DE10042532A1 - Two voltage supply unit for motor vehicle, has generator for producing electric power and associated generator regulator - Google Patents
Two voltage supply unit for motor vehicle, has generator for producing electric power and associated generator regulatorInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Zweispannungsversorgungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Generator zum Erzeugen elektrischer Energie wobei die vom Generator ableitbare Generatorspannung über einen ohmschen Widerstand einem Anschluss zur Ableitung der Bordnetzspannung zuführbar ist, an dem auch der Generatorregler angeschlossen ist. Eine solche Zweispannungsversorgungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug ist aus der DE 38 01 478 C1 bekannt. Der nicht veränderbare ohmsche Widerstand wird von einem Dünnfilm-Heizwiderstand einer Heizscheibe gebildet der bei Bedarf wirksam oder unwirksam geschaltet werden kann.The invention relates to a dual voltage supply device for a Motor vehicle with a generator for generating electrical energy the generator voltage that can be derived from the generator via an ohmic Resistor can be supplied to a connection for deriving the vehicle electrical system voltage to which the generator controller is also connected. Such Dual voltage supply device for a motor vehicle is from DE 38 01 478 C1 known. The unchangeable ohmic resistance becomes formed by a thin film heating resistor of a heating disc at Requirement can be switched effective or ineffective.
Aufgabe der Erfindung ist die weitere vorteilhafte Ausgestaltung einer Zwei spannungsversorgungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere soll dessen Wirtschaftlichkeit erhöht werden.The object of the invention is the further advantageous embodiment of a two Power supply device for a motor vehicle, in particular should whose economy will be increased.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand der Patentan sprüche 1 und 2 gelöst.The object is achieved by the subject matter of the patent sayings 1 and 2 solved.
Vorteil der Erfindung gemäß des Gegenstandes des Patentanspruches 1 ist, dass die vom Generator ableitbare elektrische Generatorspannung über einen ersten Anschluss zum Ableiten einer ersten elektrischen Spannung einem veränderbaren ohmschen Widerstand zuführbar ist und dem veränderbaren ohmschen Widerstand ein zweiter Anschluss zum Ableiten der Bordnetzspannung und der Generatorregler nachgeschaltet sind. Da dem veränderbaren ohmschen Widerstand der Generatorregler nachgeschaltet ist, kann am ersten Anschluss in Abhängigkeit vom Widerstand des veränderbaren ohmschen Widerstandes eine höhere Spannung als die Bordspannung ableitbar sein wodurch in einem daran anschließbaren Hochstromwandler hohe Leistungen bei geringem Strom umsetzbar sind. Da die Regelung des Generators in Abhängigkeit der Spannung am zweiten Anschluss, also erst nach dem veränderbaren ohmschen Widerstand erfolgt, wird der Generator in Abhängigkeit vom Widerstand des veränderbaren ohmschen Widerstandes im freien Betrieb mit einer höheren Spannung als die Bordnetzspannung betrieben wodurch er sehr wirtschaftlich arbeitet.Advantage of the invention according to the subject matter of claim 1 is that the electrical generator voltage that can be derived from the generator exceeds a first connection for deriving a first electrical voltage a changeable ohmic resistance can be supplied and that changeable ohmic resistance a second connection for derivation the vehicle electrical system voltage and the generator controller are connected downstream. There the variable ohmic resistance of the generator controller is connected at the first connection depending on the Resistance of the variable ohmic resistance is higher Voltage can be derived as the on-board voltage, resulting in one at it connectable high current transformers high performance with low current are feasible. Since the regulation of the generator depending on the Voltage at the second connection, i.e. only after the changeable one ohmic resistance occurs, the generator is dependent on Resistance of the variable ohmic resistance in free operation with operated at a higher voltage than the vehicle electrical system voltage works very economically.
Vorzugsweise ist der veränderbare ohmsche Widerstand als Spannungsregeleinrichtung ausgeführt an dem die Differenzspannung zwischen der Generatorspannung und der Bordnetzspannung zur Erzeugung von beispielsweise Wärmeenergie abfällt.The variable ohmic resistance is preferably as Voltage control device executed on the differential voltage between the generator voltage and the vehicle electrical system voltage for generation of, for example, thermal energy.
Ein kostengünstiger Aufbau ergibt sich, wenn die Spannungsregeleinrichtung als von einem Regler einstellbarer Widerstand, beispielweise einem Leistungstransistor oder einem MOS-FET, gebildet ist.An inexpensive construction results when the voltage regulating device as a resistor adjustable by a controller, for example one Power transistor or a MOS-FET is formed.
