DE10150374A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines von einer Brennkraftmaschine angetriebenen Generators - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines von einer Brennkraftmaschine angetriebenen Generators

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DE10150374A1 DE2001150374 DE10150374A DE10150374A1 DE 10150374 A1 DE10150374 A1 DE 10150374A1 DE 2001150374 DE2001150374 DE 2001150374 DE 10150374 A DE10150374 A DE 10150374A DE 10150374 A1 DE10150374 A1 DE 10150374A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ansteuerung eines von einer Brennkraftmaschine angetriebenen Generators. Dieser versorgt mindestens eine Batterie mit Energie. Es wird der Ladezustand der Batterie ermittelt und in Abhängigkeit vom ermittelten Ladezustand eine Steuerung des Betriebsmodus des Generators durchgeführt, wobei der Generator in den verschiedenen Betriebsmodi unterschiedliche Ausgangsspannungen zur Verfügung stellt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ansteuerung eines von einer Brennkraftmaschine angetriebenen Generators, beispielsweise eines in einem Kraftfahrzeug eingesetzten Drehstromgenerators.
    • Stand der Technik
  • Kraftfahrzeuge verfügen über einen Generator, der vom Verbrennungsmotor angetrieben wird und elektrische Energie sowohl zum Laden der elektrischen Verbraucher als auch der Fahrzeugbatterie bereitstellt. Bei heutigen Ausführungen wird die Ausgangsspannung, die dieser Generator liefern soll, auf einen festen Wert geregelt.
  • Aus der DE 196 32 891 A1 ist eine Einrichtung zur Steuerung oder Regelung der von einem fremderregten Generator, insbesondere einem in einem Kraftfahrzeug eingesetzten Drehstromgenerator, abgegebenen Leistung bekannt. Diese weist eine Steuer- oder Regeleinrichtung auf, die den Feldstrom des Generators derart beeinflusst, dass die abgegebene Leistung wirkungsgradoptimiert an den jeweiligen Betriebszustand des Generators angepasst wird. Dabei wird die maximale Ausgangsspannung des Generators auf zulässige Werte begrenzt.
  • Aus der DE 197 45 849 A1 ist eine Einrichtung zur Energieverteilung in einem Kraftfahrzeug bekannt, welche einen von einer Brennkraftmaschine angetriebenen Generator aufweist, der ein Bordnetz mit mindestens, einer Batterie und einer Anzahl von Verbrauchern versorgt. Weiterhin ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, welcher erforderliche Informationen vom Bordnetz und von der Brennkraftmaschine zuführbar sind. Die Steuereinrichtung ermittelt anhand dieser Informationen Steuer- und/oder Regelgrößen für entsprechende Komponenten des Bordnetzes oder der Brennkraftmaschine. Dabei führt sie ein Energiemanagement derart durch, dass unter Berücksichtigung der Bedingung, dass die Bordnetz-Sollspannung innerhalb vorgebbarer Grenzen liegt, eine Energieverteilung zwischen Bordnetz und Brennkraftmaschine gemäß vorgebbarer Anforderungen bewirkt wird. Beispielsweise werden dabei unkritische elektrische Verbraucher gezielt abgeschaltet, wenn sich der Batterieladezustand verschlechtert. Weiterhin kann bei niedrigem Batterieladezustand eine Anhebung der Motordrehzahl erfolgen. Ferner kann eine Übererregung des Generators bei Bedingungen vorgenommen werden, die nicht zu starken Belastungen, beispielsweise thermischer Art, führen. In ähnlicher Weise kann während einer Fahrzeugbeschleunigung durch Abkoppeln des Generators oder durch Abschalten von Verbrauchern das den Motor belastende Generatormoment reduziert werden.
  • Vorteile der Erfindung
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung wird bei der Generierung des elektrischen Stroms ein höherer Gesamt-Wirkungsgrad erzielt als bei bekannten Vorrichtungen. Dies wird dadurch erreicht, dass der Ladezustand der Batterie ermittelt wird und in Abhängigkeit vom ermittelten Ladezustand eine Steuerung des Betriebsmodus des Generators erfolgt, wobei der Generator in verschiedenen Betriebsmodi unterschiedliche Ausgangsspannungen zur Verfügung stellt.
