Verfahren, Computerprogramm und Spannungsversorgungsvorrichtung zur Stabilisierung einer Versorgungsspannung für mindestens einen Verbraucher

Abstract

 Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Spannungsversorgungsvorrichtung (100) zur Stabilisierung einer Versorgungsspannung für mindestens einen elektronischen Verbraucher (A, B), insbesondere in einem Kraftfahrzeug. Bei den traditionellen Spannungsversorgungsvorrichtungen sind in der Regel voluminöse Kapazitäten erforderlich, um ein unerwünschtes Einbrechen der den Verbrauchern zugeführten Versorgungsspannung zu verhindern. Um diese Kapazitäten kleiner und damit auch platzsparender gestalten zu können, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, einen Teil der von den Kapazitäten verrichteten Pufferarbeit dadurch einzusparen, dass zumindest einzelne elektronische Verbraucher (A, B), die eine elektronische Reglereinrichtung (120), von der sie ihre jeweilige Versorgungsspannung (U_A, U_B) beziehen, belasten, in einen Energiesparmodus versetzt oder abgeschaltet werden, wenn bei der Eingangsspannung für diese Spannungsreglereinrichtung Instabilitäten insbesondere in Form von Spannungseinbrüchen festgestellt werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Stabilisierung einer Versorgungsspannung für mindestens einen elektronischen Verbraucher in einem System, welches insbesondere in einem Kfz angeordnet sein kann. Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Softwareprogramm und eine Spannungsversorgungsvorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens.

[0002] Derartige Verfahren und Spannungsversorgungsvorrichtungen sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Figur 4 zeigt ein im Kfz-Bereich verwendetes Beispiel für eine derartige Spannungsversorgungsvorrichtung 100. Sie dient zum Bereitstellen einer stabilisierten Versorgungsspannung U_A, U_B, U_µC für mindestens einen elektronischen Verbraucher A, B, wobei die Verbraucher vorzugsweise in einem System 130 zusammengefasst sind. Bei diesem System kann es sich zum Beispiel um ein ABS-System oder einen Regen- oder Schmutzdetektor für Verschmutzungen auf der Windschutzscheibe handeln. Für die Bereitstellung der stabilisierten Versorgungsspannungen weist die Spannungsversorgungsvorrichtung 100 eine Spannungsreglereinrichtung 120 auf, welche an eine Spannungsquelle 110 angeschlossen ist und von dieser eine Eingangsspannung U_E zugeführt bekommt. Die Spannungsreglereinrichtung 120 hat die Aufgabe, diese Eingangsspannung zu puffern, bevor sie sie, gegebenenfalls in für die einzelnen Verbraucher geeignete Pegel umgesetzt, an diese weitergibt. Die Pufferung dient dazu, positive oder negative Spannungsspitzen oder längerzeitige Spannungseinbrüche in der Eingangsspannung U_E auszugleichen beziehungsweise herauszufiltern, bevor der Spannungsregler 120 diese als Versorgungsspannung an die einzelnen Verbraucher A, B oder an eine Steuereinrichtung 140 zur Ansteuerung der einzelnen Verbraucher A, B weiterleitet.

[0003] Vorzugsweise umfasst der Spannungsregler 120 eine Reset-Funktion zum Rücksetzen der Steuereinrichtung 140 dann, wenn die ihm zugeführte Eingangsspannung U_E für mehr als eine vorgegebene Zeitdauer, zum Beispiel T = 100 ms auf 0 Volt abgefallen ist. Umgekehrt bedeutet dies, dass der Spannungsregler dann ausgebildet sein muss, einen Einbruch bei der Eingangsspannung U_E auf 0 Volt für mindestens genau diese Zeitdauer sicher zu kompensieren. Dies geschieht im Stand der Technik dadurch, dass die Spannungsreglereinrichtung 120 über ausreichend große Eingangs- und Ausgangskondensatoren verfügt.

[0004] Alternativ kann diese Reset-Funktion auch direkt in der Steuereinrichtung 140 vorgesehen sein. Die Steuereinrichtung setzt sich dann selber zurück, wenn ihre Versorgungsspannung U_µc unter ihre Resetschwelle fällt. Auch die Steuereinrichtung 140 kann über ausreichend große Eingangskapazitäten verfügen, um ihre eigene Versorgungsspannung zusätzlich zu puffern.

[0005] Große Kapazitäten haben jedoch grundsätzlich den Nachteil, dass sie ein großes Raumvolumen beanspruchen. Einer zunehmenden Miniaturisierung auch von elektronischen Komponenten in Kraftfahrzeugen stehen diese großvolumigen Kondensatoren entgegen.

