機(jī)動車輛的電路的制作方法
【專利說明】機(jī)動車輛的電路
[0001]優(yōu)先權(quán)聲明
[0002]本發(fā)明要求享有于2012年8月29日遞交的法國申請1258081的優(yōu)先權(quán)，該申請的內(nèi)容(說明書、附圖和權(quán)利要求書)以引用方式并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明關(guān)于一種車輛、尤其是機(jī)動車輛的電路，更具體地說，涉及針對車輛的車載網(wǎng)絡(luò)的電壓和電流的調(diào)節(jié)裝置。
【背景技術(shù)】
[0004]某些電壓電源電路包括諸如交流發(fā)電機(jī)之類的電壓和電流的發(fā)生器、以及諸如電池之類的電能存儲模塊，所述電壓電源電路負(fù)責(zé)永久地或切換地向一個或多個電氣組件供應(yīng)電壓。這例如機(jī)動車輛的車載網(wǎng)絡(luò)的情況。
[0005]此外，受操縱的交流發(fā)電機(jī)的出現(xiàn)已經(jīng)促使制定輸出電壓調(diào)制策略，以便從車輛的消耗中獲得大量收益。
[0006]為此，諸如車輛變速、車輛減速之類的能夠恢復(fù)能量的車輛壽命的一些階段已被考慮，以便確定從在每個階段期間更好地限制車輛消耗的角度來看的合適的輸出電壓。
[0007]受操縱的交流發(fā)電機(jī)因而可以具有被調(diào)制為被包括在最小電壓與最大電壓之間的電壓范圍內(nèi)的輸出電壓。
[0008]從文獻(xiàn)FR2970094獲知一種針對車輛的電源電路的電壓和電流的電氣調(diào)節(jié)裝置，包括電化學(xué)電池、起動機(jī)、交流發(fā)電機(jī)、車輛的車載網(wǎng)絡(luò)的電氣消費(fèi)組件(organeconsommateur electrique)。
[0009]電化學(xué)電池被電氣聯(lián)接至起動機(jī)和接地極。
[0010]消費(fèi)組件被電氣聯(lián)接至交流發(fā)電機(jī)和接地極。
[0011]無區(qū)別地，該交流發(fā)電機(jī)可以是提供恒定電壓的傳統(tǒng)交流發(fā)電機(jī)、其輸出電壓可以被操縱的交流發(fā)電機(jī)又或可逆交流發(fā)電機(jī)。
[0012]該調(diào)節(jié)裝置具有DC/DC型的變流器組和DC/DC變流器組的控制單元。
[0013]該裝置還包括被聯(lián)接至DC/DC變流器組的控制單元的調(diào)節(jié)單元。
[0014]所述調(diào)節(jié)單元被配置用于:根據(jù)強(qiáng)制功能模式的啟動信號的出現(xiàn)，在DC/DC變流器組的可能功能模式組合中選擇預(yù)定功能模式或者有別于該預(yù)定功能模式的強(qiáng)制功能模式，隨后將所選擇的功能模式傳送給控制單元。
[0015]DC/DC變流器組的可能功能模式是:
[0016]-“旁路”斷開模式:DC/DC變流器組用作斷開的開關(guān)；
[0017]-“旁路”導(dǎo)通模式:DC/DC變流器組等效于弱阻抗的電導(dǎo)體；
[0018]-升壓器(或者“升壓”)模式:在為了充電的情況下，朝向能量存儲器，或者朝向消費(fèi)組件以維持車載網(wǎng)絡(luò)的消費(fèi)組件的電壓；以及
[0019]-朝向能量存儲器的降壓器(“降壓”)模式。
[0020]因而，在包括能量存儲器和在出現(xiàn)減速階段的情況下的強(qiáng)制模式的啟動信號的電氣架構(gòu)中，該電氣調(diào)節(jié)裝置保證在車輛減速的情況下對能量存儲器的充電，該能量存儲器例如為電池，具有朝向該電池的升壓型的強(qiáng)制功能模式。
[0021 ] 為了可以響應(yīng)不同的模式，DC/DC變流器組是電壓可逆的，并且包括多個以并聯(lián)方式電氣安裝的電流變流器。
[0022]該裝置有以下缺點(diǎn):
[0023]-交流發(fā)電機(jī)不能被直接聯(lián)接至電池，這會限制其根據(jù)電氣架構(gòu)的選擇的使用；
[0024]-該調(diào)節(jié)裝置需要多個可逆變流器，以便可以實(shí)現(xiàn)不同的功能模式；
[0025]-變流器的結(jié)構(gòu)故需要至少兩個MOS開關(guān)/晶體管半橋。這種結(jié)構(gòu)成本高昂而且體積龐大；
