(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搭載電源網システムであって、当該搭載電源網システムは、
・少なくとも１つの搭載電源網分岐（２）と、
・少なくとも１つのエネルギー蓄積装置（３）と、
・少なくとも１つのスイッチング装置（４）と、
・駆動ユニット（５）を有しており、
前記少なくとも１つのスイッチング装置（４）は、第１のスイッチング位置と第２のスイッチング位置を取ることができ、
前記少なくとも１つのエネルギー蓄積装置（３）は、前記第１のスイッチング位置において前記少なくとも１つの搭載電源網分岐（２）と電気的に接続されており、
前記少なくとも１つのエネルギー蓄積装置（３）は、前記第２のスイッチング位置において前記少なくとも１つの搭載電源網分岐（２）から電気的に分離されており、
前記駆動ユニット（５）は、前記少なくとも１つのスイッチング装置（４）を、パルス幅変調器（６）によって形成可能な駆動信号を用いて駆動するように構成されており、
前記少なくとも１つのスイッチング装置（４）の瞬時の給電電圧と前記少なくとも１つのスイッチング装置（４）の瞬時の温度とから成るグループから選択される少なくとも１つのパラメータに依存して、前記駆動信号のパルス幅が適合可能であり、
前記少なくとも１つのスイッチング装置（４）は、リレーと接触器とから成るグループから選択されており、
前記駆動ユニット（５）は、前記少なくとも１つのスイッチング装置（４）が吸引されたか否かを、さらに求め、
前記駆動ユニット（５）は、前記少なくとも１つのスイッチング装置（４）の吸引が行われたことが検出された場合に、前記パルス幅を適合させ、
前記少なくとも１つのスイッチング装置（４）が吸引された場合に、前記駆動ユニット（５）は、さらに、
・前記駆動信号の前記パルス幅を狭くし、
・前記少なくとも１つのスイッチング装置（４）がもとの位置に戻ったか否かを求め、
・前記駆動信号の前記パルス幅を狭くすることと、前記少なくとも１つのスイッチング装置（４）がもとの位置に戻ったか否かを求めることとを、前記少なくとも１つのスイッチング装置（４）がもとの位置に戻っていることが求められるまで繰り返し、狭くされた前記パルス幅の下方境界を求め、
・前記下方境界に依存して前記パルス幅が適合された駆動信号によって前記少なくとも１つのスイッチング装置（４）を駆動する、
ことを特徴とする搭載電源網システム。
【請求項２】
前記少なくとも１つのスイッチング装置（４）は、リレーと接触器とから成るグループから選択されており、
前記駆動ユニット（５）は、前記少なくとも１つのスイッチング装置（４）の励起コイル（７）を駆動するように構成されている、請求項１記載の搭載電源網システム。
【請求項３】
さらに、第１の検出ユニット（８）を有しており、
当該第１の検出ユニット（８）は、前記少なくとも１つのスイッチング装置（４）の前記励起コイル（７）の瞬時の温度をあらわす、少なくとも１つの量を検出するように構成されている、請求項２記載の搭載電源網システム。
【請求項４】
前記第１の検出ユニット（８）は温度センサを有している、請求項３記載の搭載電源網システム。
【請求項５】
前記第１の検出ユニット（８）は、前記少なくとも１つのスイッチング装置（４）の前記励起コイル（７）の瞬時の電気抵抗を検出するように構成されている、請求項３記載の搭載電源網システム。
【請求項６】
さらに、第２の検出ユニット（９）を有しており、
当該第２の検出ユニット（９）は、前記少なくとも１つのスイッチング装置（４）の瞬時の給電電圧を検出するように構成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の搭載電源網システム。
【請求項７】
前記第２の検出ユニット（９）は、前記少なくとも１つのスイッチング装置（４）の前記励起コイル（７）の瞬時の給電電圧を検出するように構成されている、請求項２を引用する請求項６記載の搭載電源網システム。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか１項記載の搭載電源網システム（１）を有している、
ことを特徴とする車両。
【請求項９】
搭載電源網システム（１）の動作方法であって、
当該搭載電源網システム（１）は、少なくとも１つの搭載電源網分岐（２）と、少なくとも１つのエネルギー蓄積装置（３）と、少なくとも１つのスイッチング装置（４）とを有しており、
前記少なくとも１つのスイッチング装置（４）は、第１のスイッチング位置と第２のスイッチング位置を取ることができ、