[0006] Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein bekanntes Verfahren zur Stabilisierung einer Versorgungsspannung für mindestens einen Verbraucher, insbesondere in einem Kraftfahrzeug sowie ein bekanntes Softwareprogramm und eine bekannte Spannungsversorgungsvorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens derart weiterzubilden, dass die Größe der in der Spannungsreglereinrichtung oder der Steuereinrichtung benötigten Kapazitäten verringert werden kann, ohne dass die Stabilität der den Verbrauchern und der Steuereinrichtung zugeführten Versorgungsspannung darunter leidet.

[0007] Diese Aufgabe wird durch das in Patentanspruch 1 beanspruchte Verfahren gelöst. Demnach wird insbesondere vorgeschlagen, folgende Schritte durchzuführen:

1. Überwachen des Wertes der Eingangsspannung der Spannungsreglereinrichtung und Erkennen eines Einbrechens der Eingangsspannung, wenn diese unter einen vorgebbaren Unterspannungsschwellenwert abfällt und/oder Erkennen einer Überspannung, wenn die Eingangsspannung über einen vorgebbaren Überspannungsschwellenwert steigt; und

b1)Versetzen des elektronischen Verbrauchers in einen Energiesparmodus oder Abschalten des elektronischen Verbrauchers, wenn das Einbrechen der Eingangsspannung der Spannungsreglereinrichtung erkannt wird; oder

b2) Abschalten des elektronischen Verbrauchers, wenn die Überspannung erkannt wird.

[0008] Dieses Verfahren sieht allgemein formuliert vor, die an einer Spannungsreglereinrichtung hängende Last zu verringern, wenn an dessen Eingangsspannung Instabilitäten, insbesondere in Form von Spannungseinbrüchen festgestellt werden. Durch die Verringerung der Last wird die Spannungsregeleinrichtung 120 in die Lage versetzt, die bei seiner Eingangsspannung festgestellten Instabilitäten 10 so zu kompensieren, dass sich diese nicht auf die von ihm ausgegebenen Versorgungsspannungen für die Verbraucher und die Steuereinrichtung auswirkt. Anders ausgedrückt wird das Auftreten von Instabilitäten auf den den Verbrauchern zugeführten Versorgungsspannungen präventiv dadurch abgewendet, dass die Last des Spannungsreglers reduziert wird, wenn Instabilitäten an dessen Eingangsseite festgestellt werden.

[0009] Aufgrund dieser präventiven Steuerung ist es möglich, die Pufferkapazitäten in der Spannungsreglereinrichtung 120 oder in der Steuereinrichtung 140 gering zu halten, ohne dass die Stabilität der Versorgungsspannungen für die Verbraucher oder die Steuereinrichtung darunter leiden muss. Die verringerten Kapazitäten benötigen zwangsläufig nur ein verringertes Bauvolumen und ermöglichen damit eine weitere Miniaturisierung des Gesamtsystems.

[0010] Dadurch dass die Stabilität der Versorgungsspannung von insbesondere auch der Steuereinrichtung erfindungsgemäß auch bei Verwendung von nur kleinen Kapazitäten gewährleistet ist, ist vorteilhafterweise auch sichergestellt, dass kein unerwünschter Reset der Steuereinrichtung und damit einhergehend auch kein unerwünschter Datenverlust aufgrund von Instabilitäten auf der Eingangsspannung UE eintritt.

[0011] Die Verringerung der Last kann zum Beispiel dadurch erfolgen, dass einzelne Verbraucher zunächst in einen Energiesparmodus versetzt werden oder ganz abgeschaltet werden.

[0012] Vorteilhafterweise erfolgt das Versetzen der Verbraucher in den Energiesparmodus oder deren Abschaltung nur dann, wenn die der Spannungsregeleinrichtung zugeführte Eingangsspannung verschiedene Unterspannungsschwellenwerte unterschritten hat, die für die einzelnen Verbraucher individuell vorgebbar sind.

[0013] Entsprechend erfolgt auch das Wiederhochfahren der einzelnen Verbraucher oder der Steuereinrichtung aus dem Energiesparmodus nur dann, wenn die Eingangsspannung U_E des Spannungsreglers einen für jeden Verbraucher individuell vorgebbaren Eingangsspannungsschwellenwert übersteigt.

[0014] Es ist von Vorteil, wenn eine erste Reihenfolge, nach welcher die einzelnen Verbraucher oder die Steuereinrichtung in den Energiesparmodus versetzt oder abgeschaltet werden, vorab definiert ist. Gleiches gilt für eine zweite Reihenfolge, nach welcher die Verbraucher nach einer Abschaltung in den Energiesparmodus oder nach welcher die Verbraucher und die Steuereinrichtung aus dem Energiesparmodus in einen normalen Modus versetzt werden.

