專利名稱：在車上進行機動車配電網(wǎng)的配電網(wǎng)診斷方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在機動車行駛中在車上進行機動車配電網(wǎng)診斷的方法和裝置。
由于機動車配電網(wǎng)中用電設(shè)備的增加，其中所述的用電設(shè)備部分地是安全相關(guān)性的，所以需要在車輛行駛時在車上連續(xù)地監(jiān)測配電網(wǎng)的情況，并且在一定的情況下引入適當?shù)膽?yīng)對措施。
多數(shù)公知的機動車上配電網(wǎng)診斷方法把配電網(wǎng)電壓的當前實際值與可預(yù)定的設(shè)定值進行比較，其中在偏離顯著時發(fā)電機的空載轉(zhuǎn)數(shù)提高和/或把舒適性用電設(shè)備按優(yōu)先權(quán)分級地關(guān)閉，直到配電網(wǎng)的狀態(tài)重新得到改善為止。
由DE 198 45 562 C1公知機動車的配電網(wǎng)狀態(tài)測定方法，其中為了判斷配電網(wǎng)檢驗配電網(wǎng)中現(xiàn)有的車載蓄電池電壓是否達到代表臨界配電網(wǎng)狀態(tài)的臨界的極限值，其中把經(jīng)過長的時間取平均的電壓值或者當前的電壓值，從短時間的電壓改變中濾出，評估為蓄電池電壓值，其中只有在沒有短期接入大電流用電設(shè)備和/或在接入短期大電流用電設(shè)備的情況下，在當前電壓值大于長時間求平均的電壓值的情況下，才考慮用當前的電壓值來判斷配電網(wǎng)的狀態(tài)。
本發(fā)明的技術(shù)問題旨在創(chuàng)立在車上診斷機動車配電網(wǎng)的方法和裝置，所述的方法和裝置能進一步改善配電網(wǎng)狀態(tài)的診斷。
所述的技術(shù)問題通過具有權(quán)利要求1和9的特征的對象而得到解決。本發(fā)明的其它有利的擴展由從屬權(quán)利要求給出。
為此采集配電網(wǎng)電壓的波紋度并且進行評估，因為從配電網(wǎng)電壓的波紋度可以得出蓄電池的存在及功能情況的結(jié)論。在此，基本的思路是正常情況下，通過蓄電池能平滑有波紋的發(fā)電機電壓。如果相反蓄電池有故障或者由于纜線破損不再供電，從而這可以在波紋度上察覺到但是不一定在配電網(wǎng)電壓值中看出。
在一個優(yōu)選的實施形式中為此向配電網(wǎng)電壓指派一個上限值和一個下限值，并且查明單位時間內(nèi)超出和/或低于極限值的次數(shù)。由此防止把個別的開關(guān)事件或者引起配電網(wǎng)起伏的控制歸類為蓄電池有故障。因此根據(jù)此兩個極限值定義了一個容差窗口，其中把偏離容差窗口的次數(shù)做為波紋度的尺度。
在另一個實施形式中相反連續(xù)地只確定超出或低于極限值，或者連續(xù)地采集偏差的絕對值并且與極限值進行比較。然后把這種偏差診斷為電池有故障。
在另一個優(yōu)選的方法步驟中采集和評估從偏差的平均值得出的梯度。由此可以推斷，此偏差是否是由于開關(guān)過程造成的。在此下述考慮成立開關(guān)過程以陡的梯度而引人注目，相反在蓄電池電纜中斷或者蓄電池有故障時的這種梯度很小。從而由偏差的平均值得出的梯度給出診斷蓄電池有故障的檢驗標準。
在另一個方法步驟中對配電網(wǎng)電壓進行低通濾波并且確定對完好配電網(wǎng)電壓的偏移。從而可以確定配電網(wǎng)是否例如由于大量啟動的用電設(shè)備而受強的負載。在較大的偏移時要從啟動了可導(dǎo)致電壓起伏的功率要求的多個用電設(shè)備著手考慮。從而平滑的配電網(wǎng)電壓的偏移對完好的配電網(wǎng)電壓提供另一個診斷蓄電池有故障的檢驗標準。
這三個方法步驟可以并列地進行，其中把各個結(jié)果加權(quán)匯總成總的結(jié)果。在此還可以動用公知的模糊邏輯。
另外還可以相繼地進行各個方法步驟，其中只在前一個方法步驟是否定時才進行下一個方法步驟。
在又一個優(yōu)選的實施形式中在測取配電網(wǎng)臨界狀態(tài)時接入一個風(fēng)扇，優(yōu)選地接入內(nèi)燃機風(fēng)扇，所述的風(fēng)扇在電壓波動時把起發(fā)電機作用的機械儲存的能量以電方式反饋回配電網(wǎng)中。
下面借助于一個優(yōu)選的實施例詳細地說明本發(fā)明。在圖中
圖1帶有開關(guān)尖峰的完好的配電網(wǎng)的電壓曲線示意圖，圖2帶有有故障的蓄電池配電網(wǎng)的電壓曲線示意圖，圖3從圖1所示的偏差的平均值得出的梯度，圖4從圖2所示的偏差的平均值得出的梯度，圖5在很小的配電網(wǎng)負荷時當前的配電網(wǎng)電壓對完好的配電網(wǎng)電壓的偏移圖示和圖6在強的配電網(wǎng)負荷時當前的配電網(wǎng)電壓對完好的配電網(wǎng)電壓的偏移圖示。
圖1示出帶有例如由于感性負荷造成的開關(guān)尖峰的完好的配電網(wǎng)的電壓曲線示意圖。在此，對配電網(wǎng)電壓U指定上限值Uo和下限值Uu。配電網(wǎng)電壓呈現(xiàn)很小的波紋度，從而除了開關(guān)尖峰以外配電網(wǎng)電壓U總是停留在兩個極限值Uo和Uu之間。這種最小的波紋度是完好的蓄電池的典型指征，所述的蓄電池平滑發(fā)電機電壓。與此相反，圖2所示的配電網(wǎng)電壓U呈現(xiàn)明顯的波紋度，這是有故障的蓄電池的典型標志。如圖所示，僅簡單地超過或者低于上限值Uo及下限值Uu還不是采集蓄電池有故障的適當方法。然而可以基于頻度，也就是基于超過或者低于上限值及下限值的次數(shù)推斷出波紋度的尺度。在此例如可以采用計數(shù)器，所述的計數(shù)器每超過或低于時便增加計數(shù)1。
