DE102004061839A1

DE102004061839A1 - Generator-Steuersystem

Info

Publication number: DE102004061839A1
Application number: DE102004061839A
Authority: DE
Inventors: Fuyuki Kariya Maehara; Tadatoshi Kariya Asada
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-12-25
Filing date: 2004-12-22
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2024-12-23
Also published as: JP3997987B2; DE102004061839B4; US7098628B2; FR2864715A1; FR2864715B1; DE102004061839B8; JP2005192308A; US20050140342A1

Abstract

Ein Gasgenerator-Steuersystem für ein Fahrzeug enthält einen Wechselstromgenerator (2), eine Feldstrom-Steuereinheit (20), die das Tastverhältnis des Feldstroms des Wechselstromgenerators steuert, einen Feldstrom-Detektor (16), einen Laststrom-Detektor (5), einen Detektor (17) für die Drehzahl des Generators, eine Drehmoment-Erhöhungs-Berechnungseinrichtung (6), welches eine Vorhersage-Erhöhung in dem Antriebsdrehmoment des Wechselstromgenerators anhand einer Erhöhung in dem Strom, welcher einer elektrischen Last zugeführt wird, berechnet. Die Antriebsdrehmoment-Erhöhungs-Berechnungseinrichtung enthält eine erste Ausgangsstrom-Berechnungseinrichtung, die den vorhandenen Ausgangsstrom des Wechselstromgenerators anhand der Drehzahl des Generators und anhand des Feldstroms berechnet, und eine zweite Ausgangsstrom-Berechnungseinrichtung, die den Vorhersage-Ausgangsstrom des Wechselstromgenerators anhand des ersten Ausgangsstromes und anhand der Erhöhung des Stromes, welcher der elektrischen Last zugeführt wird, berechnet. Eine Vorhersage-Erhöhung des Antriebsdrehmoments des Wechselstromgenerators wird aus einer Differenz zwischen dem vorhandenen Antriebsdrehmoment und einem Antriebsdrehmoment berechnet, welches den Vorhersage-Ausgangsstrom entspricht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Generator-Steuersystem, welches eine Einrichtung zum Berechnen einer Erhöhung des Antriebsdrehmoments eines Generators enthält, welches dafür erforderlich ist, um die Maschinendrehgeschwindigkeit zu stabilisieren, wenn eine elektrische Last an dem Generator angeschlossen wird.
Wenn eine große elektrische Last an einen Fahrzeugwechselstromgenerator angeschlossen wird während eine Maschine läuft und zwar mit niedriger Drehzahl, wird das Antriebsdrehmoment des Wechselstromgenerators so stark abrupt erhöht, dass die Maschine durchdrehen kann und zwar aufgrund eines übermässig großen Betrages der Drehmomenterhöhung.

Die JP-A-Hei 6-90532 offenbart ein Generator-Steuersystem, bei dem ein Feldstrom allmählich erhöht wird, wenn eine elektrische Last an einen Generator angeschlossen wird, um dadurch zu verhindern, dass die Maschine durchdreht.

Die JP-B2 Hei 7-116960 oder deren Gegenstück U.S. Patent 4,877,273 offenbart ein Generator-Steuersystem, bei dem eine Maschinenleerlaufdrehzahl entsprechend dem Strom geregelt wird, welcher einer elektrischen Last zugeführt wird, und mit Steuerung des Feldstromes, wenn eine elektrische Last an einen Generator angeschaltet wird.

Bei dem Generator-Steuersystem, welches in der JP-A-Hei 6-90532 offenbart ist, wird eine Drehmomenterhöhung zum Antreiben des Generators aufgrund des Anschlusses einer Last nicht in Betracht gezogen. Es wird daher die Zeit für ein allmähliches Erhöhen des Feldstromes vergleichsweise lang, wie dies durch eine strichlierte Linie in 5E angezeigt ist. Es wird daher die Batteriespannung abgesenkt, wie in 5B durch eine Strichlierungslinie gezeigt ist und Lampen oder andere Beleuchtungselemente können flackern.