[0015] Weiterhin ist es von Vorteil, wenn einzelne bei Über- oder Unterschreiten eines Schwellenwertes auszulösenden Ereignisse erst dann tatsächlich ausgelöst werden, wenn eine den einzelnen Schwellenwerte individuell zuordenbare Zeitdauer abgelaufen ist. Unter dem Begriff "Ereignisse" wird hier insbesondere die Versetzung der Verbraucher oder der Steuereinrichtung in einen anderen Betriebsmodus verstanden. Die beanspruchte Verzögerung hat den Vorteil, dass die Ereignisse nicht unbeabsichtigt, zum Beispiel bei nur kurzen Störimpulsen in der Eingangsspannung, ausgelöst werden. Außerdem ist es vorteilhaft, wenn insbesondere die Verbraucher möglichst schnell nach Erkennen einer Instabilität der Eingangsspannung für die Spannungsreglereinrichtung in den Energiesparmodus oder abgeschaltet werden, damit möglichst viel Ladung auf den Kapazitäten im Netzwerk oder in der Steuereinrichtung verbleibt.

[0016] Die oben genannte Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch ein Softwareprogramm und durch eine Spannungsversorgungsvorrichtung jeweils zur Durchführung des beanspruchten Verfahrens gelöst. Die Vorteile dieser Lösungen entsprechen den oben in Bezug auf das beanspruchte Verfahren genannten Vorteilen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Lösungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

[0017] Die Erfindung wird nachfolgend in Form von mehreren Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die der Beschreibung beigefügten Figuren detailliert beschrieben, wobei

Figur 1

eine Spannungsversorgungsvorrichtung gemäß der Erfindung;

Figur 2

ein erstes Ausführungsbeispiel für eine Spannungsteilereinrichtung gemäß der Erfindung;

Figur 3

ein zweites Ausführungsbeispiel für eine Spannungsteilereinrichtung gemäß der Erfindung; und

Figur 4

eine Spannungsversorgungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik

zeigt.

[0018] Figur 1 zeigt die Spannungsversorgungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Sie basiert in wesentlichen Teilen auf der bereits einleitend unter Bezugnahme auf Figur 4 beschriebenen Vorrichtung. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird an dieser Stelle auf diese Beschreibung verwiesen. Gleiche Komponenten sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Ergänzend sei lediglich angemerkt, dass bei der in Fig. 1 gezeigten Spannungsversorgungseinrichtung 100 zumindest einzelnen der Verbraucher A, B jeweils mehrere Versorgungsspannungen von dem Spannungsregler 120 zugeführt werden können, z.B. kann dem Verbraucher B eine erste Versorgungsspannung UB1 von 12V und eine zweite Versorgungsspannung von UB2 von 5V zugeführt werden.

[0019] Die erfindungsgemäße Spannungsversorgungsvorrichtung 100 unterscheidet sich von der in Figur 4 gezeigten Spannungsversorgungsvorrichtung 100 insbesondere dadurch, dass hier die der Spannungsreglereinrichtung 120 zugeführte Eingangsspannung U_E erfasst und auf Instabilitäten, insbesondere Spannungseinbrüche hin überwacht wird. Zu diesem Zweck wird die Eingangsspannung U_E zunächst der Spannungsteilereinrichtung 150 zugeführt, welche die Eingangsspannung auf für die nachgeschaltete Steuereinrichtung 140 verarbeitbare Spannungspegel, vorzugsweise 5 Volt oder 3,3 Volt, umsetzt.

[0020] Figur 2 zeigt den Aufbau des erfindungsgemäßen Spannungsteilers 150. Dieser umfasst zunächst einen Spannungsteiler bestehend aus den in Reihe geschalteten Widerständen 151 und 152 zum Umsetzen der Eingangsspannung U_E in für die Steuereinrichtung 140 geeignete Spannungspegel. Weiterhin kann die Spannungsteilereinrichtung 150 eine zu dem Widerstand 152 parallel geschaltete Kapazität 153 aufweisen. Diese kann sicherstellen, dass ein eventueller Spannungseinbruch der Eingangsspannung, der an dem Knoten 154 sofort registrierbar ist, nur dann an die Steuereinrichtung 140 weitergeleitet wird, wenn dieser Spannungseinbruch länger als eine vorbestimmte Zeitdauer von beispielsweise 400 µs andauert. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das erfindungsgemäße Verfahren nicht bereits bei Vorhandensein von nur kurzen Störimpulsen auf der Eingangsspannung U_E ausgelöst wird. Die Funktion des weiteren in der Spannungsteilereinrichtung 150 vorhandenen Spannungsteilers 155, 156 und 157 wird weiter unten erläutert.

