CN111196234B - 机动车车载电网的控制 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于运行机动车(105)的车载电网(115)的方法(200)，其包括以下步骤：在电流从车载电网(115)流过机动车(105)车载的消耗器(130)期间，确定(205)车载电网(115)的电压低于一个事先确定的阈值；降低消耗器(130)上存在的电压，以减少流过消耗器(130)的电流；和逐渐提升消耗器(130)上存在的电压。

Description

机动车车载电网的控制
技术领域
本发明涉及一种机动车的车载电网。特别是本发明涉及与车载电网连接的电消耗器的控制。
背景技术
机动车的车载电网设置用于为许多电消耗器提供事先确定的电压。如果电流流过多个低欧姆的消耗器，那么车载电网的电压就会下降。对于安全至关重要的、作为消耗器与车载电网连接的部件(例如电动转向增力器或者电动机械式离合器操纵装置)只能通过事先确定的电压可靠地运行。因此当车载电网中的电压低到危险程度时，对于安全非至关重要的消耗器应该预防性地获得更少的电流。
为此可以逐渐地降低对于安全非至关重要的消耗器上的电压，直到它消耗足够小的电流为止。与此同时，必须避免调节波动，例如当通过类似的方式控制多个消耗器时。尽管如此，必须在事先规定的时间内减少通过消耗器的电流，例如在约10毫秒的范围内。相应的控制方法会是高成本的并且一个控制设备会需要成本高的部件。
US 2017 187 319涉及一种用于在电网过载的情况中暂时关闭供电网络的消耗器的技术。
DE 10 2016 214 112 A1提出：如果车载电网的电压低于一个事先规定的阈值的话，以减少的功率运行车载电网中的消耗器。
DE 10 2016 123 063 A1示出将电流按顺序控制地分配给车载电网中的不同负载。
DE 10 2014 007 548 A1提出：使车载电网中的多个消耗器分别自身检查，车载电压是否低于一个事先确定的阈值。若情况如此，相应的消耗器可以自身降低其功率消耗。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于控制机动车的车载电网的、改进的技术。本发明借助下面的用于运行机动车的车载电网的方法实现这个目的。
该用于运行机动车的车载电网的方法包括以下步骤：在电流从车载电网流过机动车车载的消耗器期间，确定车载电网的电压下降到一个事先确定的阈值以下；降低消耗器上存在的电压，以减少流过消耗器的电流；和以事先确定的改变速度连续提升消耗器上存在的电压，使得该电压逐渐地提高。
优选消耗器具有随电压变化的电流消耗。所述消耗器可以是一个基本上欧姆消耗器，例如形式上为一个用于玻璃、反光镜或者轿厢的电加热装置。所述消耗器也可以是基本上电感式的和包括例如一个用于空调压缩机的驱动马达、泵或者一个伺服电机。进一步优选所述消耗器是一个对于安全不重要的消耗器，该消耗器可以至少短时间以限制的方式运行，而不妨碍对于安全重要的功能，特别是纵向控制或者横向控制或者事故预防系统或安全系统。
通过降低消耗器上的电压能够迅速减轻车载电网的负载，使得其电压能够重新高于阈值。逐渐提升消耗器上的电压能够比已知的逐渐降低更简单地控制。提出的控制能够有效抵抗调节波动或者其他非预期的控制效果，这些非期望的控制效果可能增加车载电网的电压的负载或者污染该电压。
可以使消耗器上存在的电压降低一个事先确定的量或者降低到一个事先确定的值。在此，优选迅速地进行降低，也就是尽可能迅快地降低。接着可以从零或者接近零的值起提升消耗器上存在的电压。这样车载电网可以持续地减轻负载。消耗器可以在一个电压范围内运行，在该电压范围内车载电网能够在车载电压不超过阈值的情况下满足消耗器的电流消耗。
这样可以实现：如果车载电网的电压通过降低消耗器上的电压依然未超过阈值的话，消耗器保持基本上关闭状态。在这个情况中可以自动等待，直到电压-例如通过关闭其他的消耗器或者提高电源供应-重新上升到阈值以上为止。
可以连续地或者分多步地提升电压。在分步提升的情况中优选采用三步以上，进一步优选约十步以上的分步。分步的数量可以如此之多，即实际上可以说是一个连续的提升。这可以是例如在约100或者200个分步时的情况。
可以提升消耗器上的电压，直到流过消耗器的电流达到一个事先确定的值为止。这样可以确定用于提升电压的附加的中止条件。若存在至少一个阻止继续提升的条件，那么可以将消耗器上的电压保持为恒定不变。事先确定的值可以是静态的或者动态地确定，例如根据车载电网的电压或者根据流过一个其他的消耗器的电流来确定。
