专利名称：用于在机动车中测量蓄电池电流的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在机动车中测量蓄电池电流的方法以及一种测量电路。
背景技术：
为了识别机动车中蓄电池的状态，通常检测温度、电流和/或电压并且借助于适当的算法进行处理。在此，典型的是采用微控制器或相应的计算单元。为了检测电流，通常使用旁路电阻。在EP 0 990 167 Bl中为了测量电流公开了一种相应构成的蓄电池测量接线柱， 其在其内部具有测量电阻(旁路)以及测量和信号处理单元，所述测量和信号处理单元通过数据导线例如LIN总线与机动车的控制装置连接。这种“智能”蓄电池接线柱结构大、费事
且昂贵。作为一种改进方案，在DE 10 2008 041 539 Al中建议蓄电池接线柱仅仅装备有测量电阻并且分析电路(Auswerteschaltimg)与其分开地通过相应的连接导线连接。在所述分析电路中确定流经测量电阻的电流并且将所确定的电流值通过车辆总线例如LIN 总线传递给车辆控制装置。这种现有技术的缺点是总是需要费事的分析电路。因此值得期望的是，简化机动车中的蓄电池电流测量，其中，特别是应减少构件耗费。
发明内容
根据本发明建议了具有独立权利要求特征的测量方法以及测量电路。有利的构型是从属权利要求以及下述说明的主题。本发明基本上基于下述知识，即可以简化机动车中的蓄电池电流测量，如果为此使用反正已经存在的构件的话。特别是，传统的机动车控制装置例如具有能量管理控制装置、模数转换电路，它们原则上适合于测量蓄电池电流。由此可节省单独的测量蓄电池电流并且将蓄电池电流转换为数字信号的分析电路。但是在测量电阻或旁路上降落的测量电压的处理对于测量放大器提出高要求。通常的测量放大器例如具有偏移-漂移，所述偏移-漂移使得这种测量放大器或电流感应放大器(CSA)不允许容易地用于蓄电池电流测量。出于该原因，在现有技术中采用费事的分析电路。但是本发明人认识到，如果实施定期的零点调整(Nullpunktsabgleich)就可以克服与所述偏移-漂移关联的问题。于是可以在反正已经在控制装置中存在的模数转换器中测量由测量放大器输出的电压，所述模数转换器现今也具有为此所需的特征值例如分辨率和线性度。所述零点调整可以定期地和/或触发地(例如取决于温度、取决于温度波动等) 实施。因此本发明可以大大降低蓄电池电流测量的耗费，这特别是在并联的蓄电池系统的情况下(如其例如针对很多国家的商用车辆经常的那样)发挥特别的优点。这里必须测量多个蓄电池电流，从而使得节省总体上特别大。对于每个蓄电池电流测量点可节省一个分析单元。特别是多个测量放大器的输出端可以与同一个模数转换器连接，从而在模数转换方面也实现节省。因为在本发明中一与在现有技术中公开的蓄电池电流测量系统不同地一测量电阻与处理装置、即测量放大器和模数转换器分开，所以每个单个的元件都可以独立地更换，这进一步降低了成本。在更换后应进行测量系统的校准，这例如可以通过使用制造商校准数据、例如以数据矩阵码简化。在更换时只还需读入这种制造商校准数据。如果对于电流测量电阻替代或附加地采用与温度有关的电阻、NTC或PTC，则也能够以相同的方式在极电流接线柱上进行温度测量。通过也使用包含在主控制器或控制装置中的电路、特别是ADC和电压供给装置实现了显著的成本节省。因为在控制装置中进行主要的分析过程，所以对于测量电路在稳定性、密封性等方面的要求也降低。所述偏移-漂移基本上由于所参与部件的老化和温度引起。在优选的实施方式中，附加地测量所述蓄电池上、所述测量电阻上和/或所述测量放大器上的温度。例如高精度的测量电阻也表现出与温度有关的性能，所述性能导致测量结果的失真。如果附加地检测温度，则可将测量电阻的实际电阻值在刚才占据优势的温度中采用。对于测量放大器的温度相关性也是如此。总体上为了补偿，可基于所确定的温度将校准因素考虑在内。用于温度中间值的校准因数例如通过内插法支持。如果存在通过多重校准支持的矩阵，则可降低校准的频繁度，因为仅还需考虑老化效应。本发明的测量电路被设置用于实施本发明的方法。本发明的另外的优点和构型从说明书和附图中得出。显然前述的以及后面还将阐述的特征不仅能够以相应地说明的组合而且能够以其他组合或单独使用，而不脱离本发明的范围。本发明借助于实施例在附图中示意性被示出并且下面参照附图进行详细阐述。
图1以电路图的形式示出本发明测量电路的一个优选实施方式。
具体实施例方式本发明测量电路的一个优选实施方式在图1中以电路图的形式示出并且总体上用100表示。一个具有值&的测量电阻或旁路电阻110连接在蓄电池极10上。流经测量电阻110的蓄电池电流L导致在测量电阻110上降落测量电压Us。所述测量电压Us通过为了抑制干扰信号而扭绞的导线120、电阻130和150以及第一开关装置160引导至测量放大器180的两个输入端子A、B。所述测量放大器180的输出端C与所述机动车的能量管理系统的主控制装置200连接。所述主控制装置200尤其包括模数转换电路210以及微控制器220。所述控制装置200还具有另外的这里未示出的部件。所述测量电路此外还具有电阻140，该电阻通过第二开关装置170与所述测量放大器180的输入端子A连接。在第一开关装置160与第二开关装置170之间设置倒相元件 190，从而使两个开关装置可由控制装置200借助于唯一的信号被控制，使得总是所述开关装置之一打开而另一开关装置闭合。