  • Vorzugsweise wird der ermittelte Ladezustand der Batterie mit einem Schwellenwert verglichen und der Generator in Abhängigkeit vom ermittelten Ladezustand entweder im Betriebsmodus Leerlauf oder im Betriebsmodus Generieren betrieben. Im Betriebsmodus Leerlauf wird vom Generator nur eine geringe Ausgangsspannung zur Verfügung gestellt und somit nur ein geringes Drehmoment von der Brennkraftmaschine aufgenommen. Für eine Batterie mit einer Nennspannung von 12 V beträgt die Ausgangsspannung des Generators im Betriebsmodus Leerlauf beispielsweise 12 V. Im Betriebsmodus Generieren stellt der Generator eine Ausgangsspannung zur Verfügung, die höher als die Nennspannung der Batterie ist. Somit wird die Batterie geladen. Für eine Batterie mit einer Nennspannung von 12 V beträgt diese Ladespannung beispielsweise 14 V. Da in diesem Betriebszustand die Batterie bis zu einem gewissen Grad entladen ist, erzeugt der Generator einen relativ hohen Ladestrom und erreicht so einen Betriebspunkt mit hohem Wirkungsgrad.
  • Durch die Erfindung wird der Nachteil vermieden, dass bekannte Generatoren in Betriebspunkten, bei denen sie nur einen geringen elektrischen Strom bzw. eine geringe elektrische Leistung generieren, nur einen geringen Wirkungsgrad haben. Dieser Wirkungsgrad hängt ab vom Typ des Generators und ist meist insbesondere bei hohen Drehzahlen gering. Besonders permanenterregte Generatoren zeichnen sich durch geringe Wirkungsgrade bei geringen Strömen und hohen Drehzahlen aus. Gemäß der Erfindung erfolgt die Ansteuerung des Generators in der Weise, dass Betriebspunkte mit geringer elektrischer Leistung gezielt vermieden werden. Daraus resultiert ein höherer Gesamtwirkungsgrad bei der Generierung des elektrischen Stromes. Dies wird durch eine Zusammenarbeit der Ansteuerung des Generators mit einem System zur Ermittlung des Ladezustands der Batterie realisiert.
  • Solange die Batterie noch ausreichend geladen ist, wird der Generator im Leerlauf betrieben. Die Batterie wird erst dann mittels des Generators geladen, wenn der Batterieladezustand nicht mehr ausreichend ist. Weil in diesem Fall der Generator eine hohe elektrische Leistung erzeugen muss, befindet er sich in einem Betriebspunkt mit hohem Wirkungsgrad.
  • Vorzugsweise wird beim Wechsel zwischen den Betriebsmodi Leerlauf und Generieren eine Hysteresefunktion verwendet.
  • Weiterhin kann in vorteilhafter Weise auch die Drehzahl der Brennkraftmaschine bzw. des Generators berücksichtigt werden, da der Wirkungsgrad des Generators im allgemeinen von der Drehzahl abhängig ist und mit steigender Drehzahl sinkt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung berücksichtigt die Generator-Steuerung zusätzlich zum Ladezustand der Batterie eine Information über eine Temperatur. Dies ist entweder die Umgebungstemperatur oder die Batterietemperatur. Dabei kann vorgegeben sein, dass unterhalb einer einstellbaren Temperatur grundsätzlich der Betriebsmodus Generieren aktiviert wird. Dadurch wird berücksichtigt, dass bei niedrigen Temperaturen die Batterie nur mit geringerer Leistung geladen und entladen werden kann und vermieden, dass aufgrund geringer Batterieleistung bei tiefen Temperaturen Probleme auftreten.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung verwendet die Generator-Steuerung auch Informationen über den aktuellen Leistungsbedarf der elektrischen Verbraucher des Kraftfahrzeugs, der durch eine Strommessung ermittelt wird. Ist der ermittelte Strom größer als ein vorgegebener Schwellenwert, kann grundsätzlich der Betriebsmodus Generieren eingestellt werden. Dadurch wird verhindert, dass bei hoher Bordnetzlast die Batterie unnötig ent- und dann wieder geladen wird.
  • Eine weitere vorteilhafte Strategie kann vorsehen, vom Betriebsmodus Leerlauf in den Betriebsmodus Generieren auch dann umzuschalten, wenn der Ladezustand der Batterie noch hoch ist, solange der Entladestrom der Batterie größer als eine einstellbare Grenze ist. So wird ebenfalls eine unnötig tiefe Entladung der Batterie verhindert. Da der Leistungsbedarf des Bordnetzes hoch ist, arbeitet der Generator auch hier mit hohem Wirkungsgrad.
    • Zeichnung
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Die Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels für die Erfindung. Die Fig. 2 zeigt ein Diagramm einer Regelstrategie. Die Fig. 3 zeigt ein Diagramm einer weiteren Regelstrategie. Die Fig. 4 zeigt ein Diagramm zur beispielhaften Erläuterung der Arbeitsweise der Generator-Steuerung.