优选只有在车载电网的电压高出阈值达到至少一个事先确定的程度时，才能够提升消耗器上的电压。这样可以阻止消耗器消耗如此多的电流，即车载电网的电压重新达到阈值的范围内，使得可能需要进一步降低消耗器的电压。所述事先确定的程度通常在约0.1V至约1V的范围内。
可以将消耗器上的电压最大提升到一个事先确定的值。该事先确定的值通常在车载电网的一个额定电压或者一个实际电压的范围内。在借助一个半导体对消耗器进行控制的情况中，消耗器上存在的电压可以比车载电压低一个典型的半导体电压例如0.4V或者0.7V。
最大流过消耗器的电流可以超过一个事先确定的值。换言之，它优选是一个可以消耗来自车载电网的大电流的消耗器。可以相匹配地，也可以动态地选择所述确定的值，以便适宜地选择消耗器。可以为具有一个事先确定的电流消耗的多个消耗器、特别是全部消耗器执行在此说明的方法。
根据本发明的一个另外的方面，用于实现本发明目的的用于机动车的车载电网的控制设备包括：
一个用于从车载电网为消耗器提供电压的电压控制系统；
一个用于确定车载电网的电压的检测装置；
一个处理装置，其设置用于确定车载电网的电压低于事先确定的阈值；
降低提供给消耗器的电压，以减少从车载电网流过消耗器的电流；和只要车载电网的电压高于阈值，逐渐地提升提供给消耗器的电压。
处理装置可以设置用于完全或者部分地执行在此说明的方法。为此处理装置可以包括一个可编程的微型计算机或者微型控制器，并且方法能够以具有程序代码的计算机程序产品的形式存在。计算机程序产品也可以存储在一个计算机可读的数据载体上。可以将方法的特征或者优点转移到设备上或者反过来。
控制设备此外可以包括一个另外的检测装置，该另外的检测装置用于确定流过消耗器的电流。该处理装置可以设置用于根据流过消耗器的电流控制消耗器上存在的电压。特别是只有当流过消耗器的电流低于一个事先确定的值时，才能够提升消耗器上的电压。可以-在确定降压之前或者之后-根据车载电网的电压确定这个值。
附图说明
现在参照附图详细说明本发明。附图中示出：
图1为一个系统；和
图2为一个方法的流程图。
具体实施方式
图1示出了一个系统100，该系统包括机动车105和控制设备110。在机动车105上设置有一个车载电网115，该车载电网通常由一个可充电的储能器120和/或一个发电机125供电，该发电机例如可以由一个驱动发动机驱动。车载电网115设置用于为机动车105上的一个或者多个消耗器130提供事先确定的电压、即车载电压的电流。车载电压通常是额定值为例如约12V的直流电压。车载电压的一个有效范围可以在一个事先确定的、额定值前后的范围内，例如约11.8至12.3V。车载电压降压至一个事先确定的阈值是可以忍受的，所述阈值通常低于所述范围。如果车载电压低于阈值的话，那么规定：降低车载电网115上的电负载。在12V的名义车载电压的情况下常用阈值为大约11V。
可以借助控制设备110通过如下方式控制示例性示出的消耗器130，即可以改变消耗器上存在的电压。消耗器130拥有一个随电压变化的电流消耗和通常设置用于从车载电网115中获取大量的电能。与此同时，此处观察的消耗器130优选是对于安全来说非至关重要的；因此，即使在消耗器130至少短时间仅仅以下降的功率工作或者完全不工作的情况下，机动车105也能够可靠地运行。在正常运行中消耗器130通常直接以车载电网115的车载电压运行。如果消耗器130内部需要比车载电压更高的电压的话，在这里假设：它包括一个相匹配的变压器(升压转换器)。
控制设备10优选包括处理设备135，进一步优选第一检测装置140，其用于检测车载电网115的电压，和/或第二检测装置145，其用于检测流过消耗器130的电流。控制设备110此外包括电压控制系统150，该电压控制系统设置用于连续地或者分步地控制消耗器130上存在的电压，以便影响流过消耗器130的电流。
建议一旦车载电网115的车载电压下降到一个上述事先确定的阈值以下时，控制设备110立刻大幅降低消耗器130上存在的电压。接着应该逐渐地提高消耗器130上的电压。然而应该仅仅如下程度地提高电压，即一个或者多个事先确定的条件得到满足。一个这样的条件可以包括：车载电压高于一个另外的事先确定的阈值，该阈值可以略微高于上述阈值。只要流过消耗器130的电流不超过一个事先确定的阈值，就可以满足一个其他的条件。可以根据确定降压之前或者之后的车载电压确定这个阈值。
图2示出了用于控制一个消耗器130的方法200的流程图，所述消耗器安装在机动车130上并且由车载电网115供电。特别是可以借助一个控制设备110执行方法200。
在步骤205中可以确定：车载电网115的电压低于一个事先确定的阈值。在此也称为车载电网115的降压。如果车载电网115的车载电压高于所述阈值的话，那么可以任意次数地重复步骤205。