前記少なくとも１つのエネルギー蓄積装置（３）は、前記第１のスイッチング位置において前記少なくとも１つの搭載電源網分岐（２）と電気的に接続されており、
前記少なくとも１つのエネルギー蓄積装置（３）は、前記第２のスイッチング位置において前記少なくとも１つの搭載電源網分岐（２）から電気的に分離されており、
当該方法は、以下のステップを有しており、すなわち、
・前記少なくとも１つのスイッチング装置（４）を、パルス幅変調器（６）によって駆動するための駆動信号を形成するステップと、
・前記少なくとも１つのスイッチング装置（４）の瞬時の給電電圧と前記少なくとも１つのスイッチング装置（４）の瞬時の温度をあらわしている量とから成るグループから選択される少なくとも１つのパラメータを決定するステップと、
・当該少なくとも１つの求められたパラメータに依存して、前記駆動信号のパルス幅を適合するステップとを有しており、
前記少なくとも１つのスイッチング装置（４）は、リレーと接触器とから成るグループから選択されており、
前記少なくとも１つのスイッチング装置（４）が吸引されたか否かを、さらに求め、
前記少なくとも１つのスイッチング装置（４）の吸引が行われたことが検出された場合に、前記パルス幅を適合させ、
前記少なくとも１つのスイッチング装置（４）が吸引された場合に、前記方法はさらに以下のステップを有する、すなわち、
・前記駆動信号の前記パルス幅を狭くするステップと、
・前記少なくとも１つのスイッチング装置（４）がもとの位置に戻ったか否かを求めるステップと、
・前記駆動信号の前記パルス幅を狭くするステップと、前記少なくとも１つのスイッチング装置（４）がもとの位置に戻ったか否かを求めるステップとを、前記少なくとも１つのスイッチング装置（４）がもとの位置に戻っていることが求められるまで繰り返し、狭くされた前記パルス幅の下方境界を求めるステップと、
・前記下方境界に依存して前記パルス幅が適合された駆動信号によって前記少なくとも１つのスイッチング装置（４）を駆動するステップと、
を有している、
ことを特徴とする、搭載電源網システム（１）の動作方法。
【請求項１０】
前記瞬時の給電電圧の値が増大したとき、および／または、前記瞬時の温度の値が低下したときに、前記駆動信号の前記パルス幅を狭くする、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記瞬時の給電電圧の値が低下したとき、および／または、前記瞬時の温度の値が増大したときに、前記駆動信号の前記パルス幅を広くする、請求項９または１０記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのスイッチング装置（４）の瞬時の温度をあらわしているパラメータの前記決定は、前記少なくとも１つのスイッチング装置（４）の励起コイル（７）の瞬時の電気抵抗を検出することを含んでいる、請求項９から１１までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、搭載電源網システム、搭載電源網システムを備えた車両および搭載電源網システムの動作方法に関する。
【０００２】
ＤＥ１０２００８０４０８１０Ａ１号には、電気的な搭載電源網システムが開示されている。この電気的な搭載電源網システムは、電気的な負荷が接続された搭載電源網と、少なくとも１つのエネルギー蓄積器とを有している。このエネルギー蓄積器は、スイッチング装置を介して、搭載電源網から分離される。少なくとも１つのスイッチング装置監視装置が設けられている。これは、スイッチング装置の動作状態を検査する。
【０００３】
本願発明の課題は、搭載電源網システムの動作中のエネルギー節約が可能な、搭載電源網システム、搭載電源網システムを備えた車両および搭載電源網システムの動作方法を提供することである。
【０００４】
上述の課題は、独立請求項の構成要件によって解決される。有利な発展形態は、従属請求項に記載されている。
【０００５】
本願発明の第１の態様では、搭載電源網システムは、少なくとも１つの搭載電源網分岐と少なくとも１つのエネルギー蓄積装置とを有している。さらに、搭載電源網システムは、少なくとも１つのスイッチング装置を有している。ここでこの少なくとも１つのスイッチング装置は、第１のスイッチング位置と第２のスイッチング位置とを取ることができる。少なくとも１つのエネルギー蓄積装置は、この第１のスイッチング位置において、少なくとも１つの搭載電源網分岐と電気的に接続されている。さらに、少なくとも１つのエネルギー蓄積装置は、第２のスイッチング位置において、少なくとも１つの搭載電源網分岐から電気的に分離されている。さらに、搭載電源網システムは、駆動ユニットを有している。これは、少なくとも１つのスイッチング装置を、パルス幅変調器によって形成された駆動信号を用いて駆動するように構成されている。駆動信号のパルス幅は、少なくとも１つのスイッチング装置のこの時の給電電圧と、少なくとも１つのスイッチング装置のこの時の温度とから成るグループから選択される、少なくとも１つのパラメータに依存して、適合される。
