在车上进行机动车配电网的配电网诊断方法和装置

摘要

本发明涉及在机动车行驶中在车上进行机动车配电网诊断的方法和装置，其中采集车载配电网电压(U)并且评估其波纹度。

说明书

本发明涉及在机动车行驶中在车上进行机动车配电网诊断的方法和装置。

由于机动车配电网中用电设备的增加，其中所述的用电设备部分地是安全相关性的，所以需要在车辆行驶时在车上连续地监测配电网的情况，并且在一定的情况下引入适当的应对措施。

多数公知的机动车上配电网诊断方法把配电网电压的当前实际值与可预定的设定值进行比较，其中在偏离显著时发电机的空载转数提高和/或把舒适性用电设备按优先权分级地关闭，直到配电网的状态重新得到改善为止。

由DE 198 45 562 C1公知机动车的配电网状态测定方法，其中为了判断配电网检验配电网中现有的车载蓄电池电压是否达到代表临界配电网状态的临界的极限值，其中把经过长的时间取平均的电压值或者当前的电压值，从短时间的电压改变中滤出，评估为蓄电池电压值，其中只有在没有短期接入大电流用电设备和/或在接入短期大电流用电设备的情况下，在当前电压值大于长时间求平均的电压值的情况下，才考虑用当前的电压值来判断配电网的状态。

本发明的技术问题旨在创立在车上诊断机动车配电网的方法和装置，所述的方法和装置能进一步改善配电网状态的诊断。

所述的技术问题通过具有权利要求1和9的特征的对象而得到解决。本发明的其它有利的扩展由从属权利要求给出。

为此采集配电网电压的波纹度并且进行评估，因为从配电网电压的波纹度可以得出蓄电池的存在及功能情况的结论。在此，基本的思路是正常情况下，通过蓄电池能平滑有波纹的发电机电压。如果相反蓄电池有故障或者由于缆线破损不再供电，从而这可以在波纹度上察觉到但是不一定在配电网电压值中看出。

在一个优选的实施形式中为此向配电网电压指派一个上限值和一个下限值，并且查明单位时间内超出和/或低于极限值的次数。由此防止把个别的开关事件或者引起配电网起伏的控制归类为蓄电池有故障。因此根据此两个极限值定义了一个容差窗口，其中把偏离容差窗口的次数做为波纹度的尺度。

在另一个实施形式中相反连续地只确定超出或低于极限值，或者连续地采集偏差的绝对值并且与极限值进行比较。然后把这种偏差诊断为电池有故障。

在另一个优选的方法步骤中采集和评估从偏差的平均值得出的梯度。由此可以推断，此偏差是否是由于开关过程造成的。在此下述考虑成立：开关过程以陡的梯度而引人注目，相反在蓄电池电缆中断或者蓄电池有故障时的这种梯度很小。从而由偏差的平均值得出的梯度给出诊断蓄电池有故障的检验标准。

在另一个方法步骤中对配电网电压进行低通滤波并且确定对完好配电网电压的偏移。从而可以确定配电网是否例如由于大量启动的用电设备而受强的负载。在较大的偏移时要从启动了可导致电压起伏的功率要求的多个用电设备着手考虑。从而平滑的配电网电压的偏移对完好的配电网电压提供另一个诊断蓄电池有故障的检验标准。

这三个方法步骤可以并列地进行，其中把各个结果加权汇总成总的结果。在此还可以动用公知的模糊逻辑。

另外还可以相继地进行各个方法步骤，其中只在前一个方法步骤是否定时才进行下一个方法步骤。

在又一个优选的实施形式中在测取配电网临界状态时接入一个风扇，优选地接入内燃机风扇，所述的风扇在电压波动时把起发电机作用的机械储存的能量以电方式反馈回配电网中。

下面借助于一个优选的实施例详细地说明本发明。在图中：

图1带有开关尖峰的完好的配电网的电压曲线示意图，

图2带有有故障的蓄电池配电网的电压曲线示意图，

图3从图1所示的偏差的平均值得出的梯度，

图4从图2所示的偏差的平均值得出的梯度，

图5在很小的配电网负荷时当前的配电网电压对完好的配电网电压的偏移图示和

图6在强的配电网负荷时当前的配电网电压对完好的配电网电压的偏移图示。

图1示出带有例如由于感性负荷造成的开关尖峰的完好的配电网的电压曲线示意图。在此，对配电网电压U指定上限值Uo和下限值Uu。配电网电压呈现很小的波纹度，从而除了开关尖峰以外配电网电压U总是停留在两个极限值Uo和Uu之间。这种最小的波纹度是完好的蓄电池的典型指征，所述的蓄电池平滑发电机电压。与此相反，图2所示的配电网电压U呈现明显的波纹度，这是有故障的蓄电池的典型标志。如图所示，仅简单地超过或者低于上限值Uo及下限值Uu还不是采集蓄电池有故障的适当方法。然而可以基于频度，也就是基于超过或者低于上限值及下限值的次数推断出波纹度的尺度。在此例如可以采用计数器，所述的计数器每超过或低于时便增加计数1。

取代上限值和下极限值还可以测量绝对的电压偏移并且与一个极限值比较。由此得出配电网电压U的直流成分电平的无关性。

除了计数器以外，还可以连续地监视配电网电压，其中通过采集的配电网电压的最小-最大比来测量波纹度。如果波纹度超过规定的极限值，就确诊为蓄电池有故障。

为了降低错误诊断，现在在波纹度的范围内研究配电网电压，以此得出有关波纹度原因的结论。

一种可能性在于，确定偏差的平均值U_M的梯度，这是在图3和图4中示出的两个起伏。如果所述的梯度很大，如图3所示，从而所有的可能的起伏都可以归结于开关过程，相反较小的梯度更加可能是蓄电池有故障。

详细研究所述起伏的另一个可能性是查明当前的配电网电压U_akt相对于完好的配电网参考电压U_ref的偏移。对此把配电网电压U进行低通滤波，从而滤除高频的起伏。从而差值U_ref-U_akt给出直流电压偏移，其中借助于偏移的大小可以推断出配电网负荷。从而如图5所示较小的偏移相应于较小的配电网负荷，而如图6所示较大的偏移相应于较大的配电网负荷。

如果在此情况下采集到了梯度小并且偏移小的配电网电压的波纹度，这就说明正确诊断是蓄电池有故障，从而应当引入相应的应对措施例如接入风扇和/或通知司机。当然梯度的检验步骤和偏移的确定可以在使用计数器的实施形式中附加地采用。