專利名稱：用于在雙電壓車載電網(wǎng)中識(shí)別直流電壓變換器的低壓側(cè)上的反極性的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在尤其是在機(jī)動(dòng)車中的雙電壓車載電網(wǎng)中識(shí)別直流電壓變換器的低壓側(cè)上的反極性的裝置和方法。
背景技術(shù)：
雙電壓車載電網(wǎng)例如由機(jī)動(dòng)車技術(shù)、尤其是用于混合動(dòng)力或電動(dòng)汽車的機(jī)動(dòng)車技術(shù)已知。由于耗電器數(shù)量的增加，通常一個(gè)唯一的電壓供給不再是足夠的。此外，使用需要更高運(yùn)行電壓的耗電器，使得開發(fā)了雙電壓車載電網(wǎng)，其具有不同的電壓水平。這里常見的是通過直流電壓變換器(通常也被稱為DC/DC變換器)將這些車載電網(wǎng)連接，以便通過共同的發(fā)電機(jī)給兩個(gè)車載電網(wǎng)供電。
在外部起動(dòng)的范疇中或者也通過另外引起的換相，可能在直流電壓變換器的低壓側(cè)上出現(xiàn)反極性。直流電壓變換器雖然能夠直到確定的電流大小并且時(shí)間上受限地被反極性地設(shè)計(jì)，但是為了避免對(duì)直流電壓變換器的持續(xù)的損壞，必要的是可靠地識(shí)別直流電壓變換器的低壓側(cè)上的反極性并且必要時(shí)將該雙電壓車載電網(wǎng)變換到可靠的運(yùn)行狀態(tài)。由DE 199 61 622 Al例如已知了一種針對(duì)雙電壓車載電網(wǎng)的控制設(shè)備保護(hù)裝置，包括兩個(gè)電流方式相互連接的、不同電壓水平的車載電網(wǎng)，在其中設(shè)置有耗電器，其中與較低電壓的車載電網(wǎng)中的耗電器并列連接了在截止方向上的保護(hù)二極管。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于在尤其是機(jī)動(dòng)車中的雙電壓車載電網(wǎng)中識(shí)別直流電壓變 換器的低壓側(cè)上的反極性的裝置，具有用于允許或者中斷在直流電壓變換器低壓側(cè)上的連接線路中的電流的可控的開關(guān)元件、用于檢測(cè)在直流電壓變換器低壓側(cè)上的連接線路中的電流的電流傳感器以及用于分析所檢測(cè)電流的電流方向并且用于當(dāng)所檢測(cè)電流的電流方向與所希望的電流方向不同時(shí)識(shí)別出反極性的分析單元。本發(fā)明此外還提供了一種用于在尤其是機(jī)動(dòng)車中的雙電壓車載電網(wǎng)中識(shí)別直流電壓變換器的低壓側(cè)上的反極性的方法，其中通過可控的開關(guān)元件允許在直流電壓變換器的低壓側(cè)上的連接線路中的電流，檢測(cè)在直流電壓變換器的低壓側(cè)上的連接線路中的電流，分析所檢測(cè)電流的電流方向并且當(dāng)所檢測(cè)電流的電流方向與所希望的電流方向不同時(shí)識(shí)別出反極性。在雙電壓車載電網(wǎng)中的直流電壓變換器用于將電能量從高壓側(cè)傳輸?shù)降蛪簜?cè)或者反過來。在此，談及直流電壓變換器的所謂的降壓運(yùn)行(或Buck-Betrieb)以及所謂的升 壓運(yùn)行(或Boost-Betr i eb )。根據(jù)直流電壓變換器的運(yùn)行方式，在直流電壓變換器的連接線路中在低壓側(cè)上希望在預(yù)先給定的電流方向中的電流。如果借助電流傳感器在直流電壓變換器的連接線路中在低壓側(cè)上檢測(cè)到電流，則可以通過分析所檢測(cè)電流的電流方向和接著將該電流方向與所希望的電流方向進(jìn)行比較而可靠地識(shí)別反極性。因?yàn)樵谥绷麟妷鹤儞Q器的低壓側(cè)上的電流為確定的目的例如電流調(diào)節(jié)或車載電網(wǎng)能量計(jì)算而總歸必須被確定、也即直接被測(cè)量或者被計(jì)算，因此為此與傳統(tǒng)的系統(tǒng)相比不需要附加的電路技術(shù)上的花費(fèi)。按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，借助所檢測(cè)電流的代數(shù)符號(hào)來確定電流方向并且然后當(dāng)所檢測(cè)電流的代數(shù)符號(hào)與期望的代數(shù)符號(hào)不同時(shí)探測(cè)到反極性。