本發(fā)明涉及用于使尤其機(jī)動車的車載電網(wǎng)的車載電網(wǎng)電壓穩(wěn)定的方法和電路裝置以及具有所提到的電路裝置的車載電網(wǎng)。

背景技術(shù)：

尤其機(jī)動車的車載電網(wǎng)不僅包括在運(yùn)行期間導(dǎo)致車載電網(wǎng)電壓的電壓波動的大功率的耗電器，而且包括靈敏的耗電器，所述靈敏的耗電器敏感地對車載電網(wǎng)電壓的電壓波動作出反應(yīng)。例如用于啟動內(nèi)燃機(jī)的起動器或電氣轉(zhuǎn)向裝置屬于機(jī)動車的車載電網(wǎng)的大功率的耗電器。例如用于機(jī)動車的儀表盤或內(nèi)飾的照明的照明裝置屬于機(jī)動車的車載電網(wǎng)的靈敏的耗電器。如果一個(gè)或其它大功率的耗電器通過接通到車載電網(wǎng)上被電連接，則由這些大功率的耗電器所引起的電壓波動會導(dǎo)致在車載電網(wǎng)中的靈敏的耗電器工作失常，諸如在照明裝置的情況下的閃爍。為了抵抗這種失常，車載電網(wǎng)一般來說包括直流電壓轉(zhuǎn)換器，所述直流電壓變換器在與電能量源連接的大功率的耗電器的接通階段期間使車載電網(wǎng)電壓穩(wěn)定。在大功率的耗電器的不需要使車載電網(wǎng)電壓穩(wěn)定的關(guān)斷階段期間，直流電壓轉(zhuǎn)換器借助于繼電器被跨接。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的任務(wù)在于以簡單以及低成本的方式可靠地使上面所提到的車載電網(wǎng)的車載電網(wǎng)電壓穩(wěn)定。

該任務(wù)通過獨(dú)立權(quán)利要求的主題被解決。有利的設(shè)計(jì)方案是從屬權(quán)利要求的主題。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面提供一種用于在車載電網(wǎng)中的耗電器、尤其用于啟動機(jī)動車的內(nèi)燃機(jī)的起動器的接通階段期間借助于直流電壓轉(zhuǎn)換器來使尤其機(jī)動車的車載電網(wǎng)的車載電網(wǎng)電壓穩(wěn)定的方法。

根據(jù)所述方法，直流電壓轉(zhuǎn)換器在耗電器的接通階段的末端通過閉合能夠控制的跨接開關(guān)單元（例如具有串聯(lián)電阻）、尤其繼電器或基于半導(dǎo)體的開關(guān)裝置被跨接。直流電壓轉(zhuǎn)換器直接在打開和/或閉合跨接開關(guān)單元之后在所預(yù)給定的持續(xù)時(shí)間中繼續(xù)以使車載電網(wǎng)電壓與參考電壓相適應(yīng)的調(diào)節(jié)目標(biāo)被調(diào)節(jié)。

本發(fā)明所基于的認(rèn)識是，在用于跨接直流電壓轉(zhuǎn)換器的跨接開關(guān)單元或者繼電器（例如具有串聯(lián)電阻）在大功率的耗電器的接通階段開始和/或之后被打開或者閉合的情況下經(jīng)常在車載電網(wǎng)中出現(xiàn)太突然的電流。

在進(jìn)一步的研究中識別：由于車載電網(wǎng)電壓和電能量源的輸出電壓之間的電壓差異導(dǎo)致的跨接開關(guān)單元或者繼電器的兩個(gè)端子處的電壓差異是突然的電流的原因。

為了抵抗這些突然的電流，需要一種避免或降低所提到的電壓差異的解決方案。

基于這些認(rèn)識研發(fā)一種方法，在所述方法中直流電壓轉(zhuǎn)換器在大功率的耗電器的接通階段開始和/或之后以及直接在打開和/或閉合跨接開關(guān)單元之后在所預(yù)給定的持續(xù)時(shí)間中以使車載電網(wǎng)電壓與參考電壓（所述參考電壓例如可以基于能量源的輸出電壓被確定）相適應(yīng)的調(diào)節(jié)目標(biāo)被調(diào)節(jié)。在此，術(shù)語“適應(yīng)”意味著車載電網(wǎng)電壓通過直流電壓轉(zhuǎn)換器的調(diào)節(jié)在所預(yù)給定的持續(xù)時(shí)間中緩慢地被改變，使得所述車載電網(wǎng)電壓在所預(yù)給定的持續(xù)時(shí)間的末端被提高或減少到參考電壓的高度上。

