DE10036762C1 - Vorrichtung und Verfahren zur Regelung der Ausgangsspannung eines Generators in einem Kraftfahrzeug - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zur Regelung der Ausgangsspannung eines Generators in einem KraftfahrzeugInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung der Ausgangsspannung eines Generators (1) in einem Kraftfahrzeug, wobei mit dem Generator mindestens ein Verbraucher (3) versorgbar ist. Die Vorrichtung ist ausgelegt für die Erzeugung eines Signals zur Steuerung der Erregung des Generators (1), derart, dass während des Ausschaltens oder Einschaltens des mindestens einen Verbrauchers (3) die Ausgangsspannung in einem vorgegebenen Bereich, insbesondere im Wesentlichen konstant, bleibt. Die Erfindung betrifft überdies ein korrespondierendes Verfahren zur Regelung der Ausgangsspannung eines Generators.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein
Verfahren zur Regelung der Ausgangsspannung eines Generators
in einem Kraftfahrzeug. Sie betrifft insbesondere eine Vor
richtung zur Regelung eines Generators in einem Kraftfahrzeug,
wobei mit dem Generator mindestens ein Verbraucher versorgbar
ist und wobei mit der Vorrichtung ein Signal zur Steuerung der
Erregung des Generators erzeugbar ist und die Vorrichtung ein
Speicherglied umfaßt.
Bei einer elektrischen Stromversorgung von mehreren Verbrau
chern durch einen Generator in einem Fahrzeugbordnetz besteht
das Problem, daß beim Abschalten von Hochstromverbrauchern,
beispielsweise der Glühkerzen oder der Heckscheibenheizung ei
nes Fahrzeugs, also beim Lastabwurf von Verbrauchern eine
Spannungsspitze im Bordnetz entsteht. Für andere Verbraucher
wie beispielsweise H7-Lampen, die empfindlich auf Spannungs
spitzen im Bordnetz reagieren, hat dies zur Folge, daß deren
Lebensdauer durch diese Spannungsspitzen erheblich verkürzt
wird.
Zur Lösung dieses Problems ist es bekannt, puffernde bzw.
dämpfende Bauteile vorzusehen, die die beim Lastabwurf entste
hende Spannungsspitze verringern.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist bekannt aus der DE 41 08 751,
die sich zur Verhinderung von Drehzahlschwankungen einer
Brennkraftmaschine infolge der Zuschaltung eines Verbrauchers
mit der Veränderung des dem Generator zugeleiteten Erregungs
stroms nach einem vorgegebenen Muster, das in einem Speicher
baustein abgelegt ist, befaßt. Als Parameter für den Speicher
wird der unmittelbar vor Zuschaltung einer elektrischen Last
erfaßte Wert des Feldstroms If verwendet.
In der DE 40 16 573 C1 ist eine Schaltungsanordnung eines
Drehstromgenerators dargestellt, die mit einer separaten
Hilfswicklung im Erregerläufer und einer Zenerdiode ausgestat
tet ist. Die Hilfswicklung im Erregerläufer hat eine durchflu
tungskompensierende Wirkung und dämpft damit die entstehende
Überspannung.
Die DE 40 16 574 C1 zeigt eine Schaltungsanordnung eines Dreh
stromgenerators, bei der eine überspannungsabhängige Schalt
einrichtung zur selbsttätigen Freischaltung der Erregerwick
lung in einer die magnetische Erregungsenergie besonders rasch
verzehrenden Freilaufkonfiguration ausgenutzt wird.
Nachteilig bei den Schaltungsanordnungen nach der DE 40 16 573 C1
und der DE 40 16 574 C1 ist, daß zwar mit dämpfenden und
die Erregungsenergie verzehrenden Maßnahmen auf die Entstehung
einer Spannungsspitze reagiert wird, dies jedoch lediglich in
einer Verringerung der Spitze der Überspannung resultiert.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Regelung der Ausgangs
spannung eines Generators eines Kraftfahrzeugs zur Verfügung
zu stellen, bei der/dem Spannungsschwankungen durch das Aus
schalten und/oder das Einschalten von Verbrauchern weitgehend
vermieden werden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Regelung
der Ausgangsspannung eines Generators für ein Kraftfahrzeug
mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 bzw. durch ein Verfah
ren zur Regelung der Ausgangsspannung eines Generators mit den
Merkmalen von Patentanspruch 4.
