DE102007035701A1 - Motor vehicle generator regulating device, has battery and adjustable consumers exhibiting vehicle power supply management controlling emergency operation of motor vehicle generator during malfunctioning of generator regulator - Google Patents

Motor vehicle generator regulating device, has battery and adjustable consumers exhibiting vehicle power supply management controlling emergency operation of motor vehicle generator during malfunctioning of generator regulator Download PDF

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Xaver Laufenberg
Christian Prag
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Robert Bosch GmbH
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle

Abstract

The device has a generator regulator (3) connected with a motor vehicle generator (1). The motor vehicle generator exhibits an excitation winding (2), and a rectifier arrangement (4) is connected with the motor vehicle generator, A battery (5) and adjustable consumers (6) exhibits a vehicle power supply management (3) controlling an emergency operation of the motor vehicle generator during malfunctioning of the generator regulator.

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, einen Kraftfahrzeuggenerator mittels eines Generatorreglers zu regeln. Dieser Generatorregler ist bei bekannten Vorrichtungen in den meisten Fällen direkt am Generator positioniert. Es wurde jedoch auch bereits vorgeschlagen, den Generatorregler auszulagern und beispielsweise in einem externen Steuergerät zu platzieren, um Kunden des Generatorherstellers eine Selbstparametrierung des Regelverhaltens zu ermöglichen.It is already known, a motor vehicle generator by means of a Regulate generator controller. This generator regulator is known Devices in most cases directly on the generator positioned. However, it has also been proposed, the generator controller outsource and, for example, in an external control device to place a self-parameterization to customers of the generator manufacturer to allow the control behavior.

Aus der US 6,750,636 B2 ist eine Vorrichtung zur Regelung eines Kraftfahrzeugsgenerators bekannt. Diese weist einen Hauptregler, einen Hilfsregler und einen Selektor auf. Der Selektor ist dazu vorgesehen, zwischen einem normalen Regelbetrieb mittels des Hauptreglers und einem Hilfsregelbetrieb mittels des Hilfsreglers umzuschalten. Diese Umschaltung zwischen dem normalen Regelbetrieb und dem Hilfsregelbetrieb erfolgt dann, wenn der normale Regelbetrieb nicht funktionsfähig ist. Sowohl im normalen Regelbetrieb als auch im Hilfsregelbetrieb erfolgt eine Regelung des durch die Erregerwicklung fließenden Erregerstromes. Bei dem zur Kompensation des Ausfalls des Hauptreglers vorgesehenen Hilfsregler handelt es sich um ein zusätzliches, redundantes Bauteil, dessen Funktionalität der Funktionalität des Hauptreglers entspricht.From the US 6,750,636 B2 a device for controlling a motor vehicle generator is known. This has a main controller, an auxiliary controller and a selector. The selector is intended to switch between a normal control mode by means of the main controller and an auxiliary control mode by means of the auxiliary controller. This switching between the normal control operation and the auxiliary control operation takes place when the normal control operation is not functional. Both in the normal control operation and in the auxiliary control mode, a control of the exciting current flowing through the field winding takes place. The auxiliary regulator provided for compensating the failure of the main regulator is an additional, redundant component whose functionality corresponds to the functionality of the main regulator.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Eine Vorrichtung zur Regelung eines Kraftfahrzeugsgenerators mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen weist demgegenüber den Vorteil auf, dass bei einem Ausfall des Generatorreglers vom Bordnetzmanagement des jeweiligen Kraftfahrzeugs ein Notlaufbetrieb des Kraftfahrzeuggenerators eingeleitet und aufrechterhalten wird, so dass eine Weiterfahrt des Kraftfahrzeugs gewährleistet ist, um beispielsweise eine in der Nähe befindliche Werkstatt erreichen zu können. Mit einer Energieversorgung ausschließlich aus der Batterie des Kraftfahrzeugs wäre dies in den meisten Fällen nicht möglich.A Device for controlling a motor vehicle generator with the In contrast, features specified in claim 1 has the advantage that in case of failure of the generator controller of On-board network management of the respective motor vehicle, an emergency operation the vehicle generator is initiated and maintained, so that a continuation of the motor vehicle ensures is to, for example, a nearby workshop to reach. With a power supply exclusively from the battery of the motor vehicle this would be the case in most Cases not possible.

Der genannte Vorteil wird dadurch erreicht, dass ein ohnehin vorhandenes Bauteil, nämlich das Bordnetzmanagement, beim Ausfall des Generatorreglers einen Notlaufbetrieb des Kraftfahrzeuggenerators steuert. Es bedarf folglich keines zusätzlichen, redundanten Hilfsreglers, dessen Funktionalität der Funktionalität der Hauptreglers entspricht.Of the said advantage is achieved in that an already existing Component, namely the electrical system management, in case of failure of Generator controller an emergency operation of the motor vehicle generator controls. Consequently, there is no need for additional, redundant Auxiliary controller whose functionality is functionality corresponds to the main controller.