突然的（大的）電流由此在直流電壓轉(zhuǎn)換器在車載電網(wǎng)中的大功率的耗電器的接通階段開始或者之后被激活或者跨接的情況下有效地被避免或者被降低。

利用上面所描述的方法因此提供以簡單以及低成本的方式可靠地使上面所提到的車載電網(wǎng)的車載電網(wǎng)電壓穩(wěn)定的可能性。

車載電網(wǎng)電壓例如是直流電壓轉(zhuǎn)換器的或者在直流電壓轉(zhuǎn)換器的輸出電流端子處的輸出電壓。

參考電壓例如是直流電壓轉(zhuǎn)換器的或者在直流電壓轉(zhuǎn)換器的輸入電流端子處的輸入電壓。

參考電壓例如是車載電網(wǎng)中的電能量源的輸出電壓，所述電能量源被設(shè)立用于提供用于耗電器的電流，并且用于使車載電網(wǎng)電壓穩(wěn)定的電壓轉(zhuǎn)換器在電壓輸入端側(cè)與所述電能量源電連接。

所預(yù)給定的持續(xù)時(shí)間例如為直至100毫秒、尤其直至50毫秒，特別是直至10毫秒。

例如，在直流電壓轉(zhuǎn)換器的輸入電流端子處的參考電壓在所預(yù)給定的持續(xù)時(shí)間期間重復(fù)地被檢測。此外，例如在直流電壓轉(zhuǎn)換器的輸出電流端子處的輸出電壓在所預(yù)給定的持續(xù)時(shí)間期間重復(fù)地被檢測。直流電壓轉(zhuǎn)換器于是在所預(yù)給定的持續(xù)時(shí)間期間尤其以如下調(diào)節(jié)目標(biāo)被調(diào)節(jié)：將參考電壓和輸出電壓之間的電壓差降低到例如1伏特、尤其0.5伏特、特別是0.1伏特的所預(yù)給定的電壓閾值之下。

例如，直流電壓轉(zhuǎn)換器借助于控制信號、尤其經(jīng)脈寬調(diào)制的信號、模擬信號或者例如從spi接口來（用英語“serialperipheralinterface（串行外圍接口）”）的另外的能夠比較的控制信號被調(diào)節(jié)。在此，信號的信號參數(shù)、尤其經(jīng)脈寬調(diào)制的信號的占空比或者模擬信號的信號電平依賴于電壓差被適配并且相應(yīng)地利用信號（利用依賴于電壓差被適配的占空比）來調(diào)節(jié)直流電壓轉(zhuǎn)換器的變換比。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面提供一種用于在車載電網(wǎng)中的耗電器、尤其用于啟動機(jī)動車的內(nèi)燃機(jī)的起動器的接通階段期間使尤其機(jī)動車的車載電網(wǎng)的車載電網(wǎng)電壓穩(wěn)定的電路裝置。

所述電路裝置包括用于使車載電網(wǎng)電壓穩(wěn)定的直流電壓轉(zhuǎn)換器以及能夠控制的跨接開關(guān)單元、尤其繼電器，所述繼電器被設(shè)立用于通過在耗電器的接通階段的末端閉合來跨接直流電壓轉(zhuǎn)換器。

電路裝置此外包括信號發(fā)生器，所述信號發(fā)生器用于生成用于控制直流電壓轉(zhuǎn)換器的經(jīng)脈寬調(diào)制的控制信號。在此，直流電壓轉(zhuǎn)換器此外被設(shè)立用于在打開和/或閉合跨接開關(guān)單元之后在所預(yù)給定的持續(xù)時(shí)間中依賴于經(jīng)脈寬調(diào)制的控制信號的占空比以使車載電網(wǎng)電壓與參考電壓相適應(yīng)的調(diào)節(jié)目標(biāo)來調(diào)節(jié)所述直流電壓轉(zhuǎn)換器的變換比。

還根據(jù)本發(fā)明的另一方面提供尤其機(jī)動車的車載電網(wǎng)。

所述車載電網(wǎng)包括至少一個(gè)耗電器、尤其用于啟動機(jī)動車的內(nèi)燃機(jī)的起動器、以及之前所描述的電路裝置，所述電路裝置與所述耗電器電連接并且被設(shè)立用于在耗電器的接通階段期間使車載電網(wǎng)的車載電網(wǎng)電壓穩(wěn)定。