[0021] Die durch den Spannungsteiler 151, 152 und 153 geteilte Eingangsspannung U_E wird nachfolgend von der Spannungsteilereinrichtung 150 an die Steuereinrichtung 140 weitergeleitet. Die Steuereinrichtung 140 ist erfindungsgemäß ausgebildet, diese ihr zugeführte umgesetzte Eingangsspannung der Spannungsreglereinrichtung 120 zu überwachen und ein Einbrechen dieser Eingangsspannung zu erkennen, wenn diese unter einen vorgebbaren Unterspannungsschwellenwert abfällt. Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung 140 weiterhin ausbildet, eine Überspannung zu erkennen, wenn die ihr zugeführte umgesetzte Eingangsspannung des Spannungsreglers über einen vorgebbaren Überspannungsschwellenwert steigt.

[0022] Die Steuereinrichtung 140 ist jedoch nicht nur ausgebildet, eine Unter- oder eine Überspannung zu erkennen, sondern gegebenenfalls auch ausgebildet, geeignete Maßnahmen einzuleiten, die eine Fortpflanzung beziehungsweise Übertragung von festgestellten Instabilitäten der Eingangsspannung U_E auf die Versorgungsspannungen am Ausgang der Spannungsreglereinrichtung 120 zu vermeiden oder, wenn sich eine Auswirkung dieser Instabilität auf die Versorgungsspannungen nicht vermeiden lässt, eine eventuell daraus resultierende Beschädigung der einzelnen Verbraucher zu vermeiden. Derartige von der Steuereinrichtung 140 einzuleitende Maßnahmen sind in Tabelle 1 beispielhaft dargestellt.

Eingangsspannung UE	Steuereinrichtung	Erster Verbraucher A	Zweiter Verbraucher B
> Überspannungsschwellenwert	Volle Funktion	Beschädigungsgefahr	Volle Funktion
Bereich: U_Normal	Volle Funktion	Volle Funktion	Volle Funktion
< erster Unterspannungsschwellenwert	Volle Funktion	Keine Funktion erforderlich	Keine Funktion erforderlich
< Zweiter Unterspannungsschwellenwert	Kein Reset und somit kein Datenverlust für Zeit T	Keine Funktion erforderlich	Keine Funktion erforderlich

[0023] Wie aus Tabelle 1 zu erkennen ist, ist die Steuereinrichtung ausgebildet, bei Erkennen einer Überspannung einzelne Verbraucher, beispielsweise Verbraucher A, abzuschalten, wenn die Eingangsspannung U_E den vorgebbaren Überspannungsschwellenwert übersteigt, wobei dieser Überspannungsschwellenwert für die einzelnen Verbraucher individuell vorgebbar ist. Während Verbraucher A bei Überschreiten eines ersten Überspannungsschwellenwertes bereits eine Beschädigung droht, ist ein Erreichen dieses Schwellenwertes beispielsweise für einen Verbraucher B möglicherweise noch völlig ungefährlich; er kann dann unter Beibehaltung seiner vollen Funktionsfähigkeit an die Versorgungsspannung angeschlossen bleiben.

[0024] Solange die der Steuereinrichtung 140 zugeführte umgesetzte Eingangsspannung U_E weder den Überspannungsschwellenwert übersteigt noch einen Unterspannungsschwellenwert unterschreitet, liegt ein normaler Betriebszustand vor, bei dem die Steuereinrichtung 140 keine Veranlassung hat, weder einen der Verbraucher A, B in einen Energiespar-Modus zu versetzen oder abzuschalten noch sich selber in einen Energiespar-Modus zu versetzen; das heißt, sowohl bei allen Verbrauchern, wie auch bei der Steuereinrichtung 140 bleibt die volle Funktionsfähigkeit erhalten oder sie wird wieder hergestellt.

[0025] Erst wenn die der Steuereinrichtung 140 zugeführte umgesetzte Eingangsspannung einen ersten Unterspannungsschwellenwert unterschreitet, leitet die Steuereinrichtung 140 geeignete Maßnahmen ein, um die Last am Ausgang der Spannungsreglereinrichtung 120 zu verringern. Eine solche Verringerung der Last kann gemäß Tabelle 1 vorzugsweise darin bestehen, dass einzelne oder alle Verbraucher A, B zunächst in einen Energiesparmodus versetzt werden. Dies geschieht vorzugsweise bei denjenigen Verbrauchern, deren Funktion aktuell - bei gegebener Spannung - oder in naher Zukunft nicht erforderlich ist. Solange nur ein erster, nicht jedoch ein zweiter Unterspannungsschwellenwert, der kleiner als der erste Unterspannungsschwellenwert ist, nicht unterschritten wird, bleibt die Steuereinrichtung 140 voll funktionsfähig.

