求1的特征的用于车辆的配电器和具有独立权利要求7的特征的用于车辆的保险系统具有的优点是，每个负载通道始终固定布线地配备有成本低廉的传统的保险丝，其中，通过电子保险装置保护的备用通道在检验模式中或者在故障情况中可以与通过保险丝保护的负载通道并联，以便形成冗余的电流路径。本专利技术的实施方式提供了一种解决方案，在该解决方案中可能的是，如同期望地通过较少数量的电子保险装置实现扩展的保护。附加地还实现了一系列其他的监控功能，以便使车载电网更可靠地运行或者增加在故障情况中车载电网的可用性。到目前为止，传统的或者电子的保险装置在传统的配电器中固定地配置给确定的负载通道并进而与该负载通道固定地电连接。如果配电器具有例如n个负载通道，则使用至少n个保险元件，以便保护这n个负载通道。在此，n个保险元件可以要么由n个传统的保险丝组成或者由n个电子保险装置组成或者由保险元件的具有总数n个保险元件的组合组成。在本专利技术的实施方式中，可灵活使用的电子保险装置的数量比保险丝的数量少得多。因此，例如使用四个成本低廉的保险丝和一个附加的电子保险装置用于四个负载通道。本专利技术的具有附加的电子保险装置和对应的评估和控制单元的实施方式在较低的成本升高的情况下提供扩展的保险功能，因为替代四个电子保险装置使用仅仅一个电子保险装置。然而从技术角度出发实现了在罕见的故障情况中扩展的保护功能。当已经存在导致触发保险丝的故障时，该扩展的保护功能可以优选地用于监测冗余的电流路径。本专利技术的实施方式提供一种用于车辆的配电器，其具有输入端和多个负载通道，这些负载通道分别通过保险丝和线路将输入端与已连接的负载连接。在此，备用通道通过电子保险装置将输入端与已连接的负载连接，其中，评估和控制单元检验保险丝的功能有效性，并且当保险丝中的至少一个保险丝被识别为已触发时，该评估和控制单元将电子保险装置的半导体开关导电接通并且通过备用通道形成输入端和已连接的负载之间冗余的电流路径。此外，提出一种用于车辆的保险系统，其具有电压源和配电器，其中，该电压源通过主线路提供车载电网电压，该配电器将车载电网电压施加到多个已连接的负载上。本专利技术从下述构思出发，在车辆车载电网中出现不可避免地断开负载通道的故障(例如过电流、短路)的概率是非常低的。因此每个通道不必始终通过成本高昂的电子保险装置保护。此外，可以充分利用下述事实，即车载电网中的电压不是恒定的，而是由于电负荷而在一定带宽内波动。可以充分利用这个效应，以便对保险丝和电子保险装置的功能有效性进行重复的可选的检验。因此，当车载电网电压超过预给定的阈值时，那么就可以例如触发检验模式。在故障的保险装置的情况中，将电子保险装置的半导体开关始终导电接通，从而跨接故障的保险丝并且可以借助诊断功能“准确地”监测由此产生的替换的电流路径，直至该故障的保险装置被更换。评估和控制单元附加地确保，在检验模式中循环地接通半导体开关并且对其功能有效性进行监测。本专利技术的实施方式为此将传统的保险丝保留在多通道的配电器中并且将传统的保险丝与一个唯一的电子保险装置组合，该唯一的电子保险装置用于所有负载通道或者至少用于预定数量的负载通道。从而不是每个负载通道必须单独通过一个电子保险装置保护。该电子保险装置仅仅在故障情况中并且直至保险装置更换时负责保险功能。此外，该电子保险装置能够在配电器中的保险丝故障的情况中将电流传输到已连接的电子负载并且借助诊断进行监测。评估和控制单元以确定的顺序和频率检验每个负载通道并且可以识别，保险丝在哪个负载通道中被触发或者烧断。半导体开关的通过合金化导致短路的风险被降低，因为半导体开关在检验模式中并不持久地被施加以电流。由此可以减小FIT-(failure-in-time)Rate(失效率)并且提高了车辆中的保险性(冗余)和车载电网的可用性。因为电子保险装置在正常运行中被关闭并且仅仅在罕见情况中必须承受全部的工作电流，所以允许较高的损耗功率。半导体开关的接通电阻由此可以选择高欧姆值，这降低了半导体开关的成本。评估和控制单元在此可以理解为电子设备、例如控制设备，该电子设备处理或者评估检测到的传感器信号。评估和控制单元可以具有至少一个接口，该接口能够以硬件和/或软件的方式设计。在硬件的设计方案中，接口可以例如是所谓的ASIC系统的一部分，该部分包含评估和控制单元的最不同的功能。然而也可能的是，接口是独立的集成的电路或者至少部分地由分立的构件构成。在软件的设计方案中，接口可以是软件模块，该软件模块例如在微控制器上存在于其他软件模块旁边。有利地也是具有程序代码的计算机程序产品，该程序代码存储在机器可读的载体、例如半导体存储器、硬盘存储器或光学存储器并且当该程序由评估和控制单元执行时用于进行评估。