CN109643135B - 用于操控机动车辆的电气设备的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明目的在于一种用于操控机动车辆的至少一个电气设备的方法，所述车辆包括用于操控所述设备的装置，该装置包括被配置成产生具有占空比（γ）的用于操控设备的电信号的微控制器和以最大运转温度阈值（T_SF）为特征的操纵接口，操纵接口在高于所述最大运转温度阈值（T_SF）的情况下不操作。该方法包括确定操纵接口的内部温度（T）的步骤（E1A），将所确定的内部温度（T）与预定的第一警告阈值（T_S1）进行比较的步骤（E3A），当超过第一警告阈值（T_S1）时减小电信号的占空比（γ）的步骤（E4A），以便于限制电信号的功率并且从而使操纵接口的内部温度（T）保持低于其最大运转温度阈值（T_SF）。

Description

用于操控机动车辆的电气设备的方法和装置

技术领域

本发明涉及机动车领域，并且更具体地涉及用于操控机动车辆的多个电气设备的方法和装置。

背景技术

众所周知，机动车辆包括多个电气设备，这些电气设备由通常称为车身控制模块（BCM）的装置进行操控。

该装置使得能够例如激活对车灯（制动灯、转向灯、雾灯等）的操控、对前刮雨器和后刮雨器的操控、或对解锁车门的操控。

为此，该装置包括各自连接到一个设备的多个连接器以及微控制器，所述微控制器使得能够经由专用的操纵接口来操纵每个设备，所述接口通常称为“驱动器”，其连接到相关联的连接器。

该操纵接口采用电子电路的形式，其使得能够根据由例如晶体管或继电器执行的“开-关”型切换来使电流流向设备。

这样的操纵接口被配置成运转直至预定的最大运转温度阈值，例如150℃，超过该阈值，该接口变为不活动，从而阻止操控对应的设备。

更确切地说，在达到最大运转温度阈值的情况下，某些组件可能会损坏，某些其他组件具有只要其温度不回落到预先定义的另一温度阈值之下就抑制操纵接口的集成热关断，而其他组件具有最终抑制操纵接口的集成热关断。

然而已证实，操纵接口的温度可能常常会超过该最大运转温度阈值，尤其是当环境温度较高时以及当使用车辆的电气设备时。

因此，重要的是注意这些设备中的某些设备不被停用且不停运转，尤其是车辆的制动灯和转向指示灯，以确保驾驶员和其乘客的安全。

发明内容

本发明旨在通过提出一种用于确保在较高温度下操控机动车辆的设备的简单、可靠且有效的解决方案来至少部分地弥补这些缺点。

为此，本发明首先目的在于一种用于操控机动车辆的至少一个电气设备的方法，所述车辆包括用于操控所述设备的装置，所述装置包括被配置成产生用于操控设备的交变电信号的微控制器，所述信号以其占空比为特征，该装置包括至少一个操纵接口，所述操纵接口被配置成基于由所述微控制器产生的电信号来操控设备，所述操纵接口以最大运转温度阈值为特征，该操纵接口在高于所述最大运转温度阈值的情况下不操作，所述方法的特征在于其包括：

• 确定操纵接口的内部温度的步骤，

• 将所确定的内部温度与预定的第一警告阈值进行比较的步骤，以及

• 当超过第一警告阈值时减小电信号的占空比的步骤，以便于限制用于操控设备的交变电信号的功率并且从而使操纵接口的内部温度保持低于在其最大运转温度阈值。

因此，根据本发明的方法使得能够实现脉冲宽度功率调制，使得操纵接口的内部温度能够保持低于其最大运转温度阈值，并且从而确保不停地操控设备。根据本发明的方法尤其使得能够根据操纵接口的运转温度来适配设备的效率，从而确保操纵接口保持活动并继续操控设备。

有利地，用于操控设备的交变电信号的占空比的减小与操纵接口的内部温度跟第一警告阈值的比成反比。这使得能够通过操纵接口以简单有效的方式适配对设备的操控。

有利地，该方法在减小步骤之后包括当操纵接口的内部温度低于第二警告阈值时增大电信号的占空比的步骤，该第二警告阈值小于或等于第一警告阈值，以增大用于操控设备的交变电信号的功率。这有利地使得能够实现：一旦操纵接口的温度降低到足以使其能够在由具有较高占空比的信号来操控的水平下运转就提高设备的效率。

有利地，操纵接口包括用于测量其内部温度的传感器，通过借助于所述测量传感器直接测量操纵接口的内部温度来确定所述内部温度。

有利地，该装置包括用于在操纵接口外部测量所述装置的环境温度的模块，该方法包括通过所述测量模块来测量装置的环境温度的步骤，然后通过对测量出的环境温度应用数学关系式来确定操纵接口的内部温度。

本发明还涉及一种用于操控机动车辆的至少一个电气设备的装置，所述装置包括被配置成产生用于操控设备的交变电信号的微控制器，所述信号以其占空比为特征，该装置包括至少一个操纵接口，所述操纵接口被配置成基于由所述微控制器产生的电信号来操控设备，所述操纵接口以最大运转温度阈值为特征，该操纵接口在高于所述最大运转温度阈值的情况下不操作，所述装置的特征在于微控制器被配置成：

• 确定操纵接口的内部温度，

• 将所确定的内部温度与预定的第一警告阈值进行比较，以及

• 当超过第一警告阈值时减小电信号的占空比，以便于限制用于操控设备的交变电信号的功率并且从而使操纵接口的内部温度保持低于其最大运转温度阈值。

优选地，用于操控设备的交变电信号的占空比的减小与操纵接口的内部温度跟第一警告阈值的比成反比。这使得能够通过操纵接口以简单有效的方式适配对设备的操控。

有利地，微控制器被配置成将所确定的内部温度与预定的第二警告阈值进行比较，该预定的第二警告阈值小于或等于第一警告阈值，并且当操纵接口的内部温度低于所述预定的第二警告阈值时，增大电信号的占空比，以便维持尽可能高的占空比，并且从而保障机动车辆的电气设备的工作效率。

有利地，操纵接口包括用于测量其内部温度的传感器。

有利地，该装置包括用于测量所述装置的环境温度的模块。

本发明最后涉及一种机动车辆，其包括如上所述的操控装置和至少一个电气设备，所述电气设备电连接到所述装置以便由所述装置来操控。

附图说明

在参考作为示例而非限制给出的附图提供的以下描述中，本发明的其他特征和优点将变得显而易见，并且在附图中为相似的对象赋予相同的附图标记。

图1示意性地示出了根据本发明的操控装置的一个实施例。

图2例示了根据本发明的方法的第一实施例。

图3例示了根据本发明的方法的第二实施例。

图4以图形方式例示了在实现根据本发明的操控方法的情况下的操纵接口的温度演变的示例。

具体实施方式

根据本发明的装置旨在安装在机动车辆中，使得车辆的某些电气设备、尤其是履行安全性功能的电气设备在较高温度下运转。

作为示例，这些设备可以是车辆的灯（制动灯、转向指示灯、雾灯等）、前刮雨器和后刮雨器或用于解锁车门的机构。

术语“机动车辆”应理解为意指通过至少一个内燃机或至少一个电动机或至少一个燃气涡轮机来驱动的公路车辆（如例如，汽车、小型卡车、卡车等）。

参考图1，车辆1包括多个电气设备5和使得能够操控所述电气设备5的装置10。

装置10包括微控制器110、多个操纵接口120和多个相关联的输出连接器130。

微控制器110首先被配置成产生用于操控电气设备5中的每一个的交变电信号。

该信号是以其占空比γ为特征的方波电压信号，并且该信号使得能够根据所述占空比γ来操控设备。电信号的占空比γ表示在确定的时段中电信号的工作持续时间与所述时段的总持续时间的比率。该占空比γ以百分比方式在0％到100％之间变化。根据占空比γ的这样的运转模式使得能够延长某些电气设备5（如例如白炽灯泡）的使用寿命。