[0026] Erst wenn auch der zweite Unterspannungsschwellenwert unterschritten wird, werden Maßnahmen für eine weitere Verringerung der Last der Spannungsreglereinrichtung 120 von der Steuereinrichtung 140 veranlasst. Es ist dann insbesondere vorgesehen, dass die Steuereinrichtung 140 zunächst einzelne, gegebenenfalls jedoch alle Verbraucher A, B abschaltet. Auch das Abschalten erfolgt vorzugsweise gemäß einer vorgebbaren Reihenfolge, welche auf Basis einer zuvor durchgeführten Bedarfsanalyse vorgibt, auf welche der Verbraucher momentan bei diesen Eingangsspannungen verzichtet werden kann.

[0027] Vorzugsweise wird erst dann, wenn bereits alle Verbraucher abgeschaltet sind, quasi als letzte mögliche präventive Maßnahme, die Steuereinrichtung 140 selber in einen Energiesparmodus versetzt. Wenn die Steuereinrichtung 140 wie üblich als Mikrocontroller ausgebildet ist, verfügt sie in der Regel auch über einen solchen Energiesparmodus.

[0028] An dieser Stelle sei erwähnt, dass alle Schwellenwerte vorzugsweise für die einzelnen Verbraucher, aber auch für die Steuereinrichtung 140 individuell vorgebbar sind. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die einzelnen bei Unter- oder Überschreiten eines Schwellenwertes von der Steuereinrichtung 140 eingeleiteten Maßnahmen beziehungsweise auszulösenden Ereignisse erst dann tatsächlich ausgelöst werden, wenn eine den einzelnen Schwellenwerten individuell zuordenbare Zeitdauer abgelaufen ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass ein Verbraucher oder gar die Steuereinrichtung selber nicht in einen Energiesparmodus versetzt beziehungsweise abgeschaltet wird, wenn die Eingangsspannung U_E nicht tatsächlich für längere Zeit eingebrochen ist oder den Überspannungsschwellenwert übersteigt, sondern lediglich einen kurzen Störimpuls aufweist.

[0029] Die Steuereinrichtung 140 ist jedoch nicht nur dazu ausgebildet, die einzelnen Verbraucher oder gar sich selber in einen Energiesparmodus zu versetzen oder abzuschalten, sondern sie ist auch für eine Reaktivierung der Verbraucher und von sich selber verantwortlich, wenn die Instabilitäten der Eingangsspannung U_E nicht mehr gegeben sind. Konkret bedeutet dies, dass die Steuereinrichtung 140 ausgebildet ist, einen Verbraucher, den sie zuvor in den Energiesparmodus versetzt hat, wieder in den normalen Betriebsmodus hochzufahren, wenn die Eingangsspannung U_E des Spannungsreglers einen für diesen Verbraucher individuell vorgebbaren Eingangsspannungsschwellenwert übersteigt. Dieser vorgebbare Eingangsspannungsschwellenwert braucht nicht identisch zu sein mit dem ersten Unterspannungsschwellenwert, bei dem der Verbraucher in den Energiesparmodus versetzt wurde; vielmehr kann hier eine sogenannte Schalthysterese vorgesehen sein. Entsprechendes gilt für ein Hochfahren der Verbraucher, nachdem diese zuvor abgeschaltet worden sind. Dabei ist zu erwähnen, dass die Verbraucher nach ihrer Abschaltung nicht zwangsläufig sofort wieder in den normalen Betriebsmodus, das heißt auf ihre volle Funktionsfähigkeit hochgefahren werden müssen, sondern vielmehr können sie auch gegebenenfalls zunächst in einen Energiesparmodus versetzt werden.

[0030] Bevor jedoch irgendein Verbraucher in einen höheren Betriebszustand mit mehr Energieverbrauch versetzt wird, wird zunächst die Steuereinrichtung 140 selber in ihren normalen Betriebsmodus hochgefahren, wenn sie zuvor aus Energiespargründen in ihren Energiesparmodus versetzt worden war.