Um ein schnelles Aufheizen des Kraftfahrzeuges insbesondere im Winter zu ermöglichen ist es vorteilhaft, wenn die von der Spannungsregeleinrichtung ableitbare Wärmeenergie dem Heizungskreislauf des Kraftfahrzeuges zu führbar ist.To quickly heat up the motor vehicle, especially in winter It is advantageous if the voltage control device dissipatable thermal energy to the heating circuit of the motor vehicle is feasible.
In Verbindung hiermit ist es vorteilhaft, wenn die Spannungsregeleinrichtung aufgrund eines Heizungsanforderungssignals zur Erzeugung von Wärme energie anregbar ist. Hierdurch erfolgt keine unnötige Belastung des Gene rators, wenn keine Wärmeenergie benötigt wird.In connection with this, it is advantageous if the voltage regulating device based on a heating request signal to generate heat energy can be stimulated. This means that there is no unnecessary strain on the genes rators when no thermal energy is required.
Es ist von Vorteil, wenn die Zweispannungsversorgungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug einen Generator zum Erzeugen elektrischer Energie und eine dem Generator zugeordnete Spannungsregeleinrichtung aufweist, wenn die vom Generator ableitbare elektrische Generatorspannung über einen ersten Anschluss zum Ableiten einer ersten elektrischen Spannung einem Spannungswandler zuführbar ist, wenn am zweiten Anschluss des Spannungswandlers die Bordnetzspannung ableitbar ist und wenn die Spannungsregeleinrichtung den Generator hinsichtlich eines hohen Wirkungsgrades regelt. Aufgrund dieser Ausführung kann der Generator 1 im wesentlichen im freien Spannungsbetrieb betrieben werden und arbeitet somit besonders effektiv. Es ergeben sich Benzin- und Emissionseinsparungen beim Betrieb des Kraftfahrzeuges mit einer Brennkraftmaschine. Zudem sind Energiewandler an den ersten Anschluss anschließbar, die relativ spannungsunabhängig arbeiten können und hohe Ströme aufnehmen, so dass das Bordnetz entlastet wird. Hierdurch kann auch der Spannungswandler in Hinsicht auf eine geringere Ausgangsleistung dimensioniert werden, so dass sich Kosteneinsparungen ergeben.It is advantageous if the dual voltage supply device for a motor vehicle has a generator for generating electrical energy and a voltage regulating device assigned to the generator, if the electrical generator voltage that can be derived from the generator can be supplied to a voltage converter via a first connection for deriving a first electrical voltage, if at the second Connection of the voltage converter, the vehicle electrical system voltage can be derived and if the voltage control device controls the generator with regard to high efficiency. Because of this design, the generator 1 can be operated essentially in free voltage operation and thus works particularly effectively. This results in gasoline and emission savings when operating the motor vehicle with an internal combustion engine. In addition, energy converters can be connected to the first connection, which can work relatively independently of voltage and absorb high currents, so that the on-board electrical system is relieved. As a result, the voltage converter can also be dimensioned with regard to a lower output power, so that cost savings result.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Spannungsregeleinrichtung aufgrund eines Schubbetriebsignals die Spannung am ersten Anschluss auf eine höherer Spannung als die Bordnetzspannung regelt, da somit in einer Phase geringer Belastung der Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeuges die für die Aufwärmung benötigte Energie umgesetzt werden kann. Erfolgt diese Regelung aufgrund eines Bremssignals, so kann hierüber in wirtschaftlicher Weise auch noch die Bremsenergie in elektrische Energie bzw. Wärmeenergie umgewandelt werden.It is particularly advantageous if the voltage regulating device is based on of an overrun mode signal, the voltage at the first connection to a regulates higher voltage than the vehicle electrical system voltage, because it is in one phase low load on the drive device of the motor vehicle for the Warming up required energy can be implemented. Is this done Regulation based on a brake signal, this can be done more economically Way also the braking energy into electrical energy or Thermal energy can be converted.
In Verbindung hiermit ist es auch vorteilhaft, wenn dem ersten Anschluss ein Hochstromenergiespeicher zugeordnet ist und wenn die im Hochstrom energiespeicher gespeicherte elektrische Energie über einen/den elektrischen Spannungswandler an den zweiten Anschluss leitbar ist. Die im Schubbetrieb oder beim Bremsen erzeugte elektrische Energie kann somit im Hochstromenergiespeicher gespeichert und beispielsweise bei der Beschleunigung des Kraftfahrzeuges, insbesondere zur Entregung des Ge nerators, in das Bordnetz gespeist werden.In connection with this, it is also advantageous if the first connection is a High current energy storage is assigned and if that in high current stored energy electrical energy via a electrical voltage converter is conductive to the second connection. The in Overrun or electrical energy generated during braking can thus stored in the high-current energy storage and, for example, at Acceleration of the motor vehicle, in particular to de-excite the Ge nerators, are fed into the electrical system.