Bei der vorliegenden Erfindung erfolgt im Notlaufbetrieb keine Regelung des durch die Erregerwicklung fließenden Erregerstromes, sondern eine Spannungsregelung, bei welcher zu einem Konstanthalten der Batteriespannung und auch der Bordnetzspannung schaltbare Bordnetzverbraucher in Abhängigkeit vom jeweils detektierten Spannungswert zu- oder abgeschaltet werden. Dies ist ausreichend, um die Bordnetzspannung auf einem zum Fahrbetrieb mindestens notwendigen Spannungswert zu halten.at In the case of emergency operation, there is no control in the present invention of the excitation current flowing through the field winding, but a voltage regulation, in which to a constant the battery voltage and also the vehicle electrical system voltage switchable electrical system consumers depending on the respectively detected voltage value be switched on or off. This is sufficient to the electrical system voltage on a minimum voltage required for driving operation hold.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird im Notlaufbetrieb des Kraftfahrzeuggenerators die Erregerwicklung durch das Schließen eines Schalters mit einem konstanten Erregerstrom beaufschlagt. Steigt als Folge davon die Batteriespannung auf einen zu großen Spannungswert an, dann schaltet das Bordnetzmanagement einen oder mehrere Bordnetzverbraucher zu, so dass Energie verbraucht und die Batterie wieder entladen wird. Unterschreitet die Batteriespannung danach wieder einen unteren Spannungsschwellenwert, dann sorgt das Bordnetzmanagement dafür, dass der oder die zugeschalteten Bordnetzverbraucher wieder abgeschaltet werden. Durch dieses Zu- und Abschalten von Verbrauchern wird eine zu einer Aufrechterhaltung des Fahrbetriebes ausreichende Regelung des Kraftfahrzeuggenerators durchgeführt.According to one First embodiment of the invention is in emergency operation the motor vehicle generator, the field winding by closing a Switch with a constant excitation current applied. Increases as a result the battery voltage is too high Voltage value, then the electrical system management switches one or more Wiring system consumers too, so that consumes energy and the battery is unloaded again. If the battery voltage drops below again a lower voltage threshold, then ensures the wiring system management that the one or more connected onboard consumers be switched off again. By this switching on and off of Consumers will have to maintain driving sufficient regulation of the vehicle generator performed.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird im Notlaufbetrieb des Kraftfahrzeuggenerators die Erregerwicklung ebenfalls durch ein vom Bordnetzmanagement eingeleitetes Schließen eines Schalters mit einem konstanten Erregerstrom beaufschlagt. Steigt als Folge davon die Batteriespannung auf einen zu großen Spannungswert an, dann unterbricht das Bordnetzmanagement die Versorgung der Erregerwicklung durch ein Öffnen des Schalters, usw. Durch dieses Öffnen und Schließen des Schalters wird eine zu einer Aufrechterhaltung des Fahrbetriebes ausreichende Regelung des Kraftfahrzeuggenerators vorgenommen.According to one second embodiment of the invention is in emergency operation the motor vehicle generator, the exciter winding also by a closing initiated by the on-board network management Switch with a constant excitation current applied. Increases as a result the battery voltage is too high Voltage value, then interrupts the electrical system management supply the excitation winding by opening the switch, etc. By opening and closing the switch is sufficient for maintaining the driving operation Regulation of the motor vehicle generator made.

Gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung verfügt der Kraftfahrzeuggenerator nach dem Starten des Kraftfahrzeugs über eine magnetische Grunderregung. Darüber hinaus wird die Erregerwicklung im Normalbetrieb über den Generatorregler angesteuert. Fällt der Generatorregler aus, dann verfügt der Generator lediglich noch über den konstanten Erregerstrom, mittels welchem eine Regelung des Generators nicht erfolgen könnte. Deshalb übernimmt im Notlaufbetrieb das Bordnetzmanagement die Regelung des Generators durch ein Zu- und Abschalten von schaltbaren Bordnetzverbrauchern. Durch dieses Zu- und Abschalten von schaltbaren Bordnetzverbrauchern wird ebenfalls eine zu einer Aufrechterhaltung des Fahrbetriebes ausreichende Regelung des Generators durchgeführt.According to one third embodiment of the invention has the motor vehicle generator after starting the motor vehicle via a basic magnetic excitation. In addition, the Exciter winding in normal operation via the generator controller driven. If the generator controller fails, then has the generator only via the constant exciting current, by means of which a regulation of the generator could not take place. For this reason, emergency power operation is handled by vehicle electrical system management the regulation of the generator by switching on and off of switchable Board power consumers. By this switching on and off of switchable Wiring network consumers will also be one to maintain the driving operation sufficient control of the generator performed.