[0031] Für dieses Hochfahren der Steuereinrichtung 140 sind im Folgenden zwei grundsätzliche Möglichkeiten dargestellt:

[0032] Eine erste Möglichkeit besteht darin, dass der auf der Steuereinrichtung 140 implementierte Energiesparmodus selber eine Weckfunktion vorsieht, die beispielsweise so ausgestaltet sein kann, dass die Steuereinrichtung 140 ihren Energiesparmodus automatisch selber in bestimmten Zeitabständen unterbricht und dann von sich aus kurzzeitig in ihren normalen Betriebsmodus zurückkehrt, um festzustellen, ob die Bedingung für den Energiesparmodus noch besteht. Das heißt, bei der vorliegenden Erfindung kann die Steuereinrichtung 140 dann von sich aus überprüfen, ob die Eingangsspannung U_E insbesondere noch den zweiten Unterspannungsschwellenwert unterschreitet. Wenn dies noch der Fall ist, kehrt die Steuereinrichtung 140 automatisch wieder in den Energiesparmodus zurück. Sollte dies jedoch nicht mehr der Fall sein, kehrt die Steuereinrichtung 140 dauerhaft automatisch wieder in ihren normalen Betriebszustand zurück.

[0033] Eine zweite Möglichkeit für das Aufwecken der Steuereinrichtung 140 aus ihrem Energiesparmodus ist in Figur 2 dargestellt. Dort ist zu erkennen, dass die dort gezeigte Spannungsteilereinrichtung 150 einen zweiten Spannungsteiler bestehend aus den in Reihe geschalteten Widerständen 155 und 156 aufweist. Wenn an dem zwischen diesen beiden Widerständen gelegenen Knotenpunkt 158 eine Spannung abfällt, die größer als ein vorgebbarer Schwellenwert ist, so führt dies bei der Steuereinrichtung 140, die diese Spannung empfängt, zur Auslösung eines Interrupts, welcher die Steuereinrichtung 140 aus dem Energiesparmodus erweckt und in ihren normalen Betriebszustand überführt. Damit dieser Interrupt nicht unerwünschterweise durch Störimpulse auf der Eingangsspannung U_E ausgelöst wird, ist dem Widerstand 156 ein Kondensator 157 parallel geschaltet, welcher sicherstellt, dass derartige Störimpulse aus dem an die Steuereinrichtung 140 weitergeleiteten Interruptsignal herausgefiltert werden beziehungsweise dass dieses Signal nur zeitverzögert an die Steuereinrichtung 140 weitergeleitet wird.

[0034] Wird für die Weckfunktion eine genaue Schaltschwelle benötigt, so kann deren Pegel mit Hilfe eines Komparators aufbereitet werden. Eine solche Funktion wird von einzelnen bekannten Spannungsreglern zur Verfügung gestellt.

[0035] Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Spannungsteilereinrichtung 150. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel; gleiche Bauelemente sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Gegenüber dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Spannungsteiler jedoch noch einen Schalter 159 auf, der über ein Steuersignal von der Steuereinrichtung 140 geöffnet und geschlossen werden kann. Für den Betrieb des beanspruchten Verfahrens und der beanspruchten Spannungsversorgungsvorrichtung 100 ist der Schalter 159 zu schließen. Wenn jedoch das Gesamtsystem mit allen Verbrauchern ausgeschaltet werden soll, das heißt insbesondere wenn beim Einbau dieses Systems in ein Kraftfahrzeug das Kraftfahrzeug abgestellt wird, ist es vorteilhaft, diesen Schalter 159 durch das Steuergerät zu öffnen, damit in diesem Zustand keine Ströme durch die Spannungsteilereinrichtung 150 fließen und auf diese Weise unnötig Energie verbraucht. Dieser Schalter 159 ist natürlich entbehrlich, wenn das System bei abgestelltem Fahrzeug nicht mit elektrischer Energie versorgt wird.

[0036] Die Anwendung des beanspruchten Verfahrens und der beanspruchten Spannungsversorgungsvorrichtung empfiehlt sich insbesondere erst dann, wenn andere Maßnahmen zur Energieeinsparung bei den Verbrauchern im Kraftfahrzeug und bei der Steuereinrichtung vorgenommen worden sind. Derartige Maßnahmen können zum Beispiel die Verwendung von Bauteilen mit besonders geringer Stromaufnahme oder aber das Heruntersetzen der Reset-Schwelle für die Steuereinrichtung 140 sein. Auch sollten grundsätzlich die Pufferkapazitäten in der Spannungsreglereinrichtung 120 und der Steuereinrichtung 140 so groß gewählt werden, wie dies vom verfügbaren Volumen her möglich ist. Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Spannungsversorgungsvorrichtung brauchen erst dann eingesetzt zu werden, wenn das verfügbare Bauvolumen nicht ausreicht, um ausreichend große Kapazitäten in der Spannungsreglereinrichtung 150 oder in der Steuereinrichtung 140 vorzusehen. Insbesondere dann empfiehlt es sich, die noch fehlende Pufferwirkung, die von den verwendeten Kapazitäten nicht geleistet werden kann, durch das erfindungsgemäße Verfahren quasi zu ersetzen. Als Eingangskapazitäten zur Pufferung werden vorzugsweise sogenannte Surface Mounted Device SMD-Kapazitäten oder bedrahtete Kapazitäten verwendet.

