CN113906644A - 用于限制负载电流的方法 - Google Patents

Abstract

描述了一种用于限制供电线路中的负载电流的方法，所述供电线路给第一负载供给电流，所述方法具有步骤：‑规定第一时间间隔和第二时间间隔，（S1），其中第一时间间隔在第一负载至供电线路的接通时刻（T0）之后开始，并且第二时间间隔晚于第一时间间隔开始；‑在第一时间间隔和第二时间间隔之内，将负载电流限制到第一值（I1），（S2）；‑至少在第二时间间隔结束（T3）时，将负载电流限制（S3）到第二值（I2），其中第二值（I2）小于第一值（I1）。

Description

用于限制负载电流的方法

技术领域

本发明涉及一种用于限制供电线路中的负载电流的方法，该供电线路给第一负载供给电流。

背景技术

在车辆的电车载电网中，由于例如电线路或者触点而存在电阻。如果电流流经这种电阻，则在这些电阻上形成电压降，并且可供消耗器或负载使用的端电压下降。在这些电阻上的电压降也随着通过这些电阻的电流的水平而提高。由于车载电网中的所需的功率和比较低的电压，非常大的电流流过，使得这种效应对于如例如电的成套设备之类的所连接的电负载的功能变得重要。如果由于在供电线路的至少部分上的电压降而有过低的电压附在这种成套设备的连接端上，则也许可能不再维持所有功能，或者产生的性能受限。视成套设备的类型和经过编程的场景而定，接着要么减小这种成套设备（如例如电操作的制动器）的性能，要么以利用相对应的警告来停用这种成套设备或者借助冗余系统过渡到复原解决方案（Rueckfallloesung）的形式过渡到复原级。

发明内容

为了限制由于供电线路中的电阻引起的这种电压波动，建立如下系统：所述系统具有电流限制装置，所述电流限制装置在这种情况下作为电压的直接功能而减小消耗器的电流消耗。经此，在数种情况下，可以防止过渡到负载本身或被者供给相同的引线的第二成套设备的复原级。但是，这接着造成这种成套设备的减小的性能。

本发明公开了根据独立权利要求的特征的一种用于限制供电线路中的负载电流的方法、一种设备、一种计算机程序和一种机器可读的存储介质。有利的构建方案是从属权利要求以及随后的描述的主题。

本发明基于如下认知：对于利用整个系统可更有利的是，设置电流限制装置，取得该电流限制装置为使得，即使由此产生初级成套设备的功率丧失，也维持整个系统的通过次级连接的成套设备提供的附加功能。例如，在制动时持久地维持防抱死制动系统（ABS）可能比最大制动力更重要，因为在正常条件下制动器已在40%的制动力的情况下卡住。

根据一个方面，公开了一种用于限制供电线路中的负载电流的方法，其中供电线路给第一负载供给电流。在该方法的一个步骤中，规定第一时间间隔和第二时间间隔，其中第一时间间隔在第一负载至供电线路的接通时刻之后开始，并且第二时间间隔晚于第一时间间隔开始。

在其他步骤中，负载电流在第一和第二时间间隔之内被限制到第一最大值。

在其他步骤中，至少在第二时间间隔结束时，负载电流被限制到第二最大值，其中第二最大值小于第一最大值。

在对本发明的整个描述中，示出了方法步骤的序列为使得，可容易理解该方法。但是，本领域技术人员将认识到，也可以以另外的顺序遍历这些方法步骤中的许多方法步骤，并且这些方法步骤导致相同的或者相对应的结果。在这个意义上，可以相对应地改变方法步骤的顺序。

在接通第一负载（该第一负载接着与供电线路连接）之后在第一和第二时间间隔之内将负载电流限制到第一值的优点在于，可以限制在供电线路的至少部分上的电压降。由于在电能至第一负载的引线中的电阻，既在供电线路本身之内，又在接触部位处，都可出现电压降，该电压降由出现的电流引起。只要限制该电流，就避免，在第一负载和其他负载上的端电压可降到产生的电压值之下。因为从（例如来自电流源的）供电电压中必须减去在电引线的电阻上的电压降，并且该电压降接着呈端电压的形式而不再供例如第一负载所用。

