專利名稱：電子網(wǎng)絡(luò)的兩部分之間的接口裝置的制作方法
電子網(wǎng)絡(luò)的兩部分之間的接口裝置本發(fā)明要求2010年I月29日提交的法國申請1050616的優(yōu)先權(quán)，通過引用將該法國申請1050616的內(nèi)容(正文、附圖
和權(quán)利要求)并入本文。本發(fā)明涉及電子網(wǎng)絡(luò)的兩部分之間的接口裝置。本發(fā)明特別有利地涉及在機(jī)動(dòng)車輛，特別是裝備了發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停止與重啟動(dòng)系統(tǒng) (諸如稱為“停止與啟動(dòng)”的已知系統(tǒng))的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)動(dòng)車輛的車載網(wǎng)絡(luò)的供電領(lǐng)域中的應(yīng)用。連接到熱力發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)動(dòng)車輛的車載網(wǎng)絡(luò)的電氣設(shè)備的直流電源一方面由通過熱力發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的其輸出交流電由交流/直流(A/C)變流器整流的交流發(fā)電機(jī)確保，并且另一方面由直流電池確保。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，交流發(fā)電機(jī)用于對網(wǎng)絡(luò)的電氣設(shè)備供電并且對電池充電，然而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)電池通常用作對設(shè)備供電，例如用于使發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、使汽車收音機(jī)、照明裝置等運(yùn)行。通常，交流發(fā)電機(jī)能夠僅使其確保滿足車輛的車載電子網(wǎng)絡(luò)的總體設(shè)備的直流電需要。相反，當(dāng)熱力發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)，網(wǎng)絡(luò)供電恢復(fù)到單一的電池。然而，在某些情況下，車輛的電子網(wǎng)絡(luò)可能受到能引起電壓強(qiáng)烈下降的較大電流的影響。這特別是在“停止與啟動(dòng)” 系統(tǒng)的自動(dòng)重啟動(dòng)階段時(shí)的情況下，在此期間，電池應(yīng)該將熱力發(fā)動(dòng)機(jī)重啟動(dòng)所需要的電流提供到隨后起到交流啟動(dòng)器作用的交流發(fā)電機(jī)。在這種情況下，可以觀察到從多伏直到 6伏的電池電壓的下降，使得在約幾毫秒的持續(xù)時(shí)間的瞬變階段的過程中，由電池提供的電壓從約12伏的標(biāo)稱值減少至大約6伏的值，甚至減少至更少。電池電壓的減少至少暫時(shí)沒有對用于能夠在鄰近6伏的最小電壓下運(yùn)行的設(shè)備產(chǎn)生影響。在這些設(shè)備中，可能涉及例如電磁閥門、電渦輪增壓器，等等。然而，電池電壓的下降可能不利于其它設(shè)備，特別是不利于具有高于例如6伏、10 伏的最小運(yùn)行閾值的設(shè)備。在這些上述的敏感設(shè)備中，涉及如照明交通燈等安全機(jī)構(gòu)，如座艙的汽車收音機(jī)、 照明裝置和顯示屏等與用戶舒適度有關(guān)的機(jī)構(gòu)，以及如ABS/ESP計(jì)算機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制計(jì)算機(jī)等戰(zhàn)略電子電路，等等。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)重啟時(shí)，由此存在安全性變差、某些電子電路的損害和用戶感覺的低質(zhì)量感知的暫時(shí)風(fēng)險(xiǎn)。為了彌補(bǔ)這些缺點(diǎn)，n° 2923328法國專利申請?zhí)岢鰧④囕v的車載電子網(wǎng)絡(luò)分成二部分，在所述兩部分之間設(shè)置一種接口裝置，即一方面在接口裝置上游的第一部分特別包括交流發(fā)電機(jī)或交流啟動(dòng)器及其A/C變流器、電池和啟動(dòng)器，并且另一方面為接口裝置下游的第二部分包括一個(gè)或多個(gè)諸如以上限定的敏感設(shè)備。