上面所描述的方法的有利的設(shè)計(jì)方案只要未另外說明就能夠推廣到上面所提到的電路裝置或者上面所提到的車載電網(wǎng)，也可被視為所述電路裝置或者車載電網(wǎng)的有利的設(shè)計(jì)方案。

附圖說明

下面參照所附的附圖進(jìn)一步解釋本發(fā)明的示例性的實(shí)施方式。在此：

圖1以示意圖示出具有根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的電路裝置的機(jī)動車的車載電網(wǎng)的電路拓?fù)?；并?/p>

圖2以示意性信號流程圖示出用于利用根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的方法使在圖1中所示出的車載電網(wǎng)的車載電網(wǎng)電壓穩(wěn)定的方法的結(jié)果。

具體實(shí)施方式

圖1以示意圖示出機(jī)動車的車載電網(wǎng)bn的電路拓?fù)洹?/p>

車載電網(wǎng)bn包括電能量存儲器es、例如電池作為用于提供電流的電能量源。

車載電網(wǎng)bn此外包括靈敏的耗電器、諸如燈l，所述靈敏的耗電器相對于車載電網(wǎng)bn的車載電網(wǎng)電壓ua的電壓波動敏感地作出反應(yīng)。車載電網(wǎng)bn此外包括大功率的耗電器、諸如作為用于啟動機(jī)動車的內(nèi)燃機(jī)vm的起動器的電機(jī)em，所述大功率的耗電器在其運(yùn)行期間引起車載電網(wǎng)電壓ua的電壓波動。

為了在大功率的耗電器、即電機(jī)em的運(yùn)行期間使車載電網(wǎng)電壓ua穩(wěn)定并且因此保護(hù)靈敏的耗電器、即燈l免受干擾性的電壓波動影響，車載電網(wǎng)bn此外包括直流電壓轉(zhuǎn)換器gw，所述直流電壓轉(zhuǎn)換器被電連接在電能量源es和電機(jī)em之間并且被設(shè)立用于在電機(jī)em的運(yùn)行期間使車載電網(wǎng)電壓ua穩(wěn)定。

如果電機(jī)em被關(guān)斷并且因此與車載電網(wǎng)bn電分離，則不需要針對車載電網(wǎng)電壓ua的電壓穩(wěn)定。直流電壓轉(zhuǎn)換器gw在這種情況下可以被切斷。車載電網(wǎng)bn為此包括能夠控制的跨接單元rl、諸如能夠控制的繼電器或功率半導(dǎo)體開關(guān)，所述跨接單元在能量源es和電機(jī)em之間并且與直流電壓轉(zhuǎn)換器gw并聯(lián)地被電連接。跨接單元rl被設(shè)立用于在車載電網(wǎng)電壓ua不必被穩(wěn)定的情況下跨接直流電壓轉(zhuǎn)換器gw。

車載電網(wǎng)bn此外包括信號發(fā)生器sg，所述信號發(fā)生器在信號輸出端側(cè)與直流電壓轉(zhuǎn)換器gw的控制信號輸入端在信號技術(shù)上連接。信號發(fā)生器sg被設(shè)立用于生成經(jīng)脈寬調(diào)制的控制信號s，利用所述控制信號調(diào)節(jié)直流電壓轉(zhuǎn)換器gw或者直流電壓轉(zhuǎn)換器gw的變換比。

車載電網(wǎng)bn此外包括控制裝置sa，所述控制裝置在信號輸出端側(cè)通過各一個(gè)信號輸出端與信號發(fā)生器sg的信號輸入端以及與跨接單元rl的控制信號輸入端在信號技術(shù)上連接?？刂蒲b置sa被設(shè)立用于控制信號發(fā)生器sg和跨接單元rl。

車載電網(wǎng)bn此外包括測量裝置ma，所述測量裝置在信號輸出端側(cè)與控制裝置sa的信號輸入端在信號技術(shù)上連接。測量裝置ma被設(shè)立用于測量直流電壓轉(zhuǎn)換器gw的輸入電流端子ea處的輸入電壓ue以及直流電壓轉(zhuǎn)換器gw的輸出電流端子aa處的輸出電壓ua。

在借助圖1詳細(xì)地描述了車載電網(wǎng)bn的電路拓?fù)渲?，隨后借助圖2進(jìn)一步描述車載電網(wǎng)bn、尤其直流電壓轉(zhuǎn)換器gw的工作方式：

