DE102007033357A1

DE102007033357A1 - Device for controlling a motor vehicle generator

Info

Publication number: DE102007033357A1
Application number: DE200710033357
Authority: DE
Inventors: Xaver Laufenberg; Herbert Labitzke; Helmut Suelzle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: SEG Automotive Germany GmbH
Priority date: 2007-07-16
Filing date: 2007-07-16
Publication date: 2009-01-22
Also published as: WO2009010482A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung eines Kraftfahrzeuggenerators. Sie weist einen Generatorregler und einen Generator auf, wobei der Generatorregler eine Reglersteuerung aufweist, die einen Betriebsspannungsanschluss hat und über eine Masseverbindung mit Masse verbunden ist. Ferner enthält der Generator eine einen ersten und einen zweiten Anschluss aufweisende Erregerwicklung. Der erste Anschluss der Erregerwicklung ist über die Reglersteuerung mit dem Betriebsspannungsanschluss verbunden. Der zweite Anschluss der Erregerwicklung ist über die Reglersteuerung mit Masse verbunden.The invention relates to a device for controlling a motor vehicle generator. It has a generator controller and a generator, wherein the generator controller has a regulator controller, which has an operating voltage connection and is connected via a ground connection to ground. Further, the generator includes a first and a second terminal having excitation winding. The first connection of the excitation winding is connected to the operating voltage connection via the regulator control. The second connection of the excitation winding is connected to ground via the controller control.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung eines KraftfahrzeuggeneratorsThe The invention relates to a device for controlling a motor vehicle generator

Stand der TechnikState of the art

Es ist bereits bekannt, die Ausgangsspannung eines Generators mittels eines Generatorreglers zu regeln. Die Ausgangsspannung eines Generators ist abhängig von mehreren Einflussgrößen, zu denen die Drehzahl, die elektrische Belastung im Bordnetz, der Ladezustand der Starterbatterie und die Temperatur gehören. Um eine konstante Spannung im Bordnetz zu erzeugen, regelt der Generatorregler die Ausgangsspannung des Generators innerhalb vorgegebener Grenzen. Diese Regelung erfolgt über eine Anpassung des durch die Erregerwicklung des Generators fließenden Erregerstromes. Zur Anpassung des Erregerstromes wird eine Änderung des Tastverhältnisses eines PWM-Ansteuersignals durchgeführt.It is already known, the output voltage of a generator by means of to regulate a generator controller. The output voltage of a generator is dependent on several factors, to which the speed, the electrical load in the electrical system, the State of charge of the starter battery and the temperature include. To generate a constant voltage in the electrical system, regulates the generator controller the output voltage of the generator within specified limits. This regulation is made via an adjustment of the by the Excitation winding of the generator flowing excitation current. To adjust the excitation current is a change in the duty cycle a PWM drive signal performed.

Bei Verwendung eines High-Side-Transistors als Schalttransistor des Generatorreglers wird der Erregerstrom von einem Gleichspannungsversorgungsanschluss B+ abgenommen und über den Transistor zur Erregerwicklung geführt. Der zweite Anschluss der Erregerwicklung ist mit Masse verbunden.at Use of a high-side transistor as the switching transistor of Generator regulator is the excitation current from a DC power supply terminal B + removed and via the transistor to the excitation winding guided. The second connection of the excitation winding is with Mass connected.

