用于控制低压车载电网的耗电器的方法与流程

本发明涉及一种机动车的车载电网、一种具有这种车载电网的机动车以及一种用于切换车载电网的隔离元件的方法。

背景技术：

车辆的车载电网通常包含一系列车载电网耗电器、一个起动器、一个用于给所述车载电网耗电器和所述起动器供给能量的电蓄能器以及隔离开关。借助于所述隔离开关，所述车载电网耗电器可以在车辆的发动机起动时与蓄能器分开，以便给所述起动器供给足够的能量。

此外，在传统的车载电网中还可包含动态耗电器，所述动态耗电器的运行可能导致在车载电网中的电压波动。由此，可能损害相对于电压波动敏感的车载电网耗电器的运行。到目前为止，通过使用大量复杂构件（如直流电压转换器（dc/dc转换器）以及能调节的q型二极管）来避免所述电压波动。

在不利的运行情况下，由于过高的低压车载电网负载而超过dc/dc电压转换器的功率极限。结果是，从低压电池中提取能量，这由于更强烈的循环而导致更高的负载。在最不利的情况下，例如当电池被放完电或者没有连接电池接线柱时，由于欠压而可能出现车载电网失灵。

按照欧洲专利申请ep0601300a1，在车辆的控制装置中限定不同的行驶状态，预先给定的类型的耗电器分别被分配给所述不同的行驶状态。接着，根据行驶状态，基于由传感器提供的信号可以确定：哪些类型的耗电器应该单独地或者成组地、同时或者相继根据预先给定的顺序来切断或者反接。为了减轻车载电网的负载，不仅在内燃机的不同的负载状态的情况下而且在所述内燃机的接通或切断的情况下都针对耗电器来规定切断或反接等级，所述切断或反接等级一方面能够实现最优的能量节约而且另一方面能够完全维持车辆的运行安全性和行驶安全性。

技术实现要素：

本发明的任务是提供一种经改进的用于控制低压机动车车载电网的耗电器的方法以及一种相对应地设立的控制装置。

该任务通过按照本发明的根据权利要求1的方法以及根据权利要求10的装置来解决。

本发明的其它有利的设计方案从从属权利要求和随后对本发明的优选的实施例的描述中得到。

在下文，描述了用于控制机动车的低压车载电网的耗电器的方法的实施例，其中，如果识别出高电流耗电器的接通，那么另一耗电器的电流消耗被收回如下数值，所述数值对应于所述高电流耗电器的电流消耗。

该方法可以在任意的机动车中使用、然而优选地在混合动力车辆中使用，其中低压车载电网由高压车载电网通过直流电压转换器来馈电。

该方法可以被实现为控制软件、例如在机动车的能量管理器中被实现为控制软件。

其电流消耗被收回的耗电器可以是低压机动车车载电网的任意的耗电器。然而，有利地，涉及具有足够高的电流消耗的耗电器，使得所述耗电器的电流消耗的收回导致低压车载电网的总负载的显著的降低。

特别有利的是，其电流值被收回的耗电器是如下耗电器，所述耗电器的效果在惯性的情况下对所述电流值的收回做出反应。借此确保：例如，耗电器的立即切断并不直接导致整个机动车的功能能力的关键性损坏。

其电流值被收回的耗电器例如可以是散热器风扇，因为冷却系统具有一定的惯性。如果散热器风扇突然被切断，那么这并不直接导致发动机的过热。更确切地说，冷却系统的温度在切断散热器风扇之后只是缓慢地升高。

特别有利的是，其电流值被收回的耗电器具有电感，使得在所述耗电器的电流值收回时生成感应电压，所述感应电压附加地给低压车载电网馈电。这具有如下优点：通过关闭耗电器不仅仅降低了所述耗电器的电流耗用，而且甚至可以在电流耗用峰值的瞬间将附加的功率输送给低压车载电网。

高电流耗电器可以是低压机动车车载电网的任意的耗电器。这里，术语“高电流耗电器”应被理解为使得所述高电流耗电器的电流消耗对于车载电网的负载来说是显著的，也就是说例如在关键性的运行状态下，所述高电流耗电器的接通可能会带来对运行情况的可能不利的影响，诸如低电压的崩溃或者给低压电网馈电的直流电压转换器的失灵。

