CN101960713B - 带有过压监控的发电机装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发电机装置，带有发电机调节器和具有发电机和整流装置的发电机单元。发电机调节器具有工作电压端子和相电压端子。此外，如果在相电压的调节作用期间，在工作电压端子上的直流电压超过预给定的极限值一个预给定的持续时间，则该发电机调节器将相电压的调节作用去激活。

Description

带有过压监控的发电机装置
本发明涉及一种发电机装置，该发电机装置尤其被设置用于提供在汽车的车载电网中所需的直流电压，并且该发电机装置具有用于过压监控的装置。
现有技术
已知的是，借助发电机调节器来调节发电机的输出电压。发电机的输出电压与多个影响参数有关，转速、车载电网中的电负荷、启动电池的充电状态以及温度都属于所述影响参数。为了在车载电网中产生恒定的电压，发电机调节器在预给定的界限内调节发电机的输出电压。这种调节通过流过发电机的激励线圈的激励电流的适配来实现。为了激励电流的适配，改变由激励控制装置所提供的针对开关晶体管的PWM控制信号的占空比。
在将高侧晶体管用作发电机调节器的开关晶体管的情况下，激励电流被直流电压供给端子B+所接收，并且通过该晶体管被引导向激励线圈。激励线圈的第二端子与地相连接。
在发电机的相电压端子U、V和W上产生的交流电压在具有多个支路的整流装置中被整流并且被提供给汽车的车载电网，并且也被导送给发电机调节器的所述直流电压供给端子。
此外，发电机调节器也与发电机的相电压端子相连接，以便分析处理发电机的相电压。
发电机调节器具有调节器控制装置，调节器控制装置提供用于发电机调节器的开关晶体管的开关信号，并且作为输入信号将处于直流电压供给端子B+上的直流电压以及发电机的相电压之一馈送给该调节器控制装置。
在现在处于串联的发电机调节器中，执行如下功能：该功能在卸载的情况下阻止发电机的完全去激励。为此目的，当该相电压超过一个预给定的值时，发电机调节器的调节器控制装置监控馈送给它的相电压并且改变针对开关晶体管的开关信号。
发电机调节器的相电压端子是在发电机调节器和属于该发电机的整流装置之间的机械的例如拧紧的连接，其中所述的相电压在整流支路的两个二极管之间的连接点上被提取。在发电机调节器与整流装置之间的所述连接上，可以基于不同的错误模式设定接触电阻。根据接触电阻的高度这导致电压降。借助该电压降，调节器控制装置识别出存在过小的相电压。在不利的情况下，该电压降为如此大小：即低于调节器控制装置的被分配给该相电压的作用阈值。由此进行对于调节的作用(Eingriff)，通过所述调节可能在车载电网中形成过压。
已知的是，这种过压的出现通过限定最大允许的激励电流或占空比来对抗。但是，实际上尽管有这种限定，工作点还是可能被调节到过压。
也已知的是，在监控相引导电阻(Phasenzuleiungswiderstand)的意义上，通过在查询路径中的电流调制来分析处理由此所得到的电压差，并且然后当电压差超过预给定的阈值时，将调节作用去激活。但是这种策略是费事的，因为相电压信号是具有高的电压动态性的信号。
本发明的优点
具有权利要求1的特征的发电机装置相比而言具有优点，在调节作用期间通过相电压进行，进行对由调节器控制装置提供的开关信号的附加监控，以便避免过高激励的状态并且由此避免在车载电网中出现过压。这基本上通过如下方式来实现：当在对相电压的调节作用期间处于工作电压端子B+上的、被提供的直流电压在预给定的持续时间中超过预给定的极限值，则发电机调节器将该相电压的调节作用去激活。
本发明的发电机装置的其他有利的特性由其借助附图的示例性阐述中得到。
附图
图1示出了本发明的发电机装置的电路图。
图2示出了在图1中示出的发电机调节器的调节器控制装置的详细示图。
描述
图1示出了本发明的发电机装置的电路图。所示的发电机装置11具有发电机调节器1和发电机单元10，该发电机单元10在其输出端上为汽车的车载电网12提供直流供电电压。
发电机单元10具有发电机2和整流装置9。发电机2包括激励线圈5和未详细示出的相绕组，其例如以星型连接或三角连接的形式彼此相互连接。发电机2在其相电压端子U、V和W上提供交流电压，所示交流电压被馈送给连接在后面的整流装置9。可代替所示实施例地，也可以存在不同数目的相或相电压端子。
整流装置9包括3个支路，这三个支路中的每一个都具有两个二极管和其它适当组件的串联电路，并且被分配给该发电机的其它相电压端子之一。
发电机2的相电压端子U与在第一整流支路的二极管D1和D4之间的连接点相连接。发电机2的相电压端子V被连接在第二整流支路的二极管D2和D5之间的连接点上。发电机2的相电压端子W与在第三整流支路的二极管D3和D6之间的连接点相连接。
二极管D4，D5和D6的阴极相互连接。在那里，发电机单元10的输出直流电压被提供并且被传递给车载电网12。二极管D1、D2和D3的阳极同样相互连接并且处于地电势。
发电机2的相电压端子W此外还通过发电机调节器1的端子X与发电机调节器1的调节器控制装置7相连接，并且通过电阻R3和发电机调节器的接地连接与地4相连接。
发电机调节器1具有工作电压端子B+以及其它端子DF，D-和X。此外，发电机调节器包括调节器控制装置7，该调节器控制装置7设置有分析处理逻辑。调节器控制装置7被设置用于给开关晶体管6提供PWM控制信号。调节器控制装置7此外还与工作电压端子B+相连并且通过接地连接3与地4相连。此外，调节器控制装置7还与发电机调节器1的端子X连接，以便接收从发电机2的相电压端子W引出的相电压信号。
此外，在图1所示的装置还具有激励电流回路。该激励电流回路从发电机调节器1的工作电压端子B+经过发电机调节器的开关晶体管6、发电机调节器的端子DF、激励线圈5、发电机调节器的端子D-和接地连接3向地4延伸。在发电机调节器1的端子D-和DF之间或者连接空转二极管8，或者使用具有开关晶体管的有源的空转装置(Freilauf)。
与工作电压端子B+相连接并且通过端子X与发电机2的相电压端子W相连接的调节器控制装置7，用控制信号s控制开关6，使得激励电流流经激励线圈5，该激励电流不仅与在工作电压端子B+上的直流电压相关而且暂时与通过端子X引导给它的相电压相关。
图2示出了调节器控制装置7的详细示图。它具有工作电压实际值检测器7a、工作电压比较器7b、时间元件(Zeitglied)7c、开关元件7d、相电压检测器7e和计算单元7f。具有所述元件的调节器控制装置7优选以微计算机或逻辑电路的形式来实现。调节器控制装置7被设置用于从馈送给其的输入信号中确定用于发电机调节器1的开关晶体管6的控制信号s。
存在于工作电压端子B+上的工作电压的实际值属于计算单元7f的输入信号，其中所述工作电压处于工作电压实际值检测器7a的输出端上。此外，在开关7d闭合时，相电压检测器7e的输出信号属于计算单元7f的输入信号。
借助调节器控制装置如下地进行过压监控：
如果在输入端X上的相电压小于预给定的调节阈值，则相电压检测器7e经过处于闭合状态的开关7d与计算单元7f相连接，从而计算单元7f生成控制信号s，使得避免发电机的完全去激励。
在相电压作用于该调节期间，工作电压比较器7b如下地监控处于工作电压端子B+上的直流电压：其是否超过预给定的上限值UB+max。
如果工作电压比较器7b识别到处于工作电压端子B+上的直流电压超过预给定的上限值UB+max，则它输出用于时间元件7c的起动信号。该时间元件7c被调整到如下地被确定大小的时间间隔：使得由卸载引起的电压波动通常又被平衡。
如果存在如下状态：在其中通过相电压检测器7e的输出信号作用于所述调节，并且在其中在工作电压端子B+上的直流电压超过预给定的上限值UB+max一个时间段，该时间段比由时间元件7c预给定的时间间隔长，则时间元件7c将开关元件7d带入到打开状态。在开关元件7d的打开状态中，相电压对于该调节的影响被去激活。
作为结果，基本上与在工作电压端子B+上的直流电压相关地来进行另外的调节，该直流电压通过工作电压实际值检测器7a被馈送给计算单元7f。
在这种情况下，发电机在卸载情况下虽然能够完全被去激励，但是这通常是仅仅损害了舒适性，其表现为在车载电网中的短暂电压扰动。但是以有利的方式避免了出现持续较长时间的过压以及由过压引起的对于车载电网组件的损害。
如果在相电压调节作用的去激活过程中识别出，相电压又大于由相电压检测器7e所设定的相电压作用阈值并且针对在工作电压端子B+上的工作电压的预给定极限值UB+max又被超过，则相电压对调节的作用或者立刻或者在经过预给定的时间间隔之后又被允许，其方式是开关元件7d又被带入其导通状态。
本发明的改进方案在于，将开关7d的打开状态、即对调节的相作用被去激活的情况，在使用灯或者状态标志的情况下发信号给控制设备。

