CN101453137A - 用于对储能器充电的装置和方法 - Google Patents

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CN101453137A CNA2008101863737A CN200810186373A CN101453137A CN 101453137 A CN101453137 A CN 101453137A CN A2008101863737 A CNA2008101863737 A CN A2008101863737A CN 200810186373 A CN200810186373 A CN 200810186373A CN 101453137 A CN101453137 A CN 101453137A
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Abstract

本发明的名称为用于对储能器充电的装置和方法，用于对储能器(102)充电的装置具有第一中间存储器(104)(所述存储器被构成以便为储能器充电提供第一能量)和第二存储器(106)(所述存储器被构成以便为储能器充电提供第二能量)。此外，所述装置具有控制器(118)，所述控制器被构成用以引发时移地提供第一和第二能量到储能器。

Description

用于对储能器充电的装置和方法
技术领域
本发明涉及符合权利要求1的前序部分的用于对储能器充电的装置、用于对储能器充电的方法、计算机程序以及计算机程序产品。
背景技术
从DE 196 34 342 A1公知一种用于控制两个电磁负载的装置。为第一和第二个组分别分配至少一个负载。第一开关部件被设置在供电电压的第一连接端和一组负载的公共连接端之间。第二开关部件被设置在所分配的负载的第二连接端和所述供电电压的第二连接端之间。为每组分配至少一个存储部件，在此存储部件中可存储在打开所述开关部件时所释放的能量。所述负载可以是用于控制在内燃机中的燃料测量的磁阀。
在大批共轨末极的情况下，通过电感式的储能器进行对直流电压中间电路的补充充电。在这种情况下，所述补充充电需要一定的时间，所需时间降低了每时间单位内可能的能量传递。
在这种背景下，采用本发明，介绍了符合所述独立权利要求的一种用于对储能器充电的装置、然后是一种用于对储能器充电的方法以及最后是一种相应的计算机程序和计算机程序产品。有利地扩展方案从各个从属权利要求和接下来的描述中可以得出。
发明内容
本发明的核心在于，为了对储能器补充充电使用了两个中间存储器，其被反并联。由此可以降低在储能器中能量损失后的补充充电时间。因此可以提高从电压源到储能器上每时间单位内可能的能量传递。此外，由此可以提高每时间单位内储能器放电过程的数量。
本发明发明了一种用于对储能器充电的装置，此装置具有：
第一中间存储器，所述存储器被构成用以为对所述储能器的充电提供第一能量；
第二中间存储器，所述存储器被构成用以为对所述储能器的充电提供第二能量；和
控制器，所述控制器被构成用以引发时移地提供第一和第二能量到所述储能器。
所述控制器可以被构成用以重复实施时移的供应。由此，可以以多个充电步骤对所述储能器充电。
此外，所述控制器可以被构成用以控制第一开关和第二开关，其中当第一开关处于第一开关状态的时候可在所述储能器提供第一能量，并且当第二开关处于第一开关状态的时候可在所述储能器提供第二能量。所述开关提供成本低并可靠的充电过程控制可能性。
当第一开关处于第二开关状态的时候，第一中间存储器可以通过能量源充电并且当第二开关处于第二开关状态的时候，第二中间存储器可以通过所述能量源充电。因此，通过所述开关控制对所述中间存储器的充电和放电。
所述控制器可以被构成用以如此控制所述第一开关和第二开关，使得所述第一开关和第二开关在不同的时间占据所述第一开关状态。由此可以交替地通过所述第一和第二中间存储器实现对所述储能器的持续充电。
例如，所述控制器可以被构成用以如此控制所述第一开关和第二开关，使得第一开关和第二开关分别具有不同的开关状态。因此，在一个中间存储器给出其中间存储的能量到所述储能器期间，可以一直是另一个中间存储器被补充充电。
所述控制器可以被构成用以分别在一个预先规定的持续时间之后改变第一开关和第二开关的开关状态。因此，可以为中间储能器以及储能器的充电和放电调整合适的持续时间。