【０００６】
上述した実施形態の搭載電源網システムは、搭載電源網システムの動作時のエネルギー節約を可能にする。これは、少なくとも１つのスイッチング装置を駆動するように構成された駆動ユニットを設けることによって行われる。ここでは、駆動信号のパルス幅は、少なくとも１つのスイッチング装置の瞬時の給電電圧および／または瞬時の温度に依存して、適合可能である。用語「パルス幅」と「パルス持続時間」は、本願では同様に使用される。これによって、温度ないしは給電電圧の影響は、少なくとも１つのスイッチング装置の駆動時に、搭載電源網システムの動作中に、できるだけ低減されるないしはほぼ除去される。これによって次のことが可能になる。すなわち、スイッチング装置を、改善された様式で、できるだけ僅かな駆動パワーで動作させることが可能になる。
【０００７】
少なくとも１つのスイッチング装置は有利には、リレー、殊に高圧リレーと、接触器、殊に高圧接触器とから成るグループから選択される。駆動ユニットはこの形態において、少なくとも１つのスイッチング装置の励起コイル、すなわちリレーないしは接触器の励起コイルを駆動するように構成されている。
【０００８】
スイッチング装置はここで有利には、いわゆる「常開接点（ノーマリーオープン）」として構成されている。ここで常開接点とは、接極子がもとの位置へ戻っているとき（bei abgefallenem Anker）、ないしは、無電流励起コイルのときに開放され、接極子が吸引されているとき、ないしは、電流が貫流している励起コイルのときに閉成されているスイッチング装置のことである。しかし、スイッチング装置を常閉接点（ノーマリークローズ）、すなわち、吸引されている状態において少なくとも１つのエネルギー蓄積装置を少なくとも１つの搭載電源網分岐から分離する接点として形成することも可能である。これによって、少なくとも１つの搭載電源網分岐との少なくとも１つのエネルギー蓄積装置の電気的な接続ないしは少なくとも１つの搭載電源網分岐からの少なくとも１つのエネルギー蓄積装置の電気的な分離をそれぞれ、駆動信号のパルス幅を適合して行うことができる。
【０００９】
さらなる実施形態では、搭載電源網システムは、さらに、第１の検出ユニットを有している。これは、少なくとも１つの、少なくとも１つのスイッチング装置の励起コイルの瞬時の温度をあらわす量を検出するように構成されている。
【００１０】
この第１の検出ユニットは、このために、温度センサを有している。この温度センサはここで例えば、励起コイルの領域内に配置されている。これによって、励起コイルの瞬時の温度を、直接的に求めることができる。さらに、この温度センサは、搭載電源網システムの周辺領域における温度を求めるように構成され得る。すなわち、励起コイルの領域において間接的に求められる温度である。第１の検出ユニットは、この実施形態では、求められた温度および温度モデルに基づいて、励起コイルの瞬時の温度を求めるないしは見積もるように構成されている。この温度モデルは、例えば、少なくとも１つのスイッチング装置のスイッチオン持続時間を含んでいる。
【００１１】
別の実施形態では、第１の検出ユニットは、少なくとも１つのスイッチング装置の励起コイルの瞬時の電気抵抗を求めるように構成されている。励起コイルの瞬時の温度は、ここで、相応する、抵抗−温度−特性曲線によって求められる。
【００１２】
搭載電源網システムはさらに、第２の検出ユニットを有している。これは、リレーないしは接触器の形状の、少なくとも１つのスイッチング装置の励起コイルの瞬時の給電電圧を求めるように構成されている。
【００１３】
別の実施形態では、パルス幅変調器は入力側を有している。ここには、瞬時の給電電圧が供給される、ないしは、印加される。パルス幅変調器は、この実施形態では、駆動信号のパルス幅を、入力側に印加可能な瞬時の給電電圧に依存して適合させるように構成されている。
【００１４】
さらに、本願発明は、上述の実施形態に即した搭載電源網システムを有している車両に関する。この車両は、例えば自動車、殊に乗用車またはトラックであり、ハイブリッド車両として、または、純粋な内燃機関を有する車両として、または、純粋な電気的な駆動モータを有する車両として形成可能である。
