用于具有起动停止系统的车辆的车载网络技术方案

本发明专利技术涉及一种用于具有起动停止系统的车辆的车载网络（１０）。该车载网络（１０）包括具有控制设备ＳＧ和开关元件Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３的中央模块（１０．１），其中该中央模块（１０．１）包括用于连接所述车载网络的其它组件的连接点Ｐｏｒｔ　Ａ，ＰｏｒｔＢ，Ｐｏｒｔ　Ｃ，Ｐｏｒｔ　Ｄ，Ｐｏｒｔ　Ｅ，Ｐｏｒｔ　Ｆ。在第一连接点Ｐｏｒｔ　Ａ上连接所述车载网络的发电机Ｇ，在第二连接点Ｐｏｒｔ　Ｂ上连接起动机Ｓ，在第三连接点Ｐｏｒｔ　Ｃ上连接至少一个蓄能器（电容器ＤＬＣ），在第四连接点Ｐｏｒｔ　Ｄ上连接另一蓄能器（电池Ｂ）并在第五连接点Ｐｏｒｔ　Ｅ上连接所述车载网络的电负载（电阻Ｒ１）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及根据权利要求1的前序部分的用于具有起动停止系统的车辆的车载网络。此外本专利技术还涉及用于控制这种车载网络的方法。
技术介绍
为了降低燃料消耗并减少机动车排放量，日益增强地开发新颖的技术方案并成批使用。技术途径在于所谓的起动停止系统(Mart-Mopp-System)。在这种系统中，每当车辆例如在红灯前或堵车中暂时停顿时，车辆的马达总是在特定的前提条件下暂时停转。用于降低燃料消耗的另一技术途径在于车辆滑移和制动阶段期间的电能复原。在此例如在滑移和制动阶段期间发电机电压被提高，由此发电机向车载网络提供提高的功率，然后该提高的功率可以存储在车辆的蓄能器中。也已经存在利用更高的电压在复原阶段期间附加地获取电能的途径。此外例如可以使用具有可变输出电压的发电机，这种发电机由DE 10 2004 043 U9A1公知。在这种系统中经常首先使用电容器作为电荷存储器。总之这些技术革新也导致下文中简短描述的对电车载网络的新要求和期待。在起动内燃机时，特别是在冬天在低温的情况下，需要高功率并因此需要高电流。根据车辆内燃机的功率，所需的峰值电流可以为几个100A到大约1000A。这种高电流迄今由车载网络的电池提供。但是这种系统配置具有如下缺点，这些缺点不但在现代起动停止系统时而且在传统的起动设备时都须注意。由于在起动车辆时的高峰值电流，在车辆的车载网络中出现电压扰动，所述电压扰动不利地对车载网络的电和电子组件产生影响。因此本身不包含用于跨接临界电压降的缓冲器装置的这样的设备(例如信息娱乐设备)经常至少短时失效。特别是在起动停止系统的相对频繁的起动停止过程中，这导致驾驶舒适性的大大下降。此外在车载网络中使用的电池针对在非常低的温度下马达起动的要求被设计。但是为了大多在驾驶实践中发生的运行状态，电池由此是尺寸过大的。因为目前通常总是还符合标准地使用铅酸电池作为车辆电池， 所以这对车辆的重量具有不利影响。大的车辆重量又不利地影响燃料消耗。在车辆中在空间上布置电池时，电压降在电池和车辆起动机之间的连接中发挥特别重要的作用。为了避免太大的电压降，这种连接线路必须具有尽可能小的电阻。因此它具有大横截面，而这使它重，不灵活并昂贵。这在高的铜原材料成本的情况下使得车辆价格昂贵。当出于空间需求的原因并为了重量优化将电池布置在车辆尾部区域而将具有起动机的马达布置在车辆前部区域时，此外还增大出现电磁干扰的风险。在配备有起动停止系统的车辆中较频繁的起动和停止阶段导致与传统的车载网络相比电池的更高的负荷。这通过车载网络的设计并不能完全得到补偿。从而在起动停止系统中通常必须考虑到电池的较短寿命。对于电能的复原(Rekuperation)，例如在制动和滑移阶段期间，传统的铅酸电池仅非常受限地适用。为了可以至少部分地应付已述的影响，在合适的功率存储器中中间存储获取的电能。于是电流可以从这个功率存储器提取用于起动或输送给车载网络的其它负载。但是如果在车载网络中存在电池和/或电容器形式的多个蓄能器并且这些蓄能器通过开关元件或继电器可以相互耦合，则存在特别在不同充电状态或不同电压水平时在这些蓄能器联接的情况下高平衡电流流动的风险。由于蓄能器的比较低的内阻，流动的平衡电流的电流强度可以为几个 100安培。这种强电流可能损害蓄能器和开关触点的寿命并构成车载网络稳定性方面的风险。
技术实现思路