所述控制器可以被构成用以分别根据在所述中间存储器中现有的能量改变第一开关和第二开关的开关状态。在所述中间存储器中的能量通过合适的测量部件确定。就此而论，为了描述起见，应该给出以下关系，即所述开关可以是时控的而不使用测量部件或者可以通过电流测量控制的。通过电流测量可以间接确定在对中间存储器充电过程中的能量。在可选电流标准的情况下，所述一个或者另一个开关可以被断电，使得所述电流不继续上升并且相应中间存储器的能量不传递到所述储能器。因此，本发明不仅包含无测量部件的时控的方法也可以包含带有相应的测量部件的电流控制的方法。
此外，所述装置可以具有测量设备以便检测储能器的充电状态并且所述控制器可以被构成用以根据所述充电状态控制第一和第二能量的供应。因此，可以根据储能器的充电状态控制所述充电过程。
例如，所述控制器可以被构成用以当所述充电状态具有预先规定的值的时候结束对第一和/或第二能量的提供。因此，一旦所述储能器具有所必需的能量，就可以阻止对所述储能器的过充或者结束对所述储能器的充电。
根据一个实施例，至少其中一个中间存储器可以是电感式的储能器。当所述根据本发明的装置被设置用于喷射控制设备中实施的时候，可以提供电感式的储能器。
所述储能器可以是电容式的储能器。由此例如电容器可以被用作储能器。
所述第一和第二开关可以被构成为晶体管。晶体管成本低并且可靠。
此外，本发明发明了一种用于对储能器充电的方法，其具有以下步骤：
提供第一能量以便对所述储能器充电；
提供第二能量以便对所述储能器充电；并且
引发时移地提供第一和第二能量到所述储能器。所述步骤例如可以通过计算机程序或者其它的技术装置实施。此外，作为解释，应该规定对所述开关的控制也可以以硬件实现。
此外，当所述计算机程序在计算机或者相应的计算单元特别在根据本发明的装置上被实施的时候，根据本发明的带程序编码部件的计算机程序被设立用以实施根据本发明的方法的所有步骤。
当所述计算机程序在计算机或者相应的计算单元上特别是根据本发明的装置上被实施的时候，所述根据本发明的带程序编码部件的计算机程序产品(所述程序编码部件被存储在计算机可读的数据载体上)被设置用以实施根据本发明的方法。
本发明其它的优点和实施例从说明和附图中可以得出。
显然，先前所提到的和下列还待解说的特征不仅仅可以以各个给出的组合而且以其它的组合或者单独地应用，而不偏离本发明的范畴。
按照图中的实施例示意地说明本发明并且接下来参考图被详细说明。
附图说明
图1示出对根据本发明的装置的优选的实施形式的示意性表示；
图2示出根据本发明的装置的实施形式的电流曲线和电压曲线的特征曲线；
图3示出根据本发明的装置的优选的实施形式的电流曲线和电压曲线的其它特征曲线；
图4示出对根据本发明的装置的其它优选的实施形式的示意性表示；
图5示出对根据本发明的装置的其它优选的实施形式的示意性表示；并且
图6示出对根据本发明的装置的其它优选的实施形式的示意性表示。
参考标记
102 储能器
104、106 中间存储器
108 控制器
114、116 开关
120 能量源
122 测量设备
144 能量源
148 倒相器
442 信号(或者能量)源
448 倒相器
456、458 开关
464、466 测量部件
具体实施方式
图1示出根据本发明的实施例的对用于对储能器102充电的装置的示意性表示。所述装置具有第一中间存储器104、第二中间存储器106和控制器108。
所述中间存储器104、106分别是储能器，其被构成用以中间存储和提供用以对所述储能器102充电的能量。所述控制器108被构成用以引发时移地提供来自于所述中间存储器104、106的能量到储能器102。此外，所述控制器108被构成用以引发重复性地提供来自于中间存储器104、106的能量。
为控制能量的提供，所述装置可以具有第一开关114和第二开关116。通过所述控制器108控制，所述开关114、116分别占据第一开关状态和第二开关状态。所述第一开关114可以被分配到第一中间存储器104并且第二开关116可以被分配到第二中间存储器。假如第一开关114处于第一开关状态，那么在所述第一中间存储器104中所存储的能量可以被提供到所述储能器102。与此相反，假如第一开关114处于第二开关状态，那么所述第一中间存储器104可以被充电。此外，第一中间存储器104可以与能量源120耦合，所述能量源为第一中间存储器104供应能量。同样，当第二开关116处于第一开关状态的时候，在所述第二中间存储器106中存储的能量可以被提供到所述储能器102。假如第二开关116处于第二开关状态，那么所述第二中间存储器106可以被充电。此外，所述第二中间存储器106同样可以与能量源120或者与其它能量源耦合。
