用于控制车辆中的电气系统的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及用于使用开关来控制车辆中的电气系统的方法，W及具体地设及用于 控制双电池电源系统的方法。本发明的各个方面设及方法、系统W及车辆。
【背景技术】
[0002] 由于对燃料使用的关注，采取生态思维对汽车制造商而言变得刻不容缓。在该种 思维下，在开发新的车辆系统时效率起主导作用。新的汽车必须消耗尽可能少的燃料，由此 增加汽车达到的里程，并因此降低运行车辆的成本和其对环境的影响。
[0003] 可W被引入用W使化石燃料的使用最小化的一个具体特征是停止起动系统。停止 起动系统在汽车不在使用状态时自动关闭汽车中的发动机，而在需要发动机的情况下立即 再次起动发动机。停止起动系统中的关闭不是完全关闭，而是使得发动机能够在需要时立 即重新起动的部分关闭。通过在汽车在例如交通灯处挂空挡时使用停止起动系统，能够降 低燃料消耗。类似的系统在混合动力车辆中被频繁地使用，在混合动力车辆中，即使在汽车 没有静止的情况下也能够使用类似的系统。例如，在车辆的低功率使用期间W及在高电压 电池系统具有足够功率来驱动车辆时，可W不使用内燃发动机。停止起动系统还可W用在 纯内燃发动机驱动车辆中W在静止挂空挡期间节约燃料。
[0004] 在停止起动车辆中必须克服的一个主要问题是如何在需要时不易察觉地重新发 动发动机W再次起动发动机。重新发动发动机需要来自汽车中的主电池一-通常为12伏电 池一-的相当大的功率，并且该样的重新发动可能造成可用于其他系统的电压的下降。该 可能造成控制模块重启，并且产生其他故障。如果车辆在起动前完全被关闭（例如当点火 系统被停用时），则该些问题不会出现，因为在初始发动期间由于电压下降而产生的任何故 障代码没有被记录。因为初始发动不是安全关键场景，所W可W安全地忽略该些故障代码。 然而，一旦车辆已经被驱动W及在重新发动过程中，类似的错误不能忽略。因此，车辆中的 许多系统需要可靠的电压W继续运转并且防止不准确的故障被记录。该些系统可W包括控 制部件，具体地，发动机管理系统需要可靠的电压并且在发生预定的电压下降时通常会进 入关闭状态。由于汽车中的电气系统中的若干电气系统是安全关键的，所W重要的是提供 可靠的电压。安全关键系统包括一些制动系统、稳定控制等。如果汽车是混合动力的，则当 发动机关闭时汽车仍然可W移动，因此转向系统也可W是安全关键的。
[0005] 在驾驶员没有听觉或视觉障碍一-如灯光变暗、收音机音量下降或任何类似的影 响一-的情况下执行重新发动也很重要。
[0006] 为了解决该个问题，已经设计出一种新的硬件布局，其中两个电池并联，通常每个 电池为12V。国际专利申请PCT/EP2012/051484描述了一种该样的系统。在两电池系统中， 辅助电池可W用于支持控制模块和其他系统，而主电池用于重新发动发动机。该需要使主 电池与车辆系统在重新发动期间隔离的控制系统，否则，会失去两个电池的效果。
[0007] 在具有停止起动系统的传统车辆中，仅在重新发动期间短暂地使用辅助电池。理 想的是，辅助电池不被显著地循环，使得其在需要更换之前持续较长时间。
[000引相比之下，在混合动力车辆中，通常理想的是，只要内燃发动机被关闭，则将主电 池与电气系统的其余部分隔离。因此，每当混合动力车辆处于电动模式时都使用12V辅助 电池，W依赖于高压电池驱动电机而不是内燃发动机。混合动力车辆通常具有至少=个电 池，其中两个是12V电池，一个是300V电池。
[0009] 在PCT/EP2012/051484中建议，在正常操作期间隔离辅助电池W避免该循环问 题，该通过将辅助电池与车辆的其他电气部件隔离的开关来实现。然而，必须将辅助电池保 持在完全荷电状态W避免退化，并且确保电池可供停止起动系统使用。
[0010] 在传统车辆中，通常通过从电池监测系统炬M巧获取的信号来监测电池的状态， 电池监测系统测量电池温度、电池电压和电池电流。通过该信息，BMS得到电池的荷电状态 (SOC)，使得能够在必要时对电池充电。
[0011] 然而，管理通常被布置成彼此并联并且与车辆中的电气系统的其他部件并联的该 两个电池不是一个简单的问题。将每个电池保持在荷电状态并且处于良好的工作状态的需 求必须与车辆的电气系统的功耗需求持续地保持平衡。
【发明内容】
[0012] 根据本发明的一个方面，提供了一种用于控制车辆中的电气系统的方法。电气系 统包括：至少第一开关和第二开关，至少第一开关和第二开关被布置成使得操作所述开关 能够隔离电气系统的由所述开关控制的一部分；W及被布置成操作所述开关的控制单元。 该方法包括；将控制单元置于第一操作模式，第一操作模式包括至少第一开关布置；在控 制单元中接收进入第二操作模式的请求，第二操作模式包括至少第二开关布置；至少部分 地通过查阅操作模式及其优先级的数据库来确定第一操作模式和第二操作模式的优先级； 在第二操作模式比第一操作模式具有较高优先级的情况下或者在第一操作模式停止时，将 控制单元切换至第二操作模式；否则，W第一操作模式继续。