[0026]-由于運(yùn)行安全的緣故，“旁路”斷開模式不宜采用。事實(shí)上，除“旁路”外，安置允許電流從主存儲器流向車載網(wǎng)絡(luò)的附加裝置是恰當(dāng)?shù)模?br>[0027]-當(dāng)電池反轉(zhuǎn)時，變流器在電流上不受保護(hù)，而在調(diào)節(jié)裝置輸入端上再添加功率二極管裝置，會造成裝置的體積和成本的損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0028]本發(fā)明旨在通過提出一種調(diào)節(jié)裝置來克服這些缺點(diǎn)，它能夠利用最少的部件一方面在抬腳階段中恢復(fù)電能，然后將該能量釋出給車載網(wǎng)絡(luò)，且另一方面在熱力發(fā)動機(jī)停止、起動和再次起動階段期間實(shí)現(xiàn)對穩(wěn)定的車載網(wǎng)絡(luò)電壓的保持。
[0029]為此，本發(fā)明提出一種機(jī)動車輛的電路，包括:第一電能存儲器、以與第一電能存儲器并聯(lián)的方式被連接在參考電位與該電路的第一節(jié)點(diǎn)之間的電流發(fā)生器、具有被安裝在該電路的第二節(jié)點(diǎn)與參考電位之間的至少一個電能消費(fèi)組件的車輛的車載網(wǎng)絡(luò)、被安裝在第一節(jié)點(diǎn)與第二節(jié)點(diǎn)之間的電壓調(diào)節(jié)裝置。
[0030]該電路的特征在于，該調(diào)節(jié)裝置具有旁路轉(zhuǎn)換開關(guān)，該旁路轉(zhuǎn)換開關(guān)以串聯(lián)的方式被安裝在對應(yīng)于調(diào)節(jié)裝置的輸入端和輸出端的第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間，所述旁路轉(zhuǎn)換開關(guān)具有轉(zhuǎn)換開關(guān)和二極管，該二極管被安裝為與轉(zhuǎn)換開關(guān)并聯(lián)，并且從調(diào)節(jié)裝置的輸入端向輸出端導(dǎo)通，以及該調(diào)節(jié)裝置包括可逆DC/DC變流器，該可逆DC/DC變流器被安裝為與第二電能存儲器串聯(lián)，DC/DC變流器被連接至調(diào)節(jié)器的輸出端，并且第二電能存儲器被連接至所述參考電位。
[0031]根據(jù)一個特征，該調(diào)節(jié)裝置還具有:旁路轉(zhuǎn)換開關(guān)和DC/DC變流器的控制模塊、監(jiān)測DC/DC變流器、旁路轉(zhuǎn)換開關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)的診斷模塊，并且控制模塊能夠控制旁路轉(zhuǎn)換開關(guān)和DC/DC變流器。
[0032]根據(jù)另一個特征，車載網(wǎng)絡(luò)具有ECU控制模塊，該ECU控制模塊能夠根據(jù)是能量恢復(fù)運(yùn)行階段或是能量釋出運(yùn)行階段來操縱調(diào)節(jié)裝置。
[0033]根據(jù)另一個特征，能量恢復(fù)階段是通過抬起油門踏板上的腳來減速的階段。
[0034]根據(jù)另一個特征，ECU控制模塊是用于控制車輛的熱力發(fā)動機(jī)的計算機(jī)。
[0035]根據(jù)另一個特征，電流發(fā)生器是可逆的交流發(fā)電機(jī)。
[0036]根據(jù)另一個特征，第一電能存儲器是電化學(xué)電池，而第二電能存儲器是超級電容。
[0037]本發(fā)明還旨在提出一種機(jī)動車輛，具有諸如上文所描述的電路。
【附圖說明】
[0038]通過參照附圖閱讀以下本發(fā)明的非限制性的【具體實(shí)施方式】的描述，其它特性和優(yōu)點(diǎn)向會顯現(xiàn)，在附圖中:
[0039]-圖1是根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)裝置和電路的實(shí)施方式的示意圖；
[0040]-圖2a至2d是以時序圖形式的、處于兩個運(yùn)行階段的根據(jù)本發(fā)明的在調(diào)節(jié)裝置內(nèi)部以及調(diào)節(jié)裝置與電源電路的車載網(wǎng)絡(luò)之間交換的信號的圖；
[0041]-圖3是處于能量恢復(fù)階段的根據(jù)本發(fā)明的電路和調(diào)節(jié)裝置的實(shí)施方式的示意圖；以及
[0042]-圖4是處于能量釋出階段的根據(jù)本發(fā)明的電路和調(diào)節(jié)裝置的實(shí)施方式的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043]在圖1示出的實(shí)施方式中，電路CE包括:輸入級EE、輸出級ES和安置在輸入級EE與輸出級ES之間的調(diào)節(jié)裝置5。
[0044]輸入級EE包括:諸如電化學(xué)電池之類的主電能存儲器1、起動機(jī)2、諸如交流發(fā)電機(jī)3之類的電發(fā)生器。
[0045]無區(qū)別地，交流發(fā)電機(jī)3可以是提供恒定電壓的傳統(tǒng)交流發(fā)電機(jī)、其輸出電壓可以被操縱的交流發(fā)電機(jī)又或可逆交流發(fā)電機(jī)。