Damit keine unzulässig hohen Spannung entstehen ist es vorteilhaft, wenn dem Generator ein Spannungsbegrenzer derart zugeordnet ist, dass die am ersten Anschluss ableitbare Spannung ≦ 60 Volt ist.So that there is no impermissibly high voltage, it is advantageous if a voltage limiter is assigned to the generator such that the am first connection is derivable voltage ≦ 60 volts.
Werden an den ersten Anschluss Komfort- und/oder Hochstromwandler an geschlossen, so können diese mit einer höheren Spannung als die Bord netzspannung betrieben werden. Insbesondere kann ihnen vorteilhaft die im Hochstromenergiespeicher gespeicherte Energie zur Verfügung gestellt wer den.Are comfort and / or high current transformers connected to the first connection closed, these can be with a higher voltage than the board mains voltage can be operated. In particular, they can be advantageous in High-current energy storage made available energy the.
Ist an den ersten Anschluss ein elektromotorischer Kühlventilator angeschlossen und ist der elektromotorische Kühlventilator aufgrund eines Signals eines Temperatursensors zum Erfassen der Temperatur der Antriebseinrichtung, beispielsweise einer Brennkraftmaschine, in Verbindung mit der Spannungsregeleinrichtung ansteuerbar, so kann zum Einen der elektromotorische Kühlventilator mit einer höheren Spannung als der Bordnetzspannung und damit mit einem geringeren Strom betrieben werden zum Anderen ist aber dessen Leistung in Abhängigkeit vom über die Spannungsregeleinrichtung eingestellten Widerstand des veränderbaren ohmschen Widerstandes bzw. dar eingestellten Spannung auf einfache und kostengünstige Weise regelbar.Is an electromotive cooling fan at the first connection connected and the electromotive cooling fan is due to a Signal of a temperature sensor for detecting the temperature of the Drive device, for example an internal combustion engine, in connection controllable with the voltage regulating device, on the one hand the electromotive cooling fan with a higher voltage than that On-board electrical system voltage and thus operated with a lower current on the other hand, its performance is dependent on the Voltage regulator set resistance of the changeable ohmic resistance or voltage set to simple and cost-effective adjustable.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nach folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnun gen.Further advantages and details of the invention emerge from the following description of an embodiment with reference to the drawing gene.
Es zeigt:It shows:
Fig. 1 eine Zweispannungsversorgungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug nach der Erfindung in prinzipieller Darstellung, Fig. 1 is a two-voltage supply device for a motor vehicle according to the invention in a schematic representation,
Fig. 2 eine detailliertere Darstellung der Zweispannungsversorgungseinrich tung nach der Fig. 1 und Fig. 2 is a more detailed representation of the Zweispannungsversorgungseinrich device according to FIGS. 1 and
Fig. 3 eine weitere Zweispannungsversorgungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug nach der Erfindung in prinzipieller Darstellung. Fig. 3 shows a further dual voltage supply device for a motor vehicle according to the invention in a basic representation.
In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Zwei spannungsversorgungseinrichtung dargestellt, die einen Generator 1 zum Erzeugen elektrischer Energie und einen dem Generator 1 zugeordneten Generatorregler 2 aufweist.In the figures, an embodiment of a two voltage supply device according to the invention is shown, which has a generator 1 for generating electrical energy and a generator controller 2 assigned to the generator 1 .
Die vom Generator 1 ableitbare Generatorspannung ist über einen ersten Anschluss 3 einem veränderbaren ohmschen Widerstand 4 zuführbar, dem ein zweiter Anschluss 5 sowie der Generatorregler 2 nachgeschaltet sind. Durch eine entsprechende Regelung des Generators 1 über den Generatorregler 2 ist am zweiten Anschluss 5 die Bordnetzspannung ableitbar. Der Generator 1 steht, zur Erzeugung der elektrischen Energie, in bekannter Weise mit einer Antriebseinrichtung, beispielsweise einer Brennkraftmaschine, des Kraftfahrzeuges in Wirkverbindung.The generator voltage that can be derived from the generator 1 can be fed via a first connection 3 to a variable ohmic resistor 4 , which is followed by a second connection 5 and the generator regulator 2 . The vehicle electrical system voltage can be derived at the second connection 5 by a corresponding regulation of the generator 1 via the generator regulator 2 . The generator 1 is operatively connected in a known manner to a drive device, for example an internal combustion engine, of the motor vehicle in order to generate the electrical energy.