Aus der DE 101 50 30 A1 ist eine für ein Kraftfahrzeug-Bordnetz vorgesehene Energieversorgung bekannt, die eine Batterie, einen Generator und einen Regler aufweist. An die Batterie sind mehrere Verbraucher angeschlossen. Der Generator dient zum Aufladen der Batterie. Der Regler ist zur Regelung der Generatorspannung vorgesehen. Der Regler umfasst einen Controller, einen vom Controller angesteuerten ersten Schalter zur Regelung der Generatorspannung im Normalbetrieb und einen vom Controller ansteuerbaren zweiten Schalter zur Regelung der Generatorspannung bei einer Fehlfunktion des ersten Schalters, Der erste Schalter ist zwischen einer Versorgungsspannungsanschlussklemme und einem Anschluss der Erregerwicklung des Generators angeordnet. Der zweite Schalter ist zwischen dem anderen Anschluss der Erregerwicklung und Masse vorgesehen. Der Regler weist eine eigene Masseverbindung auf. Aufgrund des redundanten Aufbaus des Reglers ist seine Ausfallsicherheit erhöht.From the DE 101 50 30 A1 a proposed for a motor vehicle electrical system power supply is known, which has a battery, a generator and a controller. Several consumers are connected to the battery. The generator is used to charge the battery. The controller is intended to control the generator voltage. The controller comprises a controller, a first switch controlled by the controller for regulating the generator voltage in normal operation and a controllable by the controller second switch for controlling the generator voltage in case of malfunction of the first switch, the first switch is between a supply voltage terminal and a terminal of the exciter winding of the generator arranged. The second switch is provided between the other terminal of the field winding and ground. The controller has its own ground connection. Due to the redundant design of the controller, its reliability is increased.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Eine Vorrichtung zur Regelung eines Kraftfahrzeuggenerators mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen weist demgegenüber den Vorteil auf, dass im Falle einer beliebigen Unterbrechung der Versorgung der Reglersteuerung des Generatorreglers, insbesondere eines ASICs des Generatorreglers, auch der Erregerkreis unterbrochen ist. Dadurch wird ein Auftreten von Überspannungen im Bordnetz verhindert. Derartige Überspannungen im Bordnetz könnten zu Bordnetzzuständen mit schwerwiegenden Auswirkungen führen, beispielsweise einem Abschalten oder einer Überlastung bis zu einem Ausfall von Komponenten, die für den Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs benötigt werden. Dieser Vorteil wird im Wesentlichen dadurch erreicht, dass die Erregerwicklung beidpolig an der Reglersteuerung anliegt und vorzugsweise beidpolig mit dem ASIC des Generatorreglers verbunden ist.A Device for controlling a motor vehicle generator with the im Claim 1 specified features, in contrast, the Advantage on that in case of any interruption of the supply the controller control of the generator controller, in particular an ASICs of the generator controller, and the exciter circuit is interrupted. Thereby prevents the occurrence of overvoltages in the electrical system. Such overvoltages in the electrical system could become too Wiring system conditions with serious consequences, for example, a shutdown or overload up to a failure of components responsible for the driving of the Motor vehicle needed. This advantage is in the Essentially achieved in that the excitation winding beidpolig is applied to the controller control and preferably both poles with the ASIC of the generator controller is connected.

Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus deren beispielhafter Erläuterung anhand der Zeichnung.Further advantageous properties of the invention will become apparent from the exemplary explanation with reference to the drawing.

Zeichnungdrawing

Die 1 zeigt ein Blockdiagramm einer ersten Vorrichtung zur Regelung eines Kraftfahrzeuggenerators.The 1 shows a block diagram of a first device for controlling a motor vehicle generator.

Die 2 zeigt ein Blockdiagramm einer zweiten Vorrichtung zur Regelung eines Kraftfahrzeuggenerators,The 2 shows a block diagram of a second device for controlling a motor vehicle generator,

Beschreibungdescription

Die in der 1 dargestellte Vorrichtung weist einen Generatorregler 1, eine Generatoreinheit 28 mit einem Generator 2 und einer Gleichrichteranordnung 11, eine Batterie 12, Verbraucher 13, einen induktiven Verbraucher 14, die Klemme 15 und ein Steuergerät 16 auf.The in the 1 The device shown has a generator controller 1 , a generator unit 28 with a generator 2 and a rectifier arrangement 11 , a battery 12 , Consumer 13 , an inductive consumer 14 , the clamp 15 and a controller 16 on.