Bei dem Generator-Steuersystem, welches in der JP B2 Hei 7-116960 offenbart ist, werden eine Änderung in dem Antriebsdrehmoment eines Wechselstromgenerators aufgrund einer Leerlaufdrehzahl und der Temperatur des Wechselstromgenerators in Betracht gezogen, wenn die Maschinenleerlaufdrehzahl auf eine geeignete Drehzahl gesteuert oder geregelt wird. Nachdem die Maschinenleerlaufdrehzahl-Steuerung gestartet wurde, schwankt die Maschinendrehzahl, wie dies durch eine strichlierte Linie in 5G gezeigt ist. Diese Schwankung kann für einen Fahrer und einen Passagier eines Fahrzeugs unangenehm sein, in welchem ein Wechselstromgenerator montiert ist.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Generator-Steuersystem zu schaffen, welches von den oben erläuterten Problemen frei ist.

Ein anderes Ziel der Erfindung besteht darin, ein Generator-Steuersystem zu schaffen, welches eine Einrichtung zum Berechnen eines geeigneten Wertes zum Erhöhen des Antriebsdrehmoments enthält, wenn eine elektrische Last an einen Generator angeschlossen wird.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung enthält ein Generator-Steuersystem für ein Fahrzeug eine Batterie mit einem Wechselstromgenerator, der durch eine Brennkraftmaschine angetrieben wird, eine Feldstrom-Steuereinrichtung zur Steuerung des Tastverhältnisses des Feldstromes des Wechselstromgenerators, eine Feldstromdetektoreinrichtung, eine Laststromdetektoreinrichtung, eine Generatordrehzahl-Detektoreinrichtung und eine Antriebsdrehmoment-Erhöhung-Berechnungseinrichtung enthält, welche eine vorhergesagte Erhöhung in dem Antriebsdrehmoment des Wechselstromgenerators basierend auf einer Erhöhung des Stromes berechnet, welcher einer elektrischen Last zugeführt wird. Die Antriebsdrehmoment-Erhöhung-Berechnungseinrichtung enthält eine erste Ausgangsstrom-Berechnungseinrichtung, welche den vorhandenen Ausgangsstrom des Wechselstromgenerators als ersten Ausgangsstrom berechnet und zwar an hand der Generatordrehzahl und des Feldstromes, und enthält eine zweite Ausgangsstrom-Berechnungseinrichtung zum Berechnen des vorhergesagten Ausgangsstromes des Wechselstromgenerators als zweiten Ausgangsstrom anhand des ersten Ausgangsstromes und der Zunahme des Stromes, welcher der elektrischen Last zugeführt wird. Bei dem oben erläuterten System wird eine vorhergesagte Zunahme in dem Antriebsdrehmoment des Wechselstromgenerators auf der Grundlage einer Differenz zwischen einem Antriebsdrehmoment, welches den ersten Ausgangsstrom entspricht, und einem Antriebsdrehmoment, welches dem zweiten Ausgangsstrom entspricht, berechnet.

Bei dem oben beschriebenen Generator-Steuersystem detektiert die Laststrom-Detektoreinrichtung den Strom, welcher der elektrischen Last von der Batterie aus zugeführt wird. Bei diesem System kann die Antriebsdrehmoment-Erhöhung-Berechnungseinrichtung einen Plan enthalten, in welchem korrelative Daten des Ausgangsstromes des Wechselstromgenerators und der Drehzahl der Maschine gespeichert sind. Ferner kann ein maximaler Feldstrom aus dem Plan abgeleitet werden basierend auf dem Feldstrom und dem Tastverhältnis des Feldstromes, dem Ausgangsstrom des Wechselstromgenerators, welcher dem maximalen Feldstrom entspricht, und dieser kann aus dem Plan abgeleitet werden und zwar als maximaler Ausgangsstrom, und es wird eine Differenz zwischen dem Antriebsdrehmoment, welches dem ersten Ausgangsstrom entspricht, und dem Antriebsdrehmoment, welches dem maximalen Ausgangsstrom entspricht, als vorhergesagte Zunahme in dem Antriebsdrehmoment berechnet, wenn der zweite Ausgangsstrom größer ist als der maximale Ausgangsstrom.