Im Betrieb des Generators 1 zum Erzeugen elektrischer Energie fällt, da die ser im wesentlichen im freien Betrieb betrieben wird, an dem veränderbaren ohmschen Widerstand 4 in Abhängigkeit dessen Widerstandes die Differenzspannung zwischen der Generatorspannung und der Bordnetzspannung beispielsweise zur Erzeugung von Wärmeenergie ab. In operation of the generator 1 for generating electrical energy, since the water is operated essentially in free operation, the variable ohmic resistor 4 , depending on its resistance, causes the differential voltage between the generator voltage and the vehicle electrical system voltage to drop, for example to generate thermal energy.
Diese Wärmeenergie kann gemäß der Fig. 2 beispielsweise einem Hei zungskreislauf 6 des Kraftfahrzeuges zur Verfügung gestellt werden damit beispielsweise die Brennkraftmaschine schneller ihre Betriebstemperatur erreicht und/oder der Innenraum eines Kraftfahrzeuges möglichst schnell aufgeheizt werden kann. Aus der Fig. 2 geht hervor, dass dem ersten Anschluss 3 über einen Schalter 7 auch noch Komfort- und/oder Hochstromwandler 8 zugeordnet werden können. Dies hat den Vorteil, dass diese Komfort- und/oder Hochstromwandler 8 mit einer höheren Spannung als die Bordnetzspannung versorgt werden können und somit bei gleicher Leistung weniger Strom aufnehmen. Alternativ oder zusätzlich kann einem Hochstromenergiespeicher 9 auch noch die am ersten Anschluss 3 anliegende Generatorspannung, vorzugsweise über eine Diode 10, zugeleitet werden. Der Hochstromenergiespeicher 9 kann vorzugsweise als Kondensator, insbesondere als Super Cap Kondensator ausgeführt sein, der sehr viel Energie innerhalb kurzer Zeit aufnehmen und abgeben kann.This heat energy can according to the FIG. 2 example, a Hei wetting circuit 6 of the motor vehicle, the internal combustion engine are provided so that for example, more rapidly reaches its operating temperature and / or the interior of a motor vehicle can be heated as quickly as possible. From Fig. 2 it appears that the first terminal can be assigned 3 through a switch 7 also comfort and / or high-current converter 8. This has the advantage that these comfort and / or high-current converters 8 can be supplied with a higher voltage than the on-board electrical system voltage and thus draw less current with the same power. Alternatively or additionally, the generator voltage present at the first connection 3 can also be fed to a high-current energy store 9 , preferably via a diode 10 . The high-current energy store 9 can preferably be designed as a capacitor, in particular as a super cap capacitor, which can absorb and release a great deal of energy within a short time.
Über einen zweiten Schalter 11 kann den Komfort- und/oder Hochstrom wandlern 8 die im Hochstromenergiespeicher 9 gespeicherte Energie zu sätzlich oder alternativ zur Verfügung gestellt werden, um den Generator 1 und damit die Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeuges, beispielsweise bei der Beschleunigung, zu entlasten.Via a second switch 11 , the comfort and / or high-current converters 8, the energy stored in the high-current energy store 9 can be additionally or alternatively made available in order to relieve the generator 1 and thus the drive device of the motor vehicle, for example during acceleration.
Über einen Spannungswandler 12 ist die im Hochstromenergiespeicher 9 gespeicherte elektrische Energie aber auch dem zweiten Anschluss 5 zur Entlastung des Bordnetzes zuführbar.Via a voltage converter 12 , the electrical energy stored in the high-current energy store 9 can also be supplied to the second connection 5 to relieve the on-board electrical system.
Der Spannungswandler 12 ist hierzu vorzugsweise als DC/DC-Wandler aus geführt.For this purpose, the voltage converter 12 is preferably implemented as a DC / DC converter.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der veränderbare ohmsche Widerstand 4 als Spannungsregeleinrichtung ausgeführt ist, die einen von einem Regler 13 steuerbaren Widerstand 14 aufweist. Der Widerstand 14 kann hierbei als ohmscher Widerstand, als Leistungstransistor oder als MOS-FET ausgeführt sein.It is particularly advantageous if the variable ohmic resistor 4 is designed as a voltage regulating device which has a resistor 14 which can be controlled by a regulator 13 . The resistor 14 can be designed as an ohmic resistor, as a power transistor or as a MOS-FET.
