专利名称：车辆的车载电网和车载电网的控制设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆的车载电网或能量系统以及车载电网的控制设备。本发明还涉及具有上述车载电网的车辆、尤其是混合动力电动车辆。
背景技术：
当今的机动车辆的车载电网或能量系统包括构造为具有后接的整流器电路的三相电机的发电机作为能量转换器；储能单元，其例如包括一个或多个电池组或双层电容器并且被发电机G加载电流；以及一组要经由车载电网来供给的耗能器，所述耗能器总称为系统负载。
系统负载由作为第一或初级能量供给单元的发电机和作为第二或次级能量供给单元的储能单元供给电流。车载电网可以采取静态的以及动态的状态。在这样的静态状态下，系统负载或耗能器基本上仅仅由发电机来供给电流。在此，发电机提供具有直流电压分量和叠加的交流电压分量的电流。如果将具有高能耗的耗能器或其能耗剧烈波动的耗能器、例如电动机接入到车载电网中，则车载电网中的能量需求或电流需求在短时间内跳跃式地升高。这导致车载电网电压成波状，并且导致发电机不再能够使仅仅车载电网中的车载电网电压保持稳定，并且车载电网电压面临下降。在这种情况下，将储能单元接入到车载电网中。储能单元于是在负载动态变化的情况下支持车载电网并且将车载电网中的车载电网电压维持在所需要的电压电平上。为此，车载电网具有控制设备，该控制设备通过发电机和储能单元控制系统负载的电供给。控制设备具有可控开关，该可控开关在识别出车载电网中的电流需求的跳跃式升高时被控制设备操控得闭合，并且因此使储能单元与车载电网中的系统负载电连接。如果储能单元与系统负载电连接，并且系统负载由作为第一能量供给单元的发电机和作为第二能量供给单元的储能单元供给电流，则车载电网处于被称为标称状态的系统状态下。在标称状态下必须保证的是，开关保持闭合。为了检查和保证车载电网在标称状态下由发电机和储能单元供给足够的电流并且由此保持完好，则必须检查开关的开关状态。在已知的车载电网中，开关的开关状态要么通过测量经由开关的与电流成比例的电压、要么通过测量开关处的电流来确定。因为电压与电流成比例，可以在第一种情况下从OV的电压测量值中推导出电流值是0A。如果在开关处所测量或所确定的电流具有OA的值，则可以得出如下结论，即开关是断开的并且储能单元没有与车载电网连接。但是，用于确定开关的开关状态的上述方法不是可靠的。在两种情况下都可能得出关于开关的实际开关状态的错误结论，因为OA的电流值在开关断开的情况下也是可能的。如果开关是断开的或者没有正确地闭合，则没有电流从储能单元流经开关并且也没有电压位于开关处。也就是，开关处的电流以及电压都具有OA或OV的值。这被控制设备错误地假设为“没有错误地闭合的开关”。在许多标称状态下一其中来自发电机的电流仅仅在特定时间段内足以供给车载电网中的系统负载，来自储能单元的电流并且由此还有开关处的电流可能取OA的值。这同样导致关于开关的开关状态的错误结论。因此，利用上述诊断方法，不能对状态“无错误地闭合的开关”与状态“非故意地断开的或者不正确地闭合的开关”进行区分
发明内容
因此本发明的任务在于，这样修改开始时提到的车载电网和开始时提到的控制设备，使得可以进行对开关的开关状态的可靠诊断。该任务通过独立权利要求解决。有利构型是从属权利要求的主题。根据本发明的第一方面提供车辆的车载电网。该车载电网具有第一和第二节点、第一和第二节点之间的第一、第二和第三电流路径。第二节点施加到电气地的地电势上。地电势或电气地在此等于车辆的车身，所述地电势或电气地用“接线柱31 ”表示。在第一电流路径中，车载电网具有带有至少一个耗电器的系统负载，所述至少一个耗电器经由车载电网被供给电能。在第二电流路径中，车载电网具有第一、初级能量供给单元，该能量供给单元为车载电网、由此为系统负载提供具有至少一个交流电压分量的电流。