Darüber hinaus steuert die Feldstrom-Steuereinrichtung das Zunahmeverhältnis des Feldstromes in Einklang mit der vorhergesagten Zunahme des Antriebsdrehmoments. Bei diesem System begrenzt die Feldstrom-Steuereinrichtung eine Erhöhungsrate des Feldstromes innerhalb eines vorbestimmten Wertes, wenn die vorhergesagte Zunahme in dem Antriebsdrehmoment größer ist als ein vorbestimmter Wert. Dieses Steuersystem kann ferner eine Maschinenleistungs-Einstelleinrichtung enthalten, welche die Maschinenleistung in Einklang mit der vorhergesagten Zunahme in dem Antriebsdrehmoment einstellt, so dass die Feldstrom-Steuereinrichtung eine Erhöhungsrate des Feldstromes so lange begrenzt hält, bis die Maschinendrehzahl anwächst und so hoch wird wie die vorbestimmte Drehzahl nachdem die Maschinenleistung eingestellt wurde. Auf der anderen Seite kann die Feldstrom-Steuereinrichtung eine Erhöhungsrates des Feldstromes so lange begrenzt halten, bis eine voreingestellte Zeit verstrichen ist, nachdem die Maschinenleistung eingestellt wurde. Die Feldstrom-Steuereinrichtung kann die Zunahmerate des Feldstromes erhöhen, nachdem die Maschinendrehzahl zugenommen hat und so hoch geworden ist wie die vorbestimmte Drehzahl. Auf der anderen Seite kann die Feldstrom-Steuereinrichtung die Erhöhungsrate des Feldstromes erhöhen und zwar nach dem Verstreichen einer voreingestellten Zeit.