所述控制器108可以被构成用以如此控制第一开关114和第二开关116，使得第一开关114相对于第二开关116时移地占据第一开关状态。例如，所述开关108可以被构成用以如此控制第一开关114和第二开关116，使得当第二开关116占据第二状态的时候，第一开关114占据第一状态，或者与此相反。此外，所述控制器108可以被构成用以同时控制第一开关114和第二开关116。在这种情况下，所述开关114、116具有分别不同的开关状态。以这种方式，例如在所述第一中间存储器104提供第一能量到储能器102期间，第二中间存储器106可以被补充充电。与此相反，在所述第二中间存储器106提供第二能量到所述储能器102期间，第一中间存储器104可以被补充充电。此外，所述控制器108可以被构成用以分别在预先规定的持续时间之后引发第一开关114和第二开关116之间的切换。所述预先规定的持续时间可以如此被选择，使得可以确保对中间存储器104、106的补充充电或者对储能器102的充电。
此外，所述装置具有测量设备122。所述测量设备122可以与所述储能器102耦合并且被构成用以检测所述储能器102的充电状态。所述控制器108又可以被构成用以根据所述充电状态控制第一和第二能量的供应。此外，所述测量设备122可以被构成用以持续地或者在达到阈值之后提供充电状态到所述控制设备108。例如，所述控制器108可以被构成用以当所述储能器102达到预先确定的充电状态的时候结束对所述储能器102的继续充电。此外，所述控制器108可以被构成用以如此控制第一开关114和第二开关116，使得所述两个开关占据第一开关状态。为了解释起见，应该说明，在第一开关状态期间，所述中间存储器的能量被传递到储能器102。所述电流减小到0A。所述开关114和116是打开的。备选地，所述控制器108还可以被构成用以当所述储能器102的充电状态达到预先规定的值之后借助于附加的开关部件中断对所述储能器102的继续充电或者对所述中间存储器104、106的补充充电。
根据所述实施例，所述储能器102被实现为电容或者电容器。所述第一中间存储器104具有电感或者线圈L2，所述第二中间存储器106具有一个电感或者线圈L1。所述能量源120是电源。所述电源的输出端与第一中间存储器104的输入端和第二中间存储器106的输入端连接。第一中间存储器104的输出端通过第一开关114与地连接。假如第一开关114处于第一开关状态，那么第一开关114被打开并且第一储能器104的输出端不与地连接。假如第一开关114处于第二开关状态，那么第一开关114被关闭并且第一储能器104的输出端与地连接。因此，所述第一中间存储器104通过能量源120的电流，经由第一中间存储器104和第一开关114向着地补充充电。第一开关114的控制输入端与控制器108的第一输出端连接。第二中间存储器106的输出端经由第二开关116与地连接。假如第二开关116处于第一开关状态，那么第二开关116被打开并且第二储能器106的所述输出端不与地连接。假如第二开关116处于第二开关状态，那么第二开关116被关闭并且第二储能器106的所述输出端与地连接。第二开关116的控制输入端与控制器108的第二输出端连接。
此外，第一中间存储器104的输出端经由在导电方向接通的二极管D2与储能器102的输入端连接。假如第一开关114具有第一开关状态，那么第一能量可以从第一中间存储器104经由所述二极管提供到所述储能器102。相应地，第一中间存储器106的输出端经由在导电方向接通的二极管D1与储能器102的输入端连接。
根据所述实施例，储能器102的输入端与测量设备122连接。所述测量设备122可以是测量部件，所述测量装置被构成用以通过电压测量来测量储能器102的蓄能量。所述测量设备122可以被构成用以提供控制信号到所述控制器108。
所述控制器108可以具有电压源144和倒相器148。因此，所述控制器108充当信号发生器，此信号发生器可以提供信号用以控制第一开关114和第二开关116。所述开关114、116可以是任意合适的开关部件。
第一开关114的输出端经由连接点与第二开关116的输出端连接。所述连接点与地连接。在所述连接点和地之间可以连接另一个测量部件，所述测量部件可以被用于控制所述装置。
第一中间存储器104的输入端经由另一个连接点与第二中间存储器106的输入端连接。所述另一个连接点与能量源120的输出端连接。在能量源120的输出端和所述另一个连接点之间可以设置另一个开关部件，此开关部件可以被用于控制所述装置。