    • Beschreibung
  • Die Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels für die Erfindung. Eine Vorrichtung gemäß der Erfindung wird vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug verwendet. Sie weist eine Brennkraftmaschine 1, einen Generator 2, eine Batterie 3, eine Einheit 4 zur Erkennung des Ladezustands der Batterie, eine Generator-Steuerung 5, einen Temperatursensor 6 und einen Strommesser 7 auf.
  • Der Generator 2 wird von der Brennkraftmaschine 1 angetrieben. Die Verbindung zwischen dem Generator 2 und der Brennkraftmaschine 1 kann dabei durch einen Keilriemen hergestellt werden. Weiterhin kann diese Verbindung über eine Kupplung erfolgen oder ein feste Verbindung sein.
  • Der Generator 2 ist über das Bordnetz mit der Batterie 3 verbunden und kann somit die Batterie aufladen, wenn die generierte Spannung höher ist als die Nennspannung der Batterie.
  • Die Generator-Steuerung 5 kann durch eine geeignete Ansteuerung des Generators 2 die vom Generator zur Verfügung gestellte Ausgangsspannung variieren. Der Generator-Steuerung 5 werden als Eingangssignale Signale zugeführt, die von der Einheit 4 zur Erkennung des Ladezustands der Batterie, dem Temperatursensor 6 und dem Strommesser 7 bereitgestellt werden:
  • Die Verbindung zwischen der Generator-Steuerung 5 und der Einheit 4 zur Erkennung des Ladezustands der Batterie erfolgt beispielsweise über einen CAN-Bus. Es ist aber auch möglich, dass die Generator-Steuerung 5 und die Einheit 4 in Form eine s gemeinsamen elektronischen Steuergerätes realisiert sind.
  • Weiterhin kann der Generator 2 in Verbindung mit der Generator-Steuerung 5 auch als kombinierter Starter-Generator oder Motor-Generator realisiert sein, der je nach Ansteuerung durch die Generator-Steuerung entweder Strom generieren oder als Motor betrieben werden kann, wobei Strom aufgenommen wird.
  • Die Einheit 4 zur Batteriezustandserkennung misst den Ladezustand der Batterie 3 und leitet Informationen über den gemessenen Ladezustand an die Generator-Steuerung 5 weiter. In diesem Zusammenhang können beispielsweise der "State of Charge" SOC der Batterie oder die aktuell noch vorhandene Batterieladung oder eine andere dazu proportionale Größe als Informationen an die Generator-Steuerung 5 übertragen werden.
  • Gemäß einer einfachen ersten Regelstrategie benötigt die Generator-Steuerung 5 lediglich eine Information über den Ladezustand der Batterie 3. Solange der Ladezustand SOC der Batterie höher ist als ein vorgebbarer Schwellenwert SOCmin, wird der Generator 2 im Betriebsmodus Leerlauf betrieben. In diesem Betriebsmodus generiert er nur eine geringe Spannung und nimmt somit ein geringes Drehmoment von der Brennkraftmaschine 1 auf. Beispielsweise beträgt für eine Batterie mit einer Nennspannung von 12 V die Spannung im Betriebsmodus Leerlauf 12 V.
  • Vorzugsweise besteht die Möglichkeit, den Generator 2 mechanisch unter Verwendung einer Kupplung von der Brennkraftmaschine 1 abzukoppeln. In diesem Fall kann der Betriebsmodus Leerlauf durch eine mechanische Abkopplung des Generators 2 von der Brennkraftmaschine 1 erreicht werden.
  • Ergibt ein Vergleich des ermittelten Ladezustands SOC der Batterie mit dem Schwellenwert SOCmin hingegen, dass der ermittelte Ladezustand kleiner ist als der Schwellenwert, dann wird der Generator 2 im Betriebsmodus Generieren betrieben. In diesem Betriebsmodus generiert er eine Spannung, die höher ist als die Nennspannung der Batterie. Folglich wird die Batterie vom Generator geladen. Beispielsweise beträgt für eine Batterie mit einer Nennspannung von 12 Volt diese Ladespannung 14 V. Da die Batterie bis zu einem gewissen Grade entladen ist, erzeugt der Generator 2 einen relativ hohen Ladestrom und arbeitet in einem Betriebspunkt mit hohem Wirkungsgrad.