因此可以实现，借助对负载电流的限制，不是未超过最小端电压，第一负载需要该最小端电压，以便提供至少一个基本功能。在此，第一负载也可以被理解为具有多个负载的系统。例如，这对于电驱动的车辆的制动系统可能是特别意义重大的，因为制动系统典型地设计为使得，其性能的一小部分已足以在正常条件下施加全部制动功率。这可能意味着，在这一小部分性能的情况下，例如被制动的车轮卡住。通过利用对负载电流的限制不是未超过最小端电压，也可以给其他成套设备提供保证其功能的最小端电压，所述其他成套设备也由供电线路来供给电能。

通过至少在第二时间间隔结束时将负载电流限制到小于第一值的第二值，可以实现，在将负载接通至供电线路之后的第二时间范围内，进一步限制负载电流，以便在第一负载处提供高于上面提到的最小端电压的端电压。那么，这尤其是在如下情况下可能是有利的：也由供电线路来供给电能的其他成套设备需要高于最小端电压的端电压，以便能够提供其功能超出一定的时段。

因此，在第一时间间隔中，例如针对第一负载，可以提供也许需要的为第一值的水平的最大负载电流，其中在第一时间间隔中，其他成套设备（作为次级负载）还维持其功能，并且通过在第二时间间隔中附加地限制负载电流来保证，附加的成套设备维持其功能，即使这有损于第一负载在第二时间间隔中的性能也如此。因为通过将电流限制到较低的值，第一负载也可以从供电线路只汲取较低的负载电流。

根据该方法的构建方案建议了，第二时间间隔直接接着第一时间间隔。

在第一时间间隔与第二时间间隔之间，也可以设置如下时间间隔：在该时间间隔中，限制到第一值转到限制到第二值。视针对限制到第一或第二值的系统的构建方案而定，可能需要相对应的转换时间。同样，可以在第一负载的接通时刻和第一时间间隔的开始之后设置其他时间间隔。

根据该方法的其他构建方案建议了，借助负载电流特性曲线，根据第一负载的端电压，确定负载电流的第一值。

借助限定在负载电流与第一负载上的端电压之间的关系的这种负载电流特性曲线，可以保证，如此宽地限制负载电流，直至在第一负载的电连接上的产生的电压不是未超过最小值。

利用这种安全措施来保证，至少也与车载电网连接的另外的成套设备由于例如第一负载的错误动作而保留其功能，因为维持了相对应的最小电压，所述第一负载的错误动作会将整个车载电网拉到过低的电压。

根据该方法的其他构建方案建议了，在第一和/或第二时间间隔中确定负载电流特性曲线的端电压。如果在第二时间间隔中也继续将负载电流限制到第一值，则在第二时间间隔中也必须确定端电压，并且如果在第二时间间隔中限制到小于第一值的第二值，则通过在第二时间间隔中将负载电流限制到第一值，实现了限制负载电流的复原解决方案，所述复原解决方案提高了整个系统的安全性。

根据该方法的其他构建方案建议了，也在第一和第二时间间隔之外确定端电压。以此实现了，在将第一负载接通至供电线路之前，也提供第一负载的端电压的电压值，以便能够在将第一负载接通至供电线路之后的较短的时期之内实现电流负载的限制。

根据该方法的其他构建方案建议了，根据在第一负载或者第二负载上的端电压，通过控制负载电流的值的水平，限制负载电流的第一值。

根据该方法的其他构建方案建议了，通过至少供电线路的部分的电阻值，确定负载电流的第二值。

至少供电线路的部分的这种电阻值可以在独立的电阻测量中被确定。这种电阻可以由供电线路本身的电阻产生，因为在车辆中例如由于腐蚀，该值在这种车辆的运行时间的过程中可能增加。除此以外，这种电阻由于（首先在触点上的）过渡电阻（Uebergangswiderstaende）而得出，其中这种过渡电阻可能在运行时间之内例如由于腐蚀而增加。