Andre Ziele, Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung und auch Funktionen von mit dieser in Verbindung stehenden Teilen der Erfindung ergeben sich klarer aus einem Studium der folgenden detaillierten Beschreibung, der anhängenden Ansprüche und Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
1 ein Blockschaltbild, welches ein Generator-Steuersystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
2 ein Flussdiagramm, welches die Steueroperation des Generator-Steuersystems gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
3 einen Graphen, der eine Beziehung zwischen der Drehzahl eines Wechselstromgenerators und dem Ausgangsstrom desselben veranschaulicht;
4 einen Graphen, der eine Beziehung zwischen der Drehzahl des Wechselstromgenerators und dem Antriebsdrehmoment desselben zeigt;
5A bis 5H die Zeitsteuerung von verschiedenen Signalen des Generator-Steuersystems, wenn eine elektrische Last an den Wechselstromgenerator angeschlossen wird;
6 einen Abschnitt eines Flussdiagramms, welches die Steueroperation eines Generator-Steuersystems gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; und
7 ein Zeitsteuerdiagramm der Operation eines Generator-Steuersystems gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung.
Einige bevorzugte Ausführungsformen gemäß der Erfindung werden im folgenden unter Hinweis auf die anhängenden Zeichnungen beschrieben.
Ein Generator-Steuersystem (generation control system) für ein Fahrzeug gemäss der ersten Ausführungsform der Erfindung wird unter Hinweis auf die 1 bis 5 beschrieben. Wie in 1 gezeigt ist, enthält das Generator-Steuersystem 1 einen Wechselstrom-Generator 2, einen Spannungsregulator 3, eine Batterie 4, einen Batterie-Entladestrom-Sensor 5, eine Maschinensteuereinheit (ECU) 6 usw.
Der Wechselstromgenerator 2 enthält eine Ankerwicklung 7, eine Feldwicklung 8, eine Dreiphasen-Vollwellengleichrichterschaltung 9, einen Ausgangsanschluss 10 usw. und ist mit dem positiven Anschluss der Batterie 4 über eine elektrische Versorgungsleitung 11 und mit einer elektrischen last 13 über einen Schalter 12 verbunden.
Die Ankerwicklung 7 besteht aus einer Y-geschalteten oder verbundenen Wicklung, die Dreiphasenwicklungen enthält, die in einem Statorkern in 120° gemäß einem elektrischen Winkel voneinander versetzt angeordnet sind. Die Feldwicklung 8 erzeugt ein Magnetfeld, welches mit der Ankerwicklung 7 verkettet ist, um die vorgeschriebene Spannung in der Ankerwicklung 7 zu induzieren, wenn der Feldstrom dieser zugeführt wird. Die Dreiphasen-Vollweg-Gleichrichterschaltung 9 setzt die Dreiphasen-Wechselstromausgangsleistung der Ankerwicklung 7 in eine Gleichstromenergie um.
Der Regulator 3 enthält eine Signalsendesteuerschaltung 14, eine Stromversorgungsschaltung 15, eine Feldstrom-Detektorschaltung 16, eine Drehzahl-Detektorschaltung 17, ein Schalterelement 18, eine Schwungraddiode 19, eine Spannungssteuerschaltung 20, eine Feldstrom-Steuerschaltung 21, eine UND-Schaltung 22 usw. Der Regulator 3 reguliert die Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 2 auf eine Regulierspannung Vr. Das Schalterelement 18, die Schwungraddiode 19 (flywheel diode), die Spannungssteuerschaltung 20, die Feldstrom-Steuerschaltung 21 und die UND-Schaltung 22 bilden eine Feldstrom-Steuereinheit.
