DE102007027187A1

DE102007027187A1 - Energieversorgungssystem für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102007027187A1
Application number: DE102007027187A
Authority: DE
Inventors: Xaver Laufenberg; Thomas Koss; Michael Herz; Helmut Suelzle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: SEG Automotive Germany GmbH
Priority date: 2007-06-13
Filing date: 2007-06-13
Publication date: 2008-12-18
Also published as: WO2008151934A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Energieversorgungssystem 1 für ein Kraftfahrzeug mit einer Batterie 11, mit einem Generator 13 sowie mit einem dem Generator 13 zugeordneten Regler 14 und einer Überwachungseinrichtung für die Überwachung des Generators, die insbesondere die Phasenspannung des Generators auswertet. Der Generator 13 ist in spezielle Betriebszustände steuerbar. Bei Erreichen eines solchen speziellen Betriebszustands wird dies der Überwachungseinrichtung mitgeteilt.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Energieversorgungssystem für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein Energieversorgungssystem für ein Kraftfahrzeug umfasst in der Regel eine Batterie für die Speicherung von elektrischer Energie und einen häufig auch als Lichtmaschine bezeichneten Generator, der von dem Motor des Kraftfahrzeugs angetrieben wird und mechanische Energie in elektrische Energie für die Versorgung des Bordnetzes des Kraftfahrzeugs umwandelt. Ein derartiges Energieversorgungssystem ist beispielsweise aus DE 101 50 380 A1 oder aus Bosch Kraftfahrtechnisches Taschenbuch 21. Auflage 1991, Seite 769, bekannt. Bei diesem Energieversorgungssystem ist ein Regler vorgesehen, der dafür sorgt, dass das Bordnetz des Fahrzeugs mit einer möglichst gleich bleibenden Spannung versorgt wird. In der Regel ist der Regler baulicher Bestandteil des Generators. In jüngster Zeit werden allerdings auch Bordnetzvarianten diskutiert, die über eine aus dem Generator ausgelagerte Regelfunktion verfügen. Die Regelfunktion ist dazu beispielsweise in ein von dem Generator örtlich getrenntes Steuergerät integriert. Eine stabile Spannungsversorgung ist für ein betriebssicheres Bordnetz außerordentlich wichtig. Da eine zuverlässige Spannungsversorgung einen funktionsfähigen Generator voraussetzt, ist eine ständige Überwachung des Generators erwünscht. Statusinformationen des Generators werden vorzugsweise von einem dem Generator zugeordneten Regler an ein Steuergerät weitergeleitet und/oder auch dem Fahrer unmittelbar angezeigt, beispielsweise durch eine so genannte Ladekontrolllampe. Eine Größe, die bei der Überwachung des Generators vorzugsweise ausgewertet wird, ist seine Phasenspannung. Aus der Frequenz dieser Phasenspannung kann beispielsweise abgeleitet werden, ob der Generator sich dreht und von dem Motor angetrieben wird. Aus der Amplitude der Phasenspannung kann abgeleitet werden, ob der Generator dem Bordnetz Energie zuführt oder ob eine Unterspannung vorliegt. Die Phasenspannung ist insbesondere abhängig von dem Erregungszustand des Generators, der Drehzahl des Generators, der Konstruktion des Generators und der elektrischen Belastung des Generators durch das elektrische Bordnetz.
Aus DE 103 47 185 A1 ist ein Verfahren zum Feststellen eines Generatordefekts bekannt, bei dem die Bordnetzspannung aufgenommen und die Welligkeit der Bordnetzspannung ausgewertet wird, um einen Generatordefekt festzustellen.
Es gibt nun Betriebszustände des Generators, bei denen der Generator gezielt entregt wird. Dies ist beispielsweise im Zusammenhang mit Gefahrguttransporten erforderlich oder auch bei Personenkraftwagen, um bestimmten Anforderungen des Fahrzeugherstellers gerecht zu werden. Trotz des auf Null gesetzten Erregerstroms ist es dabei möglich, dass, infolge der Remanenz des Generators, Phasenspannungen aufgebaut werden, die eine Statusinformation beeinflussen und zu einer fehlerhaften Interpretation über den Zustand des Generators führen. Der Zustand der Statusinformation ist somit, in unerwünschter Weise, von variablen Größen abhängig und für ein auswertendes Steuergerät nicht zwingend plausibel. Damit kann nicht garantiert werden, dass der gewünschte sichere Betriebszustand auch eingehalten wird.