在储能器102中能量损失之后，或者第一中间存储器104或者第二中间存储器106可以被多次接通和断开，直到在储能器102中的能量损失得到补偿。
图2示出在图1中所示的装置对于这种情况(即对储能器102的充电仅仅借助于第二中间存储器106实施)的电压特征曲线和电流特征曲线。示出在第二中间存储器106中的电流和在第二中间存储器106与第二开关116之间的连接点的电压。第一中间存储器104在这未被应用。更确切地说，图2的上特征曲线示出在中间存储器106中的电流曲线。每个尖角在这分别表示第二中间存储器106的充电和放电过程。下特征曲线示出经由第二中间存储器106的电感L1的相应电压曲线。
根据本发明的一个实施例，通过将两个中间存储器104、106交替地用于能量传递，采用在图1中所示的装置，每时间单位内从能量源120经由中间存储器104、106向储能器102的能量传递可以得到提高。
此外，储能器102可以与用于测量蓄能量的测量装置122并且单侧与地或者与另一个用于以电流形式测量能量传递的测量部件连接。所述另一测量部件可以被设置在开关114、116的输出端的连接点和地之间。
在向储能器102传递能量的开始，第一中间存储器104可以被接通并且在确定时间之后或达到确定的电流标准之后被断开。在断开第一中间存储器104之后，第一中间存储器104可以将其能量传递到储能器102中。同时，第二中间存储器106可以被接通。在另一个确定的时间之后或者在达到一个确定的电流标准之后，第二中间存储器106可以被断开并且同时第一中间存储器104重新被接通。这个过程可以被多次重复。采用测量部件122可以测量在储能器102中的能量。当在储能器102中的能量达到一个预选的度量的时候，所述能量传递可以被断开。
信号产生可以在控制器108中进行，所述控制器因而可以表示功能模块的信号产生。所述信号产生可以通过不同的方法例如通过使用微处理器实施。
图3示出在交替地使用中间存储器时，在中间存储器104、106和储能器102处相应的电流曲线和电压曲线。
图4示出用于对储能器102充电的根据本发明的另一个实施例的装置。此装置适合于应用共轨末极。根据此实施例，所述储能器102与地连接。
相应于参考图1描述的装置，在图4中所示的装置具有储能器102、第一中间存储器104、第二中间存储器106、第一开关114、第二开关116、能量源120、控制器108、测量设备122和二极管D1、D2。中间存储器104、106可以被实现为电感形式的储能器。开关114、116可以被实现为晶体管形式的开关部件。
根据在图4中所示的实施例，所述装置的控制器108可以具有信号(或者能量)源442和倒相器448。信号(或者能量)源442可以是可控的电压源，其例如根据测量设备122的测量结果被控制。信号(或者能量)源442的输出端可以与第一开关114的控制输入端连接。此外，信号(或者能量)源442的输出端可以与倒相器448的输出端连接。所述倒相器448的所述输出端可以与第二开关116的所述控制输入端连接。
此外，所述装置可以具有第三开关456、第四开关458、第二测量部件464和第三二极管D3。第三开关456和第四开关458可以分别是开关部件，其被实现为晶体管。第三开关456的输入端可以与储能器102的输入端连接。第三开关456的输出端可以与第二中间存储器106的所述输入端连接。第四开关458可以被设置在能量源104和第二中间存储器104的输入端之间。所述测量部件464可以具有电阻，所述电阻可以被设置在开关114、116的输出端的连接点和地之间。测量部件464的测量结果同样可以被用于控制能量源442。第三二极管D3可以连接在中间存储器104、106的输入端的连接点和地之间。
图5示出根据本发明的另一个实施例用于为储能器102充电的装置。所述装置同样适合于应用在共轨末极中。
与在图4中所示的实施例不同，根据图5中所示的实施例的储能器102与测量部件464连接。因此，测量部件464的输入端不仅可以与开关114、116的输出端的连接点还可以与储能器102的输出端连接。测量部件464的输出端可以与地连接。
图6示出根据本发明的其它实施例用于为储能器102充电的装置。所述装置同样适合于应用在共轨末极中。
与在图4中所示的实施例不同，根据图6中所示的实施例的储能器102与另一个测量部件466连接。所述测量部件466的输出端可以与地连接。
