用于機動車車載電網在甩負荷情況下的過壓保護制造技術

本發明專利技術涉及一種具有電機、有源橋式整流器和至少一個控制裝置的機動車車載電網，其中所述至少一個控制裝置被設立為：通過操控橋式整流器的有源開關元件將由電機在多個相端子上輸出的交流電壓轉換為直流電壓，并且其中設置有裝置（71），所述裝置（71）被設立為：表征直流電壓的信號一超過上限閾值就使相端子中的至少兩個的短路開始，并且所述表征直流電壓的信號此后一低于下限閾值就結束所述短路。設置有分析裝置，所述分析裝置被設立為：檢測直流電壓的值、對所檢測到的值進行濾波并且將經過濾波的值提供為所述表征直流電壓的信號。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種機動車車載電網、一種方法和用于實施按照獨立專利權利要求的前序部分所述的方法的裝置。
技術介紹
為了從交流系統給直流系統供電（例如通過交流發電機給機動車車載電網供電），不同結構形式的整流器可以被采用。在機動車車載電網中，對應于通常被建造的（verbaut）三相、四相或者五相交流發電機而通常使用六脈沖、八脈沖或者十脈沖實施的橋式整流器。然而，本專利技術也適合于針對其它的相數的橋式整流器。如果隨后簡化地談到發電機，則在這種情況下也可涉及可發電機式和電動機式運行的電機、例如所謂的起動發電機（Startergenerator）。所謂的甩負荷（英語：LoadDump）是在橋式整流器中的關鍵的運行情況。如果在高勵磁的發電機和相對應高的所發出的電流的情況下在發電機或與之相連的橋式整流器上的負荷（例如通過切斷耗電器）突然減小，那么出現甩負荷。在這種情況下，由于進一步由發電機所提供的能量而在大約300至500ms內出現高電壓。如果這些高電壓不能或者不能完全被在直流電壓電網中的以電容方式起作用的元件（例如機動車電池）或者在整流器中被截住，那么在機動車車載電網的部件中可發生過壓損害。在傳統的（無源）橋式整流器中，通過該整流器本身、即借助于在那里以常規方式被建造的整流器齊納二極管實現一定的保護，在所述整流器齊納二極管中，過壓可以被嵌位（klammern）并且多余的能量可以被轉化為熱量。諸如在DE102009046955A1中所解釋的那樣，然而在機動車中采用有源的或受控制的橋式整流器是值得期望的。此外，因為有源橋式整流器與無源的或不受控制的橋式整流器相反在正常運行時具有較小的損耗功率，因此這是這種情況。然而，目前可得到的用于這種有源橋式整流器的可操控的（ansteuerbar）或有源的開關元件（例如MOSFET）沒有如傳統的整流器齊納二極管那樣具有帶有足夠的穩健性的集成的嵌位功能，而且因而不能截住過壓。因而在有源橋式整流器中，附加的保護策略是必需的。例如，在甩負荷的情況下，發電機相可以通過將相對應的整流器的上面的或者下面的整流器支路的一些或者所有開關元件短時間地切換為導通的（leitendgeschaltet）而被短接，諸如也在DE19835316A1中所公開的并且在DE102009046955A1中所討論的那樣。這尤其是基于對附在有源橋式整流器的直流電壓端子上的輸出電壓的分析而實現。如果該輸出電壓超過預先給定的上限閾值，那么使相對應的短路開始，并且輸出電壓下降。如果該輸出電壓此后低于預先給定的下限閾值，那么所述短路結束（aufheben），并且該輸出電壓重新上升。因此涉及典型的滯回性能。因而，該輸出電壓在甩負荷的情況下在上限閾值和下限閾值之間往復擺動。因為由于所提到的切換過程、即進行重復的相短路而發生所參與的開關元件的強烈的加負荷，因此這里可能出現問題。如果開關元件沒有相對應地被確定尺寸，那么這可損壞所述開關元件。因而存在對用于有源橋式整流器在甩負荷情況下的改善的保護策略的需求。
技術實現思路
在該背景下，本專利技術建議了一種機動車車載電網、一種方法和用于實施具有獨立專利權利要求的特征的方法的裝置。有利的構建方案是從屬權利要求以及隨后的描述的主題。本專利技術的優點本專利技術以本身公知的具有電機、有源橋式整流器和至少一個控制裝置的機動車車載電網為出發點。如就這方面來說常見的那樣，所述至少一個控制裝置被設立為：通過操控橋式整流器的有源開關元件而將由電機在多個相端子上輸出的交流電壓轉換為直流電壓。此外，還設置有如下裝置：所述裝置被設立為表征直流電壓的信號一超過上限閾值就使所述相端子中的至少兩個的短路開始并且表征直流電壓的信號此后一低于下限閾值就結束所述短路。這樣的機動車車載電網或具有這種機動車車載電網的橋式整流器和控制裝置的電機參考圖2在下面進一步被解釋。按照本專利技術設置：給相對應的機動車車載電網或其控制裝置配備分析裝置，所述分析裝置被設立為檢測由有源橋式整流器輸出的直流電壓的值。如已經被解釋的那樣，在傳統的機動車車載電網中也檢測這種值并且在該基礎上確定是否存在甩負荷。然而，此外按照本專利技術還設置：對所檢測到的值進行濾波并且將經過濾波的值提供為表征直流電壓的信號。如隨后被解釋并且尤其是參考圖3至5被示出的那樣，按照本專利技術的措施使得能夠避免在短路與被結束的短路之間的高頻的重復的轉接過程。相對應的橋式整流器的有源開關元件通過使用按照本專利技術的措施較微小地被加負荷。換句話說，通過利用相對應地被匹配的濾波器對電壓信號進行濾波和/或實現自適應地控制相對應的為所解釋的分析裝置的部分的比較器的觸發閾，阻止傳統地接連不斷地進行的、不符合期望的激活和停用（Deaktivieren）通過由有源橋式整流器輸出的電壓信號的分別超過和低于所使用的觸發閾的電壓峰值引起的相短路。按照本專利技術所建議的措施的重要優點是：避免了在所使用的有源開關元件（例如在有源橋式整流器中所建造的MOSFET）中的頻繁的切換過程，所述頻繁的切換過程可能會導致劇烈的、必要時有損害的荷載（Beanspruchung）。因而，所建造的開關元件可較小地并且較成本有利地被構造。本專利技術可包括所有適當的濾波裝置。隨后主要涉及在本申請的上下文中被證明為特別有利的傳統的RC濾波器、毛刺濾波器（Glitchfilter）和/或SC濾波器（開關電容器（SwitchedCapacitor））。在該上下文中，尤其是考慮車載電網的至少一個共振頻率，并且在此基礎上進行所提到的信號的濾波。在該上下文中，重要的方面是通過在由有源橋式整流器輸出的直流電壓與比較器塊之間采用被限定的極限頻率的濾波器來仿真車載電網電壓的變化過程，所述比較器塊通過適當的觸發閾對相短路的停用和激活進行裁決。特別有利地，在本專利技術的范圍內也可以采用具有可設定的（einstellbar）比較器閾的比較器。如果該比較器閾被設定到上限值，那么該上限值可對應于上限閾值。以相同的方式，如果該比較器閾被設定到較低的值，那么該比較器閾對應于下限閾值。為了阻止不符合期望地頻繁的切換過程，尤其是也可以設置：表征直流電壓的信號一超過上限閾值，就在預先確定的時間內降低下限閾值，或表征直流電壓的信號此后一低于下限閾值，就在預先確定的時間內提高上限閾值。以這種方式避免：所提到的信號多次在所說明的時間之內與相對應的閾值交叉，并且經此導致了所參與的有源開關元件的切換。也可以設置：如果相對應的比較器被構造用于這種運行，那么實際上以其它的方式停用相對應的閾值，而不是降低或提高比較器閾的相對應的值。目標是：在預先確定的基于相應的車載電網的車載電網特征（例如基于電阻值、電感值和電容值）被選出的時間間隔內分別避免相對應的閾值交叉。按照本專利技術的計算單元（例如機動車的控制設備）尤其是以程序技術方式被設立為執行按照本專利技術的方法。尤其是當進行實施的控制設備還被用于其它任務并且因而本來存在時，以軟件的形式實施本方法也是有利的，因為這造成特別微小的成本。用于提供計算機程序的適當的數據載體尤其是軟盤、硬盤、閃存、E本文檔來自技高網...