在第三电流路径中，车载电网具有用于提供电流的第二、次级能量供给单元以及可控开关。该开关具有朝向第一节点的第一接线端子和朝向第二节点的第二接线端子。“朝向”在此意味着，其中一个接线端子指向其中一个节点，也就是与其中另一个接线端子相比在电路技术上与其中一个节点更近。在闭合的开关状态下，开关将第一接线端子与第二接线端子电短接并且因此产生了从第二能量供给单元到系统负载的闭合的电流供给回路。在断开的开关状态下，开关再次断开该电流供给回路。车载电网还包括比较装置，该比较装置用于采集在开关的第一接线端子与第一节点之间的测量点处、尤其是在开关的第一接线端子处具有第一能量供给单元的交流电压分量的电压电势以及用于对具有交流电压分量的所测量的电压电势与预先给定的第一比较电压电势进行比较。车载电网此外具有识别装置，该识别装置用于根据电压电势与第一比较电压电势的比较结果来识别开关的断开的开关状态。重要的是，在此不是采集位于开关处的电压、也就是开关的两个接线端子之间的电压，而是采集开关的仅仅在没有与车载电网的电气地连接的接线端子处或没有朝向电气地的接线端子处的电压电势。通过截取开关的该接线端子处的电压电势，可以首先在第一接线端子处采集车载电网中的交流电压分量。根据该交流电压分量于是可以无错误地诊断开关的开关状态或功能性。在开关无错误地闭合的情况下，第一能量供给单元的电压的静态和动态分量、也就是直流分量和交流分量加起来与第二能量供给单元的电压大小相等。在此，开关的第一接线端子处的电压电势取确定的、除了可忽略的偏差之外基本上保持相等的值。该值可以事先被测量并且为了稍后与稍后的测量值的比较而被保存为比较电压电势。可替换地，该比较电压电势也可以在每个比较过程中在车载电网的合适点处、例如在电气地接线端子处米集。在开关被非故意地断开或错误地高阻抗的情况下，交流电压电势施加在开关的第一接线端子处，使得在该接线端子处所测量的电压电势与在无错误的开关时在该第一接线端子处所测量的比较电压电势偏差了上述交流电压分量。偏差有该交流电压分量的该电势偏差由比较装置通过对当前在开关的第一接线端子处所测量的电压电势与事先测量的或预先给定的比较电压电势相比较来采集。如果采集到这样的偏差，则比较装置于是识别出开关的断开的开关状态。通过与开关的额定开关状态进行比较，识别装置于是识别出开关的有错误地断开的开关状态或在开关处的有错误的闻阻抗。
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在一个有利构型中，车载电网具有控制装置，该控制装置用于闭合/断开开关并且用于将额定开关状态信号输出给识别装置，其中额定开关状态信号再现了开关的当前额·定开关状态。识别装置于是根据电压电势与第一比较电压电势的比较结果以及根据控制装置的额定开关状态信号识别出开关的有错误地断开的开关状态或开关的有错误地高阻抗的状态。由此可以无问题地区分开关故意地和无错误地断开的状态与开关非故意地和有错误地断开或高阻抗的开关状态。因此，可以无错误地执行对车载电网中的电子或机电开关的无功率的传导性诊断。在另一有利构型中，比较装置具有第一比较器单元以及第一包络线探测单元(英语Peak Envelope Detector (峰值包络线探测器))。所述比较器单元具有正向信号输入端和反向信号输入端。所述比较器单元用于对施加在正信号输入端处的、在开关的第一接线端子处采集的和由连接在中间的第一包络线探测单元转换的电压电势与施加在负信号输入端处的第一比较电压电势进行比较并且将第一输出信号形式的比较结果转发给识别装置。第一包络线探测单元连接在开关的第一接线端子与第一比较器单元的正信号输入端之间，并且用于从在开关的第一接线端子处所采集的绝对成波状的交流电压分量中获得直流电压，该直流电压由交流电压分量的正最大值组成。