借助所述图描述的装置被构成用以实施方法的所有必要的步骤以便对储能器充电。特别地，所述装置实现了反并联的再充电。所描述的实施例例如可以结合内燃机被使用，其中借助于电磁阀控制燃料测量。所述阀门可以借助于在所述储能器中所存储的能量被控制。
所示出的用于对储能器充电的根据本发明的装置的电路仅仅是示例性地被选出。所示组件以及其电路连接可以通过其它合适的组件和电路连接替代。

Claims (15)

1.一种用于对储能器(102)充电的装置，其特征在于：
第一中间存储器(104)，所述存储器被构成用以为对所述储能器的充电提供第一能量；
第二中间存储器(106)，所述存储器被构成用以为对所述储能器的充电提供第二能量；和
控制器(118)，所述控制器被构成用以引发时移地提供所述第一能量和第二能量到所述储能器。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制器(118)被构成用以重复实施所述时移的提供。
3.按照权利要求1或者2所述的装置，其特征在于，所述控制器(118)被构成用以控制第一开关(114)和第二开关(116)，其中当所述第一开关处于第一开关状态的时候可向所述储能器(102)提供所述第一能量，并且其中当所述第二开关处于所述第一开关状态的时候可向所述储能器提供所述第二能量。
4.按照权利要求3的装置，其特征在于，当所述第一开关(114)处于第二开关状态的时候，所述第一中间存储器(104)可以通过能量源(120)充电以及当所述第二开关(116)处于所述第二开关状态的时候，所述第二中间存储器(106)可以通过所述能量源(120)充电。
5.按照权利要求3或者4所述的装置，其特征在于，所述控制器(108)被构成用以控制所述第一开关(104)和第二开关(106)，使得所述第一开关和所述第二开关在不同的时间占据所述第一开关状态。
6.按照权利要求3到5中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制器(108)被构成用以控制所述第一开关(104)和所述第二开关(106)，使得所述第一开关和所述第二开关分别具有不同的开关状态。
7.按照权利要求3到6中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制器(108)被构成用以分别在预先规定的持续时间之后改变所述第一开关(104)和所述第二开关(106)的开关状态。
8.按照权利要求3到6中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制器(108)被构成用以分别在达到预先规定的电流标准之后改变所述第一开关(104)和所述第二开关(106)的开关状态。
9.按照前面所述的权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述装置可以具有测量设备(122)以便检测所述储能器(102)的充电状态并且所述控制器(108)被构成用以根据所述充电状态控制所述第一能量和所述第二能量的提供。
10.按照权利要求7所述的装置，其特征在于，所述控制器(108)被构成用以当所述充电状态具有预先规定的值的时候结束对所述第一能量和/或所述第二能量的提供。
11.按照前面所述的权利要求之一所述的装置，其特征在于，至少一个所述中间存储器(104，106)是电感式的储能器，和/或所述储能器(102)是电容式的储能器，和/或所述第一开关和第二开关(116，114)被构成为晶体管。
12.按照前面所述的权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述控制器(108)借助于硬件组件实现。
13.一种用于对储能器(102)充电的方法，其特征在于以下步骤：
提供第一能量以便对所述储能器充电；
提供第二能量以便对所述储能器充电；和
引发时移地提供所述第一能量和所述第二能量到所述储能器。
14.一种带程序编码部件的计算机程序，以便当所述计算机程序在计算机或者相应的计算单元上被实施的时候执行按照权利要求13的方法的所有步骤。
15.一种带程序编码部件的计算机程序产品，所述程序编码部件被存储在计算机可读的数据载体上，以便当所述计算机程序产品在计算机或者相应的计算单元上被实施的时候执行按照权利要求13的方法的所有步骤。
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