【００１５】
本願はさらに、搭載電源網システムの動作方法に関する。ここでこの搭載電源網システムは、少なくとも１つの搭載電源網分岐と少なくとも１つのエネルギー蓄積装置と少なくとも１つのスイッチング装置とを有している。この少なくとも１つのスイッチング装置は、第１のスイッチング位置と第２のスイッチング位置とを取ることができる。ここで少なくとも１つのエネルギー蓄積装置は、この第１のスイッチング位置において、少なくとも１つの搭載電源網分岐と電気的に接続されている。さらに、少なくとも１つのエネルギー蓄積装置は、第２のスイッチング位置において、少なくとも１つの搭載電源網分岐から電気的に分離されている。この方法は、次のステップを有している。すなわち、パルス幅変調器を用いて、少なくとも１つのスイッチング装置を駆動するために、駆動信号を形成するステップである。さらに、少なくとも１つのスイッチング装置のこの時の給電電圧と、少なくとも１つのスイッチング装置のこの時の温度をあらわす量とから成るグループから選択して、少なくとも１つのパラメータを求めることが行われる。さらに、駆動信号のパルス幅は、この少なくとも１つの求められたパラメータに依存して適合される。
【００１６】
本願に記載された車両並びに方法は、本願の搭載電源網システムと関連して挙げられた利点を有しており、ここでは、繰り返しを避けるために、再度述べない。
【００１７】
駆動信号のパルス幅は、この方法１つの実施形態では、瞬時の給電電圧の値が高いとき、および／または、瞬時の温度の値が低いときに狭くされる。別の実施形態では、駆動信号のパルス幅は、瞬時の給電電圧の値が低いとき、および／または、瞬時の温度の値が高いときに、広くされる。これによって、少なくとも１つのスイッチング装置の駆動時に、温度ないしは給電電圧の影響ができるだけ低減される。
【００１８】
少なくとも１つのスイッチング装置は、有利には、リレー、殊に高圧リレーと、接触器、殊に高圧接触器とから成るグループから選択される。パルス幅の適合は、ここで、１つの実施形態では、リレーないしは接触器の形態での、少なくとも１つのスイッチング装置の吸引のための駆動信号後の、所定の持続時間後に行われる。ここで、リレーないしは接触器の吸引とは、電流を励起コイルに流した時に、リレーないしは接触器の接極子が、この励起コイルによって吸引されることである。上述の実施形態は、スイッチング装置の吸引には、吸引されている状態と比べてより高い電力消費が必要であるので、パルス幅変調が、リレーないしは接触器が吸引されている状態にあるときにはじめて行われるべきである、という考察から出発する。この所定の持続時間によって、ここでスイッチ持続時間が考慮される。
【００１９】
スイッチング装置が、リレー、殊に高圧リレーと接触器、殊に高圧接触器とから成るグループから選択される別の実施形態では、さらに、少なくとも１つのスイッチング装置の吸引が行われたか否かが求められる。従って、リレーないしは接触器の吸引が行われたか否かが求められる。この実施形態では、少なくとも１つのスイッチング装置の吸引が行われたことが求められた場合に、パルス幅の適合が行われる。これによって同様に、吸引されていない状態のリレーないしは接触器での、より高い電力消費が考慮される。ここでこの実施形態では、さらに、スイッチング装置の吸引が求められる。これによって、パルス幅の適合ができるだけ迅速に、少なくとも１つのスイッチング装置のスイッチング過程が行われた後に実施される。
【００２０】
少なくとも１つのスイッチング装置のその時の温度をあらわしているパラメータの検出は、この方法の１つの実施形態では、リレーないしは接触器の形態の少なくとも１つのスイッチング装置の励起コイルのその時の電気抵抗の検出を含む。
【００２１】
リレーないしは接触器の形態の少なくとも１つのスイッチング装置が吸引された場合に、この方法は、１つの実施形態において、さらに、以下のステップを有している。駆動信号のパルス幅を狭くすることが行われる。さらに、少なくとも１つのスイッチング装置がもとの位置に戻されているか否かが求められる。すなわち、少なくとも１つのスイッチング装置がもはや吸引されていないか否かが求められる。少なくとも１つのスイッチング装置がもとの位置に戻されていないことが求められると、少なくとも１つのスイッチング装置の駆動を、狭くされたパルス幅を有する駆動信号によって行う。ここでは、次のような考察から出発する。すなわち、狭くされたパルス幅が、さらなるエネルギーの節約を可能にするという考察から出発する。しかしここで、リレーないしは接触器が、パルス幅が狭くされている場合にも、吸引され続ける、ということが考慮されるべきである。