Finden ohmsche Widerstände Verwendung, so können diese in einer Se rien- und/oder Parallelschaltung betrieben werden. Über das Zu- oder Ab schalten von Wiederständen über zugeordnete Schalter lässt sich der Widerstand und damit die erzeugbare Wärmeenergie und gleichzeitig aber auch die am ersten Anschluss 3 ableitbare Spannung verändern oder einstellen. Ein stufenloses Ändern der erzeugbaren Wärmeenergie bzw. der ableitbaren Spannung ist möglich, wenn der Widerstand 14 von zumindest einem Leistungstransistor oder MOS-FET gebildet ist und von dem Regler 13 hinsichtlich des erforderlichen ohmschen Widerstandes entsprechend eingestellt oder geregelt wird.If ohmic resistors are used, they can be operated in a series and / or parallel connection. By switching resistors on or off via assigned switches, the resistance and thus the heat energy that can be generated and at the same time the voltage that can be derived at the first connection 3 can be changed or set. A stepless change of the heat energy that can be generated or the voltage that can be derived is possible if the resistor 14 is formed by at least one power transistor or MOS-FET and is set or regulated accordingly by the controller 13 with regard to the required ohmic resistance.
Über ein, dem Regler 13 zuführbares Heizungsanforderungssignal wird der Widerstand 14 hinsichtlich seines Widerstandes so erhöht, dass die erforder liche Wärmeenergie in Abhängigkeit von der Maximalbelastbarkeit des Ge nerators 1 erzeugt wird und die Bordnetzspannung am Anschluss 5 konstant bleibt.About a, the controller 13 supplyable heating request signal, the resistance 14 is increased in terms of its resistance so that the required heat energy is generated depending on the maximum load capacity of the generator 1 and the vehicle electrical system voltage at the terminal 5 remains constant.
Darüber hinaus kann durch Zuleiten eines Schubbetriebsignals 16 und/oder eines Bremssignals 17 eine Widerstandsänderung derart erfolgen, dass dem Hochstromenergiespeicher 9 eine möglichst hohe Spannung zugeführt wird. Der Hochstromenergiespeicher 9 lässt sich somit in Phasen geringer Belastung der Antriebseinrichtung mit Energie versorgen, die dann, in Pha sen hoher Belastung, zur Entlastung des Bordnetzes und damit des Genera tors 1, wieder abgegeben werden kann. Damit die Spannung am ersten An schluss 3 aber keine unzulässig hohen Werte annehmen kann ist diesem ein Spannungsbegrenzer 18 zugeordnet, der beispielsweise Teil des Reglers 13 ist. In Abhängigkeit von der höchst zulässigen Spannung die vorzugsweise ≦ 60 Volt ist, kann beispielsweise eine entsprechende Veränderung des Wertes des Widerstandes 14 erfolgen.In addition, by supplying an overrun mode signal 16 and / or a brake signal 17, a change in resistance can take place such that the highest possible voltage is supplied to the high-current energy store 9 . The high-current energy storage 9 can thus be supplied with energy in phases of low load on the drive device, which can then be released again in phases of high load, to relieve the on-board electrical system and thus the generator 1 . So that the voltage at the first connection 3 cannot assume impermissibly high values, a voltage limiter 18 is assigned to it, which is part of the controller 13 , for example. Depending on the maximum permissible voltage, which is preferably ≦ 60 volts, a corresponding change in the value of the resistor 14 can take place, for example.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn der veränderbare ohmsche Widerstand 4 und/oder der Widerstand 14 in einen wassergekühlten Generator 1 integriert sind/ist, da somit zum Einen eine schnelle Aufheizung der Antriebseinrichtung möglich ist, wenn der Generator 1 in den Kühlkreislauf der Antriebseinrichtung integriert ist und zum Anderen der Generator 1 aufgrund der damit verbundenen guten Wärmeableitung hoch belastbar ist.It is particularly advantageous if the variable ohmic resistor 4 and / or the resistor 14 are / is integrated in a water-cooled generator 1 , since on the one hand a rapid heating of the drive device is possible if the generator 1 is integrated in the cooling circuit of the drive device and on the other hand the generator 1 is highly resilient due to the associated good heat dissipation.