  • Vorzugsweise erfolgt die Festlegung des Schwellenwerte SOCmin in Abhängigkeit vom Typ der verwendeten Batterie. Damit kann dem Umstand Rechnung getragen werden, dass ein häufiges tiefes Entladen die Lebensdauer einer Bleioxyd-Batterie stärker beeinträchtigt als die Lebensdauer einer Nickel-Metallhydrid- Batterie.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, beim Wechsel zwischen den Betriebsmodi. Leerlauf und Generieren eine Hysterese um den Schwellenwert SOCmin vorzusehen.
  • Ferner kann die verwendete Regelstrategie in vorteilhafter Weise auch die Drehzahl der Brennkraftmaschine bzw. des Generators berücksichtigen, da der Wirkungsgrad des Generators in der Regel von der Drehzahl abhängt und mit steigender Drehzahl sinkt. Eine Erniedrigung der Drehzahl im Betriebsmodus Generieren erhöht in diesem Fall den Wirkungsgrad der Vorrichtung.
  • Gemäß einer zweiten, alternativen Regelstrategie berücksichtigt die Generator-Steuerung 5 zusätzlich zum Ladezustand der Batterie 3 eine Information über eine Temperatur. Die Temperatur, die die Generator-Steuerung berücksichtigt, kann entweder die Umgebungstemperatur sein, die mittels eines der Motorsteuerung zugeordneten Temperatursensors 6 gemessen wird oder es kann auch die Temperatur der Batterie 3 sein, die von der Einheit 4 gemessen und der Generator-Steuerung 5 zur Verfügung gestellt wird.
  • Berücksichtigt die Generator-Steuerung 5 eine derartige Temperaturinformation, kann beispielsweise vorgesehen werden, dass bei niedrigen Werten der Temperatur der Batterieladezustand, bei dem vom Betriebsmodus Leerlauf in den. Betriebsmodus Generieren gewechselt wird, größer ist. Dies entspricht einer Erhöhung des Schwellenwertes SOCmin. Weiterhin kann vorgesehen werden, unterhalb einer einstellbaren Temperatur Tmin grundsätzlich im Betriebsmodus Generieren zu arbeiten. Diese temperaturabhängige Regelung berücksichtigt, dass bei niedrigen Temperaturen die Batterie nur mit geringerer Leistung geladen und entladen werden kann und verhindert Probleme, die aus zu geringer Batterieleistung bei tiefen Temperaturen entstehen. Die Temperaturgrenzen, bei denen die weitere Entladung der Batterie ausgeschlossen wird, hängen in vorteilhafter Weise vom Typ der Batterie ab. Ein typischer Wert für Tmin bei Bleibatterien beträgt etwa -10C°. Unterhalb eines einstellbaren Wertes SOCmin, abs wird immer in den Betriebsmodus Generieren gewechselt. Ein Diagramm einer derartigen Regelstrategie ist in der Fig. 2 gezeigt.
  • Gemäß einer dritten, alternativen Regelstrategie verwendet die Generator-Steuerung 5 zusätzlich zum Ladezustand der Batterie auch Informationen über den aktuellen Leistungsbedarf der elektrischen Verbraucher oder zumindest einiger elektrischer Verbraucher des Bordnetzes. Dieser Leistungsbedarf kann durch eine Messung des Stromes, mit dem die Batterie entladen wird, erfasst werden. Weiterhin kann der vom Generator 2 erzeugte Strom mittels eines Strommessers 7 gemessen werden.
  • Ist der vom Generator 2 erzeugte Strom bekannt, dann erfolgt auch dann kein Wechsel vom Betriebsmodus Generieren in den Betriebsmodus Leerlauf, wenn die Batterie ausreichend geladen ist, solange der vom Generator erzeugte Strom größer als eine einstellbare Grenze Imin ist. Ist der Strom größer als eine einstellbare Grenze Imax, dann wird unabhängig vom Ladezustand der Batterie immer der Betriebsmodus Generieren eingestellt. So wird verhindert, dass bei hoher Bordnetzlast die Batterie unnötig ent- und dann wieder geladen wird. Ein Diagramm einer derartigen Regelstrategie ist in der Fig. 3 gezeigt.
  • Eine weitere vorteilhafte Strategie kann versehen, vom Betriebsmodus Leerlauf in den Betriebsmodus Generieren auch dann umzuschalten, wenn der Ladezustand der Batterie noch hoch ist, solange der Entladestrom der Batterie größer als eine einstellbare Grenze ist. So wird ebenfalls eine unnötig tiefe Entladung der Batterie verhindert. Da der Leistungsbedarf des Bordnetzes hoch ist, befindet sich der Generator auch hier in einem Betriebszustand mit hohem Wirkungsgrad.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung gelten für die Abhängigkeit des Schwellenwertes SOCmin vom Strombedarf Iver der Verbraucher beispielsweise folgende Überlegungen:
    Bei einer Spannung U des Bordnetzes und einem Strombedarf Iver beträgt die elektrische Energieaufnahme Wel der Verbraucher innerhalb eines Zeitraumes t