【００２２】
上述したステップは有利には、少なくとも１つのスイッチング装置がもとの位置に戻っていることが求められるまで繰り返し、実施される。これによって、狭くされたパルス幅の下方の境界が求められる。上述したステップはここで殊に、駆動信号を形成するステップ、少なくとも１つのパラメータを求めるステップおよび駆動信号のパルス幅を、少なくとも１つの求められたパラメータに依存して適合させるステップの前に行われる。従って、まずは、狭くされたパルス幅の下方境界が求められ、次に、駆動信号のパルス幅が、温度および／または給電電圧に依存して適合される。
【００２３】
本願の実施形態をここで、添付された図面に基づいて詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１Ａ】本願の１つの実施形態に従った搭載電源網システムの基本回路図
【図１Ｂ】図１Ａに即した搭載電源網システムのブロック回路図
【図１Ｃ】図１Ａおよび１Ｂに示された搭載電源網システムのコンポーネント
【図２】本願の１つの実施形態に即したスイッチング装置用のデューティサイクル電圧ダイヤグラム
【実施例】
【００２５】
図１Ａは、本願の実施形態に即した搭載電源網システム１の概略的な基本回路図１を示している。
【００２６】
搭載電源網システム１は、詳細には示されていない自動車、殊に乗用車またはトラックの構成部分であり得る。例えば、搭載電源網システム１は、電気車両の高圧システムとして構成され得る。
【００２７】
搭載電源網システム１は、例えば４８Ｖの公称電圧を有している第１の搭載電源網分岐２を有している。第１の搭載電源網分岐２内には、殊に、電気的な負荷、電圧変換器、殊に、ＤＣ／ＤＣ変換器の形態の電圧変換器および／または電気的なエネルギー生成装置が配置可能である。これらは、見やすくするために、図面には詳細に示されていない。
【００２８】
第１の搭載電源網分岐２に対して付加的に、搭載電源網システム１は、さらなる搭載電源網分岐を有することができる。ここでこのさらなる搭載電源網分岐内での公称電圧は、第１の搭載電源網分岐２の公称電圧と同じでも、これとは異なっていてもよい。さらなる搭載電源網分岐は、同様に電気的な負荷、電圧変換器および／または電気的なエネルギー形成装置を有することができ、見やすくするために、図面には詳細に示されていない。負荷ないしは電力消費部はここで例えば、車両駆動部のパワーエレクトロニクス、電気的なコンプレッサー、暖房機器または充電機器であり得る。
【００２９】
搭載電源網システム１は、さらに、電気的なエネルギー蓄積装置３を有する。これは例えば、１２ボルトの蓄電器の形態である。
【００３０】
さらに、搭載電源網システム１は少なくとも１つの図示されたスイッチング装置４を有している。ここでこのスイッチング装置４は第１のスイッチング位置と第２のスイッチング位置を取ることができる。エネルギー蓄積装置３は、ここで、第１のスイッチング位置において、第１の搭載電源網分岐２と電気的に接続されており、第２のスイッチング位置において第１の搭載電源網分岐２から電気的に分離されている。
【００３１】
さらに、搭載電源網システム１は、駆動ユニット５を有している。これは、パルス幅変調器６によって形成可能な駆動信号によって、少なくとも１つのスイッチング装置４を駆動するように構成されている。駆動ユニット５は、このために、制御線路１０を介して、少なくとも１つのスイッチング装置４と接続されている。以降の図面と関連して詳細に説明されているように、駆動信号のパルス幅は、少なくとも１つのパラメータに依存して、スイッチング装置４の瞬時の給電電圧とスイッチング装置４の瞬時の温度とから成るグループから選択される、少なくとも１つのパラメータに依存して適合可能である。
【００３２】
図示の実施形態では、スイッチング装置４と駆動ユニット５は、分配器ユニット１２内に配置されている。従って、制御線路をできるだけ短く保持することができ、これによって、電磁両立性を改善することができる。高圧ジャンクションボックス（ＨＶＪＢ）または配電器（ＰＤＵ）とも称される分配器ユニット１２によって、図１Ａにおいて詳細に図示されていない、電気的なエネルギー蓄積装置３の電極が複数のタップに、増加される。
【００３３】
安全性をさらに高めるために、電圧、殊に高圧が分配器ユニット１２内で測定され、関連する分岐上に高圧が存在するか否かの情報が、詳細に示されていない別の電子回路に伝達される。この測定は、さらに冗長的に構成することができ、これによって、簡単なエラーが検出可能である。