Claims (4)

1.一种发电机装置，带有发电机调节器(1)和具有发电机(2)和整流装置(9)的发电机单元(10)，其中发电机调节器(1)具有工作电压端子(B+)和相电压端子(X)，
其特征在于，
如果在相电压的调节作用期间，在工作电压端子(B+)上的直流电压超过预给定的极限值(UBmax)一个预给定的持续时间，则该发电机调节器(1)将相电压的调节作用去激活，
所述发电机调节器(1)具有调节器控制装置(7)，其中该调节器控制装置(7)具有
-工作电压实际值检测器(7a)，
-相电压检测器(7e)以及
-被设置用于确定针对该发电机调节器(1)的开关晶体管(6)的控制信号(s)的计算单元(7f)，
-与工作电压端子(B+)相连接的工作电压比较器(7b)，
-设置在该相电压检测器(7e)和计算单元(7f)之间的开关元件(7d)以及
-控制该开关元件(7d)的时间元件(7c)。
2.根据权利要求1所述的发电机装置，其特征在于，该调节器控制装置(7)与该工作电压端子(B+)和该相电压端子(X)相连接。
3.根据上述权利要求中的任一项所述的发电机装置，其特征在于，如果在相电压的调节作用期间，在该工作电压端子(B+)上的直流电压在预给定的持续时间上大于该预给定的极限值(UB+max)，则时间元件(7c)将该开关元件(7d)带入其打开状态。
4.根据权利要求3所述的发电机装置，其特征在于，该工作电压实际值检测器(7a)、工作电压比较器(7b)、时间元件(7c)、该开关元件(7d)、相电压检测器(7e)和计算单元(7f)通过微计算机或逻辑电路来实现。
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