优选地，所述高电流耗电器是仅仅短时间地接通的耗电器。这具有如下优点：由于高电流耗电器的接通而只形成短时间的电流峰值，所述短时间的电流峰值可以通过对另一耗电器的时间上有限的切断暂时予以补偿。

所述高电流耗电器例如可以是传动泵（或油泵），所述传动泵用于正常的切换运行和/或用于冷却。在确定的运行状态下，这种传动泵仅仅短时间地被激活，使得由于传动泵的激活而造成的电流峰值可以通过对另一耗电器（诸如散热器风扇）的时间上有限的切断暂时予以补偿。

因此，本发明能够实现：共同地考虑不同的耗电器，因此使不同的耗电器“交叠”或连接。例如，在确定的条件下，具有高功率的散热器风扇相对传动泵的高功率“交叠”或连接。在传动泵的接通瞬间，在短时间内，散热器风扇被降低到最小的体积流量。在这种情况下，充分利用了冷却系统的惯性。如果传动泵已经构造所需的压力，那么立即可以重新使散热器风扇提高转数。

有利地，在所述方法中分析如下控制信号，所述控制信号表明低压电网的临界负载，而且其中如果所述控制信号表明低压电网的临界负载，那么收回另一耗电器的电流消耗。尤其是，该控制信号可表明：多个耗电器需要能量。例如，如果从低压电池中提取过多能量，尤其是当电池不再包含足够的能量时，则也可以产生所述控制信号，以便确保对低压车载电网的稳定的供电。可替换地，如果来自高压车载电网的电流耗用超过临界值，则也可以产生所述控制信号。例如，内燃机是否在全负荷下（例如上坡、很多重量和/或拖车）运行也可能对所述控制信号的产生有影响。

该控制信号也可以基于所提到的因素的组合来确定。该控制信号例如可以由机动车的能量管理单元、由电池管理器或者由功率电子装置产生。

此外，在所述方法中还可以分析如下控制信号，所述控制信号报告了高电流耗电器的接通。所述控制信号例如可以是发动机控制装置的信号，所述信号激活耗电器（如传动泵）。本发明的控制方法例如可以有关所述控制信号的出现来监控发动机控制装置的信号流。这具有如下优点：对于实现按照本发明的方法来说不必显著地干涉所述发动机控制装置。

有利地，在识别出报告高电流耗电器的接通的控制信号之后，最大限度地收回另一耗电器的电流消耗。如果例如传动泵的功率消耗在最大负载的情况下为500w而散热器风扇的功率消耗为600w，那么通过完全收回散热器风扇的电流消耗可以短时间地补偿由传动泵产生的负载峰值。

可替换地，在识别出报告高电流耗电器的接通的控制信号之后，另一耗电器的电流消耗被收回如下数值，所述数值基本上对应于高电流耗电器的电流消耗。为此，在机动车的能量管理器中可以寄存耗电器的典型的功率值。如果要进行收回的耗电器例如是pwm散热器风扇，那么所述pwm散热器风扇可以通过脉冲宽度调制差分地来操控，使得可以调整电流消耗。这具有如下优点：功率的总和几乎保持恒定，或在电感式耗电器的情况下甚至可以更低。

本发明也涉及一种用于机动车的控制装置，所述控制装置被设计用来实施上面所描述的方法。所述控制装置例如可以是机动车的能量管理系统。所述控制装置可以被实施为处理器，在所述处理器上实施如下软件，所述软件实施上面所描述的方法。

附图说明

现在，本发明的实施例示例性地并且参考随附的附图来描述，其中：

图1示意性地示出了用于控制机动车的低压车载电网的耗电器的方法的实施例；而且

图2示意性地示出了用于控制机动车的低压车载电网的耗电器的控制装置。

具体实施方式

参考图1的控制方法：

在步骤s0开始该方法。

在步骤s1分析如下控制信号，所述控制信号表明传动泵的接通（500w最大消耗）。如果识别出传动泵没有接通，那么该方法返回到开始s0。如果识别出传动泵的接通，那么该方法继续进行步骤s2。