优选地，包络线探测单元包括由只让交流电压分量的正电压电势通过的二极管组成的整流器以及由电阻和电容器构成的后接的低通滤波器以用于从交流电压分量的最大值中形成直流电压。在一个有利构型中，第一比较器单元的负信号输入端与电气地、也就是与地电势电连接。在这种情况下，第一比较电压电势是电气地处的地电势。利用第一包络线探测单元，可以从波状的交流电压分量(其取决于系统状态和系统拓扑地也可以采用负的电压值)产生直流电压，该直流电压于是可以稍后由比较器单元与比较电压电势进行简单比较。在另一有利构型中，比较装置具有第二比较器单元、第二包络线探测单元以及反相器。反相器和第二包络线探测单元连接在第二比较器单元的正信号输入端与开关的第一接线端子之间。具有正向信号输入端和反向信号输入端的第二比较器单元用于对施加在正信号输入端处的、在开关的第一接线端子处所采集被连接在中间的反相器所反转并且被连接在中间的第二包络线探测单元所转换的电压电势与施加在负信号输入端的第二比较电压电势进行比较并且将第二输出信号形式的比较结果转发给识别装置。
如第一包络线探测单元那样，第二包络线探测单元优选包括由只让正电压电势通过的二极管组成的整流器和由电阻和电容器构成的后接的低通滤波器。第二包络线探测单元连接在开关的第一接线端子与第二比较器单元的正信号输入端之间并且与第一包络线探测单元类似地用于从在开关的第一接线端子处所采集的绝对成波状的交流电压分量中获得直流电压。与在第一包络线探测单元的情况下不同，在开关的第一接线端子处所采集的交流电压分量首先由连接在第二包络线探测单元的输入端与开关的第一接线端子之间的反相器反转，使得在第二包络线探测单元的输出端处的直流电压由交流电压分量的负最大值组成。换句话说在开关的第一接线端子处所采集的交流电压分量首先被反相器反转地转发给后接的第二包络线探测单元。因为第二包络线探测单元如第一包络线探测单元那样只让输入电压中的正最大值通过并且接着从这些正最大值中产生经低通滤波的直流电压，所以在此第二包络线探测单元只将交流电压分量的由反相器反转的负最大值形成为直流电压。于是，识别装置根据比较装置的第二输出信号识别出流经闭合开关的电流的流动方向。优选地，第二比较器单元的负信号输入端与电气地电连接。在这种情况下，第二比较电压电势是电气地处的地电势。 可替换地，第二比较电压电势是第一包络线探测单元的输出信号并且第二比较器单元在这种情况下对第一和第二包络线探测单元的输出信号相互进行比较。根据本发明的第二方面，提供用于控制车载电网中的具有交流电压分量的电流的控制设备。本发明的控制设备具有不在电气地处与地电势连接的第一正连接接线端子、与电气地连接的第二负连接接线端子、可控开关，该可控开关具有通向控制设备的第一连接接线端子的第一接线端子和通向控制设备的第二连接接线端子的第二接线端子，其中闭合开关状态下的开关将控制设备的第一连接接线端子与控制设备的第二连接接线端子电连接。所述控制设备还包括比较装置以及识别装置，所述比较装置用于采集经由第一连接接线端子的车载电网处的交流电压分量和用于将所采集的交流电压分量与预先给定的比较电压电势进行比较，所述识别装置用于根据交流电压分量与预先给定的比较电压电势的比较结果来识别开关的开关状态。在一个有利构型中，控制设备此外具有控制装置，该控制装置用于受控地闭合/断开开关并且用于将额定开关状态信号输出给识别装置，其中所述额定开关状态信号再现了开关的当前额定开关状态。识别装置于是通过对比较装置的比较结果与控制装置的额定开关状态信号进行比较识别出开关的错误地断开的开关状态或者错误的开关。有利地，比较装置具有第一比较器单元以及第一包络线探测单元，所述第一比较器单元具有正向信号输入端和反向信号输入端，所述第一包络线探测单元位于控制设备的第一连接接线端子与第一比较器单元的正信号输入端之间。第一比较器单元的负信号输入端优选地与第二连接接线端子电连接。