Offenbarung der Erfindung
Technische Aufgabe
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Energieversorgungssystem für ein Kraftfahrzeug mit verbesserten Eigenschaften anzugeben, bei dem der Zustand des Generators des Energieversorgungssystems eindeutig feststellbar ist.
Technische Lösung
Ausgehend von einem Energieversorgungssystem der gattungsgemäßen Art wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst. Eine Verbesserung der Eigenschaften des Energieversorgungssystems ergibt sich erfindungsgemäß insbesondere dadurch, dass bei der Steuerung des Generators in einen besonderen Betriebsmodus (zum Beispiel Erregerstrom gleich Null), ein diesem besonderen Betriebsmodus entsprechendes Statussignal generiert und beispielsweise an ein Steuergerät zur Auswertung weitergegeben wird. In diesem besonderen Betriebsmodus wird also die Phasenspannung nicht mehr für die Gewinnung einer Statusinformation ausgewertet, da das Phasensignal in diesem Betriebszustand keinen eindeutigen Zustand annimmt. Es ist somit in diesem Betriebsmodus nicht für eine reproduzierbare Generierung der Statusinformation geeignet.
Besonders vorteilhaft umfasst das Energieversorgungssystem eine Speichereinrichtung, in der Steuerinformationen für die Steuerung bzw. Regelung des Generators gespeichert sind. Diese Steuerinformationen können einerseits dem Regler des Generators und andererseits einem Steuergerät als Statusinformation zugeführt werden.
Besonders vorteilhaft betrifft zumindest eine der in der Speichereinrichtung gespeicherten Informationen die Entregung des Generators. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass bei einem kritischen Betriebszustand des Fahrzeugs, beispielsweise bei einem Gefahrguttransport, der Generator sicher in einen entregten Zustand steuerbar ist und eine entsprechende Statusinformation reproduzierbar und unbeeinflusst von anderen Eingangsgrößen zur Verfügung gestellt wird.
Um den Regler des Generators unterschiedliche Informationen zuführen zu können, ist vorteilhaft eine steuerbare Schalteinrichtung vorgesehen, über die der Regler des Generators mit der Speichereinrichtung bzw. deren Komponenten verbindbar ist.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung, der Zeichnung und den Unteransprüchen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
1 ein Blockschaltbild eines Energieversorgungssystems.
Ausführungsformen der Erfindung Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Das in 1 dargestellte Blockschaltbild zeigt lediglich die für die Erläuterung der Erfindung notwendigen Teile eines Energieversorgungssystems 1 für ein Kraftfahrzeug. Das Energieversorgungssystem 1 umfasst eine Batterie 11, einen Generator 13 und einen Regler 14. Der Regler 14 ist dem Generator 13 zugeordnet und bevorzugt baulich mit diesem vereinigt. In weiteren Ausführungsvarianten kann der Regler 14 auch örtlich von dem Generator 13 getrennt angeordnet sein. Insbesondere kann eine Reglerfunktion für den Generator 13 auch in ein baulich von dem Generator 13 getrenntes Steuergerät integriert sein. Mit Bezugsziffer 17 sind summarisch weitere Komponenten des Bordnetzes des Fahrzeugs, wie insbesondere Verbraucher, bezeichnet, die von der Batterie 11 und dem Generator 13 mit Energie versorgt werden. Mit Bezugsziffer 15 ist eine dem Regler 14 zugeordnete Speichereinrichtung bezeichnet, die mehrere Komponenten 15.1, 15.2, 15.3, 15.4, 15.5 umfasst. In jeder Komponente sind einem bestimmten Betriebszustand des Fahrzeugs entsprechende Parameter für die Steuerung des Reglers 14 gespeichert. Das Energieversorgungssystem 1 umfasst weiter eine Schalteinrichtung S3, die von einem Steuergerät 16 steuerbar ist. Mittels der Schalteinrichtung