在步骤s2分析如下控制信号，所述控制信号表明低压电网的临界负载。所述控制信号是由机动车的能量管理装置产生的二元信号，所述二元信号表明：存在临界负载，或者可替换地，不存在临界负载。如果低压电网的临界负载不存在，那么该方法返回到开始s0。对于接通传动泵的情况可能出现：dc/dc转换器（2.5kw最大功率）不提供足够的能量或者一般不存在足够的能量。如果低压电网的这种临界负载存在，那么该方法继续进行步骤s3。

在步骤s3，收回散热器风扇的电流消耗。这里，尤其是电pwm（脉冲宽度调制）散热器风扇（600w最大消耗）非常快地从100%时控降低到0或者降低到最小的体积流量，其方式是将相对应的控制信号发送给散热器风扇。借此，实现对散热器风扇的非常快的切断。因为冷却系统在惯性的情况下对散热器风扇的切断做出反应，所以在散热器风扇切断之后，散热器温度不是突然升高，而是只是缓慢地升高。有利的是，由此也仍然构造感应电压，所述感应电压附加地提供能量。由此避免了如下电压峰值，所述电压峰值在其它情况下起干扰作用。

在步骤s4，在如下方面对表明传动泵的接通的控制信号进行检查：传动泵是否还需要电流。如果传动泵已经构造必要的压力，那么该传动泵重新被发动机控制装置禁用，使得该传动泵不再消耗电功率。步骤s4一直被实施，直至识别出传动泵的接通结束。如果识别出传动泵的接通结束，那么该方法继续进行步骤s5。

在步骤s5，通过将相对应的控制信号发送给散热器风扇，该散热器风扇重新开动到其先前的运行状态（100%）下。

最后，该方法返回到开始s0。

在该实施例中，在确定的条件下，具有高功率的散热器风扇相对传动泵的高功率“交叠”或连接。在传动泵的接通瞬间，在短时间内，散热器风扇被降低到最小的体积流量。

以这种方式，该方法可以在能量管理系统中持续地予以实施，以便监控电流峰值的出现并且在可能构造出这种电流峰值之前通过相对应地切断其它部件来补偿这种电流峰值。由此可以防止低压车载电网的过载。

参考图2的控制装置：

能量管理系统1具有一个接口，用来接收控制信号2，基于所述控制信号2来确定是否存在低压电网的临界负载。这些控制信号2例如可以是低压电池的参数，能量管理系统1从所述低压电池的电池管理器中获得所述参数。此外，这些控制信号2还可以是传感器数据，根据所述传感器数据，能量管理系统可以确定车载电网的各种各样的部件的当前的电流消耗。此外，这些控制信号2还可以是功率电子装置的输出，所述功率电子装置的输出例如把直流电压转换器的运行状态报告给所述能量管理系统1。

此外，能量管理系统1还具有一个接口，用来接收控制信号3，所述控制信号3报告高电流耗电器、尤其是传动泵的接通。能量管理系统1例如可以直接从相应的部件获得这种控制信号3，要不然也可以从发动机控制装置获得这种控制信号3。能量管理系统1也可能会接收多个这种涉及不同的高电流耗电器的控制信号3。

此外，能量管理系统1还具有一个接口，用来输出控制信号4，所述控制信号4控制部件的、这里尤其是散热器风扇的功率消耗或电流消耗。在散热器风扇的情况下，例如可以涉及pwm信号，利用所述pwm信号来控制散热器风扇的频率。能量管理系统1也可能会接收多个这种涉及不同的部件的控制信号4。

所提到的接口例如可包括车辆数据总线系统以及相对应的传输电子装置。

只要在上文已经根据能量管理系统和发动机控制装置来安排，那么本领域技术人员就将看出：这些控制的功能性可以在处理器中实现并且可以作为软件来实现。该功能性不一定必须被分到两个分开的硬件单元上。更确切地说，该功能性也可以在中央车辆处理器中实现，或者也可以被实现为分布在多个部件内的分布式系统。

此外，本领域技术人员还将看出：在所述实施例中说明的步骤顺序不是强制性的。这样，例如也可以在图1的实施例中交换步骤s1和s2。

附图标记列表

1能量管理系统

2用于确定低压电网的临界负载的控制信号

3报告高电流耗电器的接通的控制信号

4控制部件的功率消耗的控制信号

s0起动

s1识别传动泵的接通

s2有关低压电网的临界负载进行检查

s3收回散热器风扇的电流消耗

s4检查传动泵的接通是否结束

s5散热器风扇的开动