用于电系统的多功能监控技术方案

所描述的设备包括用于在一方第一端子或第二端子和另一方参考端子之间的交流电压的第一和第二交流电压源。第一和第二电压表检测在一方第一端子或第二端子和另一方参考端子之间的第一或者第二电压。控制单元控制交流电压源，从有关的电压表获得电压，并且测定用于第一和/或第二组件的第一和/或第二绝缘电阻，所述组件与有关的端子连接。所述绝缘电阻相对于与参考端子连接的电位。与第一端子连接的电容性负载的预充电状态被测定，所述电容性负载由与第二端子连接的电压供应装置预充电。布置在两个组件之间的至少一个开关的开关状态被测定。所述组件与第一或者第二端子连接。此外描述方法、发动机控制装置和计算机程序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电系统、尤其具有电气驱动或者混合驱动的机动车辆中的电系统的监控和控制的

技术介绍
将完全地或者部分地通过电能驱动的车辆称作混合动力车辆或者电动车辆。所述能量通常来自储能系统，所述储能系统与其它功率电路的电连接要么必须永久地分离，要么可以动态地被切换。这样的车辆要求一系列的监控功能和操作功能，以便监控安全相关的参数和相应地操控所述系统。例如所有与储能系统永久地或者暂时地连接的功率电路相对于车载电网电压层面（充电电子设备、功率电子设备等）电分离的有效性出于安全原因必须通过足够大的电阻从确定的电压范围起被监控。DE10212493A1、DE10205381A1和DE102006050529描述用于绝缘监控的已知的系统。此外，危险的电压可能出乎意料地由开关的错误位置（Fehlstellungen）产生，其中所述开关建立或者中断与功率电路的连接。因此这样的错误位置应当尽可能快地被识别。因为要连接的功率电路（电动机）是高电容性负载，所以经常设置预充电过程，所述预充电过程能够实现低耗损的切换过程。对此，负载侧短时间地通过串联电阻被接到源上。通过短缺的（knappe）时间窗引起地需要与电平有关的开关控制。
技术实现思路
本专利技术所基于的任务是：提供对完全或者部分电驱动的机动车辆的电系统的改善的和简单的监控。所述任务通过独立专利权利要求的主题解决。本专利技术的有利的实施方式在从属权利要求中描述。按照本专利技术的第一方面，用于监控和控制在具有电气驱动或者混合驱动的机动车辆中的电系统的设备被描述。所描述的设备具有以下：（a）用于提供在第一端子和参考端子之间的交流电压的第一交流电压源，（b）用于提供在第二端子和参考端子之间的交流电压的第二交流电压源，（c）用于检测第一端子和参考端子之间的第一电压的第一电压表，（d）用于检测第二端子和参考端子之间的第二电压的第二电压表，和（e）控制单元，所述控制单元被设立用于控制第一交流电压源和第二交流电压源，以及用于从第一电压表获得第一电压和从第二电压表获得第二电压，其中所述控制单元此外被设立用于（i）相对于与参考端子连接的电位测定用于与第一端子连接的组件的第一绝缘电阻和/或用于与第二端子连接的第二组件的第二绝缘电阻，（ii）测定与第一端子连接的电容性负载的预充电状态，所述电容性负载由与第二端子连接的电压供应装置预充电，和（iii）测定布置在两个组件之间的一个或多个开关的开关状态，其中两个组件中的一个与第一端子连接，并且两个组件中的另一个与第二端子连接。所描述的设备所基于的认识是，用于测定绝缘电阻、预充电状态和开关状态的三个功能可以通过唯一的设备被执行，所述设备具有中央控制单元和各一个交流电压源和电压表的两个独立的组。因此所描述的设备能够尤其在不使用用于每个监控功能的各个专用监控装置的情况下实现在具有电气驱动或者混合驱动的机动车辆的电系统中对多个参数的高效的和便宜的监控。在该文件中，“交流电压源”尤其表示用于产生具有关于振幅、频率和相位的预先给定的值的交流电压的发电机。在该文件中，“第一端子”、“第二端子”和“参考端子”尤其表示电路中的各个电接触点或者连接位置。在该文件中，“电压表”表示用于检测两个接触点之间的电压、尤其直流电压和/或交流电压的设备。在该文件中，“控制单元”尤其表示具有处理器、存储器和接口的中央单元。在该文件中，“绝缘电阻”尤其表示组件的接触点和参考电位之间的欧姆电阻分量。在该文件中，“电容性负载的预充电状态”尤其表示负载的当前的电压和电容性负载在完全充电的状态下具有的电压之间的比例。在该文件中，“开关状态”尤其表示开关的状态，也就是说所述开关是提供两个接触点之间的连接还是不提供连接。所述控制单元可以是独立的单元或者被实现为其它单元的部分。所述控制单元尤其被设立用于，操控第一和第二交流电压源，使得所述第一和第二交流电压源提供各自的交流电压。所述控制单元尤其可以将振幅、频率和相位的各个值传送给每个交流电压源。所述控制单元此外被设立用于，从第一和第二电压表获得所测量的电压。电压测量可以作为数字信号或者作为模拟信号由电压表输出。在后者的情况下，所述控制单元可以将获得的信号转换为数字信号。基于电压表的所获得的信号，所述控制单元可以测定和存储第一和第二电压的各自的直流电压分量和/或各自的交流电压分量。所述控制单元此外被设立用于执行三个监控功能。所述监控功能中的第一个是测定用于第一和/或第二组件的绝缘电阻，所述第一和/或第二组件与第一端子连接。作为用于绝缘电阻测量的参考，参考端子的电位被使用。所述第二监控功能是测定电容性负载的预充电状态，所述电容性负载与第一端子连接，由与第二端子连接的电压供应装置预充电。