在这种情况下，第一比较电压电势是施加在第二连接接线端子处的电压电势。在另一有利构型中，控制设备具有第二比较器单元，该第二比较器单元具有正向信号输入端和反向信号输入端，用于对施加在控制设备的第一连接接线端子处的电压电势与预先给定的第二比较电压电势进行比较并且用于将该比较结果转发给识别装置。 识别装置于是根据比较装置的第二比较结果识别出流经开关的电流的流动方向。有利地，控制设备为此具有控制设备的第一连接接线端子与第二比较器单元的正信号输入端之间的第二包络线探测单元以及控制设备的第一连接接线端子与第二包络线探测单元之间的反相器。在此，第二比较器单元的负信号输入端与第二连接接线端子电连接，并且第二比较电压电势是施加在第二连接接线端子处的电压电势。可替换地，第二比较器单元的两个信号输入端之一与第一包络线探测单元的输出端电连接。在该情况下，第二比较器单元对两个包络线探测单元的输出信号相互比较。利用上述控制设备，可以测量具有至少一个车载电网的车辆的闭合电气总系统或 车载电网内的电气开关的接通电阻或通过电阻，其中在所述至少一个车载电网中有具有交流电压分量的电流流动，并且可以根据所测量的数据来诊断开关的错误的开关状态或在开关处的功能故障。根据本发明的另一方面，提供一种车辆、尤其是机动车辆，其具有车载电网、尤其是具有如上所述的控制设备的车载电网。上述车载电网的有利构型一就此而言此外可转用到控制设备或车辆，也可视为是控制设备或车辆的有利构型。
现在，在下面将参照所附附图进一步阐述本发明的示例性实施例。车辆的车载电网用作为实施例。在图中仅仅示出车载电网的为了描述本发明不可缺少的部件。根据构型，车载电网可以具有另外的部件，但是这些另外的部件在此为了本发明的清楚描述而没有进
一步示出。图I示出车载电网的简化示意 图2示出根据本发明第一实施例的车载电网的示意 图3示出根据本发明第二实施例的车载电网的示意 图4a示出根据第一实施例的第一包络线探测单元的详细视 图4b示出根据第二实施例的第二包络线探测单元的详细视 图5a示出根据第一实施例的车载电网的部件的信号的示意 图5b示出根据第二实施例的车载电网的部件的信号的示意图。
具体实施例方式车辆FZ的车载电网BZ根据图I包括发电机G、电池组BAT、一组总称为系统负载L的耗电器、以及控制设备ST。发电机G构造为具有后接的整流器电路的三相电机并且用作为车载电网BZ中的初级能量供给单元以及为系统负载L供给电流。此外，发电机G还具有用电流或电能加载电池组BAT的任务。发电机G将具有直流电压分量V_G (DC)和交流电压分量V_G (AC)的电流馈送到车载电网BN中。电池组BAT用作为车载电网BN中的次级能量供给单元并且可以向系统负载L供给电流。控制设备ST控制从发电机G到系统负载L和到电池组BAT的电流或从电池组BAT到系统负载L的电流。控制设备ST经由第一接线端子Al与电池组BAT的负极电连接。控制设备ST经由第二接线端子A2与发电机G的负极、系统负载L以及电接地端MS—也就是与车辆FZ的车身(接线柱31)——电连接。控制设备ST经由第三接线端子A3与发电机G的正极、系统负载L以及电池组BAT的正极电连接。控制设备ST经由该第三接线端子A3获得运行电流。现在参照图2、4a，在这些图中示意性示出根据本发明第一实施例的车载电网。控制设备ST根据图2包括第一接线端子Al与第二接线端子A2之间的开关SW、用于受控地闭合/断开开关SW的控制装置SE、比较装置VE以及识别装置EE。控制装置SE具有输出端311。利用输出端311处的控制信号SS，控制装置SE控制开关SW并且控制装置SE将该控制信号作为额定开关状态信号输出给识别装置EE，所述额定开关状态信号再现开关SW的当前的额定开关状态并且针对“开关SW的闭合的额定开关状态”采用逻辑O的信号电平或者针对“开关的闭合的额定开关状态”采用逻辑I的信号电平。