若车载电压低于所述阈值，那么可以在步骤210中降低消耗器130上的电压。优选降低至少50％、优选至少80％和在一个进一步优选的实施方式中降低100％，也就是相当于关闭消耗器130。在降低之后，在执行下一个步骤之前，可以等待一个事先确定的时间。该事先确定的时间可以固定地配置给消耗器130。若通过在此说明的方式对多个与车载电网115连接的消耗器130进行控制，那么事先确定的时间可以特别是选择为不同的，使得能够为了不同的消耗器130在时间上错开地执行后续的步骤。
在一个后续的步骤215中，可以检查一个或者多个判据。判据显示：是否能够提高消耗器130上存在的电压。如果从车载电网115中流过消耗器130的电流低于一个事先确定的阈值的话，一个可能的判据得到满足。如果车载电网115的电压高于一个事先确定的阈值(该阈值可以高于在步骤205中存在的阈值)的话，一个另外的可能的判据得到满足。
如果经检查的判据中的至少一个未得到满足的话，那么可以结束或者从头开始再次实施方法200。否则，当全部判据得到满足时，可以在步骤220中提升消耗器130上存在的电压。优选提升一个事先确定的量，该量例如可以在约0.1V的范围内。也可以连续地提升电压，例如以一个事先确定的改变速度。
在步骤225中然后可以检查：消耗器130上存在的电压是否已经达到一个事先确定的值。这个值可以特别是对应于车载电压或者比该车载电压低一个事先确定的量。然而所述值也可以事先确定为固定的。若达到所述值，那么可以将消耗器130的功率降低视为结束。方法200可以结束或者再次实施。
否则，如果消耗器130上的电压未达到所述值的话，继续以下降的电压和因此以下降的电流运行消耗器130。在这个情况中方法200可以回到步骤215，以便检查提升电压的可能性。然而方法200也可以回到起始处，以便事先进行检查：是否需要再次降低电压。
附图标记列表
100 系统
105 机动车
110 控制设备
115 车载电网
120 储能器
125 发电机
130 消耗器
135 处理设备
140 第一检测装置(车载电网的电压)
145 第二检测装置(流过消耗器的电流)
150 电压控制系统
200 方法
205 确定降压
210 降低消耗器上的电压
215 判据得到满足？
220 提升电压
225 电压正常？

Claims (10)

1.一种用于运行机动车(105)的车载电网(115)的方法(200)，其中该方法(200)包括以下步骤：在电流从车载电网(115)流过机动车(105)车载的消耗器(130)期间，确定(205)车载电网(115)的电压低于事先确定的阈值；降低(210)消耗器(130)上存在的电压，以减少流过消耗器(130)的电流；和以事先确定的改变速度连续提升(220)消耗器(130)上存在的电压，使得该电压逐渐地提高。
2.如权利要求1所述的方法(200)，其特征在于，当车载电网(115)的电压高于阈值时，连续提升(220)消耗器(130)上存在的电压。
3.如权利要求1或2所述的方法(200)，其特征在于，从接近零的值开始提升(220)消耗器(130)上存在的电压。
4.如权利要求1或2所述的方法(200)，其特征在于，提升(220)消耗器(130)上的电压，直到流过消耗器(130)的电流达到事先确定的值为止。
5.如权利要求1或2所述的方法(200)，其特征在于，只有在车载电网(115)的电压高出阈值达到事先确定的程度时，才提升(220)消耗器(130)上的电压。
6.如权利要求1或2所述的方法(200)，其特征在于，将消耗器(130)上的电压最大提升(220)到一事先确定的值。
7.如权利要求1或2所述的方法(200)，其特征在于，最大流过消耗器(130)的电流超过一事先确定的值。
8.一种用于机动车(105)的车载电网(115)的控制设备(110)，该控制设备包括：
用于从车载电网(115)为消耗器(130)提供电压的电压控制系统(150)；
用于确定车载电网(115)的电压的检测装置(140)；
处理装置(135)，其设置用于确定车载电网(115)的电压低于事先确定的阈值；降低提供给消耗器(130)的电压，以减少从车载电网(115)流过消耗器(130)的电流；和以事先确定的改变速度连续地提升提供给消耗器(130)的电压，使得该电压逐渐地提高。
9.如权利要求8所述的控制设备(110)，其特征在于，该控制设备(110)设置用于当车载电网(115)的电压高于阈值时，连续地提升提供给消耗器(130)的电压。
10.如权利要求8或权利要求9所述的控制设备(110)，其特征在于，该控制设备此外包括另外的检测装置(145)，以用于确定流过消耗器(130)的电流。
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