在这里所示的实例中，测量电路100此外还具有温度传感器195，所述温度传感器 195这样设置，使得其可检测蓄电池以及测量电阻110的温度。所述温度可以特别是用来将测量电阻110的与温度有关的电阻值用于下面描述的测量。为了测量蓄电池电流IB，这些开关装置被控制，使得第一开关装置160闭合并且第二开关装置170打开。因此在测量电阻110上降落的测量电压Us通过具有值R或R’的电阻130和150施加给测量放大器180的输入端子A和B。所施加的电压可在测量放大器180 中符合目的地被放大，从而施加于输出端C上的输出电压尽可能良好地覆盖模数转换电路 210的测量范围。为了在较长的时间段上也能确保测量精度，定期地和/或触发地实施零点调整。 例如可以在任何发动机类型中实施所述零点调整和/或在借助于所述温度传感器195时记录一定的温度波动。为了实施所述零点调整，开关装置160和170被控制装置200控制，使得第一开关装置160打开并且第二开关装置170闭合。由此导致测量放大器180的输入端子A和B通过电阻140和150短接。理想的是，所述电阻130、140和150大小一样，也就是说R=Rtl=R'，以便避免由于测量放大器的不同输入电流导致的不对称。在所述零点调整期间在输出端C处输出的电压作为当前偏移电压由所述主控制装置200记录和储存。接着将所述偏移电压在测量运行期间从相应的测量结果中减去，以便实施偏移校正。本发明的测量电路结合控制装置200的反正存在的部件使用并且由此允许附加构件、例如分析电路或电压供给装置的节省。此外如图1所示，控制装置200中的分析电路 210可被用来检测多个电流，如通过另外的测量放大器300和400示意性表示的那样。
权利要求
1.一种用于在机动车中测量蓄电池电流(Ib)的方法，其中，所述蓄电池电流(Ib)流经一测量电阻(110)并且在所述测量电阻(110)上降落一测量电压(Us)，其中，使用具有两个用于接收电压的输入端子(A，B)和一个用于输出电压的输出端(C)的测量放大器(180， 300，400)，其中，所述输出端(C)与一分析电路(210)连接，其中，为了测量所述蓄电池电流 (Ib)将在所述测量电阻(110)上降落的测量电压( )施加到所述两个输入端子(A，B)，其中，为了所述测量的零点调整，将所述两个输入端子(A，B)短接。
2.根据权利要求1的方法，其中，使用所述机动车的能量管理系统的主控制装置 (200)中的模数转换电路(210)作为分析电路。
3.根据权利要求2的方法，其中，所述主控制装置(200)定期地和/或触发地促使所述零点调整。
4.根据以上权利要求中任一项的方法，其中，为了所述零点调整，将所述两个输入端子(A，B)通过至少一个电阻(140，150)短接。
5.根据以上权利要求中任一项的方法，其中，附加地测量所述蓄电池的温度、所述测量电阻(110)的温度和/或所述测量放大器(180)的温度。
6.根据权利要求5的方法，其中，根据测量到的温度来确定用于所述测量电阻(110) 的电阻值和/或所述测量放大器的电压放大的校准因数。
7.根据以上权利要求中任一项的方法，其中，测量所述蓄电池的正极(10)和负极上的蓄电池电流，并且使用同一分析电路(210)进行测量。
8.一种用于在机动车中测量蓄电池电流(Ib)的测量电路(100)，包括用于接在机动车蓄电池上的测量电阻(110);带两个用于接收电压的输入端子(A，B)和一个用于输出电压的输出端(C)的测量放大器(180，300，400);用于使所述两个输入端子(A，B)与所述测量电阻(110)连接的第一开关装置(160)和用于使所述两个输入端子(A，B)短接的第二开关装置(170)。
9.根据权利要求8的测量电路(100)，该测量电路的输出端与所述机动车的能量管理系统的主控制装置(200)中的模数转换电路(210)连接。
10.根据权利要求9的测量电路(100)，其中，所述主控制装置(200)被构造用于控制所述第一开关装置(160)和第二开关装置(170)以及用于实施根据权利要求1至6中任一项的方法。
全文摘要
本发明涉及用于在机动车中测量蓄电池电流(IB)的方法，其中，所述蓄电池电流(IB)流经一测量电阻(110)并且在所述测量电阻(110)上降落一测量电压(US)，其中，使用具有两个用于接收电压的输入端子(A，B)和一个用于输出电压的输出端(C)的测量放大器(180，300，400)，其中，所述输出端(C)与一分析电路(210)连接，其中，为了测量所述蓄电池电流(IB)将在所述测量电阻(110)上降落的测量电压(US)施加给所述两个输入端子(A，B)，其中，为了零点调整，将所述两个输入端子(A，B)短接。
文档编号G01R31/36GK102243291SQ20111010084
公开日2011年11月16日 申请日期2011年4月21日 优先权日2010年4月22日
发明者沃尔夫 M. 申请人:罗伯特·博世有限公司