比较装置VE具有两个信号输入端111、112和一个信号输出端121。比较装置VE经由第一信号输入端111直接与控制设备ST的第一接线端子Al电连接。比较装置VE经由该输入端111采集控制设备ST的第一接线端子Al处的或开关SW的第一接线端子SAl处的电压电势V_A1。比较装置VE经由第二信号输入端112获得第一比较电压电势VPl，该第一比较电压电势在该实施例中表示控制设备ST的第二接线端子A2处的或车载电网BN的电接地端MS处(也就是车辆FZ的车身处)的地电势。比较装置VE经由信号输出端121根据电压电势V_A1与比较电压电势VPl之间的比较结果向识别装置EE输出具有逻辑O或逻辑I的信号电平的输出信号AS1。识别装置EE经由其两个信号输入端211、212获得该输出信号ASl和来自控制装置SE的额定开关状态信号SS。基于这两个信号ASl、SS，识别装置EE于是识别出开关SW是否按照规则地或者未受控制或错误地断开(或是高阻抗的)。比较装置VE包括第一包络线探测单元HEl和第一比较器单元KEl，其中第一包络线探测单元HEl连接在控制设备ST的第一接线端子Al与第一比较器单元KEl的正输入端Pl之间，并且在第一接线端子Al处所采集的电压电势V_A1被转换成由所探测的最大值组成的直流电压电势V_A1’地转发给第一比较器单元KEl的正输入端Ρ1。比较器单元KEl对位于正输入端Pl处的、从电压电势V_A1所转换成的直流电压电势V_A1’与位于负输入端N1处的第一比较电压电势VPl进行比较。如果直流电压电势V_A1 ’超过第一比较电压电势VPl，则比较器单元KEl将比较装置VE的输出信号ASl设置成逻辑I的信号电平并且将该具有逻辑I的信号电平的信号ASl输出给识别装置EE。如果直流电压电势V_A1’(除了可忽略的偏差之外)与第一比较电压电势VPl大小相同，则第一比价器单元KEl将输出信号ASl设置成逻辑O的信号电平。
如果识别装置EE获得来自控制装置SE的具有逻辑I的信号电平的额定开关状态信号SS以及来自比较装置VE的具有逻辑I的信号电平的输出信号AS1，则该识别装置EE识别出开关SW受控地被断开并且没有错误地处于该断开的开关状态。如果识别装置EE获得具有逻辑O的信号电平的两个信号SS、AS1，则该识别装置识别出开关SW受控地被闭合并且没有错误地处于该闭合的开关状态。然而，如果识别装置EE获得具有逻辑O的信号电平的额定开关状态信号SS但是获得具有逻辑I的信号电平的输出信号AS1，则该识别装置识别出开关SW未受控制地、也就是错误地被断开或处于错误地断开的开关状态或者是错误地高阻抗的。控制装置SE、识别装置EE及比较装置VE可以例如集成在微控制器中并且由发电机G或由电池组BAT经由控制设备ST的第三接线端子A3供给电流。根据其中示意性示出了第一实施例的包络线探测单元HEl的详细视图的图4a，包络线探测单元HEl具有由电容器C和电阻R组成的低通滤波器TP和作为整流器的二极管 D。二极管D的阴极与低通滤波器TP和第一比较器单元KEl的输入端Pl连接。二极管D仅将位于比较设备VE的输入端111处的电压电势V_A1的正分量继续导通给低通滤波器并且截断负分量。在输入端111与二极管D的阳极之间布置有反馈运算放大器OP形式的电压跟随器(阻抗转换器)，其中该电压跟随器的反馈路径布置在二极管的阴极或低通滤波器TP与运算放大器OP的反向输入端之间。在根据图2、4a示出的控制设备ST的第一实施例中的工作原理在后面基于图5a中的信号图进一步描述。发电机G将具有直流电压分量V_G (DC)和交流电压分量V_G (AC)的电流馈送到车载电网BN中。在开关SW闭合时，电池组BAT附加地将仅具有直流电压分量V_BAT的电流馈送到车载电网中(严格地说是随着时间缓慢下降的电压，但是不是其极性规则变换的交流电压)。在无错误地闭合的开关SW的情况下，发电机电压的直流电压分量和交流电压分量V_G (DC)、V_G (AC)以及电池组电压V_BAT满足下面的关系