接口裝置設(shè)計(jì)為使得將其輸出電壓(也就是說施加到網(wǎng)絡(luò)的第二部分的電壓)保持為恒定的設(shè)定值，而不管裝置的輸入電壓是什么。設(shè)定電壓通常為大約12伏的電池的標(biāo)準(zhǔn)電壓。接口裝置由控制模塊操控，以便在特別由“停止與啟動(dòng)”系統(tǒng)的自動(dòng)重啟動(dòng)造成的電池電壓的下降到其12伏的標(biāo)稱值以下的情況下，激活裝置以提供等于例如固定為12伏的設(shè)定電壓的輸出電壓。在不存在電壓的下降的情況下，接口裝置的運(yùn)行限制為將由電池提供的電壓直接傳送到網(wǎng)絡(luò)的第二部分。然而，當(dāng)激活接口裝置時(shí)，前述法國專利申請的該已知接口裝置具有在網(wǎng)絡(luò)的第一部分上提取較大能量的缺點(diǎn)，這要求使用高成本且大體積的功率組件。因此，本發(fā)明的目的是提供一種接口裝置，該接口裝置允許確保與已知裝置的相同功能，同時(shí)減少其組件的成本和體積。根據(jù)本發(fā)明，其目的是通過這樣的接口裝置實(shí)現(xiàn)的，所述接口裝置在電子網(wǎng)絡(luò)的第一部分(P1)與網(wǎng)絡(luò)的第二部分(P2)之間，一方面第一部分(P1)包括可將輸入電壓(％)施加到接口裝置(20)的直流網(wǎng)絡(luò)電源(11)，另一方面第二部分(P2)至少包括用于通過接口裝置被提供直流電的設(shè)備(EQ2),所述接口裝置(20)可在所述輸入電壓(V1)下降到給定標(biāo)稱值(Vltl)之下時(shí)將等于設(shè)定值(V?！?的輸出電壓(V2)傳送到所述網(wǎng)絡(luò)的第二部分(P2)，其特征在于所述設(shè)定值(V_s)限定為低于所述標(biāo)稱值(Vltl)的值以保證所述設(shè)備(EQ2)的運(yùn)行功能并且使由所述接口裝置(20 )提供的電能最小化。
·
因此，應(yīng)該理解本發(fā)明利用該事實(shí)，即網(wǎng)絡(luò)的第二部分的敏感設(shè)備可以在幾百毫秒的較短持續(xù)時(shí)間的瞬變階段期間，在例如低于電池的標(biāo)準(zhǔn)電壓的10伏的最小供電電壓下保持運(yùn)行。因此在瞬變階段期間可以將等于最小供電電壓的設(shè)定電壓強(qiáng)加到接口裝置， 該最小供電電壓低于電池的標(biāo)準(zhǔn)電壓。與以上描述的已有裝置相反，由此可以確保敏感設(shè)備的運(yùn)行功能，同時(shí)最低需要地限制由根據(jù)本發(fā)明的接口裝置產(chǎn)生的功率。根據(jù)第一實(shí)施方式，由接口裝置傳送的輸出電壓的設(shè)定值由在輸入電壓的測量值與待施加的設(shè)定值之間預(yù)先建立的對應(yīng)關(guān)系表來限定。根據(jù)第二實(shí)施方式，由接口裝置傳送的輸出電壓的設(shè)定值由給定寬度的時(shí)間窗口內(nèi)的輸入電壓的測量值的平均值來限定。有利地，本發(fā)明預(yù)期設(shè)定值至少等于給出的最小閾值。參照以非限定性示例給出的附圖，隨后的說明將更好地理解本發(fā)明構(gòu)成以及本發(fā)明怎樣實(shí)現(xiàn)。圖I是裝備符合本發(fā)明的接口裝置的電子網(wǎng)絡(luò)的示意圖。圖2是符合本發(fā)明的接口裝置的實(shí)現(xiàn)的示意圖。圖3a示出由符合本發(fā)明的接口裝置的第一實(shí)施方式實(shí)施的對應(yīng)表格。圖3b是根據(jù)第一實(shí)施方式的接口裝置的輸入電壓和輸出電壓的時(shí)間的變化曲線圖。圖4是根據(jù)第二施方式實(shí)施的接口裝置的輸入電壓和輸出電壓的時(shí)間的變化曲線圖。在圖I中示出用于實(shí)施本發(fā)明的分為兩部分P1和P2的機(jī)動(dòng)車輛的電子網(wǎng)絡(luò)。如圖I所示，網(wǎng)絡(luò)的第一部分P1包括能夠以標(biāo)準(zhǔn)電壓Vltl傳送直流電的電源11。 在機(jī)動(dòng)車輛的情況下，電源11是車輛的電池，由電池提供的標(biāo)準(zhǔn)電壓Vltl通常約為12伏。在圖I示出的示例中，網(wǎng)絡(luò)的第一部分P1還包括由車輛的交流發(fā)電機(jī)121和交流 /直流變流器122構(gòu)成的第二直流電源12。更確切地，對于裝備熱力發(fā)動(dòng)機(jī)的自動(dòng)停止與重啟動(dòng)的“停止與啟動(dòng)”系統(tǒng)的車輛而言，交流發(fā)電機(jī)121是交流啟動(dòng)器，也就是說是當(dāng)熱力發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)可以起到電流發(fā)生器作用的電機(jī)，或者作為自動(dòng)重啟動(dòng)階段時(shí)的啟動(dòng)器，必須的電流則由電池11提供。