Der Generatorregler 1 enthält eine als integrierte Schaltung realisierte Reglersteuerung 7a sowie kundenspezifische Anschlüsse wie den in der 1 gezeigten Anschluss LIN und Anschlüsse B+, DF+, DF– und X zum Generator 2. Der Anschluss LIN ist über einen Kondensator 18 mit Masse verbunden. Die Aufgabe des Kondensators 18 besteht darin, die am Anschluss LIN bereitgestellten Signale zu filtern.The generator controller 1 contains a controller implemented as an integrated circuit 7a as well as customized connections like those in the 1 LIN port shown, and connections B +, DF +, DF- and X to the generator 2 , The LIN connection is via a capacitor 18 connected to ground. The task of the capacitor 18 is to filter the signals provided at the LIN terminal.

Die integrierte Schaltung 7a weist eine nicht gezeichnete Steuereinheit, einen Ohmschen Widerstand 20, einen Schalttransistor 21, eine Diode 23 und einen Schalttransistor 6a auf.The integrated circuit 7a has a non-illustrated control unit, an ohmic resistance 20 , a switching transistor 21 , a diode 23 and a switching transistor 6a on.

Des Weiteren weist die integrierte Schaltung 7a Anschlüsse 8, 9, 24, 25 und 26 sowie einen Detektionseingang 10 auf. Der Anschluss 8 der integrierten Schaltung 7a ist über die Klemme DF– des Generatorreglers 1 mit dem zweiten Anschluss 5b der Erregerwicklung 5 des Generators 2 verbunden. Der Anschluss 9 der integrierten Schaltung ist über eine Masseverbindung 3 mit Masse 4 verbunden. Der Anschluss 25 der integrierten Schaltung ist über die Klemme DF+ des Generatorreglers 1 mit dem ersten An schluss 5a der Erregerwicklung 5 des Generators 2 verbunden. Der Detektionseingang 10 der integrierten Schaltung 7a steht über den Anschluss X des Generatorreglers 1 mit dem Phasenspannungsanschluss W des Generators in Verbindung. Der Anschluss 26 der integrierten Schaltung 7a steht über den Anschluss LIN des Generatorreglers 1 mit dem externen Steuergerät 16 in Verbindung.Furthermore, the integrated circuit 7a connections 8th . 9 . 24 . 25 and 26 and a detection input 10 on. The connection 8th the integrated circuit 7a is via the terminal DF- of the generator controller 1 with the second connection 5b the excitation winding 5 of the generator 2 connected. The connection 9 the integrated circuit is via a ground connection 3 with mass 4 connected. The connection 25 the integrated circuit is over the Terminal DF + of the generator controller 1 with the first connection 5a the excitation winding 5 of the generator 2 connected. The detection input 10 the integrated circuit 7a is via connection X of the generator controller 1 with the phase voltage terminal W of the generator in conjunction. The connection 26 the integrated circuit 7a is via the connection LIN of the generator controller 1 with the external control unit 16 in connection.

Zwischen die Anschlüsse 24 und 25 der integrierten Schaltung 7a ist innerhalb der integrierten Schaltung der Schalttransistor 6a derart geschaltet, dass der erste Anschluss 5a der Erregerwicklung 5 über den Schalttransistor 6a der integrierten Schaltung mit dem Betriebsspannungsanschluss B+ verbunden ist.Between the connections 24 and 25 the integrated circuit 7a is within the integrated circuit of the switching transistor 6a switched such that the first port 5a the excitation winding 5 via the switching transistor 6a the integrated circuit is connected to the operating voltage terminal B +.

Der Anschluss 24 der integrierten Schaltung 7a ist über die Generatoreinheit 28, zu welcher der Generator 2 und die Gleichrichteranordnung 11 gehören, mit dem Bordnetz BN des Kraftfahrzeugs verbunden.The connection 24 the integrated circuit 7a is via the generator unit 28 to which the generator 2 and the rectifier assembly 11 belong, connected to the electrical system BN of the motor vehicle.