通过在从属权利要求中实施的措施和改进方案实现了有利地改善在独立权利要求1中给出的用于车辆的配电器并且在独立权利要求7中给出的用于车辆的保险系统。特别有利的是，评估和控制单元可以例如借助电流测量仪检验备用通道中电流的过电流情况。保险丝可以出于下述两个原因而断开对应的负载通道中的电流。在第一种情况中，保险丝可以是故障并且烧断，而不存在过电流情况。在第二种情况中，保险丝可以由于不允许的过电流而被准确地触发并且烧断。因此，当存在过电流情况时，则评估和控制单元将至少一个触发的保险丝评估为已触发，或者当不存在过电流情况时，则评估和控制单元将至少一个触发的保险丝评估为故障。此外，当触发的保险丝评估为故障时，评估和控制单元可以使半导体开关保持在导通状态中并且保持通过备用通道的冗余电流路径。这意味着，不存在过电流情况而是存在故障的保险丝。替换地，当触发的保险丝评估为已触发时，评估和控制单元可以将半导体开关关闭并且断开通过备用通道的冗余电流路径。这意味着，存在过电流情况并且保险丝被正确地触发。在配电器的有利的设计方案中，分别为能预给定数量的负载通道设置备用通道。由此可以预先估计流过电子保险装置的备用通道中的最大负载电流并且找出相应的半导体开关，因为在不利的情况中负载通道的所有保险丝发生故障并且用于给已连接的负载供电所需的电流必须流过电子保险装置的半导体开关。在配电器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于车辆的配电器(3，3A)，具有输入端(E)和多个负载通道(LK1，LK2，LK3，LKn)，所述负载通道分别通过保险丝(F1，F2，F3，Fn)和线路(W1，W2，W3，Wn)将所述输入端(E)与已连接的负载(L1，L2，L3，Ln)连接，其特征在于，备用通道(EK1)通过电子保险装置(EF1)将所述输入端(E)与已连接的负载(L1，L2，L3，Ln)连接，其中，评估和控制单元(10)检验所述保险丝(F1，F2，F3，Fn)的功能有效性，并且当所述保险丝(F1，F2，F3，Fn)中的至少一个保险丝被识别为已触发时，所述评估和控制单元将所述电子保险装置(EF1)的半导体开关(T)导电接通并且通过所述备用通道(EK1)形成在所述输入端(E)和所述已连接的负载(L1，L2，L3，Ln)之间的冗余电流路径。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.08 DE 102016210058.01.一种用于车辆的配电器(3，3A)，具有输入端(E)和多个负载通道(LK1，LK2，LK3，LKn)，所述负载通道分别通过保险丝(F1，F2，F3，Fn)和线路(W1，W2，W3，Wn)将所述输入端(E)与已连接的负载(L1，L2，L3，Ln)连接，其特征在于，备用通道(EK1)通过电子保险装置(EF1)将所述输入端(E)与已连接的负载(L1，L2，L3，Ln)连接，其中，评估和控制单元(10)检验所述保险丝(F1，F2，F3，Fn)的功能有效性，并且当所述保险丝(F1，F2，F3，Fn)中的至少一个保险丝被识别为已触发时，所述评估和控制单元将所述电子保险装置(EF1)的半导体开关(T)导电接通并且通过所述备用通道(EK1)形成在所述输入端(E)和所述已连接的负载(L1，L2，L3，Ln)之间的冗余电流路径。2.根据权利要求1所述的配电器，其特征在于，所述评估和控制单元(10)对所述备用通道(EK1)中电流(iT)的过电流情况进行检验，其中，当存在过电流情况时，则所述评估和控制单元(10)将已触发的所述至少一个保险丝(F1，F2，F3，Fn)评估为已触发，当不存在过电流情况时，则所述评估和控制单元将已触发的所述至少一个保险丝评估为故障。3.根据权利要求2所述的配电器，其特征在于，当触发的保险丝(F1，F2，F3，Fn)被评估为故障时，则所述评估和控制单元(10)将所述半导体开关(T)保持在导通状态中并且保持通过所述备用通道(EK1)的所述冗余电流路径，或者当所述已触发的保险丝(F1，F2，F3，Fn)被评估为已触发时，则所述评估和控制单元将所述半导体开关(T)关断并且断开通过所述备用通道(EK1)的所述冗余电流路径。4.根据权利要求1至3中任一项所述的配电器，其特征在于，分别为能预给定数量的负载通道(LK1，LK2，LK3，LKn)设置一个备用通道(EK1)。5.根据权利要求1至4中任一项所述的配电器，其特征在于，所述评估和控制单元(10...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·朗，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE