CN110837043A - 方法、控制设备和电网 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运行特别是机动车的电系统的方法，所述电系统具有至少一个耗电器、至少一个电能的能量源和至少一个控制设备，其中为了初始化系统的起动，所述耗电器以测试的方式由所述控制设备来控制并且监视系统中的电压的电压水平并且将所述电压水平与可预给定的最小值进行比较，并且其中当所述电压水平低于最小值时中断所述控制，并且随后所述耗电器重新以测试的方式被控制。规定：计数中断的数量并且在达到可预给定的最大数量时至少在可预给定的时间段内去激活所述耗电器。

Description

方法、控制设备和电网

技术领域

本发明涉及一种用于运行电系统、特别是机动车的方法，该电系统具有至少一个耗电器、至少一个电能的能量源和至少一个控制设备，其中为了起动系统，耗电器以测试的方式由控制设备来控制并且监视系统中的电压并且将其与可预给定的最小值进行比较，并且其中当电压水平低于最小值时中断控制，并且其中随后耗电器重新以测试的方式被控制。

此外，本发明涉及一种用于执行上述方法的控制设备以及一种电网，特别是机动车的牵引电网或车载电网，其具有这样的控制设备。

背景技术

根据现有技术已经已知开头所提及类型的方法。为了执行电网或网络的安全的系统起动，已知的是，在开始运行电网之前测试电网的一个或多个部件、尤其是这种具有高的能量需求的部件，并且在成功测试之后才给予释放来激活耗电器。对此已知的是，以测试的方式控制耗电器、例如执行器、如电动机、特别是同步电机，使得耗电器从系统、特别是从电储能器摄取能量。在此，监视电网或系统的电压，以便检查电网是否能够提供耗电器所需的能量。对此，监视电网的电压水平、例如能量源的电压水平并且特别是持续地将其与可预给定的最小值进行比较。该最小值在控制设备中也经常称为安全切断阈值。如果低于所述安全切断阈值，则去激活耗电器或所属的控制设备，以便避免电网和/或储能器的损坏。

随着增长的使用时间，电储能器的容量通常下降，并且遭受侵蚀的电线也随着增长的持续时间而具有增大的电阻，增大的电阻导致在控制耗电器时系统中的电压可能下降到所提到的最小值以下。如果出现这种故障情况，则在短时间后重新以测试的方式控制耗电器。如果故障源、例如电池或能量源的过低充电状态保持不变，则这可以导致耗电器重复地以测试的方式来控制。这导致，一方面从系统进一步提取能量，并且另一方面耗电器以及控制设备持续地负荷，其中特别是部件的持续的温度负荷也可能导致损坏。

发明内容

根据本发明的具有权利要求1的特征的方法具有以下优点：避免过于频繁重复的测试周期并且由此避免电网部件的过负荷。根据本发明，这通过以下方式实现：计数中断的数量并且当达到预给定的最大数量时至少暂时去激活耗电器。由此，测试周期至少在预给定时间内中断并且耗电器以及控制设备和能量源得到保护。可靠地防止负荷并且因此总体上提高电网的寿命。本发明规定：计数中断的数量。即从以下出发：在去激活耗电器之前，计数至少两次中断。优选地，计数多于两次、例如五次或十次的中断作为最大数量，并且通过在达到最大数量时去激活执行器来防止执行器的进一步控制。

根据本发明的一种优选的扩展方案，随着去激活耗电器而输出报警信号。该报警信号例如视觉或声学地输出给系统的用户，例如输出给具有该系统的机动车的驾驶员，使得驾驶员获得关于故障的通知并且例如可以采用应对措施。替代地或附加地，内部的报警信号被输出并且例如作为故障信号被保存在控制设备的存储器中，使得在随后的车间停留期间可以读出故障并且由车间消除该故障。

根据本发明的一种优选的扩展方案，随着去激活耗电器而设定系统的紧急运行。通过该安全措施，系统考虑到确定的耗电器、即已经去激活的耗电器不再可供使用。如果在此涉及不必要的安全部件，则也可以在没有该耗电器的情况下继续运行机动车。如果耗电器例如是可选地可连接到传动系上的驱动电机，则机动车也可以在没有该耗电器的情况下借助此外存在的内燃机来继续运行。于是，在该紧急运行中，仅仅电驱动装置不可供使用。

此外优选地规定，随着每次中断，将计数值置于控制设备的非易失存储器中，以便计数中断的数量。由此，特别是对于控制设备能够实现中断的简单计数。替代地，随着耗电器的每次测试方式的控制，设置计数器，以便计数进行的测试方式的控制的数量。只有当可以成功地执行测试方式的控制时，才删除计数器读数，使得由此也能够实现中断的简单计数。在非易失存储器中存储或保存计数器具有以下优点：计数器信息即使在耗电器或总系统重启的情况下也可供使用，即例如当系统由于过低的可用电压或出于其他原因而被切断或完全关机时，计数器信息也可供使用。

此外优选地规定，作为系统的电压而监视能量源的输出电压。由此可以直接确定，能量源的可供使用的能量是否足以运行耗电器。

根据本发明的一种优选的扩展方案，在去激活耗电器之后继续监视电压水平，并且在电压水平超过可预给定的极限值时部分地重新控制耗电器。因此，在一次成功的去激活之后，继续监视电网的电压水平。如果在此识别出电压水平超过可预给定的极限值，该极限值等于或大于最小值，则从以下出发：从现在起更多的能量可供使用并且对于运行整个电网来说可以无风险地执行耗电器的测试方式的控制。如果识别出电压水平特别是在运行完可预给定的持续时间之后超过极限值，则耗电器事先还以测试的方式被控制并且执行之前的方法。在成功地测试方式的控制之后，才激活并且运行耗电器，其中在测试方式的控制中电压水平不下降到所提及的最小值以下。

此外优选地，在去激活耗电器之后，系统监视发电机的运行状态并且特别是在检测到发电运行时以测试的方式控制耗电器。在此从以下出发：一旦系统的发电机以发电方式运行，就产生电能并且提供给系统。相应地采取以下假设，即电压水平从现在起应该足以执行耗电器的成功的测试方式的控制。

优选地，在成功执行耗电器的测试方式的控制（其中即不低于电压水平的最小值）之后，激活耗电器并且之间进行的中断的数量被删除或置零。因此，系统被复位到初始状态并且删除故障存储器。通过激活耗电器，该耗电器现在可供继续使用。

根据本发明的具有权利要求9的特征的控制设备的特征在于，该控制设备特别被设置用于在常规使用中执行根据本发明的方法。由此得出已经提及的优点。

具有权利要求10的特征的电系统的特征在于根据本发明的控制设备。由此得出所提及的优点。

附图说明

特别是从之前的描述中得出其他优点和优选的特征和特征组合。下面应根据附图阐述本发明。

对此：

图1示出用于阐述有利的用于运行电系统的方法的流程图，并且

图2示出用于阐述方法的另一实施例的流程图。

具体实施方式

图1以简化的流程图示出用于运行电系统的有利方法，该电系统具有至少一个耗电器、至少一个电能的能量源、特别是牵引电池和至少一个控制设备。可选地，系统具有多个耗电器，它们从能量源取得能量，以便可以满足其功能。至少一个耗电器是电机，优选同步电机，其也用作具有系统的机动车的驱动电机。

在第一步骤S1中，整体运行系统。

随后，各个耗电器关于其功能能力进行测试。参考耗电器之一、特别是之前提到的同步电机，下面应该更具体地阐述该方法。为了测试功能能力，在步骤S2中，有关耗电器以测试的方式进行控制。这意味着，控制耗电器，使得耗电器运行并且被通电，但是特别是对于机动车的用户来说没能觉察到执行功能。因此，例如给电机加载测试电流，该测试电流不足以引起旋转运动，但足以确定同步电机的功能能力。

在随后的步骤S3中进行查询。在该查询中检测在系统中主导的电压，在此期间耗电器以测试的方式进行控制，并且将该电压与预给定的最小值进行比较。最小值是切断阈值，该切断阈值由控制设备用来设定耗电器的运行或在所检测的电压低于最小值时确定系统中的故障功能。

低于最小值可以有不同的原因。一方面，当在储能器中存储的电能不足以超过最小值时，例如就是这种情况。这例如在储能器的临界低的充电状态时是该情况。将储能器连接到系统中也可以得出技术故障、诸如松动的连接电缆或诸如此类的。同样，随着系统的增长的年龄，由于在电导体上的腐蚀现象，导体的电阻可以进一步提高，使得影响电压供应并且电压水平下降到最小值以下。

如果在步骤S3中的查询中检测到所检测的电压高于最小值（j），则在随后的步骤S4中耗电器运行并且对于系统的继续运行被标记为激活的，使得其他控制设备也可以访问和使用耗电器。

然而，如果在步骤S3中的查询中识别出电压低于最小值（n），则首先在步骤S5中将计数值置于控制设备的非易失存储器中并且随后返回至步骤S2，以便重新以测试的方式控制耗电器。

在步骤S6中的另外的查询中，监视所存储的计数器的数量。在此，将该数量与可预给定的最大数量进行比较。只要所检测的数量低于最大数量（n），就继续监视计数器状态。然而，如果识别出计数器计数已经超过最大数量（j），则在随后的步骤S7中去激活耗电器并且中断步骤S2中的测试方式的控制的继续执行。