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 eine Blockdarstellung einer Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Die 2 zeigt eine Blockdarstellung einer Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Die 3 zeigt eine Blockdarstellung einer Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.The 1 shows a block diagram of an apparatus according to a first embodiment of the invention. The 2 shows a block diagram of an apparatus according to a second embodiment of the invention. The 3 shows a block diagram of an apparatus according to a third embodiment of the invention.

Beschreibungdescription

Die 1 zeigt eine Blockdarstellung einer Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.The 1 shows a block diagram of an apparatus according to a first embodiment of the invention.

Die dargestellte Vorrichtung weist einen Kraftfahrzeuggenerator 1 auf, zu welchem eine Erregerwicklung 2 und nicht im Detail dargestellte Phasenwicklungen gehören. Zur Regelung des Kraftfahrzeuggenerators 1, ist ein Generatorregler 3 vorgesehen, welcher mit einem ersten Anschluss der Erregerwicklung 2 verbunden ist. Der andere Anschluss der Erregerwicklung ist mit Masse verbunden.The device shown has a motor vehicle generator 1 to which a field winding 2 and not shown in detail phase windings belong. For regulation of the motor vehicle generator 1 , is a generator controller 3 provided, which with a first terminal of the exciter winding 2 connected is. The other terminal of the excitation winding is connected to ground.

Bei dem Generatorregler 3 handelt es sich um einen ausgelagerten Generatorregler, welcher beim gezeigten Ausführungsbeispiel integrierter Bestandteil eines Steuergerätes 10 ist, beispielsweise eines Bodycomputers des Kraftfahrzeugs.At the generator controller 3 it is an outsourced generator controller, which in the embodiment shown integrated part of a control unit 10 is, for example, a body computer of the motor vehicle.

Der Kraftfahrzeuggenerator 1 ist ausgangsseitig mit einem Gleichrichter 4 verbunden. An den Gleichrichter 4 ist die Batterie 5 des Kraftfahrzeugs angeschlossen. Der Pluspol der Batterie 5 ist mit dem Bordnetz BN des Kraftfahrzeugs verbunden, an welches Verbraucher 6 angeschlossen sind. Ein Teil dieser Verbraucher ist über Schalter 11 mit dem Bordnetz BN verbunden, so dass diese Verbraucher zu- und abschaltbar sind.The motor vehicle generator 1 is output with a rectifier 4 connected. To the rectifier 4 is the battery 5 connected to the motor vehicle. The positive pole of the battery 5 is connected to the electrical system BN of the motor vehicle, to which consumer 6 are connected. Some of these consumers are over switches 11 connected to the electrical system BN, so that these consumers are switched on and off.

Des Weiteren ist zwischen dem Pluspol der Batterie 5 und dem ersten Anschluss der Erregerwicklung 2 eine Reihenschaltung vorgesehen, welche aus einem Ohmschen Widerstand 9 und einem Schalter 8 besteht. Bei dem Schalter 8 handelt es sich vorzugsweise um ein Relais.Furthermore, between the positive pole of the battery 5 and the first terminal of the field winding 2 a series circuit is provided, which consists of an ohmic resistor 9 and a switch 8th consists. At the switch 8th it is preferably a relay.

Die Ansteuerung des Schalters 8 erfolgt über ein Schaltsignal s1; welches vom Bordnetzmanagement 7 des Kraftfahrzeugs bereitgestellt wird. Die Ansteuerung des Schalters 11, über welchen Verbraucher 6 zu- und abschaltbar sind, erfolgt mittels eines Schaltsignals s2, welches ebenfalls vom Bordnetzmanagement 7 ausgegeben wird. Das Bordnetzmanagement 7 und der Generatorregler 3 sind mit dem Pluspol der Batterie 5 verbunden, um eine Information über die Batteriespannung zur Verfügung zu haben.The activation of the switch 8th occurs via a switching signal s1; which of the on-board network management 7 of the motor vehicle is provided. The activation of the switch 11 over which consumer 6 can be switched on and off, by means of a switching signal s2, which also from the electrical system management 7 is issued. The electrical system management 7 and the generator controller 3 are with the positive pole of the battery 5 connected to have information about the battery voltage available.

Im Normalbetrieb der in der 1 dargestellten Vorrichtung erfolgt die Regelung des Kraftfahrzeuggenerators 1 in bekannter Weise durch den Generatorregler 3, welcher den durch die Erregerwicklung 2 fließenden Erregerstrom in jeweils notwendiger Weise verändert, um die gewünschte Bordnetzspannung bereitzustellen. Der Schalter 8 befindet sich dabei stets im geöffneten Zustand.In normal operation in the 1 The device is shown the regulation of the motor vehicle generator 1 in a known manner by the generator controller 3 which passes through the excitation winding 2 flowing exciting current changed in each case necessary to provide the desired vehicle electrical system voltage. The desk 8th is always in the open state.

Tritt ein Ausfall des Generatorreglers 3 auf, dann wird dieser Ausfall vom Bordnetzmanagement 7 detektiert oder dem Bordnetzmanagement 7 signalisiert, welches als Reaktion darauf einen Notlaufbetrieb des Kraftfahrzeuggenerators einleitet und steuert.If a failure of the generator controller occurs 3 on, then this failure of the wiring system management 7 detected or the on-board network management 7 signals which in response initiates and controls an emergency operation of the motor vehicle generator.

Unter einem Ausfall des Generatorreglers 3 wird dabei sowohl ein Defekt des Generatorreglers verstanden als auch eine Unterbrechung des Signalweges zwischen dem Generatorregler 3 und der Erregerwicklung 2 als auch eine Unterbrechung des Signalweges zwischen dem Generatorregler 3 und der Batterie 5 des Kraftfahrzeugs als auch eine auf andere Ursachen zurückzuführende Arbeitsunfähigkeit des Generatorreglers 3.Under a failure of the generator controller 3 is understood both a defect of the generator controller as well as an interruption of the signal path between the generator controller 3 and the exciter winding 2 as well as an interruption of the signal path between the generator controller 3 and the battery 5 of the motor vehicle as well as attributable to other causes incapacity of the generator controller 3 ,

Das Detektieren des Ausfalls des Generatorreglers 3 kann beispielsweise durch eine Auswertung der Batteriespannung, durch eine Auswertung des durch die Erregerwicklung fließenden Erregerstromes oder durch eine Auswertung des Ausgangstromes des Generators erfolgen.Detecting the failure of the generator controller 3 can be done for example by an evaluation of the battery voltage, by an evaluation of the exciting current flowing through the exciter winding or by an evaluation of the output current of the generator.

Zur Einleitung des Notlaufbetriebes stellt das Bordmanagement 7, welches vorzugsweise einen Mikrocomputer aufweist, ein Schaltsignal s1 für den Schalter 8 zur Verfügung, welches den Schalter 8 in den leitenden Zustand bringt. Dadurch ist der Signalweg zwischen dem Pluspol der Batterie 5 und der Erregerwicklung 2 geschlossen, so dass die Erregerwicklung 2 des Generators 1 mit einem konstanten Erregerstrom beaufschlagt wird.For the initiation of emergency operation, the on-board management 7 which preferably comprises a microcomputer, a switching signal s1 for the switch 8th available, which is the switch 8th brings into the conductive state. This is the signal path between the positive pole of the battery 5 and the exciter winding 2 closed so that the excitation winding 2 of the generator 1 With a constant excitation current is applied.

Überschreitet aufgrund dieser Einspeisung eines konstanten Erregerstromes in die Erregerwicklung die Batteriespannung einen vorgegebenen oberen Batteriespannungsschwellenwert, dann wird dies vom Bordnetzmanagement 7 erkannt, welches als Reaktion darauf ein Steuersignal s2 für den Schalter 11 ausgibt. Durch dieses Steuersignal s2, welches den Schalter 11 in seinen leitenden Zustand bringt, erfolgt ein Einschalten eines oder mehrerer der schaltbaren Verbraucher 6.Exceeds due to this supply of a constant excitation current into the excitation winding, the battery voltage a predetermined upper battery voltage threshold, then this is the electrical system management 7 detected, which in response to a control signal s2 for the switch 11 outputs. By this control signal s2, which the switch 11 brings into its conducting state, there is a switching on one or more of the switchable loads 6 ,

Dieses Einschalten eines oder mehrerer schaltbarer Verbraucher führt dazu, dass Energie verbraucht wird und die Batteriespannung wieder absinkt. Erreicht die Batteriespannung einen vorgegebenen unteren Batteriespannungsschwellenwert, dann wird dies vom Bordnetzmanagement 7 erkannt, welches als Reaktion darauf ein den oder die schaltbaren Verbraucher abschaltendes Schaltsignal s2 an den Schalter 11 ausgibt, welcher durch dieses Schaltsignal geöffnet wird.This switching on of one or more switchable consumers leads to energy is consumed and the battery voltage drops again. If the battery voltage reaches a predetermined lower battery voltage threshold, this is done by the vehicle electrical system management 7 detected, which in response to a switchable or the switchable consumer switching signal s2 to the switch 11 outputs, which is opened by this switching signal.

Durch dieses Öffnen des Schalters 11 wird die Bordnetzlast reduziert. Dies führt dazu, dass die Batteriespannung wieder ansteigt, usw..By opening the switch 11 the on-board network load is reduced. This causes the battery voltage to rise again, and so on.