最后，第三监控功能是测定一个或多个开关的开关状态，所述一个或多个开关被布置在两个组件之间，以便将其可选地相互连接和彼此分开，其中组件中的一个与第一端子连接，并且另一个组件与第二端子连接。应该注意的是，在执行三个监控功能之一之前必须将相关的一个组件或多个组件或者电容性负载和电压供应装置与第一和第二端子连接。这可以例如借助于电子开关实现。概括地，所描述的设备能够实现在具有电气驱动或者混合驱动的机动车辆中的电容性负载的预充电状态以及针对不同组件的绝缘电阻和开关状态的监控。按照本专利技术的一个实施例，所述控制单元此外被设立用于基于由第一电压表测定的第一电压来测定第一绝缘电阻和/或用于基于由第二电压表测定的第二电压来测定第二绝缘电阻。按照本专利技术的另一实施例，所述控制单元此外被设立用于，基于由第二电压表测定的第二电压和由第一电压表测定的第一电压之间的差来测定预充电状态。电容性负载的预充电通常通过接通电压供应装置和负载之间的电阻来实现，以便限制预充电电流。测定的第二电压和测定的第一电压之间的差因此取决于所述电阻上的电压并且因此允许以简单的方式计算预充电状态。按照本专利技术的另一实施例，所述控制单元此外被设立用于，如果由第二电压表测定的第二电压和由第一电压表测定的第一电压之间的差达到预充电阈值，那么将控制信号输出给预充电开关。所述预充电阈值可以尤其对应于大约85%至95%、尤其90%的预充电状态。如果达到期望的预充电状态，那么所述控制设备将控制信号输出给预充电开关，以便例如跨接预充电电阻，并且将所述负载直接地耦合到电源供应装置上。所描述的设备因此可以以简单的方式在接通负载的情况下有助于在正确的时间点、也就是说当负载的预充电已被执行时，接通所述负载。按照本专利技术的另一实施例，所述控制单元此外被设立用于通过操控第一和第二交流电压源来测定开关状态，使得由第一交流电压源提供的交流电压相对于由第二电压源提供的交流电压反转，并且将由第二电压表测定的第二电压和由第一电压表测定的第一电压之间的差与开关状态阈值比较。在所述实施例中，第一和第二交流电压源由控制单元操控，使得所述第一和第二交流电压源提供具有相同的振幅和频率但是具有180°相位差的交流电压。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于监控和控制在具有电气驱动或者混合驱动的机动车辆中的电系统的设备，所述设备具有：用于提供在第一端子和参考端子之间的交流电压的第一交流电压源，用于提供在第二端子和参考端子之间的交流电压的第二交流电压源，用于检测在第一端子和参考端子之间的第一电压的第一电压表，用于检测在第二端子和参考端子之间的第二电压的第二电压表，控制单元，所述控制单元被设立用于控制第一交流电压源和第二交流电压源，并且用于从第一电压表获得第一电压，并且从第二电压表获得第二电压，其中所述控制单元此外被设立用于：（i）相对于与参考端子连接的电位测定用于第一组件的第一绝缘电阻和/或用于第二组件的第二绝缘电阻，所述第一组件与第一端子连接，所述第二组件与第二端子连接，（ii）测定与第一端子连接的电容性负载的预充电状态，所述电容性负载由与第二端子连接的电压供应装置预充电，和（iii）测定布置在两个组件之间的一个或多个开关的开关状态，其中两个组件中的一个与第一端子连接，并且两个组件中的另一个与第二端子连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.05 DE 102013217748.81.用于监控和控制在具有电气驱动或者混合驱动的机动车辆中的电系统的设备，所述设备具有：
用于提供在第一端子和参考端子之间的交流电压的第一交流电压源，
用于提供在第二端子和参考端子之间的交流电压的第二交流电压源，
用于检测在第一端子和参考端子之间的第一电压的第一电压表，
用于检测在第二端子和参考端子之间的第二电压的第二电压表，
控制单元，所述控制单元被设立用于控制第一交流电压源和第二交流电压源，并且用于从第一电压表获得第一电压，并且从第二电压表获得第二电压，其中所述控制单元此外被设立用于：
（i）相对于与参考端子连接的电位测定用于第一组件的第一绝缘电阻和/或用于第二组件的第二绝缘电阻，所述第一组件与第一端子连接，所述第二组件与第二端子连接，
（ii）测定与第一端子连接的电容性负载的预充电状态，所述电容性负载由与第二端子连接的电压供应装置预充电，和
（iii）测定布置在两个组件之间的一个或多个开关的开关状态，其中两个组件中的一个与第一端子连接，并且两个组件中的另一个与第二端子连接。
2.按照上述权利要求所述的设备，其中所述控制单元此外被设立用于，基于由第一电压表测定的第一电压来测定第一绝缘电阻，和/或用于基于由第二电压表测定的第二电压来测定第二绝缘电阻。
3.按照上述权利要求之一所述的设备，其中所述控制单元此外被设立用于，基于由第二电压表测定的第二电压和由第一电压表测定的第一电压之间的差来测定预充电状态。
4.按照上述权利要求所述的设备，其中所述控制单元此外被设立用于，如果由第二电压表测定的第二电压和由第一电压表测定的第一电压之间的差达到预充电阈值，那么将控制信号输出给预充电开关。
5.按照上述权利要求之一所述的设备，其中所述控制单元此外被设立用于，通过操控第一和第二交流电压源测定开关状态，使得由第一交流电压源提供的交流电压相对于由第二电压源提供的交流电压反转，并且将由第二电压表测定的第二电...

【专利技术属性】
技术研发人员：S阿伯拉罕，F拉梅，F阮梁，
申请(专利权)人：大陆汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE