用于识别蓄电池的方法以及电压供应系统与流程

本发明涉及一种用于检测在机动车的电压供应系统之内起作用的蓄电池的方法，其中，通过发电机产生交流电压，通过整流器整流所述交流电压，通过控制单元测量和分析整流后的电压。本发明还涉及一种对应的电压供应系统，尤其是机动车的电压供应系统。

起作用的蓄电池尤其是指，该蓄电池在功能上接入到电压供应系统中。例如电导线(所述电导线从蓄电池的至少两个电极中的一个引至电压供应系统其余部分)的线缆断路会导致该蓄电池不再能够在电压供应系统之内例如起能量供应装置作用。

本发明的应用领域延伸到这样的机动车：所述机动车具有例如通过驱动装置运行的三相电流发电机。在此通常涉及这样的发电机，即要么该发电机已经包含整流器，要么将整流器连接到该发电机之后，以便产生能够被车辆的不同电系统使用的直流电压。根据车辆类型而定，所述直流电压能够例如、而不仅仅约为12v或者24v或者48v。

此外，在发电机或者说发动机关断期间，必要时既为了启动发动机又为了电部件的运行而设置了蓄电池，该蓄电池基本上与发电机或者说与整流器并联，并且该蓄电池首先要确保持续的电流供应。然而例如由于线缆断路会导致，在实际效果上从电流回路中移除了这种蓄电池。该蓄电池在物质上或者几何上还布置在电压供应系统的区域中，但在那里不再起作用。这例如可能导致，在发动机关断之后不再能激活电动操作的手制动器，或者也不再能启动机动车的发动机，或者在关闭发动机期间不能运行所述电系统。因此重要的是，在发动机关断之前，即在正在进行的运行中诊断或者说识别蓄电池的缺失。

背景技术：

由us2011/0260755a1得知一种用于机动车的电压供应系统，其中，脉冲发生器产生信号，通过对所述信号的分析处理能够识别与发电机并联的蓄电池的存在或缺失。不利的是，需要脉冲发送器和昂贵的分析处理。

由fr2962264a1得知一种用于非接触式地给蓄电池充电的方法，在该方法中也能够诊断蓄电池的存在。在这里不利的是技术上的花费和缺少的可实现性，尤其在机动车的情况下。

由us5932989a得知一种在开关电路中确定蓄电池存在的方法，其方式在于，将电压水平主动地施加到所述开关电路中。不利的是，必需干预所述开关电路的功能。

技术实现要素：

本发明的任务在于，提出一种方法，借助该方法可靠地并且在不影响电压的情况下确定在机动车的电压供应系统中的蓄电池的存在或者缺失。

所述任务从根据权利要求1前序部分的方法出发结合权利要求1特征部分的特征来解决。随后的从属权利要求给出了本发明的有利扩展方案。在权利要求10中介绍涉及本发明的电压供应系统。

本发明包含下述技术教导：在分析到电压的振动特性处于公差范围之外时，诊断为在电压供应系统中起作用的蓄电池的缺失。

此外所述方法的优点还可在于：在现有技术中通常已经设置了对电压信号的分析，因此不必安装附加的传感装置。此外能够非侵入式地测量电系统的电压，即不需要例如通过改变电压水平或者通过发出电压脉冲来干预系统。

所述方法的优选实施方式设置，整流后的电压的振荡作为振动特性被分析，该电压具有在临界振幅阈值之上的振幅。

此外所述方法的优点还可在于：正好能特别简单地测量和分析这种振荡的振幅、即所述振荡的电压。

在蓄电池的缺失与整流后的电压信号上的提高的振荡振幅之间的物理关联由此产生：安装好的蓄电池尤其在该蓄电池基本上与整流器并联时减振地作用到从该整流器发出的信号上。即在蓄电池并联的情况下减小电压信号上的振动的振幅。如果现在例如从蓄电池接头中的一个引至电压供应系统其余部分的线缆断路，那么这种减振作用会取消，整流后的电压信号上的振荡振幅会提高，超过相应地选出的振幅阈值。为了例如从这种分析方法滤出各个电压峰值，例如能够超过一个临界时长地分析所述振幅的平均值或者中值，例如在百分之几秒范围内的时长上。

本发明的另一优选的实施方式设置，整流后的电压的振荡作为振动特性被分析，该电压具有在关键频率阈值之上的频率。

此外所述方法的优点还可在于：例如借助通过所述控制单元实施的傅立叶变换能够容易地执行频率分析。

在出现高频率和蓄电池缺失之间的物理关联还在于：与整流器并联的蓄电池减振地作用到在那里产生的电压信号上。因此，处于所述电压信号上的振荡中的高频率被蓄电池衰减或者说移除。如果例如在蓄电池的接头和剩余的电压供应装置之间失去电接触，那么能够在频谱中在关键频率阈值之上测量到频率。

本发明的改进方案设置，在机动车启动期间中断所述测量和分析。

这是指激活机动车的启动器以使驱动机动车和发电机的内燃发动机启动。此外，所述实施方式的优点在于，在激活所述起动器期间通常应预计有使对蓄电池的存在或者缺失的可靠分析变难的电压峰值和非典型的电压变化过程。

本发明的改进方案设置，在诊断到蓄电池缺失时，通过机动车的能够被驾驶员感知的接口发出能听到的和/或能看到的信号。

在此例如可以是在仪表板上的控制灯或者语音消息。这种改进方案的优点基本上在于，驾驶员在发动机关断之前获知蓄电池的缺失，因为在没有维护措施的情况下，发动机此后可能不启动，并且也可能出现例如涉及驻车制动器的其他功能故障。