Demnach wird bei diesem Ausführungsbeispiel beim Ausfall des Generatorreglers 3 vom Bordnetzmanagement 7 des Kraftfahrzeugs ein Notlaufbetrieb eingeleitet und gesteuert, bei welchem die Erregerwicklung 2 des Generators 1 mit einem konstanten Erregerstrom beaufschlagt wird und bei welchem eine Regelung der Batteriespannung und damit der Bordnetzspannung über ein Zu- und Abschalten von schaltbaren Verbrauchern 6 erfolgt.Accordingly, in this embodiment, the failure of the generator controller 3 from on-board network management 7 of the motor vehicle initiated and controlled an emergency operation, in which the excitation winding 2 of the generator 1 is acted upon by a constant excitation current and in which a regulation of the battery voltage and thus the vehicle electrical system voltage via a switching on and off of switchable consumers 6 he follows.

Die 2 zeigt eine Blockdarstellung einer Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.The 2 shows a block diagram of an apparatus according to a second embodiment of the invention.

Die dargestellte Vorrichtung weist einen Kraftfahrzeuggenerator 1 auf, zu welchem eine Erregerwicklung 2 und nicht im Detail dargestellte Phasenwicklungen gehören. Zur Regelung des Kraftfahrzeuggenerators 1 ist ein Generatorregler 3 vorgesehen, welcher mit einem ersten Anschluss der Erregerwicklung 2 verbunden ist. Der andere Anschluss der Erregerwicklung ist mit Masse verbunden.The device shown has a motor vehicle generator 1 to which a field winding 2 and not shown in detail phase windings belong. For regulation of the motor vehicle generator 1 is a generator controller 3 provided, which with a first terminal of the exciter winding 2 connected is. The other terminal of the excitation winding is connected to ground.

Bei dem Generatorregler 3 handelt es sich um einen ausgelagerten Generatorregler, welcher beim gezeigten Ausführungsbeispiel integrierter Bestandteil eines Steuergerätes 10 ist, beispielsweise eines Bodycomputers des Kraftfahrzeugs.At the generator controller 3 it is an outsourced generator controller, which in the embodiment shown integrated part of a control unit 10 is, for example, a body computer of the motor vehicle.

Der Kraftfahrzeuggenerator 1 ist ausgangsseitig mit einem Gleichrichter 4 verbunden. An den Gleichrichter 4 ist die Batterie 5 des Kraftfahrzeugs angeschlossen. Der Pluspol der Batterie 5 ist mit dem Bordnetz BN des Kraftfahrzeugs verbunden, an welches Verbraucher 6 angeschlossen sind. Ein Teil dieser Verbraucher ist über Schalter 11 mit dem Bordnetz BN verbunden, so dass diese Verbraucher zu- und abschaltbar sind.The motor vehicle generator 1 is output with a rectifier 4 connected. To the rectifier 4 is the battery 5 connected to the motor vehicle. The positive pole of the battery 5 is connected to the electrical system BN of the motor vehicle, to which consumer 6 are connected. Some of these consumers are over switches 11 connected to the electrical system BN, so that these consumers are switched on and off.

Des Weiteren ist zwischen dem Pluspol der Batterie 5 und dem ersten Anschluss der Erregerwicklung 2 eine Reihenschaltung vorgesehen, welche aus einem Ohmschen Widerstand 9 und einem Schalter 8 besteht. Bei dem Schalter 8 handelt es sich vorzugsweise um ein Relais.Furthermore, between the positive pole of the battery 5 and the first terminal of the field winding 2 a series circuit is provided, which consists of an ohmic resistor 9 and a switch 8th consists. At the switch 8th it is preferably a relay.

Die Ansteuerung des Schalters 8 erfolgt über ein Schaltsignal s1, welches vom Bordnetzmanagement 7 des Kraftfahrzeugs bereitgestellt wird. Das Bordnetzmanagement 7 und der Generatorregler 3 sind mit dem Pluspol der Batterie 5 verbunden, um eine Information über die Batteriespannung zur Verfügung zu haben.The activation of the switch 8th takes place via a switching signal s1, which from the electrical system management 7 of the motor vehicle is provided. The electrical system management 7 and the generator controller 3 are with the positive pole of the battery 5 connected to have information about the battery voltage available.

Im Normalbetrieb der in der 2 dargestellten Vorrichtung erfolgt die Regelung des Kraftfahrzeuggenerators 1 in bekannter Weise durch den Generatorregler 3, welcher den durch die Erregerwicklung 2 fließenden Erregerstrom in jeweils notwendiger Weise verändert, um die gewünschte Bordnetzspannung bereitzustellen. Der Schalter 8 befindet sich dabei stets im geöffneten Zustand.In normal operation in the 2 The device is shown the regulation of the motor vehicle generator 1 in a known manner by the generator controller 3 which passes through the excitation winding 2 flowing exciting current changed in each case necessary to provide the desired vehicle electrical system voltage. The desk 8th is always in the open state.

Tritt ein Ausfall des Generatorreglers 3 auf, dann wird dieser Ausfall vom Bordnetzmanagement 7 detektiert oder dem Bordnetzmanagement 7 signalisiert, welches als Reaktion darauf einen Notlaufbetrieb des Kraftfahrzeuggenerators einleitet und steuert.If a failure of the generator controller occurs 3 on, then this failure of the wiring system management 7 detected or the on-board network management 7 signals which in response initiates and controls an emergency operation of the motor vehicle generator.

Zur Einleitung des Notlaufbetriebes stellt das Bordmanagement 7, welches vorzugsweise einen Mikrocomputer aufweist, ein Schaltsignal s1 für den Schalter 8 zur Verfügung, welches den Schalter 8 in den leitenden Zustand bringt. Dadurch ist der Signalweg zwischen dem Pluspol 5 der Batterie und der Erregerwicklung 2 geschlossen, so dass die Erregerwicklung 2 des Generators 1 mit einem konstanten Erregerstrom beaufschlagt wird.For the initiation of emergency operation, the on-board management 7 which preferably comprises a microcomputer, a switching signal s1 for the switch 8th available, which is the switch 8th brings into the conductive state. This is the signal path between the positive pole 5 the battery and the exciter winding 2 closed so that the excitation winding 2 of the generator 1 With a constant excitation current is applied.

Überschreitet aufgrund dieser Einspeisung eines konstanten Erregerstromes in die Erregerwicklung die Batteriespannung einen vorgegebenen oberen Batteriespannungsschwellenwert, dann wird dies vom Bordnetzmanagement 7 erkannt, welches als Reaktion darauf ein Schaltsignal s1 für den Schalter 8 ausgibt, durch welches der Schalter 8 wieder geöffnet wird. Dadurch wird die Versorgung der Erregerwicklung 2 mit dem konstanten Erregerstrom unterbrochen. Dies führt dazu, dass die Batteriespannung wieder absinkt. Erreicht die Batteriespannung einen vorgegebenen unteren Batteriespannungsschwellenwert, dann wird dies vom Bordmanagement 7 erkannt, welches als Reaktion darauf ein den Schalter 8 wieder schließendes Schaltsignal s1 ausgibt, so dass die Erregerwicklung 2 wieder mit dem konstanten Erregerstrom versorgt wird. Dadurch steigt die Batteriespannung wieder an, usw..Exceeds due to this supply of a constant excitation current into the excitation winding, the battery voltage a predetermined upper battery voltage threshold, then this is the electrical system management 7 detected, which in response to a switching signal s1 for the switch 8th outputs, through which the switch 8th is opened again. This will supply the exciter winding 2 interrupted with the constant excitation current. This causes the battery voltage to drop again. If the battery voltage reaches a predetermined lower battery voltage threshold, then this is done by the on-board management 7 detected, which in response to a switch 8th again outputs closing switching signal s1, so that the exciter winding 2 is supplied with the constant excitation current again. As a result, the battery voltage increases again, etc ..

Demnach wird bei diesem Ausführungsbeispiel beim Ausfall des Generatorreglers 3 vom Bordnetzmanagement 7 des Kraftfahrzeugs ein Notlaufbetrieb eingeleitet und gesteuert, bei welchem die Erregerwicklung 2 des Generators 1 mit einem konstanten Erregerstrom beaufschlagt wird und bei welchem eine Regelung der Batteriespannung und damit auch der Bordnetzspannung über ein Zu- und Abschalten der Versorgung der Erregerwicklung 2 mit dem konstanten Erregerstrom vorgenommen wird.Accordingly, in this embodiment, the failure of the generator controller 3 from on-board network management 7 of the motor vehicle initiated and controlled an emergency operation, in which the excitation winding 2 of the generator 1 is acted upon by a constant excitation current and in which a regulation of the battery voltage and thus also the vehicle electrical system voltage via an on and off the supply of the exciter winding 2 is made with the constant excitation current.

Die 3 zeigt eine Blockdarstellung einer Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.The 3 shows a block diagram of an apparatus according to a third embodiment of the invention.

Die dargestellte Vorrichtung weist einen Kraftfahrzeuggenerator 1 auf, zu welchem eine Erregerwicklung 2 und Phasenwicklungen gehören. Zur Regelung des Kraftfahrzeuggenerators 1 ist ein Generatorregler 3 vorgesehen, welcher mit einem ersten Anschluss der Erregerwicklung 2 verbunden ist. Der andere Anschluss der Erregerwicklung ist mit Masse verbunden. Bei dem Generatorregler kann es sich um einen ausgelagerten Generatorregler handeln.The device shown has a motor vehicle generator 1 to which a field winding 2 and phase windings. For regulation of the motor vehicle generator 1 is a generator controller 3 provided, which with a first terminal of the exciter winding 2 connected is. The other terminal of the excitation winding is connected to ground. The generator controller may be an outsourced generator controller.