V_A1=V_G(DC)+V_G(AC)_V_BAT=0V。因此，在开关SW的第一接线端子SAl处或在控制设备ST的连接接线端子Al处，测量到OV的或具有可忽略偏差而几乎为OV的电压电势V_A1 (图5a中的信号S110)。比较装置VE的第一比较器单元KEl将该电压电势V_A1与比较电压电势VPl (信号S210)进行比较，该比较电压电势VPl在此是地电势并且由此同样为0V。因为这两个电#V_A1、VP1 (具有可忽略的偏差)大小相同，所以比较装置VE输出具有逻辑O的信号电平的输出信号ASl (信号S310)。如果来自控制装置SE的额定开关状态信号SS具有逻辑O的电平值(信号S410)并且由此表明了闭合的开关SW，则开关SW视作为无错误地闭合。如果开关SW受到控制装置SE控制地断开或保持在断开的开关状态，或者开关未受控制地断开或有错误地为高阻抗的，则在第一连接接线端子Al处测量到这样的电压电势V_A1，该电压电势V_A1是发电机电压的交流分量V_G (AC)和系统引起的偏移偏差乂_OFFSET的和并且由此不等于OV (信号S120)V_A1=V_G (DC) +V_G (AC) -V_BAT=V_G (AC) ±V_OFFSET 关 OV。该由于变流电压分量V_G(AC)而为动态的电压V_A1被包络线探测单元HEl转换成静态电压V_A1’(信号S121)，其中只选择正电压分量的最大值并且随后经低通滤波形成该静态电压V_A1’。该电压V_A1’由比较器单元KEl与比较电压电势VPl (信号S210)进行比较。因为电压V_A’大于OV并且由此大于比较电压电势VP1，所以比较装置VE输出具有逻辑I的信号电平的输出信号ASl (信号S320)。如果额定开关状态信号SS具有逻辑I的电平值(信号S420)并且由此表明受控地断开的开关SW，则开关SW视作为无错误地断开。然而，如果额定开关状态信号SS具有逻辑O的电平值(信号S410)并且由此表明开关SW的闭合的额定开关状态，则该开关SW视作为未受控制地断开或有错误地高阻抗的。在描述了根据第一实施例的车载电网之后，现在进一步描述根据图3、4b中示出 的第二实施例的车载电网。该车载电网BN的控制设备ST与在第一实施例中不出的控制设备ST相比除了第一包络线探测单元HEl和第一比较器单元KEl之外在比较装置VE中具有第二包络线探测单元HE2和第二比较器单元KE2。比较装置VE具有用于第二输出信号AS2的另一信号输出端122。相应地，识别装置EE具有用于比较装置VE的第二输出信号AS2的第三信号输入端213。利用第二包络线探测单元HE2和第二比较器单元KE2，控制设备ST识别出流经从第一连接接线端子Al到第二连接接线端子A2的电流路径的或流经开关SW的电流的流动方向，所述电流等于电池组BAT的电池组电流I_BAT。因此，控制设备ST识别出电池组BAT处的充电或放电过程。第二比较器单元KE2的正向输入端P2与第一包络线探测单元HEl的输出端连接。比较器单元KE2的反向输入端N2与第二包络线探测单元HE2的输出端连接。第二比较器单元KE2由此比较两个包络线探测单元HE1、HE2的输出信号。与第一包络线探测单元HEl不同，根据图4b的第二包络线探测单元HE2替代于阻抗转换器具有反馈运算放大器OP形式的反转的放大器，该反馈运算放大器OP分别在反馈路径处以及在输入端111与运算放大器OP的反向输入端之间具有电阻R’。该反转的放大器同时用作为反相器和电压跟随器。在根据图3、4b的第二实施例中所示的控制设备ST的工作原理在下面基于图5b进一步描述。上述系统引起的偏移偏差V_0FFSET通过下面的等式得出