Der Generator 2 weist neben der bereits genannten Erregerwicklung 5 nicht gezeichnete Phasenwicklungen auf, die mit Phasenspannungsanschlüssen U, V, W des Generators 2 verbunden sind. Die an den Phasenspannungsanschlüssen erzeugten Phasenspannungen werden durch die Gleichrichteranordnung 11 gleichgerichtet und dann an das Bordnetz BN weitergegeben. Ferner weist die Gleichrichteranordnung 11 eine Masseverbindung 11a auf, über welche sie mit Masse 4 in Verbindung steht.The generator 2 points next to the already mentioned exciter winding 5 not drawn phase windings, with the phase voltage terminals U, V, W of the generator 2 are connected. The phase voltages generated at the phase voltage terminals are passed through the rectifier arrangement 11 rectified and then passed on to the electrical system BN. Furthermore, the rectifier arrangement 11 a ground connection 11a on top of which they are dealing with mass 4 communicates.

An das Bordnetz BN sind die Batterie 12, die Verbraucher 13, der induktive Verbraucher 14 und die Klemme 15 angeschlossen.To the electrical system BN are the battery 12 , the consumers 13 , the inductive consumer 14 and the clamp 15 connected.

Im Betrieb der gezeigten Vorrichtung kann der Fall auftreten, dass die Masseverbindung 3 der Reglersteuerung 7a unterbrochen wird. Dadurch verliert die Reglersteuerung 7a ihr bestimmungsgemäßes Bezugspotential. Es stellt sich über die Reglersteuerung 7a eine zufällige Spannung ein, deren Höhe von der Außenbeschaltung der integrierten Schaltung sowie von parasitären Verbindungen abhängig ist. Typischerweise ist diese zufällige Spannung kleiner als die tatsächliche Spannung an den Anschlüssen des Generatorreglers. Aus diesem Grund versucht die Steuereinheit der integrierten Schaltung 7a die Spannungen an den Anschlüssen der integrierten Schaltung zu erhöhen. Die Steuereinheit der integrierten Schaltung 7a kann nicht erkennen, dass ein Fehlerfall vorliegt.In the operation of the device shown, the case may occur that the ground connection 3 the controller control 7a is interrupted. As a result, loses the controller control 7a their intended reference potential. It turns on the controller control 7a a random voltage whose height depends on the external circuitry of the integrated circuit as well as on parasitic connections. Typically, this random voltage is less than the actual voltage at the generator regulator terminals. For this reason, the control unit of the integrated circuit tries 7a to increase the voltages at the terminals of the integrated circuit. The control unit of the integrated circuit 7a can not recognize that an error has occurred.

Um zu verhindern, dass durch diese Umstände der Generatorregler 1 durch eine entsprechende Ansteuerung der Erregerwicklung die Ausgangsspannung des Generators 2 soweit erhöht, dass im Bordnetz Überspannungen auftreten, die zu einer Zerstörung von Bordnetzkomponenten führen könnten, ist bei der vorliegenden Erfindung der zweite Anschluss 5b der Erregerwicklung 5 über die Klemme DF– und die Anschlüsse 8 und 9 der integrierten Schaltung 7a und die Masseverbindung 3 der integrierten Schaltung 7a mit Masse 4 verbunden.In order to prevent that by these circumstances the generator regulator 1 by a corresponding control of the excitation winding, the output voltage of the generator 2 so far increased that surges occur in the electrical system, which could lead to the destruction of electrical system components, is in the present invention, the second port 5b the excitation winding 5 via the terminal DF and the connections 8th and 9 the integrated circuit 7a and the ground connection 3 the integrated circuit 7a with mass 4 connected.