S3 ist ein Eingang des Reglers 14 mit einer Komponente der Speichereinrichtung 15 verbindbar. Je nach Schaltlage der Schalteinrichtung S3 kann einer der in den Komponenten 15.1, 15.2, 15.3, 15.4, 15.5 gespeicherte Parametersatz dem Regler 14 zugeführt werden. Ein Ausgang der Komponente 15.5 ist mit einem Eingang des Steuergeräts 16 verbunden. Durch die Parameter der Komponente 15.5 wird, mit Hilfe des Reglers 14, der Generator 13 in einen besonderen Betriebszustand gesteuert, beispielsweise wird die Erregerwicklung des Generators 13 „entregt", das heißt, nicht mit einem Strom beaufschlagt. Dieser besondere Betriebszustand des Generators 13 wird dem Steuergerät 16 über die Verbindung der Komponente 15.5 mit dem Steuergerät 16 mitgeteilt. Das Steuergerät 16 kann somit nicht durch ggf. noch auftretende Phasenspannungen infolge der Remanenz des Generators 13 in unerwünschter Weise beeinflusst werden. Mit Bezugsziffern 16.1, 16.2, 16.3 sind Sensoren bezeichnet, die mit dem Steuergerät 16 verbunden sind.
Im Folgenden wird die erfindungsgemäße Funktionsweise des Energieversorgungssystems 1 beschrieben. Durch mindestens einen Sensor 16.1, 16.2, 16.3 und/oder alternativ über eine von dem Fahrer betätigbare Eingabeeinrichtung 16.4 wird dem Steuergerät 16 mitgeteilt, dass das Fahrzeug einen besonderen Betriebszustand eingenommen hat. Beispielsweise kann dem Steuergerät 16 mitgeteilt werden, dass ein Gefahrguttransport bevorsteht. Demzufolge wird von einem Ausgang des Steuergeräts 16 eine Schalteinrichtung S3 betätigt, die den Regler 14 des Generators 13 mit der Komponente 15.5 der Speichereinrichtung 15 verbindet. Die in der Speichereinrichtung 15.5 gespeicherte Statusinformation wird dem Regler 14 zugeführt, um diesen derart zur Steuerung des Generators 13 zu veranlassen, dass der Generator 13 in den entregten Zustand überführt wird. Zugleich kann die entsprechende Statusinformation an das Steuergerät 16 zurückgemeldet und von diesem für ein robustes Fehlermanagement ausgewertet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10150380 A1 [0001]
- DE 10347185 A1 [0002]

Claims

Energieversorgungssystem (1) für ein Kraftfahrzeug mit einer Batterie (11), mit einem Generator (13), sowie mit einem dem Generator (13) zugeordneten Regler (14), und einer Überwachungseinrichtung (Steuergerät 16) für die Überwachung des Generators (13), die insbesondere die Phasenspannung des Generators (13) auswertet, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (13) in spezielle Betriebszustände steuerbar ist und dass bei Erreichen eines solchen speziellen Betriebszustands dies der Überwachungseinrichtung (Steuergerät 16) eindeutig reproduzierbar und unbeeinflusst von weiteren Eingangsgrößen mitgeteilt wird.
Energieversorgungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Speichereinrichtung (15, 15.1, 15.2, 15.3, 15.4, 15.5) vorgesehen ist, in der Steuerinformationen für die Steuerung bzw. Regelung des Generators (13) gespeichert sind.
Energieversorgungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Speichereinrichtung gespeicherten Informationen einerseits dem Regler (14) des Generators (13) und andererseits als Statusmeldung dem Steuergerät (16) zuführbar sind.
Energieversorgungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der in der Speichereinrichtung (15, 15.1, 15.2, 15.3, 15.4, 15.5) gespeicherten Informationen die Entregung des Generators (13) betrifft.
Energieversorgungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine steuerbare Schalteinrichtung (S3) vorgesehen ist, über die der Regler (14) des Generators (13) mit der Speichereinrichtung (15) bzw. deren Komponenten (15.1, 15.2, 15.3, 15.4, 15.5) verbindbar ist.