Die Signalsendesteuerschaltung 14 ist mit der ECU 6 über ein LAN verbunden, um in einem Seriell-Kommunikationsmodus Signale mit dieser auszutauschen. Die Signalsende-Steuerschaltung 14 sendet zu der ECU 6 Datensignale des Feldstromes und der Drehzahl des Wechselstromgenerators, wenn diese von der ECU 6 angefragt werden. Die Energieversorgungsschaltung 15 schickt elektrische Energie zu verschiedenen Schaltungen des Spannungsregulators 6, wenn sie ein Einschaltsignal von der Signalsende-Steuerschaltung 14 empfängt. Die Feldstromdetektorschaltung 16 sendet ein Signal zu der Signalsende-Steuerschaltung 14 und der Feldstrom-Steuerschaltung 21, wenn sie einen Spannungsabfall durch den Feldstrom über dem Abtastwiderstand 23 detektiert, der in Reihe mit dem Source-Anschluss des Schalterelements 18 verbunden ist. Die Drehzahl-Detektorschaltung 17 sendet zu der Sende-Steuerschaltung 14 ein Signal mit einer Frequenz der Spannung, die in einer der Phasenwicklungen induziert wird, welche proportional ist der Drehzahl des Wechselstromgenerators 2.
Die ECU 6 enthält eine Antriebsdrehmoment-Erhöhung-Berechnungsschaltung und eine Maschinenleistung-Einstelleinheit. Die Antriebsdrehmoment-Erhöhung-Berechnungsschaltung detektiert einen Betrag des Laststromes, welcher der elektrischen Last 13 zugeführt wird, wenn die elektrische Last 13 angeschaltet wird, und berechnet eine vorhergesagte Erhöhung des Antriebsdrehmoments, wenn der Laststrom ansteigt.
Die Maschinenenergieeinstelleinheit, die durch ein Leerlaufdrehzahl-Steuerventil (ISCV)26 repräsentiert ist, stellt die Maschinenleistung in einklang mit der vorhergesagten Erhöhung des Antriebsdrehmoments ein.
Wenn ein gut bekannter Schlüsselschalter (nicht gezeigt) eingeschaltet wird, sendet die ICU 6 ein Startsignal zu einem Anschluss 24 des Regulators 24, der direkt mit der Sendesteuerschaltung 14 verbunden ist. Wenn die Sendesteuerschaltung 14 das Startsignal empfängt, sendet sie ein Einschaltsignal zu der Stromversorgungsschaltung 15, um den gesamten Regulator 3 in Betrieb zu setzen. Danach sendet die ECU 6 ein Signal der Regulierspannung Vr.
Wenn keine elektrische Last oder nur eine sehr kleine elektrische Last 13 an den Wechselstromgenerator 2 angeschaltet wird, wenn eine Maschine voll gestartet wird und die Drehzahl der Maschine einen vorbestimmten Drehzahlwert erreicht, wird die Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 2 auf die Regulierspannung Vr geregelt. In diesem Fall wird die Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators durch die Spannungssteuerschaltung 20 geregelt. Wenn die Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 2 und das Signal der Regulationsspannung Vr zu der Spannungssteuerschaltung 20 gesendet werden, vergleicht diese die Ausgangsspannung und die Regulationsspannung Vr und liefert ein Tastverhältnissignal mit einem Tastverhältnis, welches der Differenz zwischen der Ausgangsspannung und der Regulationsspannung Vr entspricht. Das Tastverhältnissignal wird zu dem Schalterelement 14 über die UND Schaltung 22 gesendet, um das Schalterelement 18 ein- oder auszuschalten, um einen geeigneten Betrag des Feldstromes zu der Feldwicklung 8 zuzuführen. Es wird somit die Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 2 auf die Regulations- oder Regulierspannung Vr geregelt.
Wenn eine große elektrische Last 13 an den Wechselstromgenerator angeschaltet wird, arbeitet der Spannungsregulator 3 gemäß einem Flußdiagramm, welches in 2 gezeigt ist.
Bei dem Schritt 101 werden Daten, die den Feldstrom If enthalten, ein Tastverhältnis Fduty des Tastverhältnissignals, eine Drehzahl Na des Wechselstromgenerators 2, eine Batterieladestrom Ib, eine Maschinendrehzahl Ne usw. in die ECU 6 eingespeist. Ein Riemenscheibenverhältnis einer Riemenscheibe des Wechselstromgenerators 2 zu einer Riemenscheibe einer Kurbelwelle, welches durch Na/Ne ausgedrückt wird, wird anhand der Drehzahl Na des Wechselstromgenerators 2 und anhand der Drehzahl Ne der Maschine berechnet.