如果没有明确地另外描述，则这种供电线路的电阻在这里在如下意义下予以理解：在连接有负载的供电线路的末端处产生端电压的所有电阻概括成一个值。亦即，这也包括接触电阻和接地连接。

如果供电线路的这种电阻值例如从先前的测量中已知，则可以按照欧姆定律来确定，电流最大可能是多大，以便保证在第一负载处的相对应的最小端电压。

由于也连接在供电线路上的其他成套设备或者负载例如在包括第一时间间隔和第二时间间隔的时段内可以维持其功能，所以通过电流在第二时间间隔结束时相对应地是有限的来实现，保证最小端电压，所述最小端电压对于这种成套设备而言是必需的，以便连续地维持功能。

在此，例如第一时间间隔可以选择得非常短，或者该值也可以在第一时间间隔内确定负载电流的如下值：电流在第一时间间隔中被限制到所述值。

根据该方法的其他构建方案建议了：与用于限制负载电流的方法无关地，确定供电线路的至少部分的电阻值。以此例如实现了，在第一时间间隔中，也就是说因此直接在将例如第一负载接通到供电线路之后，负载电流的限制可以被限制到针对负载电流的所确定的第一值。

根据该方法的构建方案建议了，在第一和第二时间间隔中，负载电流被限制到针对负载电流的第二值，其中借助供电线路的至少部分的上面描述的电阻值来确定该第二值。

以这种方式实现了，既在第一时间间隔中又在第二时间间隔中，维持一定的产生的最小端电压。

根据该方法的构建方案建议了，在第二时间间隔起始时，负载电流被限制到第一值，并且在第二时间间隔之内，借助负载电流的预先限定的变化过程将负载电流限制到第二值。

这种变化过程可以是线性的、累进的、递减地、单调下降地或者来切换、也就是说利用在变化过程中的跃迁来控制。因此，在第二时间间隔中，也提供如下较高的负载电流：该较高的负载电流例如在第一负载的第二时间间隔之内使得能够交付较高的功率。对于电驱动的制动系统，这可能意味着，在第二时间间隔之内的制动功率高于在第二时间间隔结束之后的制动功率。

根据该方法的其他构建方案建议了，根据调节方法，利用预先给定的额定电压变化过程和在第一和/或第二时间间隔中在第一负载上测量到的端电压，限制在第二时间间隔之内的负载电流。在该构建方案中，因此不需要知道电阻值，电压的部分根据负载电流可以降落在该电阻值上并且因此提供了减小的端电压。通过确定电压、如例如在第一负载上的端电压，与额定电压或者额定电压变化过程相比，可以例如利用调节电路来确定如下值：负载电流的第二值要限制到该值。因此，要预先给定的额定电压变化过程可以非常紧密地适配到在不同的时间窗中的可能的额定电压，并且因此例如为第一负载提供最大可能的电流，该最大可能的电流由于当前的电压测量可以一同考虑车载电网的当前状态。在第二时间间隔结束T3时，这种额定电压变化过程可以预先给定水平为U2的额定电压，以便如上面所描述的那样能够实现第二负载的继续运行。

以此，一方面实现了，不需要事先确定供电线路的电阻值，并且负载电流真正地仅在其水平和可用的第二时间间隔方面与为了保证最小端电压（额定电压）所需的那样一样多得被限制。

因此实现了，在第二时间间隔中，可以在必需的端电压的给定的边界条件下为第一负载提供最大负载电流。通过在第二时间间隔中限制负载电流，可以连续地运行如下其他成套设备或第二负载：所述其他成套设备或第二负载临时需要第一端电压，或持久地需要高于第一端电压的第二端电压。尽管如此，也在第二时间间隔中为第一负载提供如下负载电流：该负载电流能够实现较高的性能。