Besonders günstig ist es, wenn dem ersten Anschluss 3 über einen Thermoschalter 19 zum Erfassen der Temperatur der Antriebseinrichtung auch noch ein elektromotorischer Kühlventilator 20 zugeordnet werden kann. Dem elektromotorischen Kühlventilator 20 ist somit eine Spannung zuleitbar, die höher als die Bordnetzspannung ist wodurch der Strom bei gleicher Leistungsaufnahme reduziert ist. Wird dem Regler 13 auch noch das Signal eines Temperatursensors 21 zum Erfassen der Temperatur der Antriebseinrichtung und/oder des Kühlmittels der Antriebseinrichtung zugeführt, so kann über den Regler 13 durch Verändern oder Einstellen des Widerstandes 4, 14 die Spannung vom ersten Anschluss 3 in Abhängigkeit von der über den Temperatursensor 21 erfassten Temperatur eingestellt werden. In Abhängigkeit dieser Temperatur kann über die am ersten Anschluss 3 ableitbare und dem elektromotorischen Kühlventilator 20 zuführbare Spannung dessen Drehzahl und damit dessen Kühlwirkung verändert werden. Es ist selbstverständlich dass hierzu der elektromotorische Kühlventilator 20 für den Betrieb mit der höchstmöglichen Spannung am ersten Anschluss 3 ausgelegt sein muss. In Verbindung hiermit ist es vorteilhaft wenn auch dem elektromotorischen Kühlventilator 20 die im Hochstromenergiespeicher 9 gespeicherte Energie zuführbar ist. Hierzu kann beispielsweise ein zwischen dem ersten Anschluss 3 und dem Thermoschalter 19 vorgesehener dritter Schalter 22 geöffnet und durch Schließen eines vierten Schalters 23 eine Verbindung zwischen dem Hochstromenergiespeicher 9 und dem Thermoschalter 19 hergestellt werden.It is particularly favorable if an electromotive cooling fan 20 can also be assigned to the first connection 3 via a thermal switch 19 for detecting the temperature of the drive device. The electromotive cooling fan 20 can thus be supplied with a voltage which is higher than the vehicle electrical system voltage, as a result of which the current is reduced with the same power consumption. If the controller 13 is also supplied yet, the signal of a temperature sensor 21 for detecting the temperature of the drive device and / or the coolant of the drive means, so can the controller 13 by modifying or adjusting the resistance 4, 14, the voltage from the first terminal 3 in response to the temperature detected by the temperature sensor 21 can be set. Depending on this temperature, its speed and thus its cooling effect can be changed via the voltage that can be derived at the first connection 3 and supplied to the electromotive cooling fan 20 . It goes without saying that the electromotive cooling fan 20 must be designed for operation with the highest possible voltage at the first connection 3 . In connection with this, it is advantageous if the energy stored in the high-current energy store 9 can also be supplied to the electromotive cooling fan 20 . For this purpose, for example, a third switch 22 provided between the first connection 3 and the thermal switch 19 can be opened and a connection can be established between the high-current energy store 9 and the thermal switch 19 by closing a fourth switch 23 .
Aus der Fig. 3 geht ein Ausführungsbeispiel einer weiteren erfindungsgemäßen Zweispannungsversorgungseinrichtung hervor, wobei in den vorherigen Figuren erläuterte Elemente auch hier mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Gemäß der Fig. 3 ist die vom Generator 1 ableitbare elektrische Generatorspannung über den ersten elektrischen Anschluss 3 zum Ableiten einer ersten elektrischen Spannung einem variablen Spannungswandler 24 zuführbar, an dessen zweitem Anschluss 5 die Bordnetzspannung ableitbar ist. Dem Generator 1 ist eine Spannungsregeleinrichtung 25 zugeordnet, die die Ausgangsspannung des Generators 1 vorzugsweise so regelt, dass dieser mit optimalem Wirkungsgrad betrieben werden kann. Die Ausgangsspannung des Generators 1 kann somit beispielsweise variabel im Bereich von 6-60 V, vorzugsweise 12-60 V, insbesondere 12-42 V variabel sein. Auch hier können dem ersten Anschluss 3 ein Hochstromenergiespeicher 9, ein elektromotorischer Kühlventilator 20, Komfort- und/oder Hochstromwandler 8 sowie sonstige Wandler 26 zugeordnet sein, die relativ spannungsunabhängig arbeiten können. Als sonstige Wandler 26 werden beispielsweise ein elektromechanischer Abgasturbolader, ein elektromechanischer Kompressor für die Klimaanlage sowie elektromechanische Pumpen, Stellglieder und Ventilatoren genannt. Im Ausführungsbeispiel sind dem elektromotorischen Kühlerventilator 20, dem Komfort- und/oder Hochstromwandler 8 und dem sonstigen Wandler 26 fünfte, sechste und siebte Schalter 27, 28, 29 zugeordnet, die über die Spannungsregeleinrichtung 25 aufgrund beispielsweise des Heizungsanforderungssignals 15, des Schubbetriebssignals 16, des Bremssignals 17, des Temperatursignals 30 des Temperatursensors 21, und/oder sonstiger Signale 31 zum Steuern der sonstigen Wandler 26 steuerbar sind.From Fig. 3, an embodiment shows a further two-voltage supply device according to the invention, wherein illustrated in the previous figures, elements are also provided here with the same reference numerals. According to FIG. 3, the electrical generator voltage that can be derived from the generator 1 can be fed via the first electrical connection 3 to a variable voltage converter 24 for deriving a first electrical voltage, and the vehicle electrical system voltage can be derived from the second connection 5 thereof. The generator 1 is associated a voltage regulator 25 which regulates the output voltage of the generator 1 is preferably that it can be operated with optimum efficiency. The output voltage of the generator 1 can thus be variable, for example, in the range of 6-60 V, preferably 12-60 V, in particular 12-42 V. Here, too, the first connection 3 can be assigned a high-current energy store 9 , an electromotive cooling fan 20 , comfort and / or high-current converter 8 and other converters 26 which can operate relatively independently of the voltage. Other converters 26 include, for example, an electromechanical exhaust gas turbocharger, an electromechanical compressor for the air conditioning system, and electromechanical pumps, actuators and fans. In the exemplary embodiment, fifth, sixth and seventh switches 27 , 28 , 29 are assigned to the electromotive radiator fan 20 , the comfort and / or high-current converter 8 and the other converter 26 , which are switched via the voltage regulating device 25 on the basis of, for example, the heating request signal 15 , the overrun operation signal 16 , the Brake signal 17 , the temperature signal 30 of the temperature sensor 21 , and / or other signals 31 for controlling the other transducers 26 can be controlled.