操控通过设备5的电流，使得当γ=100％时处于最大强度Imax，并且当γ=0％时处于最小强度Imin。

对于给定的占空比，流过设备5的电流的平均强度将等于(Imax-Imin) x (γ)。

通常称为“驱动器”的每个操纵接口120被配置成基于由所述微控制器110产生的电信号来操控通过输出连接器130连接到其的电气设备5。该操纵接口120采用电子电路的形式，其使得能够根据由例如晶体管或继电器执行的“开-关”型切换来使电流流向设备5。这种操纵接口120以最大运转温度阈值T_SF为特征（参考图4），所述最大运转温度阈值T_SF例如大约是150℃，操纵接口120在超过该最大运转温度阈值T_SF的情况下变得不操作。

在实践中，当环境温度较高时和/或机动车辆1的电气设备5运转时，操纵接口120可具有高于最大运转温度阈值T_SF的内部温度T，这于是使得它们不活动。

更确切地说，取决于操纵接口120的类型，在达到最大运转温度阈值T_SF的情况下，某些操纵接口120可能会损坏，某些其他操纵接口120具有只要其内部温度T不回落到预先定义的重激活阈值之下就抑制其功能的集成热关断，而某些其他操纵接口120具有最终抑制其运转的集成热关断。

这样，为了确保保持操纵接口120的运转状态，其内部温度T不得超过最大运转温度阈值T_SF。

因此，本发明旨在监控操纵接口120的内部温度T，以防止其停用。

因此，根据本发明，微控制器110被配置成确定操纵接口120的内部温度T，以便将所述确定的内部温度T与预定的第一警告阈值T_S1进行比较，并且当超过了第一警告阈值T_S1时减小电信号的占空比γ。减小占空比γ使得能够限制电信号的功率，并且因此使操纵接口120的内部温度T保持低于其最大运转温度阈值T_SF。

在该示例中，微控制器110还被配置成将所确定的内部温度T与预定的第二警告阈值T_S2进行比较，预定的第二警告阈值T_S2小于或等于第一警告阈值T_S1，并且当操纵接口的内部温度处于低于所述第二警告阈值T_S2时增大电信号的占空比γ，以便维持尽可能高的占空比γ，并且从而保障机动车辆的电气设备5的工作效率。

在第一实施例中，操纵接口120包括用于测量其内部温度T的传感器120A。

在第二实施例中，装置10在操纵接口120外部包括用于测量其环境温度T_C的模块140。

现在将参考图2至图4在其实现中描述本发明。作为示例，考虑如下情况：每个操纵接口120具有150℃的最大运转阈值T_SF，并且第一警告阈值T_S1设定为140℃，并且第二警告阈值T_S2设定为135℃。

在第一模式中，每个操纵接口120包括用于测量其内部温度T的传感器120A。

首先，在步骤E1A中，每个操纵接口120借助于其测量传感器120A测量其内部温度T，然后在步骤E2A中将该测量值发送给微控制器110。

在步骤E3A中，微控制器110然后将所实现的测量值中的每一个与140℃的第一警告阈值T_S1进行比较。当操纵接口120中的一个或多个的内部温度T超过第一警告阈值T_S1时，微控制器110在步骤E4A中更改用于操控相关联的电气设备5的信号，以减小其占空比γ，例如减小10％至20％。

减小操控信号的占空比γ使得能够减小这些信号的强度，并且因此降低对应的操纵接口120的内部温度T。例如，操控电流强度的下降导致车辆1的照明灯处的功率损失，但使得它们能够维持运转，这增强了车辆的安全性。应注意，占空比γ的减小值应被选择成使得确保内部温度T停留在低于操纵接口120的最大运转温度阈值T_SF。该选择可以例如根据经验预先确定。

在实践中，优选地考虑这样的情况：电信号的占空比γ与操纵接口120的内部温度T跟第一警告阈值T_S1的比成反比地减小。换言之，如果操纵接口的内部温度T达到第一警告阈值T_S1的90％，那么使占空比γ减小10％。