Dies hat zur Folge, dass im Falle einer Unterbrechung dieser Masseverbindung 3 nicht nur die Reglersteuerung 7a von ihrem Bezugspotential abgetrennt ist, sondern auch der Erregerkreis des Generators und damit der Stromfluss durch die Erregerwicklung 5 unterbrochen ist.This has the consequence that in case of interruption of this ground connection 3 not just the controller control 7a is separated from their reference potential, but also the excitation circuit of the generator and thus the current flow through the field winding 5 is interrupted.

Bei der vorstehend beschriebenen Vorrichtung wird nach alledem beim Auftreten einer Unterbrechung der Masseverbindung 3 der Reglersteuerung 7a der Generator 2 gezielt entregt. Dadurch können im Bordnetz keine Überspannungen auftreten, die zu einer Zerstörung von Bordnetzkomponenten führen könnten.In the apparatus described above, after all, upon the occurrence of an interruption of the ground connection 3 the controller control 7a the generator 2 deliberately de-energized. As a result, in the electrical system no surges can occur that could lead to the destruction of electrical system components.

Die 2 zeigt ein Blockdiagramm einer zweiten Vorrichtung zur Regelung eines Kraftfahrzeuggenerators. Auch diese Vorrichtung weist einen Generatorregler 1, eine Ge neratoreinheit 28 mit einem Generator 2 und einer Gleichrichteranordnung 11, eine Batterie 12, Verbraucher 13, einen induktiven Verbraucher 14, die Klemme 15 und ein Steuergerät 16 auf.The 2 shows a block diagram of a second device for controlling a motor vehicle generator. This device also has a generator controller 1 , a generator unit 28 with a generator 2 and a rectifier arrangement 11 , a battery 12 , Consumer 13 , an inductive consumer 14 , the clamp 15 and a controller 16 on.

Der Generatorregler 1 enthält als Reglersteuerung eine integrierte Schaltung 7b sowie kundenspezifische Anschlüsse wie den in der 2 gezeigten Anschluss LIN und Anschlüsse B+, DF+, DF– und X zum Generator 2. Der Anschluss LIN ist über einen Kondensator 18 mit Masse verbunden. Die Aufgabe des Kondensators 18 besteht darin, die am Anschluss LIN bereitgestellten Signale zu filtern.The generator controller 1 contains as controller control an integrated circuit 7b as well as customized connections like those in the 2 LIN port shown, and connections B +, DF +, DF- and X to the generator 2 , The LIN connection is via a capacitor 18 connected to ground. The task of the capacitor 18 is to filter the signals provided at the LIN terminal.

Die integrierte Schaltung 7b weist eine nicht gezeichnete Steuereinheit, einen Ohmschen Widerstand 20, einen Schalttransistor 21, eine Diode 23 und einen Schalttransistor 6b auf.The integrated circuit 7b has a non-illustrated control unit, an ohmic resistance 20 , a switching transistor 21 , a diode 23 and a switching transistor 6b on.

Die integrierte Schaltung 7b unterscheidet sich von der in der 1 gezeigten integrierten Schaltung 7a dadurch, dass die Anschlüsse 24 und 25 der integrierten Schaltung 7b innerhalb dieser integrierten Schaltung über eine Leitung direkt miteinander verbunden sind und dass der Schalttransistor 6b zwischen dem Anschluss 8 und dem Anschluss 9 der integrierten Schaltung innerhalb dieser integrierten Schaltung 7b vorgesehen ist. Folglich ist bei diesem Ausführungsbeispiel der erste Anschluss 5a der Erregerwicklung 5 über die integrierte Schaltung 7b direkt mit dem Betriebsspannungsanschluss B+ verbunden, während der zweite Anschluss 5b der Erregerwicklung 5 über den Schalttransistor 6b mit dem Anschluss 9 und über diesen und die Masseverbindung 3 der integrierten Schaltung 7b mit Masse 4 verbunden ist.The integrated circuit 7b is different from the one in the 1 shown integrated circuit 7a in that the connections 24 and 25 the integrated circuit 7b within this integrated circuit are directly connected together via a line and that the switching transistor 6b between the connection 8th and the connection 9 the integrated circuit within this integrated circuit 7b is provided. Thus, in this embodiment, the first port is 5a the excitation winding 5 over the integrated circuit 7b directly connected to the operating voltage terminal B +, while the second terminal 5b the excitation winding 5 via the switching transistor 6b with the connection 9 and about this and the ground connection 3 the integrated circuit 7b with mass 4 connected is.