按照另一個(gè)實(shí)施方式，開關(guān)元件在激活直流電壓變換器時(shí)被閉合。通過這種方式，能夠直接在接通直流電壓變換器之后借助在直流電壓變換器的低壓側(cè)上的電流的電流方向來識(shí)別反極性。通過直接導(dǎo)入合適的將車載電網(wǎng)變換到可靠狀態(tài)的措施，能夠避免直流電壓變換器和/或連接到該車載電網(wǎng)上的其他部件由于反極性而被損壞。本發(fā)明的另一實(shí)施方式規(guī)定，以規(guī)則的時(shí)間間隔通過控制單元將在直流電壓變換器的待機(jī)模式中的開關(guān)元件閉合。通過這種方式，無需激活直流電壓變換器地以規(guī)則的時(shí)間間隔在直流電壓變換器的低壓側(cè)上引起電流，其方向是對(duì)于可能的反極性的清楚的標(biāo)志。在此，在直流電壓變換器低壓側(cè)上的電流基于在低壓車載電網(wǎng)中已經(jīng)充電的電容的再充電過程。通過這種方式，甚至可以在激活直流電壓變換器之前可靠識(shí)別在待機(jī)運(yùn)行中發(fā) 生的反極性并且將車載電網(wǎng)變換到可靠的運(yùn)行狀態(tài)。


本發(fā)明實(shí)施方式的其他特征和優(yōu)點(diǎn)參照附圖從后面的描述中得到，該附圖示出了具有本發(fā)明的用于反極性識(shí)別裝置的雙電壓車載電網(wǎng)的示意性示圖。
具體實(shí)施例方式用作發(fā)電機(jī)的電機(jī)I通過逆變器2與用作充電存儲(chǔ)器的高壓電池3連接。發(fā)電機(jī)
I、逆變器2和能量存儲(chǔ)器3 —起構(gòu)成高壓部分車載電網(wǎng)4。該高壓部分車載電網(wǎng)4可以包含其他的沒有示出的部件例如耗電器或負(fù)載，它們也可以被實(shí)施為可接通或可關(guān)斷。該充電存儲(chǔ)器可以如所示地為電池或也可以為電容器或所謂的超級(jí)電容器。在高壓部分車載電網(wǎng)4和低壓部分車載電網(wǎng)5之間的連接通過直流電壓變換器(DC/DC變換器)6來建立。在直流電壓變換器6的低壓側(cè)上，設(shè)置有低壓電池7形式的充電存儲(chǔ)器以及例如通過負(fù)載開關(guān)元件8可接通或可關(guān)斷的耗電器9。按照本發(fā)明，在直流電壓變換器的連接線路中設(shè)置有可控的開關(guān)元件10，其通過控制單元11可控制。該可控開關(guān)元件10在此可以例如被實(shí)施為繼電器或晶體管。此外，在直流電壓變換器的連接線路中在低壓側(cè)設(shè)置有電流傳感器12，其檢測(cè)在連接線路中的電流。在所示的實(shí)施例中，在連接線路中不僅設(shè)置有可控的開關(guān)元件10而且設(shè)置有電流傳感器12，該連接線路連接到直流電壓變換器6的負(fù)連接端子Bn —上。但是對(duì)此代替地，也可以在連接線路中設(shè)置可控開關(guān)元件10和/或電流傳感器12，該連接線路被連接到直流電壓變換器6的正連接端子Bn +上。借助電流傳感器12，在低壓側(cè)上檢測(cè)直流電壓變換器6的連接線路中的電流。按照本發(fā)明，將電流傳感器12的輸出信號(hào)傳輸給分析單元13，該分析單元13將所檢測(cè)電流的電流方向與所希望的電流方向比較并且當(dāng)所檢測(cè)電流的電流方向與所希望電流方向不同時(shí)探測(cè)到在直流電壓變換器6的低壓側(cè)上的反極性。在此，所希望的電流方向取決于直流電壓變換器6的運(yùn)行方式，也即取決于直流電壓變換器6是運(yùn)行在降壓運(yùn)行中還是運(yùn)行在升壓運(yùn)行中。按照本發(fā)明實(shí)施方式，控制單元11控制開關(guān)元件10，使得它在直流電壓變換器6激活時(shí)和/或在直流電壓變換器6處于待機(jī)模式中時(shí)以規(guī)則的時(shí)間間隔被閉合。開關(guān)元件10的閉合相應(yīng)引起直流電壓變換器6的低壓側(cè)上的電流，為了識(shí)別反極性該電流可被分析。在閉合開關(guān)元件10之后在直流電壓變換器6的低壓側(cè)上的電流在直流電壓變換器6激活的情況下通過內(nèi)部電容的充電并且在待機(jī)運(yùn)行情況下通過對(duì)在低壓車載電網(wǎng)中已經(jīng) 充電的電容的重新充電來引起。
權(quán)利要求
1.用于在尤其是機(jī)動(dòng)車中的雙電壓車載電網(wǎng)中識(shí)別直流電壓變換器(6)的低壓側(cè)上的反極性的裝置，具有 一用于允許或者中斷在直流電壓變換器(6)低壓側(cè)上的連接線路中的電流的可控的開關(guān)元件(10)， 一用于檢測(cè)在直流電壓變換器(6)低壓側(cè)上的連接線路中的電流的電流傳感器(12)以及 一用于分析所檢測(cè)電流的電流方向并且用于當(dāng)所檢測(cè)電流的電流方向與所希望的電流方向不同時(shí)識(shí)別出反極性的分析單元(13 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，在開關(guān)元件(10)閉合之后，分析單元(13)將所 檢測(cè)電流的代數(shù)符號(hào)與所希望的代數(shù)符號(hào)進(jìn)行比較并且當(dāng)這些代數(shù)符號(hào)彼此不同時(shí)識(shí)別出反極性。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的裝置，其中，開關(guān)元件(10)在激活直流電壓變換器(6)時(shí)被控制單元(11)閉合。
4.根據(jù)權(quán)利要求I一 3之一所述的裝置，其中以規(guī)則的時(shí)間間隔通過控制單元(11)將在直流電壓變換器(6)的待機(jī)模式中的開關(guān)元件(10)閉合。
5.一種用于在尤其是機(jī)動(dòng)車中的雙電壓車載電網(wǎng)中識(shí)別直流電壓變換器(6)的低壓側(cè)上的反極性的方法，其中 一通過可控的開關(guān)元件(10)允許在直流電壓變換器(6)的低壓側(cè)上的連接線路中的電流， 一檢測(cè)在直流電壓變換器(6)的低壓側(cè)上的連接線路中的電流， -分析所檢測(cè)電流的電流方向并且 -當(dāng)所檢測(cè)電流的電流方向與所希望的電流方向不同時(shí)識(shí)別出反極性。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中將所檢測(cè)電流的代數(shù)符號(hào)與所希望的代數(shù)符號(hào)進(jìn)行比較并且當(dāng)這些代數(shù)符號(hào)彼此不同時(shí)識(shí)別出反極性。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其中在激活直流電壓變換器(6)時(shí)閉合開關(guān)元件(10)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7之一所述的方法，其中以規(guī)則的時(shí)間間隔將在直流電壓變換器(6)的待機(jī)模式中的開關(guān)元件(10)閉合。
全文摘要
本發(fā)明設(shè)計(jì)用于在尤其是機(jī)動(dòng)車中的雙電壓車載電網(wǎng)中識(shí)別直流電壓變換器(6)的低壓側(cè)上的反極性的裝置和方法。在此，通過可控的開關(guān)元件(10)允許在直流電壓變換器(6)的低壓側(cè)上的連接線路中的電流，借助電流傳感器檢測(cè)在直流電壓變換器(6)的低壓側(cè)上的連接線路中的電流，通過分析單元分析所檢測(cè)電流的電流方向并且當(dāng)所檢測(cè)電流的電流方向與所希望的電流方向不同時(shí)識(shí)別出反極性。
文檔編號(hào)H02J1/08GK102725935SQ201080059581
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2010年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月28日
發(fā)明者A.沙伊德勒, B.普什科利, M.魯費(fèi)爾, T.克諾爾普 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司