Der Kraftfahrzeuggenerator 1 ist ausgangsseitig mit einem Gleichrichter 4 verbunden. An den Gleichrichter 4 ist die Batterie 5 des Kraftfahrzeugs angeschlossen. Der Pluspol der Batterie 5 ist mit dem Bordnetz BN des Kraftfahrzeugs verbunden, an welches Verbraucher 6 angeschlossen sind. Ein Teil dieser Verbraucher ist über Schalter 11 mit dem Bordnetz BN verbunden.The motor vehicle generator 1 is output with a rectifier 4 connected. To the rectifier 4 is the battery 5 connected to the motor vehicle. The positive pole of the battery 5 is connected to the electrical system BN of the motor vehicle, to which consumer 6 are connected. Some of these consumers are over switches 11 connected to the electrical system BN.

Des Weiteren ist zwischen dem Pluspol der Batterie 5 und dem ersten Anschluss der Erregerwicklung 2 eine Reihenschaltung vorgesehen, welche einem Ohmschen Widerstand 9 und das Zündungsrelais 12 des Kraftfahrzeugs enthält.Furthermore, between the positive pole of the battery 5 and the first terminal of the field winding 2 a series circuit provided, which an ohmic resistance 9 and the ignition relay 12 of the motor vehicle.

Die Ansteuerung des Schalters 11 erfolgt über ein Schaltsignal s2, welches vom Bordnetzmanagement 7 des Kraftfahrzeugs bereitgestellt wird. Das Bordnetzmanagement 7 und der Generatorregler 3 sind mit dem Pluspol der Batterie 5 verbunden, um eine Information über die Batteriespannung zur Verfügung zu haben. Das Bordmanagement 7 ist des Weiteren auch mit dem Generatorregler 3 verbunden, so dass auch ein bidirektionaler Datenaustausch zwischen dem Bordnetzmanagement 7 und dem Generatorregler 3 erfolgen kann.The activation of the switch 11 takes place via a switching signal s2, which from the electrical system management 7 of the motor vehicle is provided. The electrical system management 7 and the generator controller 3 are with the positive pole of the battery 5 connected to have information about the battery voltage available. The on-board management 7 is also with the generator controller 3 connected, so that also a bidirectional data exchange between the on-board network management 7 and the generator controller 3 can be done.

Bei der in der 3 gezeigten Vorrichtung wird bereits beim Einschalten des Zündungsrelais 12 des Kraftfahrzeugs der Kraftfahrzeuggenerator 1 mit einer magnetischen Grunderregung beaufschlagt. Darüber hinaus wird im Normalbetrieb die Erregerwicklung 2 über den Generatorregler 3 angesteuert, um eine Generatorregelung durch eine jeweils notwendige Veränderung des durch die Erregerwicklung 2 fließenden Erregerstromes durchzuführen.When in the 3 shown device is already when switching on the ignition relay 12 of the motor vehicle, the motor vehicle generator 1 subjected to a basic magnetic excitation. In addition, in normal operation, the exciter winding 2 via the generator controller 3 controlled to a generator control by a respective change in the by the exciter winding 2 to perform flowing excitation current.

Fällt der Generatorregler 3 aus, dann verfügt der Generator 1 lediglich noch über die oben genannte Grunderre gung, mittels welcher eine Regelung des Generators aber nicht erfolgen kann. Deshalb übernimmt im Notlaufbetrieb das Bordnetzmanagement 7 die Regelung des Generators. Zu diesem Zweck vergleicht das Bordnetzmanagement die Batteriespannung mit einem vorgegebenen oberen Spannungsschwellenwert. Überschreitet die Batteriespannung diesen oberen Spannungsschwellenwert, dann gibt das Bordnetzmanagement 7 ein den Schalter 11 schließendes Schaltsignal s2 aus, so dass ein oder mehrere Verbraucher 6, beispielsweise die Heckscheibenheizung und/oder der Kühlerlüfter des Kraftfahrzeugs, zugeschaltet werden. Durch dieses Zuschalten von Verbrauchern wird Energie verbraucht und die Batteriespannung sinkt wieder ab.If the generator controller fails 3 out, then the generator has 1 only about the above Grunderre supply, by means of which a regulation of the generator but can not be done. For this reason, emergency power operation is handled by vehicle electrical system management 7 the regulation of the generator. For this purpose, the electrical system management compares the battery voltage with a predetermined upper voltage threshold. If the battery voltage exceeds this upper voltage threshold, then the on-board network management gives 7 a the switch 11 closing switching signal s2, so that one or more consumers 6 , For example, the rear window heating and / or the radiator fan of the motor vehicle, are switched on. This connection of consumers consumes energy and the battery voltage drops again.