[0013]W该一方式，该方法提供了一种能够容易地扩展的用于车辆中的电气系统的控制 方法。操作模式可W与多于一种开关布置相关联，W及该方法可W包括在处于一种操作模 式下的同时在开关布置之间变化。该方法能够处理尽可能多的模式之间的切换，并且新的 操作模式能够简单地通过W下方式来被引入：使操作模式与一个或更多个开关布置相关联 并且提供任何必要的优先级信息。优先级可W用于确保车辆在任意给定情况下都能采取正 确的操作模式，并且具体地优先级可W用于确保安全关键操作模式的优先级总是高于其他 操作模式。该方法还可W被扩展至在需要的情况下处理尽可能多的附加开关使得在必要时 能够将多个不同的部件彼此隔离。
[0014] 本发明中的至少第一开关和第二开关的使用是有利的，因为，通过使用多个开关， 能够优先地隔离电气系统的单独的部分。该能够用于例如通过在不需要隔离另外的部件的 情况下将电池与系统隔离来防止对电池的不需要的充电或放电。在两电池系统中，根据本 发明的方法能够用作诸如在下文中详细描述的充电测试情况的一部分。
[0015] 数据库包括操作模式的列表，每个操作模式与表示该操作模式的优先级的值相关 联。因此可W通过比较第一操作模式和第二操作模式的相应的优先级的值来将第一操作模 式与第二操作模式相比较。
[0016] 开关可W是电子开关。电气系统可W是双电池电源系统。
[0017] 上述方法可W包括；在操作周期内W第二操作模式操作；W及当操作周期结束时 将控制单元切换至第一操作模式。可W对于某个操作模式预定义操作周期，或者操作周期 可W根据车辆的状态而变化。
[0018] 上述方法可W包括；将操作周期分配给第二操作模式，该操作周期包括其中第二 操作模式能够运行的一段时间；W及在操作周期结束时将控制单元切换至第一操作模式。
[0019] W该一方式，一旦较高优先级的操作模式完成其操作，则被中断的操作模式能够 继续。可W对于第二操作模式预设操作周期，或者对于第二操作模式的请求可W包括对于 特定长度的操作周期的请求，操作周期的长度通过请求来确定。因此操作周期可W被分配 例如作为操作模式的一部分，或者由控制单元来分配。
[0020] 在使用操作周期的情况下，该方法可W包括；在处于第二操作模式的同时接收进 入第=操作模式的请求，第=操作模式包括至少第=开关布置；至少部分地通过查阅操作 模式及其优先级的数据库来确定第一操作模式和第=操作模式的优先级；W及在第=操作 模式比第一操作模式具有较高优先级的情况下，在操作周期结束时，将控制单元切换至第 =操作模式。
[0021] 该方法可W包括；在处于第二操作模式的同时接收进入第=操作模式的请求，第 =操作模式包括至少第=开关布置；至少部分地通过查阅操作模式及其优先级的数据库来 确定第二操作模式和第=操作模式的优先级；W及在第=操作模式比第二操作模式具有较 高优先级的情况下，立即将控制单元切换至第=操作模式。
[0022] 该样，即使第二操作模式仍然运行，也能够将控制单元置于第=操作模式。该使 得即使在其他模式仍然在操作周期内的情况下，足够高的优先级模式一-如安全关键模 式一-也能够超越另一模式。
[0023] 在第=操作模式代替第二操作模式的情况下，W及在第=操作模式与第=操作周 期相关联的情况下，该方法可W包括；一旦第=操作模式完成则返回至第一操作模式。W该 一方式，当切换至第=操作模式时，可W有效地终止第二操作模式，使得在第二操作模式要 继续进行的情况下必须再次请求第二操作模式。替选地，该方法可W包括一旦第=操作模 式完成则返回至第二操作模式。W该一方式，第二操作模式被有效地暂停，并且一旦第=操 作模式完成则第二操作模式被恢复。在第二操作模式与第二操作周期相关联的情况下，一 旦第二操作模式被恢复，则第二操作周期可W被重置。替选地，第二操作模式可W从中断处 继续，使得对于被中断的第二操作模式而言第二操作模式下所耗费的时间长度没有改变。
[0024] 至少除非第S操作模式具有比预定最小值高的优先级，否则，可W不能够在第二 操作模式运行时用第=操作模式代替第二操作模式，其中，预定最小值的优先级高于第二 操作模式的优先级。该能够帮助防止除绝对必要的情况外发生模式切换，并且因此防止在 接收到新请求时系统快速地在模式之间切换的"时断时续（S化ttering)"，而没有任何给定 模式能够完成其操作，同时还使得高优先级模式如安全关键模式能够立即执行。
[0025] 如果第二模式仍然没有运行，则在已经做出对于第二模式的请求之后，至少第二 模式的优先级可W随时间增加。W该一方式，如果第二模式没有变为运行，则其优先级会上 升，直到其足够高W使第二模式运行，W确保第二模式最终被使用。一旦第二模式的优先级 达到预定最大值，则第二模式的优先级可W停止上升。
[0026] 通常，电气系统可W包括至少一个电池。电气系统可W包括主电池和辅助电池，第 一开关被布置成使得操作第一开关可w将辅助电池与电气系统内的至少一个部件--如 敏感电气负载--隔罔。
[0027] 可W至少部分地通过请求来确定至少第二模式的优先级。在请求由具体事件或一 系列事件来触发的情况下，可W至少部分地通过对于请求的触发来确定至少第二模式的优 先级。
[002引请求可W包括与请求的紧迫性相关的因子，该因子用于改变从上述数据库检索出 的第二模式的优先级。上述因子可W与辅助电池的荷电状态有关。
[0029] 第二操作模式可W包括第四开关布置，上述方法包括；在第二操作模式运行的同 时，电气系统在第二开关布置与第四开关布置之间切