Bei dem Schritt 102 werden der momentane Ausgangsstrom AIa und ein maximaler Ausgangsstrom Nia des Wechselstromgenerators 2 auf der Grundlage der Drehzahl des Generators 2 und des Feldstromes If berechnet. Zu diesem Zweck besitzt die ECU 6 einen Plan A, in dem korrelative Daten des Ausgangsstromes Ia entsprechend dem Feldstrom If und der Drehzahl Na des Wechselstromgenerators gespeichert sind, wie in 3 gezeigt ist. Der maximale Feldstrom MIf = If/Fduty wird aus dem Feldstrom If und dem Tastverhältnis Fduty berechnet, und es wird der maximale Ausgangsstrom des Wechselstromgenerators 2 nämlich MIa, welcher dem maximalen Feldstrom MIf entspricht, aus dem Plan A erhalten bzw. abgeleitet.
Bei dem Schritt 103 werden der momentane Wert des Batterieladestroms Ib und ein früherer Wert des Batterieladestroms Ib verglichen, um eine Differenz oder eine Zunahme ΔIb zu erhalten. Nebenbei bemerkt nimmt der Ausgangsstrom des Wechselstromgenerators 2 in einer feststehenden Rate zu, welche der Zeitkonstanten der Feldwicklung If entspricht, wenn die elektrische Last 13 angeschaltet wird.
Bei dem Schritt 104 wird eine Vorhersage-Zunahme ΔTr des Generator-Antriebsdrehmoments berechnet. Zuerst wird ein vorhergesagter Betrag des Ausgangsstromes BIa des Wechselstromgenerators 2 aus dem Plan A erhalten und zwar unter Verwendung der Zunahmegröße Δ Ib in dem Ladestrom. nebenbei bemerkt wird ΔIb durch Δ Ib∙K ersetzt (K ist eine Korrektur-Konstante), da der Ausgangsstrom den Batterieladestrom zusätzlich zu der Zunahme Δ Ib enthält. Die Korrektur-Konstante K variiert mit den Änderungen der Regulierspannung Vr.
Es wird dann eine Differenz (oder Erhöhung) ΔTr zwischen einem Antriebsdrehmoment, welches einen momentanen Betrag AIa des Ausgangsstromes des Wechselstromgenerators 2 entspricht, und einem Antriebsdrehmoment, welches einem vorhergesagte Betrag BIa des Ausgangsstromes des Generators 2 entspricht, aus einem Plan B erhalten, der in 4 gezeigt ist. Wenn der vorhergesagte Betrag BIa des Ausgangsstromes größer wird als der maximale Betrag MIa des Ausgangsstromes, wird der Betrag BIa durch den maximalen Betrag MIa ersetzt.
Bei dem Schritt 105 wird die vorhergesagte Erhöhung ΔTr mit dem Riemenscheibenverhältnis Na/Ne multipliziert, um eine Maschinendrehzahlerhöhung ΔETr zu erhalten, die mit einem vorbestimmten Wert Trx verglichen wird. Wenn gilt ΔETr ≤ Trx und das Ergebnis bei dem Schritt 105 NEIN lautet, wird angenommen, dass eine vorgeschriebene elektrische Last 13 nicht angeschlossen wurde. Konsequenterweise endet die Steueroperation des Spannungsregulators. Auf der anderen Seite wird angenommen, dass eine vorbestimmte elektrische Last 13 angeschlossen worden ist, und der Schritt 106 folgt dann, wenn ΔETr > Trx ist und das Ergebnis bei dem Schritt 105 JA lautet.
Bei dem Schritt 106 wird der maximale Wert Max – If des Feldstromes durch Hinzuaddieren von α zu dem Feldstrom If eingestellt, der zu dem Regulator 3 gesendet wird. Die Feldstrom-Steuerschaltung 21 des Regulators 3 vergleicht den maximalen Wert (If + α) des Feldstromes mit dem gemessenen Wert des Feldstromes If der mit Hilfe der Feldstrom-Detektorschaltung 16 gemessen wird, und sendet zu dem Schalterelement 18 ein Tastverhältnissignal Fduty über die UND Schaltung 22, um den Feldstrom If so zu steuern oder zu regeln, dass dieser geringer oder kleiner wird als der maximale Wert, wie in 5D gezeigt ist. Demzufolge wird der Ausgangsstrom Ia so geregelt, dass er nicht zu einer Erhöhung des Antriebsdrehmoments des Generators führt, wie in 5F gezeigt ist.