由此，使耗电器和系统总体上在过负载之前避免了耗电器的重复的测试方式的控制，由此提高系统的寿命并且避免或减小系统的损坏或磨损。

随着去激活耗电器，开始步骤S8中的监视，其监视系统是否出现以下事件，该事件是以下假设的诱因，即系统中的电压从现在起可能超过最小值。作为这样的事件，例如设置可预给定的时间段的运行完。因此，例如在运行完明显大于在正常测试周期中在多个测试方式的控制之间存在的持续时间的时间段之后，以测试的方式执行耗电器的重新控制，以便检查系统和特别是耗电器的当前状态。

替代地，同样包含在系统中的发电机优选地关于其状态进行监视。如果发电机例如以发电方式运行，即产生电能并且输送给系统，则从以下出发：从现在起必须提高系统中的电压。因此，在识别出发电机的放电方式的运行时或替代地或附加地在运行完预给定的时间段之后（j），重新进行步骤S2中的耗电器的测试方式的控制并且方法如前述那样执行，直至耗电器被去激活（步骤S7）或激活（步骤S4）。

图2示出前述方法的另一实施例，其中已经已知的步骤配备有相同的附图标记，并且就此参阅前面的描述。下面应该主要讨论区别。

与前面的实施例不同，在图2的当前实施例中，从现在起调换提高计数器（步骤S5）以及测试方式的控制（步骤S2）的顺序。由此，随着耗电器的测试方式的控制，已经设置了计数器。这具有以下优点，即使在重启或控制中断的情况下计数器状态也已经可用，而在后来的计数器设置时在中断之后才存在以下风险，即计数器未能在控制中断之前及时地被设置，使得计数器状态没有正确地被记下来。

此外，作为方法的这种结构改造的结果得出，步骤S2从现在起被分成两个子步骤S7a和S7b。步骤S7a跟随着步骤S6并且因此跟随着关于系统的降级和等待回复或重启来检查计数器状态。步骤S7b作为用于时间延迟的等待步骤位于步骤S5中的重新提高计数器和步骤S2中的测试方式的控制的可能的重复之前。对于由于步骤S3中的不足够的电压而发送中断的情况，也可以返回步骤S1，以便重新开始系统的初始化。

步骤S4从现在起也分成两个子步骤S4a和S4b，以便表明，计数器在成功执行的测试方式的控制之后并且在达到全面运行时被置零。因此，在步骤S4a中进行耗电器的激活，在步骤S4b中进行总系统的激活或释放。

如果在步骤S6中成功达到最大计数器状态之后决定去激活耗电器，则在步骤S9中监视步骤S7a中的耗电器的去激活，并且在完成去激活时计数器状态在随后的步骤S10中被置零。

优选地，除了计数器状态本身之外，还监视计数器状态如何频繁地达到最大数量。这用于，当在保证能量供应之后测试方式的控制也多次中断并且计数器状态由于系统的回复也多次被复位时，保证最终的降级或去激活的状态。

Claims (10)

1.用于运行特别是机动车的电系统的方法，所述电系统具有至少一个耗电器、至少一个电能的能量源和至少一个控制设备，其中为了起动系统，所述耗电器以测试的方式由所述控制设备来控制并且监视系统中的电压的电压水平并且将所述电压水平与可预给定的最小值进行比较，并且其中当所述电压水平低于最小值时中断所述控制，并且随后所述耗电器重新以测试的方式被控制，其特征在于，计数中断的数量并且在达到可预给定的最大数量时至少在可预给定的时间段内去激活所述耗电器。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，随着去激活所述耗电器，输出报警信号。

3.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，随着去激活所述耗电器，设定系统的紧急运行。

4.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，随着每次中断，将计数值置于所述控制设备的非易失存储器中，以便计数中断的数量。

5.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，作为电压，监视构成所述能量源的电存储器的输出电压。

6.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在去激活所述耗电器之后继续监视所述电压水平，并且在所述电压水平超过可预给定的极限值时以测试的方式重新控制所述耗电器。

7.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在去激活所述耗电器之后监视系统的发电机的运行状态并且在检测到发电运行时以测试的方式控制所述耗电器。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，在所述耗电器的所执行的测试方式的控制之后在不低于最小值的情况下激活所述耗电器并且将之前进行的中断的数量删除或置零。

9.用于运行特别是机动车的电系统的控制设备，所述电系统具有至少一个耗电器、至少一个电能的能量源，其特征在于，所述控制设备特别被设置用于在常规使用中执行根据权利要求1至8之一所述的方法。

10.一种电系统、特别是机动车的牵引电网或车载电网，具有至少一个电能的能量源、至少一个耗电器和至少一个控制设备，其特征在于，按照权利要求9来构造所述控制设备。

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