Indem vor dem Abschalten oder Einschalten eines Verbrauchers die Erregung des
Generators in geeigneter Weise zurückgenommen oder erhöht wird, ist es möglich,
Änderungen der Ausgangsspannung des Generators, insbesondere Spannungsspit
zen beim Abschalten eines Verbrauchers, weitgehend zu vermeiden.
Bei dieser Maßnahme wird nicht auf eine entstehende Spannungsschwankung rea
giert, wie dies im Stand der Technik der Fall ist, sondern bereits die Entstehung einer
Spannungsschwankung von vornherein Weitgehend verhindert. Es wird also nicht
nachträglich reagiert, sondern bereits im voraus agiert.
In dem Speicherglied des Verarbeitungsgliedes sind entsprechend den Stromaufnahmeeigen
schaften eines oder mehrerer Verbraucher Steuersignale für die Steuerung des Ge
nerators abgespeichert. Nachdem beim Verarbeitungsglied das
Schaltsignal eines bestimmten Verbrauchers eingegangen ist, wird die Erregung des
Generators derart im Hinblick auf den eigentlichen Schaltvorgang des in Rede ste
henden Verbrauchers geregelt, dass die Ausgangsspannung während des Schaltvorgangs
im wesentlichen konstant bleibt oder sich nur geringfügig ändert. Dies kann
sowohl ein Einschaltvorgang als auch ein Ausschaltvorgang sein.
In einer besonders einfachen Ausführungsform hat das für die Regelung der Gene
ratorerregung vorgesehene Verarbeitungsglied einen zusätzlichen Eingang zum
Empfangen des Ein- bzw. Ausschaltsignals eines Hochstromverbrauchers. Bei Ein
gang eines Ausschaltsignals nimmt das Verarbeitungsglied die Erregung des Gene
rators bis zum Beginn des Schaltvorgangs soweit zurück, dass durch den eigentli
chen Schaltvorgang keine Überspannung im Netz entsteht. Eine eventuell eintreten
de Unterspannung wird in vorteilhafter Weise von einer im Netz angeordneten Batte
rie gepuffert.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen de
finiert.
Zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele werden im folgenden unter Hinweis auf die
beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Regelung der Ausgangsspannung eines
Generators eines Kraftfahrzeugs nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorlie
genden Erfindung.
Fig. 2 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Regelung der Ausgangsspannung eines
Generators nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Gemäß Fig. 1 hat eine Schaltungsanordnung zur Regelung der Ausgangsspannung
UA eines Generators 1 in Form eines Drehstromgenerators ein zentrales Verarbei
tungsglied 2, das einerseits sowohl mit dem Generator 1 als auch mit dem Verbrau
cher 3 verbunden ist und andererseits das Schaltsignal für die anstehende Aus
schaltung oder Einschaltung des Verbrauchers 3 empfängt. Eine derartige Schal
tungsanordnung findet im Bordnetz eines Kraftfahrzeugs Anwendung, wobei der
Verbraucher 3 bevorzugt ein Hochstromverbraucher ist, wie beispielsweise eine
Heckscheibenheizung oder die Glühkerzen eines Verbrennungsmotors. Ein Hochstromverbraucher
ist insbesondere ein Verbraucher, der einen Stromfluss von mehr
als 15 A verursacht.
Im zentralen Verarbeitungsglied 2 sind in einem Speicher (ROM) entsprechend den
Eigenschaften des Verbrauchers 3 bei dessen Ein- und Ausschalten Steuersignale
zur Regelung des Generators 1 abgespeichert.