    Wel = U.Iver.t (1).
  • Bei einer Drehzahl ngen1 des Generators und einem Wirkungsgrad ηgen1 der eine Funktion von Drehzahl und Strom ist, beträgt die Aufnahme an mechanischer Energie Wmech, die der Generator benötigt, um die geforderte elektrische Energie Wel zu generieren

    Wmech, direkt = Wel/ηgen1 (ngen1, Iver) (2)
  • Wird die geforderte elektrische Energie Wel statt aus dem Generator aus der Batterie entnommen, so gilt für die aus der Batterie entnommene Energie

    Wbat = Wel/ηdis (Iver) (3)

    wobei ηdis den vom Entladestrom Iver abhängigen Entlade-Wir - kungsgrad der Batterie bezeichnet.
  • Um eine ausgeglichene Ladebilanz der Batterie herzustellen, muss die aus der Batterie entnommene Energie Wbat zu einem späteren Zeitpunkt wieder in die Batterie eingebracht werden. Diese Energie Wbat, charge wird mit einem Ladewirkungsgrad ηcharge, der vom Ladestrom Icharge abhängt, in die Batterie eingebracht. Es gilt:

    Wbat, charge = Wbat/ηcharge (Icharge) (4).
  • Setzt man die Gleichung (3) in die Gleichung (4) ein, so erhält man:

    Wbat, charge = Wel/[ηdis (Iver).ηcharge (Icharge)] (5).
  • Um die Energie zum Laden der Batterie zu erzeugen, benötigt der Generator die mechanische Energie Wmech, charge. Hierfür gilt analog der Gleichung (2) folgendes:

    Wmech, charge = Wbat, charge/ηgen2 (ngen2, Icharge) (6).
  • Hierbei bezeichnen ηgen2 den Wirkungsgrad des Generators im Betriebspunkt des Wiederaufladens der Batterie. Dieser Betriebspunkt ist gekennzeichnet durch eine Generatordrehzahl ηgen2 und einen Generatorstrom Icharge.
  • Setzt man Gleichung (5) in Gleichung (6) ein, so erhält man:

    Wmech, charge = Wel/[ηdis (Iver).ηcharge (Icharge) .ηgen2 (ngen2, Icharge)] (7).
  • Somit ergibt sich, dass bei einem Strombedarf Iver des Bordnetzes der Leerlauf des Generators und das Entladen der Batterie dann günstiger ist, wenn die Energie Wmech, direkt beim direkten Versorgen der Verbraucher aus dem Generator für eine Zeit t größer ist als der mechanische Energiebedarf Wmech, charge, der entsteht, wenn die Verbraucher zunächst aus der Batterie versorgt werden und die Batterie später aufgeladen wird.