Die Ansteuerung der fünften, sechsten und siebten Schalter, 27, 28, 29 erfolgt aufgrund der soeben erwähnten Signale analog zur Beschreibung gemäß des Ausführungsbeispieles nach der Fig. 2. Selbstverständlich ist auch, dass hierbei die im Hochstromenergiespeicher 9 gespeicherte Energie, beispielsweise während der Beschleunigung des Kraftfahrzeuges zur Entlastung des Generators 1 dem elektromotorischen Kühlventilator 20 und/oder dem Komfort- und/oder Hochstromwandler 8 und/oder dem sonstigen Wandler 26 und/oder dem variablen Spannungswandler 24 zur Unterstützung des Bordnetzes zugeführt werden kann.The fifth, sixth and seventh switches 27, 28, 29 are actuated on the basis of the signals just mentioned, analogously to the description according to the exemplary embodiment according to FIG. 2. It is of course also the case that the energy stored in the high-current energy store 9 , for example during acceleration of the motor vehicle to relieve the generator 1, the electromotive cooling fan 20 and / or the comfort and / or high-current converter 8 and / or the other converter 26 and / or the variable voltage converter 24 can be supplied to support the vehicle electrical system.
Im Heizbetrieb kann der Generator 1 mit freier Spannung betrieben werden, so dass er im optimalen Leistungs- und Wirkungsgradbereich arbeitet.In heating mode, the generator 1 can be operated with free voltage, so that it works in the optimal power and efficiency range.
Im Schubbetrieb des Kraftfahrzeuges kann der Generator 1 ebenfalls mit freier Spannung und im Normalbetrieb beispielsweise mit einer Spannung zwischen 14 und 20 V betrieben werden, so dass der Generator 1 beim Beschleunigen entregt und somit die Brennkraftmaschine entlastet und die im Hochstromenergiespeicher 9 gespeicherte elektrische Energie dem Bordnetz zur Verfügung gestellt werden kann.In the overrun mode of the motor vehicle, the generator 1 can also be operated with free voltage and in normal operation, for example with a voltage between 14 and 20 V, so that the generator 1 de-excites when accelerating and thus relieves the load on the internal combustion engine and the electrical energy stored in the high-current energy store 9 is supplied to the vehicle electrical system can be made available.
Aufgrund des Heizungsanforderungssignals 15 kann der Generator 1 ebenfalls mit freier Spannung betrieben und aufgrund eines Signals des Temperatursensors 21 die vom Generator 1 ableitbare Spannung entsprechend der Kühlanforderung im Bereich zwischen 12-60 V vorzugsweise im Bereich von 14-42 V geregelt werden.On the basis of the heating request signal 15 , the generator 1 can also be operated with a free voltage and, based on a signal from the temperature sensor 21, the voltage that can be derived from the generator 1 can be regulated in the range between 12-60 V, preferably in the range of 14-42 V, according to the cooling requirement.
Da die Ausgangsspannung des Generators 1 von der Drehzahl abhängt wird diese Spannung über die Spannungsregeleinrichtung 25 so geregelt, dass der Generator 1 mit höchstem Wirkungsgrad arbeitet und/oder das Leistungsmaximum abgeben kann. Since the output voltage of the generator 1 depends on the speed, this voltage is regulated via the voltage regulating device 25 in such a way that the generator 1 works with the highest efficiency and / or can output the maximum power.