所述实施方式的改进方案设置，借助所述信号发出操作驻车制动器的警告。

此外，在这里这样的优点还可在于：所述驻车制动器正好是对于安全性关键的系统，在蓄电池缺失的情况下在发动机关断之后，尤其在电操控的驻车制动器没有手动操控可能性的情况下，可能不再能够使用该安全性关键系统。除了纯提示功能外，这种警告也具有与安全性关系重大的、符合目的的功能。

本发明的另一改进方案设置，在诊断蓄到电池缺失时，在电子存储单元中存放用于使维护工作变简单的诊断记录。

在这里这样的优点还可在于：例如在工场中，维护人员通过在修复时读取这种信息得到支持。

本发明的另一优选实施方式设置，在诊断到蓄电池缺失时维持电流回路的电压供应，其方式尤其在于，接入辅助电流供应蓄电池，或者其方式在于使发电机保持运行。

在这里这样的优点还可在于：在较长的时间段上或者例如至少直到激活例如驻车制动器前，维持电流供应，例如其方式在于，阻止驾驶员关断发电机或者发动机。

附图说明

下面与本发明优选实施例的描述一起参照两个附图详细描述改进本发明的进一步措施。

附图示出：

图1用于实施本发明的方法的电压供应系统，和

图2在移除蓄电池时的电压信号。

具体实施方式

根据图1，在这里未示出的机动车的电压供应系统1包括产生三相交流电压的发电机2、布置在所述发电机输出侧的用于使交流电压转换成整流后的电压6的整流器3、与该整流器并联的用于蓄电池5的接头4，以及测量和分析所述整流后的电压6的控制单元7。在此，为了使在例如15v范围内的整流后的电压6匹配于控制单元7的在例如5v范围内的电压水平，在这两个电压之间布置了由两个电阻器8a、8b组成的分压器。此外，为了消除信号抖动或者说衰减信号振动，电容器9与控制单元7并联。在此，整流器3、蓄电池5、分压器和电容器9具有共同的接地10。

现在，控制单元7在正在进行的运行中、尤其在发动机启动之后，在不同的振动特性方面分析在这里未示出的整流后的电压6，包括包含在电压6中的振动的振幅和频率。为了在本发明的方法中忽略个别异常值、例如个别电压峰值，在确定的时长上能够求出并且进一步分析例如电压6的平均值或者中值作为所述分析的一部分。此外，在发动机启动期间放弃分析，因为在该阶段中可能出现阻碍有目的的分析的振动特性。

在出现线缆断路11的情况下，处于整流后的电压6上的振动的频率和/或振幅可能会改变。原因是，蓄电池5不仅在功能上作为在发电机2关断情况下的能量供应装置被取消，而且作为电压6的减振元件和/或低通滤波元件也被取消。在此，减振特性和/或低通滤波特性例如能够类似于在电容器的情况下通过蓄电池5的电容特性来产生，或者例如也能够通过由电压6产生的电场与在蓄电池5内的电解质的交互作用来产生。结果，在出现线缆断路11之后，振动的振幅被提高超过关键振幅阈值12(见图2)，并且在关键频率阈值14之上出现了频率(见图3)。

在分析例如这种振动特性之后，向驾驶员发出例如带有用于操作驻车制动器的警告的信号，因为这尤其在电子控制的驻车制动器的情况下在关掉发动机或者发电机之后可能不再能实施。也可以例如在控制单元7的、在这里未示出的电子存储器中例如以日志条目(logbucheintrag)的形式存放记录，并且阻止发电机关断或者接入在此未示出的辅助蓄电池。

图2示出一图表，在该图表中在时间t上方给出电压u。可看到整流后的电压6的变化过程，该变化过程在时间点13上出现线缆断路11时产生，由此，有效地从电压供应系统1移除了蓄电池5。

尤其要认识到，处在整流后的电压6上的振荡的振幅在出现线缆断路11之后怎样处于超出关键振幅阈值12之上，因为所述振幅不再被蓄电池5衰减。所述振幅是指电压6的振动围绕所述电压的(在此未画出的)平均值的最大偏离，该平均值通常在由机动车中的发电机或者在由汽车蓄电池产生电压的情况下典型地约为12v。振幅阈值12能够对称地画在平均值之上和之下，其中，之后在平均值之上和之下能够对称地出现并且识别到振幅阈值12的超出。

即使在这个示图中电压6的数字分辨率或者说采样率处于所述电压的频率的范围内，也可见到所导致的频率提高。能看出，所述电压6在时间点13之后与之前相比不仅具有更高的振荡，而且在每个时间间隔内具有更多振荡。

图3示出通过控制单元7实施的频谱分析的简略图形示图。在示出的图表中，电压u的振幅在该电压的频率f上给出。在频率阈值14之下的低频频谱15以虚线示出。该低频频谱相应于在出现线缆断路11之前的电压6的频谱。在频率阈值14之上的、具有振动分量的高频频谱16以点划线示出。所述高频频谱16在出现线缆断路11之后产生，因为那时蓄电池5在电压供应系统1中不再起低通滤波器作用。

本发明不限于前述的优选实施例。而是也能够考虑由随后的权利要求的保护范围所一起包括的变型方案。因此，例如也能够放弃整流器的和控制单元的电位匹配或者能够以不同于通过由两个电阻器实现的整流器的方式来实施所述匹配。

附图标记列表

1电压供应系统

2发电机

3整流器

4接头

5蓄电池

6电压

7控制单元

8a、8b电阻器

9电容器

10接地

11线缆断路

12振幅阈值

13时间点

14频率阈值

15低频频谱

16高频频谱

f频率

t时间

u电压