    Wmech, direkt > Wmech, charge (8).
  • Wird Gleichung (7) und Gleichung (2) in Gleichung (8) eingesetzt, dann erhält man:

    [ηdis (Iver).ηcharge (Icharge).ηgen2 (ngen2, Icharge)] > ηgen1 (ngen1, Iver) (9).
  • Da der Strom Icharge beim späteren Aufladen der Batterie vom Ladezustand SOC der Batterie abhängt, ergibt sich hieraus eine Bedingung für SOCmin.
  • In der Fig. 4 ist ein Diagramm zur beispielhaften Erläuterung einer zugehörigen Arbeitsweise der Generator-Steuerung 5 gezeigt.
  • Ein erster Rechenblock B1 bestimmt in Abhängigkeit vom Strombedarf des Bordnetzes Iver einen Wirkungsgrad ηdis beim Entladen der Batterie. Dieser Rechenblock kann beispielsweise gemäß einer Kennlinie arbeiten.
  • Ein weiterer Rechenblock B2 bestimmt abhängig vom aktuellen Ladezustand der Batterie SOC den Strom Icharge, mit dem die Batterie geladen würde, wenn der Generator im Betriebsmodus Generieren wäre. Auch dieser Rechenblock kann gemäß einer Kennlinie arbeiten. Ein dritter Rechenblock B3 bestimmt den Wirkungsgrad ηcharge beim Laden der Batterie, wenn die Batterie mit Icharge geladen wird. Auch dieser Rechenblock kann gemäß einer Kennlinie arbeiten.
  • Ein Vierter Rechenblock B4 bestimmt, ebenfalls abhängig von Icharge, den Wirkungsgrad des Generators ηgen2 beim Generieren des Stroms Icharge. Da der Wirkungsgrad in der Regel von der Generatordrehzahl ngen2 abhängt, bei der der Strom generiert wird, und diese Drehzahl prinzipiell nicht bekannt ist, da sie erst in der Zukunft, nämlich beim Laden der Batterie, anliegen wird, wird für ngen2 ein Wert angenommen, der einer mittleren Drehzahl des Generators im realen Fahrbetrieb entspricht.
  • Die drei Werte ηdis, ηcharge und ηgen2 werden multipliziert und einem ersten Eingang eines weiteren Rechenblocks B6 zugeführt.
  • Ein weiterer Rechenblock B5 bestimmt aus dem aktuellen Strombedarf des Bordnetzes Iver und der aktuellen Drehzahl des Generators ngen1 einen Wirkungsgrad ηgen1 beim Generieren des aktuellen Strombedarfs direkt durch den Generator. Dieser Rechenblock kann in vorteilhafter Weise ein Kennfeld verwenden. Der Wert ηgen1 wird dem zweiten Eingang des Rechenblocks B6 zugeführt.
  • Der Rechenblock B6 vergleicht die Größen an seinem ersten Eingang a und seinem zweiten Eingang b. Ist der Wert am ersten Eingang größer als der Wert am zweiten Eingang, so schaltet der Rechenblock B6 den Generator in den Betriebsmodus L (Leerlauf), sonst in den Betriebsmodus G (Generieren).

Claims (21)