在時(shí)間段ta中，在所述時(shí)間段中沒有在車載電網(wǎng)bn中接通任何一個(gè)大功率的耗電器、如電機(jī)em，不需要車載電網(wǎng)電壓的電壓穩(wěn)定。在這些時(shí)間段ta中，跨接單元rl以被控制裝置sa控制的方式被閉合。由此，直流電壓轉(zhuǎn)換器gw被跨接并且同時(shí)以被控制裝置sa控制的方式被切斷。

如果一個(gè)大功率的耗電器、如用于啟動內(nèi)燃機(jī)vm的電機(jī)em在時(shí)間段te中或者在接通持續(xù)時(shí)間中被接通到車載電網(wǎng)bn中，則存在形成車載電網(wǎng)電壓的電壓波動的危險(xiǎn)，這可能在靈敏的耗電器、如燈l的情況下導(dǎo)致工作失常。

為了抵抗這一點(diǎn)，車載電網(wǎng)電壓ua在電機(jī)em的接通階段te期間借助于直流電壓轉(zhuǎn)換器gw被穩(wěn)定。

控制裝置sa為此將控制信號發(fā)送到下游的信號發(fā)生器sg，所述信號發(fā)生器接著生成經(jīng)脈寬調(diào)制的信號s，利用所述經(jīng)脈寬調(diào)制的信號運(yùn)行直流電壓轉(zhuǎn)換器gw。直流電壓轉(zhuǎn)換器gw被經(jīng)脈寬調(diào)制的信號s驅(qū)動地將施加在輸入電流端子ea處的、對應(yīng)于能量存儲器es的輸出電壓的輸入電壓ue，基于變換比、并且以本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方式轉(zhuǎn)換成輸出電壓ua，所述輸出電壓形成車載電網(wǎng)電壓。在此，直流電壓轉(zhuǎn)換器gw的變換比借助經(jīng)脈寬調(diào)制的信號s的占空比被確定。占空比又被信號發(fā)生器sg基于車載電網(wǎng)電壓的測量結(jié)果適配，所述測量結(jié)果在車載電網(wǎng)bn上的電機(jī)em的接通階段te之前以及期間被測量裝置ma檢測。

同時(shí)，跨接單元rl以被控制裝置sa控制的方式被打開，使得直流電壓轉(zhuǎn)換器gw不被跨接。

如果電機(jī)em在啟動內(nèi)燃機(jī)vm之后或者在接通階段te之后又被關(guān)斷，則跨接單元rl以被控制裝置sa操控的方式被閉合，使得直流電壓轉(zhuǎn)換器gw又被跨接。

由于輸入電壓ue和輸出電壓ua之間可能繼續(xù)存在的、由于跨接單元rl與直流電壓轉(zhuǎn)換器gw的并聯(lián)施加在所述跨接單元rl的兩個(gè)端子處的電壓差異，在打開和/或閉合跨接單元rl的情況下在短時(shí)間內(nèi)由于所述電壓差在跨接單元rl的切換過程期間產(chǎn)生（大的）突然的電流，所述電流在靈敏的耗電器的情況下可能導(dǎo)致工作失常，諸如燈l的閃爍。

為了抵抗這些事件，直流電壓轉(zhuǎn)換器gw在電機(jī)em的接通階段te的開始以及末端、分別在閉合和/或打開跨接單元rl之前的例如10毫秒的所預(yù)給定的持續(xù)時(shí)間td_ein、td_aus中以使輸出電壓ua或者車載電網(wǎng)電壓與輸入電壓ue或者能量存儲器es的輸出電壓相適應(yīng)的調(diào)節(jié)目標(biāo)被調(diào)節(jié)。

在所預(yù)給定的持續(xù)時(shí)間td_ein、td_aus期間，輸出電壓ua和輸入電壓ue被測量裝置ma重復(fù)地、尤其連續(xù)地檢測，并且由輸出電壓ua和輸入電壓ue的在相應(yīng)的相同的測量時(shí)間點(diǎn)所檢測的測量值構(gòu)造電壓差。

直流電壓轉(zhuǎn)換器gw或其變換比，于是基于這些電壓差以將這些電壓差降低到例如0.1伏特的所預(yù)給定的電壓閾值之下的調(diào)節(jié)目標(biāo)被調(diào)節(jié)。

輸出電壓ua或者車載電網(wǎng)電壓由此在閉合跨接單元rl之后在所預(yù)給定的持續(xù)時(shí)間td_ein、td_aus期間緩慢地被適應(yīng)或者適配到輸入電壓ue或者能量存儲器es的輸出電壓上。因此，在跨接單元rl在電機(jī)em或者大功率的耗電器的接通階段te之后閉合的情況下避免車載電網(wǎng)中的突然的電流。