Empfängt das zentrale Verarbeitungsglied 2 ein Schaltsignal zum Ausschalten des
Verbrauchers 3, so koordiniert das Verarbeitungsglied 2 die Absenkung der Erregung
des Generators 1 und den Ausschaltvorgang des Verbrauchers 3 derart, dass keine
Überspannung im Netz auftritt, d. h. die Spannung im Netz im wesentlichen konstant
bleibt, bzw. sich nur geringfügig ändert. Dazu wird kurz vor dem Schaltvorgang oder
synchron zum Schaltvorgang die Erregung des Generators 1 in Abhängigkeit des
Strom- und Spannungsverhaltens beim Lastabwurf des Verbrauchers 3 kurzzeitig
nach unten geregelt und nach dem eigentlichen Schaltvorgang wieder auf den Soll
wert der Netzspannung hoch geregelt. Auf diese Weise kommt es zu keiner Über
spannung im Netz, die eine Gefahr für andere auf Überspannung empfindlich reagie
rende Verbraucher, wie beispielsweise H7-Lampen, darstellen könnte.
Empfängt das zentrale Verarbeitungsglied 2 ein Signal zum Einschalten des
Verbrauchers 3, so koordiniert das Verarbeitungsglied 2 das Ansteigen der Erregung
des Generators 1 und den Einschaltvorgang des Verbrauchers 3 derart, dass kein
Spannungsabfall im Netz auftritt, die Spannung im Netz im wesentlichen konstant
bleibt, bzw. sich nur geringfügig ändert.
Bei der vorstehend beschriebenen Schaltungsanordnung ist der eigentliche Schalt
vorgang des Verbrauchers vom Schalter (nicht dargestellt), der durch eine Betäti
gungsperson betätigt wird, entkoppelt. Dadurch entsteht eine kleine, bestimmte Zeit
verzögerung bis der eigentliche Schaltvorgang durch die Verarbeitungseinheit 2 in
Koordination mit der Regelung der Erregung des Generators 1 ausgeführt wird. Um
das Einschalten oder Ausschalten des Verbrauchers 3 auszuführen, wird vom Verar
beitungsglied 2 ein Schaltglied (nicht dargestellt), beispielsweise in Form eines Re
lais oder eines elektronischen Schalters, angesteuert.
In Fig. 2 ist eine weitere erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Regelung der
Ausgangsspannung UA eines Generators 1 nach einem zweiten Ausführungsbeispiel
dargestellt. Dieses zweite Ausführungsbeispiel arbeitet nach dem gleichen Grund
prinzip wie das erste Ausführungsbeispiel nach Fig. 1.
Die Schaltungsanordnung umfasst ein Verarbeitungsglied 2' zur Regelung der Aus
gangsspannung UA eines Generators 1, der bevorzugt ein Drehstromgenerator ist.
Der Verarbeitungsglied 2' ist sowohl mit dem Generator 1 als auch mit dem Verbrau
cher 3 verbunden. Eingangsseitig wird dem Verarbeitungsglied 2' das Schaltsignal
für die anstehende Aus- oder Einschaltung des Verbrauchers 3 zugeführt. In der
Schaltungsanordnung ist als Spannungsquelle eine Fahrzeugbatterie 4 vorgesehen.
Empfängt das Verarbeitungsglied ein Signal zum Ausschalten des Verbrauchers 3,
so regelt das Verarbeitungsglied 2' die Erregung des Generators 1 bis zum Beginn
des Schaltvorgangs soweit nach unten, dass infolge des Ausschaltvorgangs des
Verbrauchers 3 keine Überspannung im Netz entsteht. Eine eventuell durch zu star
kes Herunterregeln der Erregung des Generators 1 eintretende Unterspannung wird
in vorteilhafter Weise von der im Netz angeordneten Batterie 4 gepuffert. Nach Be
endigung des Ausschaltvorgangs regelt das Verarbeitungsglied 2' die Erregung des
Generators 1 wieder auf den Sollwert nach oben.
Bei dieser Schaltungsanordnung kommt es zu keiner Überspannung im Netz, die
eine Gefahr für andere auf Überspannung empfindlich reagierende Verbraucher, wie
beispielsweise H7-Lampen darstellen könnte. Vielmehr bleibt die Netzspannung so
wohl beim Ein- als auch beim Ausschalten des Verbrauchers in einem vorgegebenen
Bereich.