【００３４】
図１Ｂは、図１Ａに示された搭載電源網システム１のブロック回路図を示している。図１Ａと同じ機能を有するコンポーネントには同じ参照番号が付けられており、以降では説明は繰り返されない。
【００３５】
図１Ｂに示されているように、エネルギー蓄積装置３は、正の極と負の極の形態における２つの極を有している。これらは、給電電圧を第１の搭載電源網分岐２に対して供給する。さらに図１Ｂには、概略的に、第１の搭載電源網分岐２内に配置されている電気的な付加、例えば電気的なコンプレッサーまたは暖房機器が示されている。上述したように、搭載電源網システム１は、複数の負荷ないしは機器を有することもできる。これらは、エネルギー蓄積装置３の中央の給電電圧を取り出すことができ、例えば種々異なる搭載電源網分岐内に配置可能である。
【００３６】
２つのスイッチング装置４の図１Ｂに示されている第１のスイッチング位置では、エネルギー蓄積装置３は、第１の搭載電源網分岐２と電気的に接続されている。スイッチング装置４の図示されていない第２のスイッチング位置では、エネルギー蓄積装置３は、第１の搭載電源網分岐２と電気的に分離されている。
【００３７】
図示された実施形態では、エネルギー蓄積装置３の正の端子も負の端子も、固有のスイッチング装置４を有している。このスイッチング装置４は、ここで、リレー、殊に高圧リレーと接触器、殊に高圧接触器とから成るグループから選択されている。これによって、２つの極、正の極も負の極も、接続可能である。図示の実施形態では、分離された２つのスイッチング装置４が第１の搭載電源網分岐２に対して、ひいては高圧路に対して設けられている。別の実施形態では、いわゆる二重接触器も設けることが可能である。
【００３８】
駆動ユニット５は、２つのスイッチング装置４を、それぞれ１つの、図１Ｂには詳細に示されていないパルス幅変調器によって形成可能な駆動信号を用いて駆動するように構成されている。このために、駆動ユニット５は、それぞれ１つの制御線路１０を介して２つのスイッチング装置と接続されている。
【００３９】
２つのスイッチング装置４並びに駆動ユニット５は、図示の実施形態では、上述したように、分配器ユニット１２内に配置されている。
【００４０】
後続の図面に関連して詳細に説明されているように、各駆動信号のパルス幅は、各スイッチング装置４の瞬時の給電電圧とスイッチング装置４の瞬時の温度とから成るグループから選択される少なくとも１つのパラメータに依存して、適合可能である。図示された実施形態では、２つのスイッチング装置４の給電電圧と温度はそれぞれ近似的に同じであり、これによって、駆動を容易に行うことができる。
【００４１】
スイッチング装置４は図示の実施形態では、動作接点とも称されるいわゆる常開接点（ノーマリーオープン）として形成されている。ここで、常開接点とは、接極子がもとの位置に戻っている場合ないしは励起コイルに電流が流れていない場合に開放され、接極子が吸引されている場合ないしは励起コイルに電流が通っている場合に閉成されるスイッチング装置のことである。しかし、スイッチング装置４を、常閉接点（ノーマリークローズ）として形成することも可能である。すなわち、吸引されている状態において、エネルギー蓄積装置３を第１の搭載電源網分岐２から電気的に分離する接点として形成することも可能である。
【００４２】
図１Ｃは、図１Ａおよび１Ｂに示された搭載電源網システムのコンポーネントを示している。
【００４３】
図１Ｃにおいても、駆動ユニット５が示されている。図１Ｃに示されているように、駆動ユニット５は、各スイッチング装置の励起コイル７を駆動するように構成されている。ここで図１Ｃでは、見やすくするために、１つの励起コイル７しか示されていない。駆動ユニット５は、さらに、制御線路１０を介して、励起コイル７と接続されている。
【００４４】
図１Ｃに詳細に示されていないスイッチング装置は例えば、励起側で２〜５ワットの固有のパワーを必要とする。これによって、全体的な駆動パワーが生じる。これは殊に、車両の搭載電源網において、もはや無視されるべきものではない。さらに、銅線の断面を増すことが必要とされる。これは、結びついているコスト並びに重量を高め、付加的に損失熱の原因となる。本願の実施形態によって、上述した作用は、有利には低減される。
【００４５】
このために、駆動信号のパルス幅が、各励起コイル７の瞬時の給電電圧と、各励起コイル７の瞬時の温度に依存して、適合可能である。
【００４６】