Bei dem Schritt 107 wird ein Einstellwert der Einstell-Leerlaufdrehzahl in Einklang mit der Maschinendrehzahlerhöhung ΔETr eingestellt. Die ECU 6 steuert das ISCV 26, um die Leerlaufdrehzahl der Maschine mit dem Einstellwert zu regulieren, wie in 5H gezeigt ist. Nebenbei bemerkt steuert das ISCV 26 den betrag der Luft, die durch eine Umgehung eines Maschinen-Drosselklappenventils strömt. Im Falle eines elektronisch gesteuerten Drosselklappensystems, bei dem die Drosselklappe durch einen Motor angetrieben wird, wird der Drosselklappen-Öffnungswinkel in Einklang mit dem Einstellungswert der Leerlaufdrehzahlsteuerung gesteuert oder geregelt.
Wie in 5G gezeigt ist, nimmt die Maschinendrehzahl nach einer Verzögerungszeit von ca. 300 Millisekunden zu.
Bei dem Schritt 108 wird überprüft, ob die Maschinendrehzahl Ne höher ist als eine eingestellte Geschwindigkeit oder nicht. Wenn die Maschinendrehzahl Ne so hoch ist oder niedriger ist als die eingestellt Drehzahl (NO), wird die Feldstromerhöhung begrenzt gehalten, so dass die Leerlaufdrehzahl so gesteuert wird, um eine Zunahme in dem Antriebsdrehmoment zu unterdrücken. Auf der anderen Seite folgt der Schritt 109, wenn die Maschinendrehzahl Ne höher liegt als die eingesellte Drehzahl (JA).
Bei dem Schritt 109 wird Max –If weggelassen, um die allmähliche Erhöhung des Feldstromes aufzuheben, so dass der Regulator 3 in den normalen Betrieb zurückkehren kann, in welchem der Ausgangsstrom Ia des Wechselstromgenerators normal erhöht werden kann. Es kann somit eine Reduzierung in der Schwankung der Maschinendrehzahl verbessert werden, wie sich dies aus der strichlierten Linie zu der ausgezogenen Linie ergibt, die in 5H gezeigt sind, und es kann auch die Steuerung der Batteriespannung Vb verbessert werden, entsprechend der strichlierten Linie bis zur ausgezogenen Linie, die in 5B gezeigt sind.
Ein Generator-Steuersystem gemäss der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird nun unter Hinweis auf 6 beschrieben. Die Steuerung dieses Generator-Steuersystems unterscheidet sich von der Steuerung der ersten Ausführungsform lediglich da durch, dass der Schritt 108, der in 2 gezeigt ist, durch einen Schritt 108' ersetzt wird, bei dem eine voreingestellte Zeit durch einen Zeitgeber der ECU 6 gemessen wird.
Bei dem Schritt 108' wird überprüft, ob die voreingestellte Zeit verstrichen ist und zwar nach der allmählichen Erhöhungssteuerung des Feldstromes oder nicht. Wenn das Ergebnis NEIN lautet, wird die allmähliche Erhöhungssteuerung fortgesetzt. Wenn das Ergebnis JA lautet, folgt der nächste Schritt wie bei der ersten Ausführungsform, bei dem Max-If weggelassen wird oder beseitigt wird, um die allmähliche Erhöhung des Feldstromes aufzuheben, so dass der Regulator 3 in den normalen Betrieb zurückkehren kann.
Ein Generator-Steuersystem gemäss der dritten Ausführungsform der Erfindung wird unter Hinweis auf 7 beschrieben.
Die Steuerung dieser Ausführungsform ist nahezu die gleiche mit der Ausnahme, dass das Tastverhältnis Fduty mit der Zeitperiode geändert wird, wie in 7 gezeigt ist. Das heisst die Zunahmerate des Feldstromes in der Zeitperiode A wird kleiner eingesellt als die Zunahmerate des Feldstromes in der Zeitperiode B. Demzufolge kann die Schwankung der Maschinendrehzahl noch weiter geglättet werden bzw. reduziert werden.
Bei der vorangegangenen Beschreibung der vorliegenden Erfindung wurde diese unter Hinweis auf spezifische Ausführungsformen offenbart. Es ist jedoch offensichtlich, dass vielfältige Abwandlungen und Änderungen bei den spezifischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen, wie es sich aus den anhängenden Ansprüchen ergibt.