Claims (5)
1. Vorrichtung zur Regelung der Ausgangsspannung eines Generators (1) in einem
Kraftfahrzeug, wobei mit dem Generator mindestens ein Verbraucher (3) versorgbar
ist, und wobei mit einem Verarbeitungsglied (2) ein Signal zur Steuerung der Erregung des Ge
nerators (1) erzeugbar ist und das Verarbeitungsglied (2) ein Speicherglied umfaßt,
dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Speicherglied für den mindestens einen Verbraucher (3) spezifische In
formation betreffend dessen Ausschalt- und/oder Einschaltvorgang gespeichert ist,
und die Vorrichtung (2) ausgelegt ist, diese Information bei der Erzeugung des Si
gnals zur Steuerung der Erregung des Generators (3) zu berücksichtigen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verarbeitungsglied (2) weiterhin aufweist:
einen Eingang, über den ein Aus- und/oder Einschaltsignal, insbesondere ein von einer Bedienperson erzeugtes Aus- und/oder Einschaltsignal, für den mindestens einen Verbraucher (3) empfangbar ist,
einen ersten und einen zweiten Ausgang, wobei an dem ersten Ausgang ein Aus- und/oder Einschaltsignal an den mindestens einen Verbraucher (3) und an dem zweiten Ausgang das Steuersignal bereitstellbar ist,
wobei das Aus- und/oder Einschaltsignal für den mindestens einen Verbraucher (3) und das Steuersignal zeitlich aufeinander abgestimmt sind, insbesondere das Steu ersignal dem Aus- und/oder Einschaltsignal an den mindestens einen Verbraucher (3) vorauseilt.
daß das Verarbeitungsglied (2) weiterhin aufweist:
einen Eingang, über den ein Aus- und/oder Einschaltsignal, insbesondere ein von einer Bedienperson erzeugtes Aus- und/oder Einschaltsignal, für den mindestens einen Verbraucher (3) empfangbar ist,
einen ersten und einen zweiten Ausgang, wobei an dem ersten Ausgang ein Aus- und/oder Einschaltsignal an den mindestens einen Verbraucher (3) und an dem zweiten Ausgang das Steuersignal bereitstellbar ist,
wobei das Aus- und/oder Einschaltsignal für den mindestens einen Verbraucher (3) und das Steuersignal zeitlich aufeinander abgestimmt sind, insbesondere das Steu ersignal dem Aus- und/oder Einschaltsignal an den mindestens einen Verbraucher (3) vorauseilt.
3. Bordspannungsnetz mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin eine Batterie (4) umfaßt, mit der die Bord
spannung beim Ausschalten oder Einschalten eines Verbrauchers (3) pufferbar ist.
4. Verfahren zur Regelung der Ausgangsspannung eines Generators in einem
Kraftfahrzeug gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- a) Für mindestens einen Verbraucher (3) Ermitteln spezifischer Information betreffend dessen Ausschalt- und/oder Einschaltvorgang;
- b) Abspeichern dieser Information in einem Speicherglied;
- c) Erzeugen eines Steuersignals zur Regelung der Erregung des Generators (1) unter Berücksichtigung der in Schritt b) gespeicherten Information, und
- d) Anlegen des Steuersignals an den Generator (1) während eines Ein- und/oder Ausschaltvorgangs des mindestens einen Verbrauchers (3).
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichet, daß das Anlegen des Steu
ersignals in Schritt d) zeitlich abgestimmt ist mit einem Aus- oder Einschaltsignal an
den mindestens einen Verbraucher (3), insbesondere das Steuersignal dem Aus-
oder Einschaltsignal an den mindestens einen Verbraucher (3) zeitlich vorauseilt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000136762 DE10036762C1 (de) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | Vorrichtung und Verfahren zur Regelung der Ausgangsspannung eines Generators in einem Kraftfahrzeug |
Applications Claiming Priority (1)
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DE2000136762 DE10036762C1 (de) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | Vorrichtung und Verfahren zur Regelung der Ausgangsspannung eines Generators in einem Kraftfahrzeug |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10036762C1 true DE10036762C1 (de) | 2002-01-24 |
Family
ID=7650500
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2000136762 Withdrawn - After Issue DE10036762C1 (de) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | Vorrichtung und Verfahren zur Regelung der Ausgangsspannung eines Generators in einem Kraftfahrzeug |
Country Status (1)
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DE (1) | DE10036762C1 (de) |
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