V_0FFSET=V_G(DC)_V_BAT。如果电池组BAT处于充电过程中，则发电机G的直流电压分量V_G(DC)视作为高于电池组电压V_BAT，因为该电池组由发电机G加载。因此V_0FFSET大于0V。在电池组BAT的放电过程中，在电池组BAT向车载电网BN中馈入电流期间，发电机G的直流电压分量V_G (DC)视作为不高于电池组电压V_BAT。因此V_0FFSET等于或小于OV0为了识别电池组BAT的负极与电接地端MS (也就是车辆FZ的车身)之间的电流路径中的电流方向，前提条件是，在该电流路径中中间连接有至少一个起欧姆电阻作用的电气或电子组件，也就是在开关SW闭合时有可测量的电压落到该组件上。
此外假设，开关SW受控地并且无错误地闭合，并且可测量的电流I_BAT流经该开关SW。在第一接线端子Al处测量到的电压电势V_A1由具有集成的反相器的第二包络线探测单元HE2首选反转成V_A1’ ’(信号S122)并且转换成反转的直流电压信号V_A1’ ’ ’(信号S123)。该直流电压信号￥_么1’’’(信号S123)现在由第二比较器单元KE2与第一包络线探测单元HEl的输出信号V_A1’(信号S121)相比较。如果第一包络线探测单元HEl的输出信号V_A1’(信号S121)的信号电平大于第二包络线探测单元ΗΕ2的输出信号V_A1’’’(信号S123)的电平，则第二比较器单元ΚΕ2得出具有逻辑O的信号AS2(信号S510)。如果识别装置EE从比较装置VE获得具有逻辑O的信号电平的第二输出信号AS2 (信号S510)，则该识别装置EE识别出，电池组BAT处于充电阶段中、也就是由发电机G加载。
如果两个包络线探测单元HE1、HE2的输出信号V_A1’、V_A1’’’(在考虑到可忽略的偏差的情况下)大小相等，则第二比较器单元ΚΕ2得出具有逻辑I的信号电平的信号AS2。如果识别装置EE从比较装置VE获得具有逻辑I的信号电平的第二输出信号AS2，则该识别装置EE识别出，电池组BAT处于放电阶段中、也就是为车载电网BN供给电流。附图标记列表 FZ 车辆
BN 车载电网或车辆FZ的车载电网
L 车载电网BN中的耗能器
G 第一能量供给单元例如发电机
BAT 第二能量供给单元例如电池组
ST 控制设备
Sff 可控开关
MS 电接地端
SAl 开关SW的第一接线端子
SA2 开关SW的第二接线端子
VE 比较装置
ASl 比较装置VE的第一输出信号
AS2 比较装置VE的第二输出信号
SE 控制装置
SS 额定开关状态信号
EE 识别装置
KEl 第一比较器单元
Pl 第一比较器单元KEl的正向信号输入端
NI 第一比较器单元KEl的负的反向信号输入端
HEl 包络线探测单元
ΚΕ2 第二比较器单元
Ρ2 第二比较器单兀ΚΕ2的正向信号输入端
Ν2 第二比较器单兀ΚΕ2的反向信号输入端HE2 第二包络线探测单元
Al控制设备ST的第一连接接线端子
A2控制设备ST的第二连接接线端子 A3控制设备ST的第三连接接线端子V_A1 第一连接接线端子Al处的电压电势VPl 第一比较电压电势VP2 第二比较电压电势
权利要求
1.车辆(FZ)的车载电网(BN)，具有以下特征 -第一节点(Kl), -施加到地电势的第二节点(K2)， -第一节点(Kl)与第二节点(K2)之间的第一电流路径(P1)、第二电流路径(P2)和第三电流路径(P3)， -第一电流路径(Pl)中的至少一个耗能器(L)， -第二电流路径(P2)中的第一能量供给单元(G)，用于为至少一个耗能器(L)提供具有至少一个交流电压分量(V_G (AC))的电流， -第三电流路径(P3)中的第二能量供给单元(BAT)以及可控开关(SW)，所述第二能量供给单元(BAT)用于为至少一个耗能器(L)提供电流，所述可控开关(SW)具有朝向第一 