那么，提供到交流啟動(dòng)器121的電功率就是這樣的當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的自動(dòng)重啟動(dòng)時(shí)，電池接線柱上的電壓V1可產(chǎn)生6V量級的較大下降，，電壓'hk 12伏過渡到大約6伏。這就是為什么諸如電磁閥或電渦輪增壓器等能夠在鄰近6伏的最小電壓下起作用的電氣設(shè)備EQ1被分組在網(wǎng)絡(luò)的第一部分P1中的原因。網(wǎng)絡(luò)的第二部分P2包括要求高于例如6伏、10伏的最小運(yùn)行電壓的以上提及的靈敏電氣設(shè)備eq2。為了在“停止與啟動(dòng)”系統(tǒng)的自動(dòng)重啟動(dòng)階段時(shí)將施加的電壓V2保持在 10伏的水平，在網(wǎng)絡(luò)的第一部分P1和第二部分P2之間設(shè)置接口裝置20，以補(bǔ)償電池電壓V1 從12伏的標(biāo)稱值Vltl下降至大約6伏的電壓％。換句話說，利用6伏的輸入電壓V1，接口裝置20將等于設(shè)定值V。·的輸出電壓V2傳送到網(wǎng)絡(luò)的第二部分P2上，該設(shè)定值V?！?yīng)該至少等于敏感設(shè)備EQ2的運(yùn)行的最小值。相反，除了自動(dòng)重啟動(dòng)階段之外，熱力發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行， 則接口裝置20可以被禁用以便將由交流發(fā)電機(jī)121和A/C變流器122提供的高于10伏的直流電壓直接傳送到網(wǎng)絡(luò)的第二部分P2。通過連接到網(wǎng)絡(luò)的第一部分P1的控制模塊13實(shí)現(xiàn)接口裝置20的有效狀態(tài)與無效狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換，以便能夠遵循輸入電壓V1的變化并且因此控制接口裝置20。如果電壓 V1變得低于標(biāo)準(zhǔn)電壓Vltl,則控制模塊13激活接口裝置20并且將其輸出電壓V2調(diào)節(jié)為等于之后將確切描述的設(shè)定值V?！さ闹?。相反，當(dāng)電壓V1重新達(dá)到至少標(biāo)稱值Vltl時(shí)，控制模塊 13禁用接口裝置20。圖2給出了接口裝置20的實(shí)施例的示意圖。其涉及稱為“推挽”的本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的電路。通過操控根據(jù) 限定占空比的轉(zhuǎn)換開關(guān)21、22的打開和閉合，由控制模塊13 執(zhí)行裝置的輸出電壓V2的調(diào)節(jié)，以便在輸出處獲得期望的設(shè)定電壓V?！ぁＡ硪环矫?，根據(jù)由控制模塊13在網(wǎng)絡(luò)的第一部分P1上觀察到的輸入電壓V1的值，也由控制模塊13操控的 “旁路”斷路器23允許起動(dòng)或禁用接口裝置20。轉(zhuǎn)換器21、22以及斷路器23例如由在圖2中示出的MOSFET晶體管實(shí)現(xiàn)。考慮到敏感設(shè)備EQ2可以至少瞬間地在低于標(biāo)稱值Vltl的供電電壓下運(yùn)行，本發(fā)明提出將設(shè)定值V?！は拗茷樵试S同時(shí)保證設(shè)備EQ2的運(yùn)行功能并且使由接口裝置20提供的電能最小化的值，與n° 2923328法國專利申請目的的接口裝置相反，其接口裝置20由控制模塊操控以便在輸出處不變地傳送12伏的同一輸出電壓，而不管輸入電壓值是什么。通過減少由接口裝置20產(chǎn)生的電功率，則可以考慮使用成本更低且體積更小的電子組件。待施加的設(shè)定值V?！た梢杂稍诳刂颇K13中預(yù)先建立且存儲(chǔ)的對應(yīng)關(guān)系表(例如在圖3a中示出的表)限定。在該表中看到，當(dāng)輸入電壓值V1低于10伏的標(biāo)稱值Vltl時(shí)，設(shè)定值根據(jù)由模塊13重建的輸入電壓值V1的值而變化。在提出的具體示例中，設(shè)定值V。· 逐漸地變化。圖3b示出根據(jù)輸入電壓V1變化的輸出電壓V2的變化。在圖4中示出待施加到輸出電壓V2的設(shè)定值V?！さ牡诙?shí)施方式，其包括計(jì)算給定寬度I的時(shí)間窗口 F內(nèi)的輸入電壓V1的平均值。當(dāng)電壓V1在窗口 F中還保持為12伏的標(biāo)準(zhǔn)電壓Vltl時(shí)，其平均值等于Vltl并且裝置20不由控制模塊13起動(dòng)。