Claims

Generator-Steuersystem für ein Fahrzeug mit einer Batterie, welches folgendes aufweist: einen Wechselstromgenerator (2), der durch eine Brennkraftmaschine angetrieben wird; eine Feldstrom-Steuereinrichtung (20) zum Steuern des Tastverhältnisses des Feldstromes des Wechselstromgenerators; eine Feldstrom-Detektoreinrichtung (16) zum Detektieren des Feldstromes; eine Ladestrom-Detektoreinrichtung (5) zum Detektieren des Stroms, der einer elektrischen Last (13) eines Fahrzeugs zugeführt wird; eine Drehgeschwindigkeit-Detektoreinrichtung (17) zum Detektieren der Drehgeschwindigkeit des Wechselstromgenerators; eine Antriebsdrehmoment-Erhöhung-Berechnungseinrichtung (6) zum Berechnen einer vorhergesagten Erhöhung des Antriebsdrehmoments des Wechselstromgenerators anhand der Erhöhung des Stromes, welcher einer elektrischen Last zugeführt wird; wobei die Antriebsdrehmoment-Erhöhung-Berechnungseinrichtung folgendes enthält: eine erste Ausgangsstrom-Berechnungseinrichtung (S102) zum Berechnen des vorhandenen Ausgangsstromes des Wechselstromgenerators als ersten Ausgangsstrom anhand der Drehgeschwindigkeit des Generators und des Feldstromes; und eine zweite Ausgangsstrom-Berechnungseinrichtung (S103, S104) zum Berechnen des vorhergesagten Ausgangsstromes des Wechselstromgenerators als zweiten Ausgangsstrom anhand des ersten Ausgangsstromes und anhand der Erhöhung des Stromes, welcher der elektrischen Last zugeführt wird; wobei eine vorhergesagte Erhöhung in dem Antriebsdrehmoment des Wechselstromgenerators aus einer Differenz zwischen einem Antriebsdrehmoment, welches dem ersten Ausgangsstrom entspricht, und einem Drehmoment, welches dem zweiten Ausgangsstrom entspricht, berechnet wird.
Generator-Steuersystem nach Anspruch 1, bei dem die Laststrom-Detektoreinrichtung (5) den Strom detektiert, welcher der elektrischen Last von der Batterie her zugeführt wird.
Generator-Steuersystem nach Anspruch 1, bei dem die Antriebsdrehmoment-Erhöhung-Berechnungseinrichtung (6) einen Plan (3) enthält, in welchem korrelative Daten des Ausgangsstromes des Wechselstromgenerators und der Drehzahl des Wechselstromgenerators gespeichert sind; ein maximaler Feldstrom aus dem Plan basierend auf dem Feldstrom und dem Tastverhältnis des Feldstromes ableitbar ist; der Ausgangsstrom des Wechselstromgenerators, welcher dem maximalen Feldstrom entspricht, aus dem Plan als maximaler Ausgangsstrom (S102) entnehmbar ist; und eine Differenz zwischen dem Antriebsdrehmoment, welches dem ersten Ausgangsstrom entspricht, und dem Drehmoment, welches dem maximalen Aus gangsstrom entspricht, als Vorhersage-Erhöhung des Antriebsdrehmoments berechenbar ist, wenn der zweite Ausgangsstrom größer ist als der maximale Ausgangsstrom (S104).
Generator-Steuersystem nach Anspruch 1, bei dem die Feldstrom-Steuereinrichtung (20) das Erhöhungsverhältnis des Feldstromes entsprechend der Vorhersage-Erhöhung des Antriebsdrehmoments steuert.
Generator-Steuersystem nach Anspruch 4, bei dem die Feldstrom-Steuereinrichtung (20) eine Erhöhungsrate des Feldstromes innerhalb eines vorbestimmten Wertes begrenzt, wenn die Vorhersage-Erhöhung in dem Antriebsdrehmoment größer ist als ein vorbestimmter Wert (S106).
Generator-Steuersystem nach Anspruch 5, ferner mit einer Maschinenleistung-Einstelleinrichtung (26) zum Einstellen der Maschinenleistung entsprechend der Vorhersage-Erhöhung des Antriebsdrehmoments, wobei die Feldstrom-Steuereinrichtung (20) eine Erhöhungsrate des Feldstromes begrenzt hält, bis die Maschinendrehzahl ansteigt und so hoch wird wie eine vorbestimmte Drehzahl nachdem die Maschinenenergie eingestellt wurde.
Generator-Steuersystem nach Anspruch 5, ferner mit einer Maschinenleistung-Einstelleinrichtung (26) zum Einstellen der Maschinenleistung entsprechend der Vorhersage-Erhöhung des Antriebsdrehmoments, wobei die Feldstrom-Steuereinrichtung (20) eine Erhöhungsrate des Feldstromes begrenzt hält, bis eine vorbestimme Zeit verstrichen ist, nachdem die Maschinenleistung eingestellt wurde.
Generator-Steuersystem nach Anspruch 6, bei dem die Feldstrom-Steuereinrichtung (20) die Erhöhungsrate des Feldstromes erhöht, nachdem die Maschinendrehzahl angestiegen ist und so hoch geworden ist wie eine vorherbestimmte Drehzahl.
Generator-Steuersystem nach Anspruch 7, bei dem die Feldstrom-Steuereinrichtung (20) die Erhöhungsrate des Feldstroms erhöht, nachdem eine voreingestellte Zeit verstrichen ist.
Generator-Steuersystem nach Anspruch 8, bei dem die Maschinenleistung-Einstelleinrichtung (26) ein Maschinenleerlaufdrehzahl-Steuerventil aufweist.
Generator-Steuersystem nach Anspruch 1, bei dem die Feldstrom-Steuereinrichtung (20), die Feldstrom-Detektoreinrichtung (16) und die Drehzahl-Detektoreinrichtung (17) einen Spannungsregulator bilden, um die Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators zu regulieren.
Generator-Steuersystem nach Anspruch 7, bei dem die Antriebsdrehmoment-Erhöhung-Einstelleinrichtung (6) und die Maschinenleistung-Einstelleinrichtung (26) eine Maschinensteuereinheit bilden.