[0046]電池1、起動機(jī)2和交流發(fā)電機(jī)3以并聯(lián)的方式被安裝在相同的參考電位M(下文中用術(shù)語“接地極”表示)與公共節(jié)點(diǎn)E之間。
[0047]節(jié)點(diǎn)指的是電路的幾個分支之間的公共點(diǎn)，因而處于相同的電位。
[0048]輸出級ES包括:發(fā)動機(jī)計算機(jī)E⑶(發(fā)動機(jī)控制單元)型的控制模塊6和負(fù)載8。
[0049]負(fù)載8是車載網(wǎng)絡(luò)RDB的電能消費(fèi)組件，例如電氣輔助轉(zhuǎn)向裝置(direct1nassistee electrique，DAE)、ABS......。
[0050]ECU控制模塊6和負(fù)載8以并聯(lián)的方式被安裝在接地極與公共節(jié)點(diǎn)S之間。
[0051]由斷續(xù)的閉合線條劃定范圍的調(diào)節(jié)裝置5被安置在分別對應(yīng)于調(diào)節(jié)裝置5的輸入端和輸出端的節(jié)點(diǎn)E與節(jié)點(diǎn)S之間。
[0052]具有E⑶控制模塊6和負(fù)載8的輸出級ES代表車輛的車載網(wǎng)絡(luò)RDB。
[0053]在以下描述中，E⑶控制模塊將用“EOT”表示。
[0054]根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)裝置5包括“旁路”轉(zhuǎn)換開關(guān)10，其以串聯(lián)的方式被安裝在調(diào)節(jié)裝置5的輸入端E與輸出端S之間。在以下描述中，旁路轉(zhuǎn)換開關(guān)將用術(shù)語“旁路”表示。
[0055]旁路10具有轉(zhuǎn)換開關(guān)K和被安裝為與轉(zhuǎn)換開關(guān)K并聯(lián)的二極管D ;該二極管被安裝為從調(diào)節(jié)裝置5的輸入端E向輸出端S導(dǎo)通。
[0056]調(diào)節(jié)裝置5還具有:在以下描述中用術(shù)語可逆、“DC/DC變流器”表示的直流/直流變流器11、諸如在以下描述中用術(shù)語“UCAP”表示的超導(dǎo)體或超級電容之類的第二能量存儲器12、旁路10和DC/DC變流器11的控制模塊13、不同于控制模塊13的診斷模塊14。
[0057]DC/DC變流器11和UCAP 12以串聯(lián)的方式被安裝在節(jié)點(diǎn)P與接地極M之間；DC/DC變流器11被連接到節(jié)點(diǎn)P。
[0058]旁路10以串聯(lián)的方式被安裝在輸入節(jié)點(diǎn)E與節(jié)點(diǎn)P之間。節(jié)點(diǎn)P與電路CE的輸出節(jié)點(diǎn)S是公共點(diǎn)。故其被直接聯(lián)接到車載網(wǎng)絡(luò)RDB。
[0059]對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，可逆DC/DC變流器11是熟知的。另外，在文獻(xiàn)FR2970094中對其進(jìn)行了描述，必要時可參見該文獻(xiàn)。
[0060]E⑶6 —方面操縱旁路10的控制模塊13和DC/DC變流器11，且另一方面從診斷模塊14接收診斷信息。
[0061]診斷模塊14向E⑶6發(fā)送與UCAP 12和DC/DC變流器11有關(guān)的診斷信息。
[0062]調(diào)節(jié)裝置5故被電氣連接在電池I與車載網(wǎng)絡(luò)RDB之間。
[0063]在所描述的例子中考慮作為調(diào)節(jié)裝置5的一部分的第二能量存儲器是其最大電壓為13V的UCAP 12。其還可以由鋰電池構(gòu)成。
[0064]在抬腳階段(能量恢復(fù)階段)期間，調(diào)節(jié)裝置利用由DC/DC變流器11輸出的能量供給來給UCAP 12充電。
[0065]在不同于能量恢復(fù)階段的階段期間，儲存在UCAP 12中能量通過可逆DC/DC變流器11向車載網(wǎng)絡(luò)RDB釋出(能量釋出階段)。
[0066]診斷模塊14監(jiān)測DC/DC變流器11和UCAP 12的狀態(tài)，并且與這些狀態(tài)有關(guān)的信息被發(fā)送給ECU 6，后者根據(jù)熱力發(fā)動機(jī)的信息(速度、抬腳、再次起動)以及DC/DC變流器11和UCAP12的相應(yīng)狀態(tài)來操縱DC/DC變流器11和旁路10。
[0067]現(xiàn)將參照圖2、圖3和圖4詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)裝置的兩個運(yùn)行階段(能量恢復(fù)階段和能量釋出階段)。
[0068]針對這兩個階段