本专利技术所基于的任务是，提供一种用于具有起动停止系统的车辆的改进的车载网络和用于控制该车载网络的方法。该任务通过具有权利要求1的特征的车载网络得以解决。用于控制该车载网络的根据本专利技术的方法由权利要求8和其它从属权利要求得出。本专利技术以以下认识为出发点，即通过使用至少两个蓄能器、一方面是传统的电池和另一方面是具有高容量的电容器，和将其与可选地作为降压变压器或升压变压器待运行的变压器电路逻辑连接，可以提供特别可靠并运行安全的车载网络。通过根据本专利技术的解决方案提供的车载网络的特征在于，通过适当地控制在车载网络中设置的多个蓄能器总是有足够大的起动能量可供使用，以便可以根据马达温度和/ 或环境温度实施至少一个、优选多个起动过程。通过监控和必要时限制起动机电流，尽管提高数量的起动过程，此外可以在配备有起动停止系统的车辆中实现高负荷起动机的足够大的寿命。通过使用多电压发电机或与升压转换器相连接的发电机可以在复原运行中特别有效地回收使用车辆的制动能量。其它优点由说明书、从属权利要求和附图得出。附图说明下面参考附图更详细地阐明本专利技术的实施方式。在此图1示出车载网络的简化框图；图2示出车载网络的另一实施例；图3示出车载网络的另一实施例；图4示出用于阐明起动过程的车载网络的框图；图5示出用于阐明复原运行的车载网络的框图；图6示出用于阐明冷起动的车载网络的框图；图7示出用于阐明蓄能器的充电过程的框图；图8示出具有多通道(mehrkanalig)实施变型方案的框图；图9示出在根据图8的多通道实施时根据时间的电压曲线。具体实施例方式图1示出了用于具有起动停止系统的车辆的车载网络(Bordnetz) 10的简化框图。 示出了车载网络10的对于理解本专利技术重要的组成部分。车载网络10包括发电机G和起动机S。至少一个电池B和至少一个电容器DLC被设置作为用于存储电荷的蓄能器。电容器 DLC优选是具有大容量的电容器，特别是双层电容器。电阻Rl表示车载网络的电负载。如在传统的车载网络中常见的那样，发电机G，起动机S，电池B，电容器DLC和电阻Rl通过其连接线路之一与车载网络的接地端子相连接。发电机G的自由端子通过Port (端口)A与开关元件S2的第一端子和电容器DLC的自由端子相连接，该电容器DLC的自由端子位于PortC处。起动机S的自由端子通过PortB与开关元件S2的第二端子和电感Ll的第一端子相连接。电感Ll的第二端子与开关元件Sl的第一端子相连接。电阻Rl的自由端子通过Port E位于开关元件Sl的第二端子处。电池B的自由端子通过Port D同样位于开关元件Sl的第二端子处。整流器元件元件GL1、优选半导体二极管，位于电感Ll的第一端子和地之间。 此外，开关元件S3位于电感Ll的第一端子和地之间。开关元件Si，S2，S3可通过控制设备 SG控制，该控制设备SG的控制信号通过Port F被输送。所述的组件Sl，S2，S3，GL1，Ll联合为中央模块10. 1。控制设备SG优选是控制车辆的起动停止运行和/或车辆的复原运行的功能模块。发电机G优选是所谓的多电压发电机，该多电压发电机根据车载网络的运行状态可以产生具有不同电压水平的输出电压。在正常运行中，发电机G例如可以提供大约 14V的输出电压，该输出电压对应于车载网络10的标称电压。在车辆的复原运行中，发电机 10提供更高的输出电压，该输出电压大约在14V和32V之间。通过选择更高的输出电压可以在发电机G的大致相同的结构尺寸的情况下通过复原更有效地形成能量获取，也即复原更多的制动能量。通过发电机G获取的复原能量优选被存储在第一蓄能器DLC中，该第一蓄能器DLC被设计用于比车载网络10的标称电压高的运行电压。在中央模块10. 1中布置的组件构成变压器电路。有利地，该变压器电路可以在第一运行状态中用作升压变压器并在第二运行状态中用作降压变压器。在用作本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．用于具有起动停止系统的车辆的车载网络（１０），其特征在于，设置具有能由控制设备（ＳＧ）控制的开关元件（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）的中央模块（１０．１），其中该中央模块（１０．１）包括用于连接所述车载网络的其它组件的连接点（Ｐｏｒｔ　Ａ，Ｐｏｒｔ　Ｂ，Ｐｏｒｔ　Ｃ，Ｐｏｒｔ　Ｄ，Ｐｏｒｔ　Ｅ，Ｐｏｒｔ　Ｆ）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·米勒，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：DE