除此以外，在引线电阻已知的情况下，这可以在确定负载电流的第二值中根据端电压来考虑，以便根据与额定电压相比的端电压来优化针对负载电流的电流限制的调节方法。

根据该方法的其他构建方案建议了，在处在第一时间间隔之前或者处在第一与第二时间间隔之间的启动时间间隔之内，不进行对负载电流的限制。例如，在该启动时间间隔之内，可以进行电压测量，或者也可以有用于限制负载电流的电子电路的死区时间。

根据该方法的其他构建方案建议了，借助测量到的第一电压值和额定电压值以及预先给定的第二时间间隔，确定电压调节的与校正速度有关的参数。

以此实现了，根据测量到的电压，负载电流的第二值的确定可以最优地适配给定的系统。在此，也可以考虑供电线路的也许已知的电阻值。

根据该方法的其他构建方案建议了，供电线路给第一负载和第二负载供给电流，并且根据第二负载的最小端电压来确定负载电流的第二值。

通过考虑第二负载的最小端电压，第二负载可以至少在第二时间间隔结束之后运行。如果第一负载需要比第二负载更低的针对基本功能的最小电压，则第二负载可以在第二时间间隔结束之后进一步运行。在此，第二负载可以构建为，使得在第一或第二时间间隔之内在有限的时间内给出第二负载的功能。

在预先限定的时间之后和根据在第二负载上的所提供的电压，第二负载可以设立为，设定该功能，并且只经由复位过程又被置于运行中，所述复位过程需要也许不可忍受的持续时间。在第一或第二负载上的进行功能设定的持续时间或提供的电压对于第一或第二负载而言可以是不同的。第一时间间隔和/或第二时间间隔可以根据如下时段来限定：在该时段中，第二负载在第二端电压之下保持有运转能力；或者根据如下时间范围来限定：在所述时间范围过去时，必须恰好还不触发复位过程。

根据该方法的其他构建方案建议了：当负载电流的水平达到负载电流的第一和/或第二值时，发出用于操控至少部分自动化的车辆的操控信号和/或用于警告车辆乘员的警报信号。

根据该方法的其他构建方案建议了：当负载电流的水平达到或者超过负载电流的第一和/或第二值持续详细说明的持续时间时，发出用于操控至少部分自动化的车辆的操控信号和/或用于警告车辆乘员的警报信号。在此，该详细说明的持续时间也包括其中有单个超过的最小可能的时间间隔。

由于达到负载电流的对应于第一值和/或该值的水平意味着第一或第二负载的功能也许至少部分受到限制，所以这在至少部分自动化的车辆中可能导致，不再执行一定的驾驶演习（Fahrmanoever），或者驾驶员必须又自己操纵车辆。如果此后由于短暂持续受限的功能而再次提供全部功能，则给车辆驾驶员的警告也许也可能足够了。

公开了一种设备，该设备设立为，执行如上面描述的方法。利用这种设备，该方法可以快速和简单地集成到不同的、更大的单元中。这种更大的单元可以是至少部分自动化的车辆，或者也可以是在车辆中采用的驾驶辅助系统。

所描述的用于限制供电线路中的负载电流的方法可被用于许多应用情况中，尤其是被用于其中使用电动液压制动系统的所有应用情况中。在本上下文中，车辆通常要被理解为汽车，包括至少部分自动化的车辆或者具有驾驶员辅助系统的车辆在内，以及尤其是要被理解为摩托车、工程机械、农用车辆和其他的。但是，车辆通常也包含移动平台、移动多传感器机器人、如例如机器人吸尘器或者割草机、移动多传感器监控系统、生产机器、个人助理或者接入控制系统。除此以外，该方法通常也可被用在例如具有电动液压制动系统的非移动机器中。

公开了一种计算机程序，该计算机程序包括指令，所述指令在通过计算机实施所述程序时促使该计算机，实施上面描述的方法。利用这种计算机程序，可以容易地将该方法集成到不同的系统中。

公开了一种机器可读的存储介质，在所述存储介质上存储有上面描述的计算机程序产品。利用这种机器可读的存储介质，可以容易地输送上面描述的计算机程序。

附图说明

关于图1至3示出了并且在下文更详细地阐述了本发明的实施例。

图1示出了本方法的额定电压和时间间隔；

图2示出了针对在本方法的时间间隔中的受限制的负载电流变化过程的实例；

图3示出了负载电流特性曲线的示例性变化过程；

图4示出了在时间间隔中的端电压的示例性变化过程；和

图5示出了用于限制负载电流的方法步骤。

具体实施方式

在图1中，示例性地示出了在将负载接通至供电线路之后的不同时间间隔中的额定电压。在时间点T0，第一负载被接到供电线路上，启动时间间隔可以接着该时间点T0直至T1，在该启动时间间隔中，也许不进行电流限制或者这里未示出的电流限制。在此，也可以完全略去启动时间间隔。

第一时间间隔在时间点T1开始，并且例如可以在时间点T2结束。在图1中，第二时间间隔直接接着第一时间间隔，其中第二时间间隔在时间点T3结束。在T2'与T3之间的时间间隔可以设置为针对补偿过程或针对如下时间间隔的安全提前量（Sicherheitsvorhalt）：在所述时间间隔中，基于根据端电压对电流的调节而将端电压从U1调节到U2。

第一额定电压U1小于第二额定电压U2，并且从T1延伸直至T3。第二额定电压U2在时间点T3开始。这些电压和时间间隔可以基于技术预给定或者对例如成套设备的要求来给出，所述成套设备对应于第一负载作为第二负载连接到供电线路并因此具有相同的供电线路。

在第一实施例中，第一负载的端电压在T1到T3之间的有限的时间间隔内被保持在第二额定电压U2之下并在第一额定电压U1之上。为此，给第一负载供给电流的供电线路的负载电流被限制。

从T1直至T2的第一时间间隔和从T2直至T3的第二时间间隔被规定S1，其中第一时间间隔直接在第一负载至供电线路的接通时间点T1之后开始。替选地，在负载的接通时间点与第一时间间隔在T1处的开始之间，所限定的启动间隔还可以处在T0到T1之间。在此，第二时间间隔在时间点T2比第一时间间隔在时间点T1更晚地开始。在图1中，第二时间间隔在时间点T2直接接着第一时间间隔。

图2示出了在将负载接通至供电线路之前在第一时间间隔和第二时间间隔之内的负载电流24的变化过程，该负载电流24根据本方法来限制，该负载电流24为例如负载电流I0的值，该负载电流24被限制到第一值I1，S2。在此，借助负载电流特性曲线30（图3），根据第一负载的端电压，确定负载电流的第一值I1。

在图3中，草拟了用于根据第一负载的端电压U来确定所需的电流限制的示例性负载电流特性曲线。只要第一负载的端电压U大于第二额定电压U2，就可以由供电线路提供最大电流I0。端电压U的测量一确定未超过第二额定电压U2，负载电流就根据特性曲线30例如被降低到负载电流的第一值I1，以便确保在第一负载上的为第一额定电压Ul的水平的端电压U。

第一负载的供电线路中的负载电流在第二时间间隔之内被限制S3为使得，至少在第二时间间隔结束T3时，负载电流不高于第二值I2，其中第二值I2小于负载电流的第一值I1。

根据一个实施例，在第一和/或第二时间间隔中确定端电压U，并且负载电流的第二值I2经过电阻值来确定，至少经过供电线路的部分的电阻值来确定。供电线路的至少部分的电阻值可以以与负载电流的限制无关的方法来确定。在此，按照欧姆定律，利用该电阻值从确定的或测量到的端电压中算出第二电流I2。由于负载电流从第一值I1进一步限制到第二值I2，端电压的可能的变化过程可以引起如在图4中所示的端电压变化过程46。在此，端电压变化为使得，避免了例如可能会导致成套设备关断的电压-时间范围42、44。在处在第二时间间隔之后的时段内，由此产生第一负载的端电压U，该端电压U大于值U2，并且因此也与供电线路电连接的其他成套设备可以连续地运行，如上面所描述的那样。