11
Generator
generator
22
Generatorregler
regulator
33
Erster Anschluss
First connection
44
Wärmeenergieerzeuger
Thermal energy generator
55
Zweiter Anschluss
Second connection
66
Heizungskreislauf
Heating circuit
77
Erster Schalter
First switch
88th
Komfort-/Hochstromwandler
Comfort / high-current converter
99
Hochstromenergiespeicher
High electrical energy storage
1010
Diode
diode
1111
Zweiter Schalter
Second switch
1212
Spannungswandler
DC converter
1313
Regler
regulator
1414
Widerstand
resistance
1515
Heizungsanforderungssignal
Heating demand signal
1616
Schubbetriebsignal
Coasting signal
1717
Bremssignal
brake signal
1818
Spannungsbegrenzer
voltage limiter
1919
Thermoschalter
thermal switch
2020
elektromotorischer Kühlventilator
electromotive cooling fan
2121
Temperatursensor
temperature sensor
2222
Dritter Schalter
Third switch
2323
Vierter Schalter
Fourth switch
2424
Variabler Spannungswandler
Variable voltage converter
2525
Spannungsregeleinrichtung
Voltage regulator
2626
Sonstige Wandler
Other converters
2727
Fünfter Schalter
Fifth switch
2828
Sechster Schalter
Sixth switch
2929
Siebter Schalter
Seventh switch
3030
Temperatursignal
temperature signal
3131
Sonstige Signale
Other signals
Claims (12)
mit einem Generator (1) zum Erzeugen elektrischer Energie und
mit einem dem Generator (1) zugeordneten Generatorregler (2),
wobei die vom Generator (1) ableitbare elektrische Generatorspannung über einen ersten Anschluss (3) zum Ableiten einer ersten elektrischen Spannung einem veränderbaren ohmschen Widerstand (4) zuführbar ist und
wobei dem veränderbaren ohmschen Widerstand (4) ein zweiter Anschluss (5) zum Ableiten der Bordnetzspannung und der Generatorregler (2) nachgeschaltet sind.1. dual voltage supply device for a motor vehicle,
with a generator ( 1 ) for generating electrical energy and
with a generator controller ( 2 ) assigned to the generator ( 1 ),
wherein the electrical generator voltage that can be derived from the generator ( 1 ) can be fed to a variable ohmic resistor ( 4 ) via a first connection ( 3 ) for deriving a first electrical voltage, and
the variable ohmic resistor ( 4 ) being followed by a second connection ( 5 ) for deriving the vehicle electrical system voltage and the generator regulator ( 2 ).
mit einem Generator (1) zum Erzeugen elektrischer Energie und
mit einer dem Generator (1) zugeordneten Spannungsregeleinrichtung (25),
wobei die vom Generator (1) ableitbare elektrische Generatorspannung über einen ersten Anschluss (3) zum Ableiten einer ersten elektrischen Spannung einem Spannungswandler (24) zuführbar ist,
wobei am zweiten Anschluss (5) des Spannungswandlers (24) die Bordnetzspannung ableitbar ist und
wobei die Spannungsregeleinrichtung (25) den Generator (1) hinsichtlich eines hohen Wirkungsgrades regelt.2. dual voltage supply device for a motor vehicle,
with a generator ( 1 ) for generating electrical energy and
with a voltage regulating device ( 25 ) assigned to the generator ( 1 ),
The electrical generator voltage that can be derived from the generator ( 1 ) can be fed to a voltage converter ( 24 ) via a first connection ( 3 ) for deriving a first electrical voltage,
wherein the vehicle electrical system voltage can be derived at the second connection ( 5 ) of the voltage converter ( 24 ) and
the voltage regulating device ( 25 ) regulating the generator ( 1 ) with regard to high efficiency.
wobei dem ersten Anschluss (3) ein Hochstromenergiespeicher (9) zu geordnet ist und
wobei die im Hochstromenergiespeicher (9) gespeicherte elektrische Energie über einen/den elektrischen Spannungswandler (12, 24) an den zweiten Anschluss (5) leitbar ist.9. Dual voltage supply device according to one of claims 1 to 8,
wherein the first connection ( 3 ) is assigned a high-current energy store ( 9 ) and
wherein the electrical energy stored in the high-current energy store ( 9 ) can be conducted to the second connection ( 5 ) via the electrical voltage converter ( 12 , 24 ).
wobei an den ersten Anschluss (3) ein elektromotorischer Kühlventilator (20) anschließbar ist und
wobei der elektromotorische Kühlerventilator (20) aufgrund eines Signals eines Temperatursensors (21) zum Erfassen der Temperatur einer Antriebseinrichtung in Verbindung mit der Spannungsregeleinrichtung (13, 14, 25) ansteuerbar ist.12. Dual voltage supply device according to one of claims 1 to 11,
an electromotive cooling fan ( 20 ) being connectable to the first connection ( 3 ) and
the electromotive cooler fan ( 20 ) being controllable on the basis of a signal from a temperature sensor ( 21 ) for detecting the temperature of a drive device in connection with the voltage regulating device ( 13 , 14 , 25 ).
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