1. Verfahren zur Ansteuerung eines von einer Brennkraftmaschine angetriebenen Generators, welcher wenigstens eine Batterie mit Energie versorgt, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladezustand der Batterie ermittelt wird und in Abhängigkeit vom ermittelten Ladezustand der Batterie eine Steuerung des Betriebsmodus des Generators erfolgt, wobei der Generator in verschiedenen Betriebsmodi unterschiedliche Ausgangsspannungen zur Verfügung stellt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
der ermittelte Ladezustand der Batterie mit einem Schwellenwert verglichen wird,
wenn der ermittelte Ladezustand größer ist als der Schwellenwert, der Generator im Betriebsmodus Leerlauf betrieben wird, und
wenn der ermittelte Ladezustand kleiner ist als der Schwellenwert, der Generator im Betriebsmodus Generieren betrieben wird, in welchem ein Nachladen der Batterie durch den Generator erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsmodus Leerlauf durch eine mechanische Abkopplung des Generators von der Brennkraftmaschine eingeleitet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass beim Wechsel zwischen den Betriebsmodi Leerlauf und Generieren eine Hysteresefunktion verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl der Brennkraftmaschine oder des Generators in der Betriebsart Generieren reduziert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, dass als weiteres Kriterium für die Umschaltung zwischen den Betriebsmodi Leerlauf und Generieren eine Information über eine Temperatur verwendet wird und die Temperatur entweder die Umgebungstemperatur oder die Batterietemperatur ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator unterhalb eines vorgegebenen Temperatur-Schwellenwertes stets im Betriebsmodus Generieren betrieben wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatur-Schwellenwert einstellbar ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2-8, dadurch gekennzeichnet, dass als weiteres Kriterium für die Umschaltung zwischen den Betriebsmodi Leerlauf und Generieren Informationen über den Leistungsbedarf von Verbrauchern berücksichtigt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungsbedarf der Verbraucher durch eine Messung des Entladestroms der Batterie oder durch eine Messung des vom Generator erzeugten Stroms ermittelt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Falle, dass der vom Generator erzeugte Strom größer ist als ein vorgegebener Strom-Schwellenwert, der Generator den Betriebsmodus Generieren nicht verlässt.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Falle, dass der Entladestrom der Batterie größer ist als ein vorgegebener Strom-Schwellenwert, der Generator im Betriebsmodus Generieren betrieben wird.
13. Vorrichtung zur Ansteuerung eines von einer Brennkraftmaschine (1) angetriebenen Generators (2), welche aufweist:
eine Batterie (3),
eine Einheit (4) zur Ermittlung des Ladezustands der Batterie (3) und
eine mit der Einheit (4) zur Ermittlung des Ladezustands der Batterie (3) verbundene Generator-Steuerung (5), die in Abhängigkeit vom ermittelten Ladezustand der Batterie eine Steuerung des Betriebsmodus des Generators (2) vornimmt, wobei der Generator (2) in verschiedenen Betriebsmodi unterschiedliche Ausgangsspannungen zur Verfügung stellt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (4) zur Ermittlung des Ladezustands der Batterie einen Vergleicher aufweist, in welchem der ermittelte Ladezustand der Batterie mit einem Schwellenwert verglichen wird, die Generator-Steuerung (5) dann, wenn der ermittelte Ladezustand größer ist als der Schwellenwert, dem Generator (2) ein dem Betriebsmodus Leerlauf zugehöriges Steuersignal zur Verfügung stellt, und dann, wenn der ermittelte Ladezustand kleiner ist als der Schwellenwert, dem Generator (2) ein dem Betriebsmodus Generieren zugehöriges Steuersignal zur Verfügung stellt.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel zur mechanischen Abkopplung des Generators von der Brennkraftmaschine aufweist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Generator-Steuerung (5) die Steuersignale für den Generator (2) unter Berücksichtigung einer Hysteresefunktion bildet.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14-16, dadurch gekennzeichnet, dass die Generator-Steuerung (5) im Betriebsmodus Generieren die Drehzahl des Generators (2) reduziert.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13-17, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Temperatursensor (6) aufweist, dessen Ausgang mit der Generator-Steuerung (5) verbunden ist,
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Generator-Steuerung (5) einen Vergleicher aufweist, in welchem ein vom Temperatursensor (6) abgeleiteter Temperaturwert mit einem Schwellenwert verglichen wird und die Generator-Steuerung (5) dann, wenn der vom Temperatursensor (6) abgeleitete Temperaturwert kleiner ist als der Schwellenwert, dem Generator (2) ein dem Betriebsmodus Generieren zugehöriges Steuersignal zur Verfügung stellt.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13-19, dadurch gekennzeichnet, dass dass sie einen Strommesser (7) aufweist, dessen Ausgang mit der Generator-Steuerung (5) verbunden ist, und dass der Strommesser (7) zur Messung des vom Generator (2) erzeugten Stroms oder des Entladestroms der Batterie (3) vorgesehen ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Generator-Steuerung (5) einen Vergleicher aufweist, in welchem ein vom Strommesser (7) abgeleiteter Stromwert mit einem Schwellenwert verglichen wird und die Generator-Steuerung (5) dann, wenn der Stromwert größer ist als der Schwellenwert, dem Generator (2) ein dem Betriebsmodus Generieren zugeordnetes Steuersignal zur Verfügung stellt.
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