取代上限值和下極限值還可以測量絕對的電壓偏移并且與一個極限值比較。由此得出配電網(wǎng)電壓U的直流成分電平的無關(guān)性。
除了計數(shù)器以外，還可以連續(xù)地監(jiān)視配電網(wǎng)電壓，其中通過采集的配電網(wǎng)電壓的最小-最大比來測量波紋度。如果波紋度超過規(guī)定的極限值，就確診為蓄電池有故障。
為了降低錯誤診斷，現(xiàn)在在波紋度的范圍內(nèi)研究配電網(wǎng)電壓，以此得出有關(guān)波紋度原因的結(jié)論。
一種可能性在于，確定偏差的平均值UM的梯度，這是在圖3和圖4中示出的兩個起伏。如果所述的梯度很大，如圖3所示，從而所有的可能的起伏都可以歸結(jié)于開關(guān)過程，相反較小的梯度更加可能是蓄電池有故障。
詳細研究所述起伏的另一個可能性是查明當前的配電網(wǎng)電壓Uakt相對于完好的配電網(wǎng)參考電壓Uref的偏移。對此把配電網(wǎng)電壓U進行低通濾波，從而濾除高頻的起伏。從而差值Uref-Uakt給出直流電壓偏移，其中借助于偏移的大小可以推斷出配電網(wǎng)負荷。從而如圖5所示較小的偏移相應(yīng)于較小的配電網(wǎng)負荷，而如圖6所示較大的偏移相應(yīng)于較大的配電網(wǎng)負荷。
如果在此情況下采集到了梯度小并且偏移小的配電網(wǎng)電壓的波紋度，這就說明正確診斷是蓄電池有故障，從而應(yīng)當引入相應(yīng)的應(yīng)對措施例如接入風(fēng)扇和/或通知司機。當然梯度的檢驗步驟和偏移的確定可以在使用計數(shù)器的實施形式中附加地采用。
權(quán)利要求
1.機動車行駛時在車上診斷機動車配電網(wǎng)的方法，其中采集和評估配電網(wǎng)電壓，其特征在于，采集配電網(wǎng)電壓的波紋度。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對配電網(wǎng)電壓指定一個上限值和一個下限值(Uo、Uu)，并且查明單位時間內(nèi)超過和/或低于極限值的次數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，采集配電網(wǎng)電壓的絕對和相對的起伏寬度。
4.如權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，采集從偏差的平均值得出的梯度。
5.如權(quán)利要求2至4之一所述的方法，其特征在于，對配電網(wǎng)電壓進行低通濾波并且確定相對于完好配電網(wǎng)電壓的偏移。
6.如權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，并列地進行所述的方法步驟，其中把各個結(jié)果加權(quán)地匯總。
7.如權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，相繼地進行方法步驟，其中只在前一個方法步驟被否定時才進行下一個方法步驟。
8.如以上權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，在采集配電網(wǎng)臨界狀態(tài)時接入一個風(fēng)扇。
9.機動車行駛時在車上診斷機動車配電網(wǎng)的裝置，含有用于采集和評估配電網(wǎng)電壓的裝置，其特征在于，經(jīng)所述裝置可取得配電網(wǎng)電壓的波紋度。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，可以采集配電網(wǎng)電壓的起伏寬度。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，可以確定配電網(wǎng)電壓的起伏寬度、從偏差得出的梯度和/或低通濾波后的配電網(wǎng)電壓的絕對偏移并且可以在所述的裝置中匯總成一個結(jié)果。
12.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，可采集配電網(wǎng)電壓單位時間內(nèi)超出和/或低于可指定的上和下極限值的次數(shù)。
13.如權(quán)利要求9至12之一所述的方法，其特征在于，給所述的裝置分配一個可依據(jù)配電網(wǎng)診斷接入的風(fēng)扇。
全文摘要
本發(fā)明涉及在機動車行駛中在車上進行機動車配電網(wǎng)診斷的方法和裝置，其中采集車載配電網(wǎng)電壓(U)并且評估其波紋度。
文檔編號B60R16/03GK1549931SQ02817130
公開日2004年11月24日 申請日期2002年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月30日
發(fā)明者S·布羅西, H·曼茨, N·瓦恩謝菲, S 布羅西, 饜環(huán) 申請人:大眾汽車有限公司