在步骤E5A中，每个操纵接口120再次周期性地测量其内部温度T，然后在步骤E6A中将该测量值发送给微控制器110。

在步骤E7A中，微控制器110然后将所实现的测量值中的每一个与135℃的第二警告阈值T_S2进行比较。当操纵接口120中的一个或多个的内部温度T变为低于第二警告阈值T_S2时，微控制器110在步骤E8A中更改用于操控相关联的电气设备5的信号，以增大其占空比γ，例如增大至其初始值，使得操控信号的电流强度以及因此的电气设备5的功率重新再次升高，然后继续周期性地测量操纵接口120的内部温度T（返回步骤E1A）。

在第二实施例中，装置10包括用于测量其环境温度T_C的模块140，其连接到微控制器110并且在操纵接口120的外部。

首先，在步骤E1B中，测量模块140测量装置10的环境温度T_C，然后在步骤E2B中将该测量值发送给微控制器110。

然后，微控制器110在步骤E3B中基于测量出的装置10的环境温度T_C来计算操纵接口120的内部温度T的估计。

该估计可以借助于将操纵接口120的内部温度T表达为装置1的环境温度T_C的函数的数学关系式：T=f(T_C)。该关系式可以例如通过使用线性化表来获得，所述线性化表是（例如，通过经验方法）将环境温度T_C预先表征为占空比γ的函数（T_C=f(γ)）并将操纵接口120的内部温度T预先表征为占空比γ的函数（T=f(γ)）得到的。应注意，可以使用适于将操纵接口120的内部温度T表达为装置10的环境温度T_C的函数的任何其他方法。

在步骤E4B中，微控制器110然后将计算出的温度T的估计值与140℃的第一警告阈值T_S1进行比较。当操纵接口120的估计出的内部温度T超过第一警告阈值T_S1时，微控制器110在步骤E5B中更改用于操控相关联的电气设备5的信号，以减小其占空比γ，例如减小10％到20％。

以与前文相同的方式，减小操控信号的占空比γ使得能够减小这些信号的强度，并且因此降低对应的操纵接口120的内部温度T。操控电流强度的下降导致车辆1的照明灯处的功率损失，但使得它们能够维持运转。如上所述，占空比γ的减小值应例如按照经验被选择成使得确保内部温度T停留在低于操纵接口120的最大运转温度阈值T_SF。

根据步骤E6B，测量模块140再次测量装置10的环境温度T_C，然后在步骤E7B中将该测量值发送给微控制器110。

然后，微控制器110在步骤E8B中计算操纵接口120的内部温度T的估计。

在步骤E9B中，微控制器110然后将计算出的温度T的估计值与135℃的第二警告阈值T_S2进行比较。当操纵接口120的估计出的内部温度T变为低于第二警告阈值T_S2时，微控制器110在步骤E10B中更改用于操控相关联的电气设备5的信号，以增大其占空比γ，例如增大至其初始值，使得操控信号的电流强度以及因此的电气设备5的功率重新再次升高。测量模块140然后再次测量装置10的环境温度T_C（返回步骤E1B）。

如图4中所示，在操纵接口120的整个运转期间循环地重复将测量出或计算出的操纵接口120的内部温度T与对应于第一警告阈值T_S1和第二警告阈值T_S2的温度值进行的该比较。这样，定期地向下或向上适配用于操控电气设备5的交变电信号的占空比γ，以便调节相关联的操纵接口120的内部温度T，并因此避免其停用以及因此的电气设备5的停止运转。

Claims (9)

1.用于操控机动车辆（1）的至少一个电气设备（5）的方法，所述车辆（1）包括用于操控所述电气设备（5）的装置（10），所述装置（10）包括被配置成产生用于操控电气设备（5）的交变电信号的微控制器（110），所述信号以其占空比（γ）为特征，装置（10）包括至少一个操纵接口（120），所述操纵接口（120）被配置成基于由所述微控制器（110）产生的电信号来操控电气设备（5），所述操纵接口（120）以最大运转温度阈值（T_SF）为特征，操纵接口（120）在高于所述最大运转温度阈值（T_SF）的情况下不操作，所述方法包括：