节点(Kl)的第一接线端子(SAl)和朝向第二节点(K2)的第二接线端子(SA2)，其中在开关(SW)的闭合开关状态中，第一接线端子(SAl)与第二接线端子(SA2)电短接，并且因此产生从第二能量供给单元(BAT)到至少一个耗能器(L)的闭合电流回路， -比较装置(VE)，用于采集在开关(SW)的第一接线端子(SAl)与第一节点(Kl)之间的测量点处、尤其是在开关(SW)的第一接线端子(SAl)处具有交流电压分量(V_G(AC))的电压电势(V_A1)，并且用于比较电压电势(V_A1)与预先给定的第一比较电压电势(VPl)， -识别装置(EE)，用于根据电压电势(V_A1)与第一比较电压电势(VPl)的比较结果来识别开关(SW)的断开的开关状态。
2.根据权利要求I的车载电网(BN)，其特征在于，识别装置(EE)用于根据电压电势(V_A1)与第一比较电压电势(VPl)的比较结果以及根据开关(SW)的额定开关状态来识别开关(SW)的错误断开的开关状态或错误地高阻抗的状态。
3.根据权利要求I或2的车载电网(BN)，其特征在于，比较装置(VE)具有 -用于比较电压电势(V_A1)与第一比较电压电势(VPl)的第一比较器单元(KE1)，和-在测量点、尤其是开关(SW)的第一接线端子(SAl)与第一比较器单元(KEl)之间的第一包络线探测单元(HE1)。
4.根据前述权利要求之一的车载电网(BN)，其中第一比较电压电势(VPl)是电接地端(MS)处的地电势。
5.根据权利要求3或4的车载电网(BN)，其特征在于， -比较装置(VE)具有用于比较电压电势(V_A1)与第二比较电压电势(VP2)的第二比较器单元(KE2)，和 -识别装置(EE )用于根据电压电势(V_A1)与第二比较电压电势(VP2 )的比较结果来识别第二能量供给单元(BAT)的充电/放电过程， -其中次级的能量供给单元(BAT)是可重复充电的电能存储器。
6.根据权利要求5的车载电网(BN)，其特征在于，比较装置(VE)具有 -在测量点、尤其是开关(SW)的第一接线端子(SAl)与第二比较器单元(KE2)之间的第二包络线探测单元(HE2)和反相器(IN)， -其中反相器(IN)将电压电势(V_A1)反转地转发给第二包络线探测单元(HE2)。
7.用于控制车辆(FZ)的车载电网(BN)中的电流的控制设备(ST)，所述电流具有至少一个交流电压分量(V_G(AC))，所述控制设备(ST)具有以下特征-第一连接接线端子(Al)和第二连接接线端子(A2)，用于产生从控制设备(ST)到车载电网(BN)的电连接， -第一连接接线端子(Al)与第二连接接线端子(A2)之间的可控开关(SW)，其中开关(Sff)在闭合的开关状态下将第一连接接线端子(Al)与第二连接接线端子(A2)电连接， -比较装置(VE)，用于采集车载电网(BN)处的交流电压分量(V_G(AC))和用于将所采集的交流电压分量(V_G(AC))与预先给定的比较电压电势(VPl)相比较， -识别装置(EE)，用于根据交流电 压分量(V_G(AC))与预先给定的比较电压电势(VPl)的比较结果来识别开关(SW)的开关状态。
8.具有根据权利要求I至6之一的车载电网(BN)的车辆(FZ)。
全文摘要
车辆的车载电网具有开关(SW)、比较装置以及识别装置，并且能够可靠地识别开关的未受控制地断开或错误地高阻抗的状态。所述开关在车载电网中的电流需求升高时将电池组(BAT)与系统负载(L)和发电机(G)相连接。比较装置(VE)将车载电网中的交流电压分量与预先给定的电势相比较。
文档编号H02J7/14GK102859374SQ201180016907
公开日2013年1月2日 申请日期2011年3月29日 优先权日2010年3月30日
发明者D.赖肖, T.施特克迈尔, T.加利 申请人:欧陆汽车有限责任公司