【技術保護點】
具有電機（G）、有源橋式整流器（1）和至少一個控制裝置（2）的機動車車載電網，其中所述至少一個控制裝置（2）被設立為：通過操控橋式整流器（1）的有源開關元件（AH?EH、AL?EL）將由電機（G）在多個相端子（U?Y）上輸出的交流電壓轉換為直流電壓（V(B+)），并且其中設置有裝置（71），所述裝置（71）被設立為：表征直流電壓（V(B+)）的信號一超過上限閾值（V(hyst_up)），就使所述相端子（U?Y）中的至少兩個的短路開始，并且所述表征直流電壓（V(B+)）的信號此后一低于下限閾值（V(hyst_down)），就結束所述短路，其特征在于分析裝置（3、R7、C7、81），所述分析裝置（3、R7、C7、81）被設立為：檢測直流電壓（V(B+)）的值、對所檢測到的值進行濾波并且將經過濾波的值提供為所述表征直流電壓（V(B+)）的信號（V(B+_filter)）。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2013.11.15 DE 102013223316.71.具有電機（G）、有源橋式整流器（1）和至少一個控制裝置（2）的機動車車載電網，其中所述至少一個控制裝置（2）被設立為：通過操控橋式整流器（1）的有源開關元件（AH-EH、AL-EL）將由電機（G）在多個相端子（U-Y）上輸出的交流電壓轉換為直流電壓（V(B+)），并且其中設置有裝置（71），所述裝置（71）被設立為：表征直流電壓（V(B+)）的信號一超過上限閾值（V(hyst_up)），就使所述相端子（U-Y）中的至少兩個的短路開始，并且所述表征直流電壓（V(B+)）的信號此后一低于下限閾值（V(hyst_down)），就結束所述短路，其特征在于分析裝置（3、R7、C7、81），所述分析裝置（3、R7、C7、81）被設立為：檢測直流電壓（V(B+)）的值、對所檢測到的值進行濾波并且將經過濾波的值提供為所述表征直流電壓（V(B+)）的信號（V(B+_filter)）。
2.根據權利要求1所述的機動車車載電網，其中，所述分析裝置（3、R7、C7、81）包括濾波裝置：所述濾波裝置具有至少一個RC濾波器（R7、C7）或者毛刺濾波器（81）和/或SC濾波器，和/或其中，所述分析裝置（3、R7、C7、81）包括具有A/D轉換器（83）和連接在所述A/D轉換器（83）的下游的數字電路（84）的裝置，所述具有A/D轉換器（83）和連接在所述A/D轉換器（83）的下游的數字電路（84）的裝置被設立為仿制相對應的濾波性能。
3.根據權利要求1或2之一所述的機動車車載電網，其中，所述分析裝置（3、R7、C7、81）被設立為將所述表征直流電壓（V(B+)）的信號（V(B+_filter)）輸送給比較器（71），所述比較器（71）被設立為將所述表征直流電壓（V(B+)）的信號（V(B+_filter)）與上限閾值（V(hyst_up)）和下限閾值（V(hyst_down)）相比較。
4.根據權利要求3所述的機動車車載電網，其中，設置有設定裝置，所述設定裝置被設立為以所述比較器（71）的可設定的比較器閾的形式提供上限閾值（V(hyst_up)）和下限閾值（V(hyst_down)）。
5.根據權利要求4所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：C奧特，P梅林格，W法伊勒，
申請(專利權)人：羅伯特·博世有限公司，
類型：發明
國別省市：德國;DE