一旦在窗口 F內(nèi)出現(xiàn)電壓V1減少，該窗口中的V1平均值就變?yōu)榈陀跇?biāo)稱值V1(l?？刂颇K13檢測該減少并且隨后用作設(shè)定值V。·以便將在窗口 F中計(jì)算的V1的平均值強(qiáng)加到接口裝置20。應(yīng)該理解如參照圖3b描述的第一實(shí)施方式，施加到接口裝置20的設(shè)定電壓V?！た偸潜３值陀跇?biāo)準(zhǔn)電壓Vltl，這限制了由裝置20提供的電能，并且允許使用低成本和小體積的組件。然而，為了保證設(shè)定值V。·從不低于例如10伏的最小閾值Vseuil，控制模塊13將在窗口 F 上計(jì)算的電壓V1的平均值與閾值Vseuil進(jìn)行比較，在比較結(jié)果為否的情況下，將Vseuil 值用作設(shè)定值V?！?。最后，為了獲得該第二實(shí)施方式的充分的精確性，有利地是窗口 F的寬度至多等于輸入電壓V1的下降尖峰信號P的寬度，如在圖4中所示。
權(quán)利要求
1.一種接口裝置，所述接口裝置在電子網(wǎng)絡(luò)的第一部分(P1)與網(wǎng)絡(luò)的第二部分(P2) 之間，一方面第一部分(P1)包括可將輸入電壓(V1)施加到接口裝置(20)的直流網(wǎng)絡(luò)電源(11)，另一方面第二部分(P2)至少包括用于通過接口裝置被提供直流電的設(shè)備(EQ2)，所述接口裝置(20)可在所述輸入電壓(V1)下降到給定標(biāo)稱值(Vltl)之下時(shí)將等于設(shè)定值(V?！? 的輸出電壓(V2)傳送到所述網(wǎng)絡(luò)的第二部分(P2),其特征在于所述設(shè)定值(V?！?限定為低于所述標(biāo)稱值(Vltl)的值以保證所述設(shè)備(EQ2)的運(yùn)行功能并且使由所述接口裝置(20)提供的電能最小化。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述接口裝置是“推挽”型的電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的裝置，其中由所述接口裝置傳送的所述輸出電壓(％)的所述設(shè)定值(V?！?由所述輸入電壓(V1)的測量值與待施加的設(shè)定值之間預(yù)定的對應(yīng)表限定。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的裝置，其中由所述接口裝置傳送的所述輸出電壓(％)的所述設(shè)定值(V。·)由給定寬度(I)的時(shí)間窗口(F)內(nèi)的所述輸入電壓(V1)的測量值的平均值限定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中所述設(shè)定值(V。·)至少等于給定的最小閾值(Vseuil )
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的裝置，其中所述時(shí)間窗口(F)的所述寬度(I)至多等于所述輸入電壓(V1)的下降尖峰信號(P)的寬度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種接口裝置，所述接口裝置在電子網(wǎng)絡(luò)的第一部分(P1)與網(wǎng)絡(luò)的第二部分(P2)之間，一方面該第一部分(P1)包括可將輸入電壓(V1)施加到接口裝置(20)的直流網(wǎng)絡(luò)電源(11)，另一方面第二部分(P2)至少包括用于由接口裝置提供直流電的設(shè)備(EQ2)所述接口裝置(20)可在所述輸入電壓(V1)下降到給定標(biāo)稱值(V10)之下時(shí)將等于設(shè)定值(Vcons)的輸出電壓(V2)傳送到網(wǎng)絡(luò)的第二部分(P2)。根據(jù)本發(fā)明，所述設(shè)定值(Vcons)限定為低于所述標(biāo)稱值(V10)的值以保證所述設(shè)備(EQ2)的運(yùn)行功能并且使由所述接口裝置(20)提供的電能最小化。本應(yīng)用涉及機(jī)動(dòng)車輛，特別是裝備了自動(dòng)停止與重啟動(dòng)(“停止與啟動(dòng)”)系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)車輛的車載網(wǎng)絡(luò)的電源。
文檔編號H02J7/14GK102725938SQ201080062536
公開日2012年10月10日 申請日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日
發(fā)明者D·奧爾謝夫斯基, S·卡呂貝利 申請人:標(biāo)致·雪鐵龍汽車公司