[0037] Das erfindungsgemäße Verfahren zur Stabilisierung einer Versorgungsspannung für mindestens einen elektrischen Verbraucher, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, kann sowohl in Form einer elektronischen Hardwareschaltung wie auch in Form eines Softwareprogramms realisiert werden. Bei Realisierung in Form eines Softwareprogramms muss dann eine Abfolge von Befehlen vorhanden sein, wobei die Befehle dann die einzelnen Verfahrensschritte durchführen. Je nach Art der Realisierung ist dann in der Steuereinrichtung 140 entweder die Hardwareschaltung oder das Softwareprogramm oder eine Kombination von beidem vorhanden, um das Verfahren auszuführen. Das Softwareprogramm kann gegebenenfalls zusammen mit weiteren Softwareprogrammen zur Steuerung und/oder Regelung der Verbraucher A, B auf einem Datenträger abgespeichert sein. Bei dem Datenträger kann es sich um eine Diskette, eine Compact Disk (sogenannte CD), einen sogenannten Flash Memory oder dergleichen handeln. Die auf dem Datenträger abgespeicherte Software kann dann als Produkt an einen Kunden verkauft werden. Außerdem ist es im Falle einer Softwarerealisierung möglich, dass das Softwareprogramm gegebenenfalls zusammen mit weiteren Softwareprogrammen zur Ansteuerung der Verbraucher A, B - ohne die Zuhilfenahme eines elektronischen Speichermediums - über ein elektronisches Kommunikationsnetzwerk, insbesondere das Internet, als Produkt an einen Kunden übertragen und auf diese Weise verkauft wird.

Ansprüche

1. Verfahren zur Stabilisierung einer Versorgungsspannung für mindestens einen elektronischen Verbraucher insbesondere in einem Kraftfahrzeug, wobei die Versorgungsspannung von einer Spannungsreglereinrichtung (120) bereitgestellt wird, welche die Versorgungsspannung aus einer ihr zugeführten Eingangsspannung (U_E) ableitet, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

2. Überwachen des Wertes der Eingangsspannung (U_E) der Spannungsreglereinrichtung (120) und Erkennen eines Einbrechens der Eingangsspannung (U_E), wenn diese unter einen vorgebbaren Unterspannungsschwellenwert abfällt und/oder Erkennen einer Überspannung, wenn die Eingangsspannung (UE) über einen vorgebbaren Überspannungsschwellenwert steigt; und

b1) Versetzen des elektronischen Verbrauchers (A, B) in einen Energiesparmodus oder Abschalten des elektronischen Verbrauchers, wenn das Einbrechen der Eingangsspannung (U_E) der Spannungsreglereinrichtung (120) erkannt wird; oder

b2) Abschalten des elektronischen Verbrauchers (A, B), wenn die Überspannung erkannt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:

- Versetzen des mindestens einen elektronischen Verbrauchers in einen Energiesparmodus, wenn die Eingangsspannung (U_E) der Spannungsreglereinrichtung (120) einen ersten Unterspannungsschwellenwert, der für jeden einzelnen Verbraucher (A, B) individuell vorgebbar ist, unterschreitet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch:

- Abschalten des mindestens einen elektronischen Verbrauchers, wenn die Eingangsspannung (U_E) der Spannungsreglereinrichtung (120) einen zweiten vorgebbaren Unterspannungsschwellenwert, der vorzugsweise kleiner als der erste Unterspannungsschwellenwert ist, und der für jeden einzelnen elektronischen Verbraucher individuell vorgebbar ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einzelnen Verbrauchern in dem System ein Rang innerhalb einer ersten Reihenfolge zugeordnet ist, nach welcher die einzelnen Verbraucher (A, B) in den Energiesparmodus versetzt oder abgeschaltet werden, nachdem ein Einbrechen der Eingangsspannung (U_E) der Spannungsreglereinrichtung (120) erkannt wurde.

5. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Verbraucher, nachdem er zuvor in den Energiesparmodus versetzt worden war, wieder in einen normalen Betriebsmodus hochgefahren wird, wenn die Eingangsspannung der Spannungsreglereinrichtung (120) einen für den Verbraucher individuell vorgebbaren Eingangsspannungsschwellenwert übersteigt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Verbraucher, nachdem er zuvor abgeschaltet worden war, entweder in den Energiesparmodus oder in einen normalen Betriebsmodus hochgefahren wird, wenn die Eingangsspannung (U_E) der Spannungsreglereinrichtung (120) einen für den Verbraucher individuell vorgebbaren Eingangsspannungsschwellenwert übersteigt.

7. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einzelnen Verbrauchern, die an die Spannungsreglereinrichtung (120) angeschlossen sind, ein Rang innerhalb einer zweiten Reihenfolge zugeordnet ist, nach welcher die einzelnen Verbraucher aus dem Energiesparmodus oder nach ihrem Abschalten in ihren normalen Betriebszustand oder nach dem Abschalten zunächst in den Energiesparmodus hochgefahren werden, nachdem die Eingangsspannung (U_E) einen für die einzelnen Verbraucher individuell vorgebbaren Eingangsspannungsschwellenwert übersteigt.

8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Verbraucher bei Unter- oder Überschreiten eines Schwellenwertes von der Steuereinrichtung (140) einzuleitenden Maßnahmen erst dann tatsächlich ausgelöst werden, wenn eine den einzelnen Schwellenwerten individuell zuordenbare Zeitdauer abgelaufen ist.

9. Softwareprogramm für eine Steuereinrichtung (140) vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug, mit Programmcode, der dazu geeignet ist, das Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 - 8 durchzuführen, wenn er auf einem Computer beziehungsweise einem Mikrocontroller ausgeführt wird.

10. Softwareprogramm nach Anspruch 9, wobei der Programmcode auf einem Datenträger gespeichert ist.

11. Elektronische Schaltung, vorzugsweise für eine Steuereinrichtung (140) in einem Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, das die elektronische Schaltung ausgebildet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche
1 - 8 durchzuführen.

12. Spannungsversorgungsvorrichtung (100) zum Bereitstellen einer stabilisierten Versorgungsspannung für mindestens einen elektronischen Verbraucher (A, B) in einem System (130), insbesondere in einem Kraftfahrzeug, umfassend:

- eine Spannungsreglereinrichtung (120), welche an eine Spannungsquelle (110) angeschlossen ist und von dieser eine Eingangsspannung (U_E) zugeführt bekommt, zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung (U_A, U_B) für den elektronischen Verbraucher; und

- eine Steuereinrichtung (140) zum Überwachen des Wertes der Eingangsspannung (U_E) für die Spannungsreglereinrichtung (120) und zum Erkennen des Einbrechens der Eingangsspannung (U_E), wenn diese unter einen vorgebbaren Unterspannungsschwellenwert abfällt und/oder Erkennen einer Überspannung, wenn die Eingangsspannung (U_E) über einen vorgebbaren Überspannungschwellenwert steigt und zum Versetzen des elektronischen Verbrauchers in einen Energiesparmodus oder zum Abschalten des elektronischen Verbrauchers, wenn das Einbrechen der Eingangsspannung (U_E) des Spannungsreglers erkannt wird oder Abschalten des elektronischen Verbrauchers, wenn die Überspannung erkannt wird.

13. Spannungsversorgungsvorrichtung (100) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (140) ausgebildet ist zur Durchführung der Verfahrensschritte gemäß den Ansprüchen 2 - 8.

14. Spannungsversorgungsvorrichtung (100) nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch eine Spannungsteilereinrichtung (150) zum Erfassen der Eingangsspannung (U_E) der Spannungsreglereinrichtung (120) und zum Weiterleiten der Eingangsspannung (U_E) an die Steuereinrichtung (140) umgesetzt in für die Steuereinrichtung verarbeitbare Spannungspegel.

15. Spannungsversorgungsvorrichtung (100) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsteilereinrichtung (150) ausgebildet ist, eine eingebrochene Eingangsspannung (U_E) der Spannungsreglereinrichtung (120) erst nach einer vorbestimmbaren Verzögerungszeit an die Steuereinrichtung (140) weiterzuleiten.

16. Spannungsversorgungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 - 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (140) in einen Energiesparmodus versetzbar ist.

17. Spannungsversorgungsvorrichtung (100) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsteilereinrichtung (150) ausgebildet ist, einen Interruptbefehl an die Steuereinrichtung (140) auszugeben, damit diese wieder aus einem Energiesparmodus, in den sie zuvor versetzt worden war, in den normalen Betriebsmodus hochfährt, wenn die Eingangsspannung (U_E) an der Spannungsreglereinrichtung (120) eine vorgebbare Aktivierungsschwellenspannung übersteigt.

Zeichnung