根据其他实施例，负载电流在第一和第二时间间隔中被限制到这样确定的第二值I2，如在图2中利用供电线路的负载电流的变化过程22草拟的那样。

根据其他实施例，负载电流可以在第二时间间隔的起始T2时被限制到负载电流的第一值I1，并且在第二时间间隔之内，根据预先限定的变化过程，在第二时间间隔结束T3时可以进行将负载电流限制到第二值I2。这在图2中利用负载电流在第一和第二时间间隔中的变化过程24和26来草拟，其中在变化过程26中示例性地在第二时间间隔中选择主要为线性的变化过程。但是，负载电流在第二时间间隔中的变化过程也可以具有另外的形状，如例如也通过在时间点T2处的有跃迁的变化过程24草拟的那样。

根据其他实施例，负载电流在第二时间间隔之内被限制到第二值I2，并且第二值I2不是如上面所示出的那样通过电阻测量来计算，而是根据调节方法在第二时间间隔中利用预先给定的额定电压（如例如第一额定电压U1）和在第一和/或第二时间间隔中测量到的在第一负载上的端电压U来确定。为此，端电压U至少在第二时间间隔之内被重复测量，以便根据调节方法将负载电流限制到相对应的值，使得在第二时间间隔之内，在第一负载上的端电压U大于第二额定电压U1，并且在第二时间间隔结束时，负载电流被限制到第二值I2，使得在第一负载上的端电压U大于第二额定电压U2。

在图5中，草拟了上面描述的方法步骤S1至S3。

Claims (12)

1.一种用于限制供电线路中的负载电流的方法，所述供电线路给第一负载供给电流，所述方法具有步骤：

- 规定第一时间间隔和第二时间间隔，（S1），其中所述第一时间间隔在所述第一负载至所述供电线路的接通时刻（T0）之后开始，并且所述第二时间间隔晚于所述第一时间间隔开始；

- 在所述第一时间间隔和所述第二时间间隔之内，将所述负载电流限制到第一值（I1），（S2）；

- 至少在所述第二时间间隔结束（T3）时，将所述负载电流限制（S3）到第二值（I2），其中所述第二值（I2）小于所述第一值（I1）。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，借助负载电流特性曲线，根据所述第一负载的端电压，确定针对所述负载电流的所述第一值（I1）。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述第一时间间隔和/或所述第二时间间隔中，确定所述端电压。

4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过电阻值、至少所述供电线路的部分的电阻值，确定针对所述负载电流的所述第二值。

5.根据上述权利要求任一项所述的方法，其中，所述负载电流在所述第一时间间隔和所述第二时间间隔中被限制到所述第二值（I2）。

6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述第二时间间隔的起始时，所述负载电流被限制到所述第一值（I1），并且在所述第二时间间隔之内，借助预先限定的变化过程，所述负载电流被限制到所述第二值（I2）。

7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述第二时间间隔之内，根据调节方法，利用预先给定的额定电压变化过程和在所述第一时间间隔和/或所述第二时间间隔中在所述第一负载上测量到的端电压，限制所述负载电流。

8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述供电线路给第一负载和第二负载供给电流，并且根据所述第二负载的端电压，确定所述负载电流的所述第二值（I2）。

9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，当所述负载电流的水平达到所述负载电流的所述第一值（I1）和/或所述第二值（I2）时，发出用于操控至少部分自动化的车辆的操控信号和/或用于警告车辆乘员的警报信号。

10.一种设备，其设立为，执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法。

11.一种计算机程序，其包括指令，所述指令在通过计算机实施所述程序时促使所述计算机，实施根据权利要求1至9中任一项所述的方法。

12.一种机器可读的存储介质，其上存储有根据权利要求11所述的计算机程序产品。

Images