ここでこの搭載電源網システムは、図示の実施形態では、第１の検出ユニット８を有している。これは、励起コイル７の瞬時の温度をあらわす量を求めるように構成されている。第１の検出ユニット８は、さらに、殊に温度センサを有している。さらに搭載電源網システムは、第２の検出ユニット９を有している。これは、各励起コイル７の瞬時の給電電圧を求めるように構成されている。
【００４７】
求められたこの温度量は信号線路１３を介して案内され、求められたこの瞬時の給電電圧は信号線路１４を介して案内され、これに続いて、共通の信号線路１５を介して駆動ユニット５に伝達される。
【００４８】
求められたこの値に基づいて、図１Ｃに詳細に示されていないパルス幅変調器によって形成された駆動信号のパルス幅が適合される。ここで駆動信号のこのパルス幅は、給電電圧の瞬時の値が高くなった場合に、および／または、温度の瞬時の値が低減した場合に、狭くされる。さらに、駆動信号のこのパルス幅は、給電電圧の瞬時の値が低減した場合に、および／または、温度の瞬時の値が高くなった場合に、広くされる。パルス幅を狭くすることはここで個々のパルス間の間隔の増加と同じ意味である、ないしは、デューティサイクルの低減と同じ意味である。ここでこのデューティサイクルは、相応する駆動インターバルのスイッチオン時間と、全体的な持続時間との間の比である。相応に、パルス幅を広くすることは、個々のパルスの間の間隔の低減と同じ意味である、ないしは、デューティサイクルの拡大と同じ意味である。
【００４９】
このように適合された駆動信号は、制御線路１０を介して、励起コイル７に印加される。さらに、励起コイル７から戻ってくる信号線路１６ともに示されているように、これによって、パルス幅の閉ループ制御が、瞬時の温度並びに瞬時の給電電圧に依存して行われる。
【００５０】
図１Ａ〜１Ｃに示されている実施形態を用いて、できるだけ高いエネルギー節約が、殊に車両の高圧領域における安全の観点からも、温度追跡および電圧追跡によって行われる。エネルギー削減は、ここで有利には、排ガスの排出を低減させる。これは殊に、ＣＯ２排出の低減である。ないしは、エネルギー削減は、電気車両のエネルギー消費を低減させ、これによって、電気車両の到達距離が有利には長くなる。
【００５１】
スイッチング装置４、例えば、接触器の形態のスイッチング装置４は、ここでスイッチング過程（これは典型的に数ミリ秒後に終了する）の後、パルス幅変調（ＰＷＭ）が加えられ、これによって保持状態において、パワーを低減させることができる。ここでパルス幅変調によって生じる電圧が供給されない期間（ギャップ）は、選択されたリレーが自身の慣性に基づいて追従できないくらい、従って、吸引されたままであるくらい小さくないしは短く保たれる必要がある。さらに、次のことに着目されたい。すなわち、継続するパルスギャップによって、全体的な駆動パワーが低下して、十分な保持力がリレーに対して残っていない、ということを生じさせない、ということに着目されたい。このような場合には、これは再びもとの位置に戻ってしまうであろう。これは不所望のオフであり、これに結び付いている機能に応じて、不所望な作用が生じ得る。
【００５２】
ここである程度の妥協がされるべきである。一方では、できるだけ多くの駆動出力が省かれるべきであり、他方では、必要な保持力を下回るべきではない。このような妥協領域は、典型的に、製造誤差のためにトレランスに依存し、さらに、給電電圧に依存し、温度に依存するので、ある程度の安全マージンが選択されるべきである。この安全マージンは、節約作用に反対に作用する。このようなＰＷＭ安全マージンを、本願の実施形態を用いて、できるだけ、状況によって、狭くないしは短く調整することができる。
【００５３】
この際には、次のような考察が基になっている。すなわち、典型的に銅巻き線から形成されている接触器の場合には、銅が温度に応じて異なるコンダクタンスを有し、これによって、駆動力が巻き線温度に依存するという考察である。
【００５４】
銅の特別なコンダクタンスおよびその温度係数によって、室温から出発して、特別なリレーに対して、例えば、−２３％ないしは＋４０％の巻き線抵抗の変動が、−４０℃から＋１２０℃の温度領域にわたって生じる。
【００５５】
例えば、リレーの銅巻き線温度が直接的または間接的に既知である、または計算可能である、本願の実施形態では、相応に、パルス幅変調が適合され、これによって、温度の影響をほぼ除去することができる。同様に、本願の実施形態では、リレーの励起巻き線の給電電圧を用いて行われる。これが高くなるほど、すなわち、より多くのパワーが供給されるほど、パルス休止をより長く調整することができる。これは、出力低減につながる。この電圧追跡は、電圧変化とともに継続的に行われる、または、ステップにおいて行われる。