• 确定操纵接口（120）的内部温度（T）的步骤（E1A、E3B），

• 将所确定的内部温度（T）与预定的第一警告阈值（T_S1）进行比较的步骤（E3A、E4B），以及

• 当超过第一警告阈值（T_S1）时减小电信号的占空比（γ）的步骤（E4A、E5B），以便于限制用于操控电气设备（5）的交变电信号的功率并且从而使操纵接口（120）的内部温度（T）保持低于其最大运转温度阈值（T_SF），

所述方法的特征在于，电信号的占空比（γ）的减小（E4A、E5B）与操纵接口（120）的内部温度（T）跟第一警告阈值（T_S1）的比成反比。

2.根据权利要求1所述的方法，在减小步骤（E4A、E5B）之后包括当操纵接口（120）的内部温度（T）低于第二警告阈值（T_S2）时增大电信号的占空比（γ）的步骤（E8A、E10B），第二警告阈值（T_S2）小于或等于第一警告阈值（T_S1），以增大用于操控电气设备（5）的交变电信号的功率。

3.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中，操纵接口（120）包括用于测量其内部温度（T）的测量传感器（120A），通过借助于所述测量传感器（120A）直接测量操纵接口（120）的内部温度（T）来确定（E1A）所述内部温度。

4.根据权利要求1或2中的一项所述的方法，其中，装置（10）包括用于在操纵接口（120）外部测量所述装置（10）的环境温度（T_C）的测量模块（140），该方法包括通过所述测量模块（140）来测量装置（10）的环境温度（T_C）的步骤（E1B），然后通过对测量出的环境温度应用数学关系式来确定（E3B）操纵接口（120）的内部温度（T）。

5.用于操控机动车辆（1）的至少一个电气设备（5）的装置（10），所述装置（10）包括被配置成产生用于操控电气设备（5）的交变电信号的微控制器（110），所述信号以其占空比（γ）为特征，装置（10）包括至少一个操纵接口（120），所述操纵接口（120）被配置成基于由所述微控制器（110）产生的电信号来操控电气设备（5），所述操纵接口（120）以最大运转温度阈值（T_SF）为特征，操纵接口（120）在高于所述最大运转温度阈值（T_SF）的情况下不操作，所述装置（10）的特征在于微控制器（110）被配置成确定操纵接口（120）的内部温度（T），将所确定的内部温度（T）与预定的第一警告阈值（T_S1）进行比较，以及当超过第一警告阈值（T_S1）时减小电信号的占空比（γ），以便于限制用于操控电气设备（5）的交变电信号的功率并且从而使操纵接口（120）的内部温度（T）保持低于其最大运转温度阈值（T_SF），其中，电信号的占空比（γ）的减小与操纵接口（120）的内部温度（T）跟第一警告阈值（T_S1）的比成反比。

6.根据权利要求5所述的操控装置（10），其中，微控制器（110）被配置成将所确定的内部温度（T）与预定的第二警告阈值（T_S2）进行比较，预定的第二警告阈值（T_S2）小于或等于第一警告阈值（T_S1），并且当内部温度（T）低于所述预定的第二警告阈值（T_S2）时，增大电信号的占空比（γ），以便维持尽可能高的占空比（γ），并且从而保障车辆（1）的电气设备（5）的工作效率。

7.根据权利要求5和6中的一项所述的操控装置（10），其中，操纵接口（120）包括用于测量其内部温度（T）的测量传感器（120A）。

8.根据权利要求5和6中的一项所述的操控装置（10），其中，装置（10）包括用于测量所述装置（10）的环境温度（T_C）的测量模块（140）。

9.机动车辆（1），其包括根据前述权利要求中的一项所述的装置（10）和至少一个电气设备（5），所述电气设备（5）电连接到所述装置（10）以便由所述装置（10）来操控。

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