Tritt bei diesem Ausführungsbeispiel zwischen den Anschlüssen 24 und 25 der integrierten Schaltung 7b eine Unterbrechung auf, wie sie in der 2 angedeutet ist, dann ist durch diese Unterbrechung auch der Erregerkreis des Generators 2 unterbrochen. Dies hat zur Folge, dass im Bordnetz keine unerwünschten Überspannungen auftreten.Occurs in this embodiment between the terminals 24 and 25 the integrated circuit 7b a break on how they are in the 2 is indicated, then this interruption is also the exciter circuit of the generator 2 interrupted. This has the consequence that no unwanted overvoltages occur in the electrical system.

Nach alledem wird bei der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise erreicht, dass im Falle einer Unterbrechung der Versorgung der vorzugsweise als ASIC realisierten Reglersteuerung auch der Erregerkreis des Generators unterbrochen ist, so dass keine unerwünschten Überspannungen im Bordnetz auftreten. Dies wird im Wesentlichen dadurch erreicht, dass beide Anschlüsse der Erregerwicklung mit der Reglersteuerung des Generatorreglers bzw. dessen ASIC verbunden sind und damit in den Versorgungsweg der Reglersteuerung eingebunden sind.To All this is in the present invention in an advantageous manner ensures that in case of interruption of the supply of preferably as ASIC realized controller control also the excitation circuit of the Generator is broken, so no unwanted surges occur in the electrical system. This is essentially achieved by that both terminals of the excitation winding with the controller control the generator controller or its ASIC are connected and thus in the Supply path of the controller control are involved.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 1015030 A1 [0004]

Claims

Device for controlling a motor vehicle generator, which has a generator controller ( 1 ) and a generator ( 2 ), wherein the generator controller ( 1 ) a controller control ( 7a . 7b ), which has an operating voltage connection (B +) and via a ground connection ( 3 ) with mass ( 4 ) and the generator ( 2 ) a first ( 5a ) and a second ( 5b ) Connected exciter winding ( 5 ), characterized in that the first connection ( 5a ) of the exciter winding ( 5 ) via the controller control ( 7a . 7b ) is connected to the operating voltage terminal (B +) and the second terminal ( 5b ) of the exciter winding ( 5 ) via the controller control ( 7a . 7b ) is connected to ground.

Device according to claim 1, characterized in that the first connection ( 5a ) of the exciter winding ( 5 ) via a switch ( 6a ) of the controller control ( 7a . 7b ) is connected to the operating voltage terminal (B +).

Device according to claim 1, characterized in that the second connection ( 5b ) of the exciter winding ( 5 ) via a switch ( 6b ) of the controller control ( 7a . 7b ) is connected to ground.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the regulator control ( 7a . 7b ) is an integrated circuit, a connector ( 8th ) of the integrated circuit with the second terminal ( 5b ) of the exciter winding ( 5 ) and another connection ( 9 ) of the integrated circuit via a ground connection ( 3 ) with mass ( 4 ) connected is.

Device according to one of claims 2-4, characterized in that the switch ( 6a . 6b ) is a switching transistor.

Device according to Claim 5, characterized in that the switching transistor ( 6a . 6b ) Part of the integrated circuit ( 7a . 7b ).

Device according to one of claims 4-6, characterized in that the integrated circuit has a detection input ( 10 ), which is connected to a phase voltage terminal (W) of the generator ( 2 ) connected is.

Apparatus according to claim 7, characterized in that the integrated circuit for evaluating a at the detection input ( 10 ) of the integrated circuit signal is present and outputs an error signal upon detection of an excitation interruption.