【００５６】
電圧も温度も、殊に、マイクロコントローラ内のＡＤ変換器を用いて測定されるか、または、集積されたハードウェア回路を用いて直接的に、スイッチングコンポーネント用のＰＷＭ発生器に影響が与えられる。
【００５７】
図１Ａ〜１Ｃに示された実施形態では、ここで２つの接触器ないしは二重接触器の２つのコイルに、ＰＷＭ閉ループ制御された駆動が加えられる。これは典型的に、大きな制限無く可能である。なぜなら、２つの接触器は、製造トレランスを除けば、同じ環境および使用において、ほぼ同一の給電電圧および巻き線温度を有しているからである。
【００５８】
例えば、殊に複数のコンポーネントが使用されている場合に、コストがかかるので、接触器の巻き線温度が直接的には測定されない場合には、分配器ユニットの中央に位置している温度測定器によって、計算モデルを用いて、殊にスイッチオン時間を計算のベースとして使用するマイクロコントローラ内で、十分な精度で、巻き線温度が推測される。
【００５９】
さらに、本願の実施形態は、固定したパルス幅でのスイッチング過程の後のパルス幅変調によるＰＷＭパワーセービング遮断を組み込んだ高圧リレーに使用可能である。さらに有利には、電気的なＰＷＭ形成は、このようなリレーも使用可能であるように、駆動に対して設計されている。このために、パワーセービング回路のバイパスおよび／またはスイッチオフコーディングが、例えばワイヤーブリッジの形態で設けられており、これによって、柔軟性をレイアウト変更無しに保証することができる。
【００６０】
さらに、図１Ａ〜１Ｃに示された駆動ユニット５をいわゆるドロップアウト（もとの位置への戻り）テスト用に使用することができる。ここでは、リレーの磁気回路が保持されなくなり、これによってリレーがもとの位置に戻り、静止状態に戻るまで、ＰＷＭ信号の休止期間が、連続して長くされる。
【００６１】
このもとの位置への戻りは、電子回路によって、例えば、電流測定によって識別される。リレーがもとの位置に戻る点ないしはパルス／休止比、ひいては巻き線電源とは、動作状態（例えば温度、瞬時の電圧および個々の巻き線トレランス）に対する、最小の可能な調整である。この点から、より大きいまたはより小さい安全マージンおよび上述した、電圧追跡および温度追跡の形態での閉ループ制御を使って、処理可能である。
【００６２】
上述したドロップアウトテストは、ここで、典型的に、短時間のオフ状態を許容する回路ないしは負荷で行われる。ここで、このドロップアウトテストは、実際のシステムの最下方値を求めることができる。さらにこのドロップアウトテストは、場合によっては、制御されたシステムが、不所望のモードに陥っていないときまたはシステム状態において実施可能である。
【００６３】
上述したドロップアウトテストを用いて、搭載電源網システムの動作時のさらなるエネルギー節約が可能である。
【００６４】
図２は、本願の１つの実施形態に即したスイッチング装置用のデューティ比電圧ダイヤグラムを示している。ここで、横軸には、励起コイルの給電電圧が示されており、縦軸には、デューティ比、すなわち、駆動信号の、スイッチオン時間と全持続時間との間の比がパーセントで示されている。
【００６５】
図２に示されているように、デューティ比電圧特性曲線はこの実施形態では、３つの、それぞれ線形の部分領域を含んでいる。ここで、下方の電圧領域に対しては、下方の電圧閾値Ｕ１まで、低い、負の勾配が設定されている。下方の電圧閾値Ｕ１と上方の電圧閾値Ｕ２との間の中央の電圧領域では、より強く下降する曲線が設定されている。これは、上方の電圧閾値Ｕ２の上方にある上方の電圧領域では、再び、平坦に下降する線形の部分領域に移行する。
【００６６】
別の実施形態では、デューティ比電圧特性曲線に対して、非線形の曲線も調整可能である。例えば、跳躍的な移行または指数関数的な曲線経過を設けることができる。
【符号の説明】
【００６７】
１  搭載電源網システム、  ２  搭載電源網分岐、  ３  エネルギー蓄積装置、  ４  スイッチング装置、  ５  駆動ユニット、  ６  パルス幅変調器、  ７  励起コイル、  ８  検出ユニット、  ９  検出ユニット、  １０  制御線路、  １１  負荷、  １２  分配器ユニット、  １３  信号線路、  １４  信号線路、  １５  信号線路、  １６  信号線路
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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