Erkennt dann das Bordnetzmanagement 7 zu einem späteren Zeitpunkt durch einen Vergleich der Batteriespannung mit einem vorgegebenen unteren Spannungsschwellenwert, dass die Batteriespannung diesen unteren Spannungsschwellenwert unterschreitet, dann gibt das Bordnetzmanagement 7 ein den Schalter 11 wieder öffnendes Schaltsignal s2 aus. Dadurch werden der oder die zugeschalteten Verbraucher wieder vom Bordnetz abgetrennt, usw..Then recognize the wiring system management 7 at a later time by comparing the battery voltage with a predetermined lower voltage threshold that the battery voltage falls below this lower voltage threshold, then gives the electrical system management 7 a the switch 11 again opening switching signal s2 off. As a result, the one or more switched consumers are disconnected from the electrical system, etc ..

Demnach wird bei diesem Ausführungsbeispiel beim Ausfall des Generatorreglers 3 vom Bordnetzmanagement 7 des Kraftfahrzeugs ein Notlaufbetrieb eingeleitet und gesteuert, bei welchem die Erregerwicklung 2 des Generators mit einer magnetischen Grunderregung beaufschlagt ist und bei welchem darüber hinaus das Bordnetzmanagement 7 eine Regelung des Generators 1 durch ein Zu- und Abschalten von schaltbaren Verbrauchern 6 durchführt. Durch dieses Zu- und Abschalten von schaltbaren Verbrauchern 6 wird eine zur Aufrechterhaltung des Fahrbetriebes ausreichende Regelung des Generators sichergestellt.Accordingly, in this embodiment, the failure of the generator controller 3 from on-board network management 7 of the motor vehicle initiated and controlled an emergency operation, in which the excitation winding 2 of the generator is subjected to a magnetic ground excitation and in which, moreover, the electrical system management 7 a regulation of the generator 1 by switching on and off of switchable consumers 6 performs. By this switching on and off of switchable consumers 6 a sufficient to maintain the driving control of the generator is ensured.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - US 6750636 B2 [0003] - US 6750636 B2 [0003]

Claims (14)

Vorrichtung zur Regelung eines Kraftfahrzeuggenerators, welche aufweist: – einen Generatorregler (3), – einen mit dem Generatorregler verbundenen Kraftfahrzeuggenerator (1), welcher eine Erregerwicklung (2) aufweist, – eine mit dem Kraftfahrzeuggenerator verbundene Gleichrichteranordnung (4), – eine Batterie (5) und – schaltbare Verbraucher (6), dadurch gekennzeichnet, dass sie – ein Bordnetzmanagement (3) aufweist, welches bei einem Ausfall des Generatorreglers (3) einen Notlaufbetrieb des Kraftfahrzeuggenerators (1) steuert.Device for controlling a motor vehicle generator, comprising: - a generator controller ( 3 ), - a motor vehicle generator connected to the generator controller ( 1 ), which has a field winding ( 2 ), - a rectifier arrangement connected to the motor vehicle generator ( 4 ), - a battery ( 5 ) and - switchable consumers ( 6 ), characterized in that - a vehicle electrical system management ( 3 ), which in case of failure of the generator controller ( 3 ) an emergency operation of the motor vehicle generator ( 1 ) controls. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bordnetzmanagement (7) zur Einleitung des Notlaufbetriebes einen Schalter (8) in den leitenden Zustand bringt, über welchen die Erregerwicklung (2) mit einem konstanten Erregerstrom gespeist wird.Apparatus according to claim 1, characterized in that the electrical system management ( 7 ) to initiate the emergency operation, a switch ( 8th ) brings into the conducting state, over which the exciter winding ( 2 ) is fed with a constant excitation current. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (8) ein Relais ist.Device according to claim 2, characterized in that the switch ( 8th ) is a relay. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Reihe zum Schalter (8) ein Ohmscher Widerstand (9) angeordnet ist.Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that in series with the switch ( 8th ) an ohmic resistor ( 9 ) is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihenschaltung des Schalters (8) und des Ohmschen Widerstandes (9) zwischen dem Pluspol der Batterie (5) und der Erregerwicklung (2) angeordnet ist.Device according to Claim 4, characterized in that the series connection of the switch ( 8th ) and the ohmic resistance ( 9 ) between the positive pole of the battery ( 5 ) and the excitation winding ( 2 ) is arranged. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bordnetzmanagement (7) im Notlaufbetrieb die Batteriespannung mit einem oberen Spannungsschwellenwert vergleicht und dann, wenn die Batteriespannung diesen oberen Spannungsschwellenwert überschreitet, ein einen oder mehrere Verbraucher einschaltendes Schaltsignal (s2) ausgibt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the vehicle electrical system management ( 7 ) compares the battery voltage with an upper voltage threshold in run-flat operation and then, when the battery voltage exceeds this upper voltage threshold, outputs a switching signal (s2) which switches on one or more consumers. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bordnetzmanagement (7) im Notlaufbetrieb die Batteriespannung mit einem unteren Spannungsschwellenwert vergleicht und dann, wenn die Batteriespannung diesen unteren Spannungsschwellenwert unterschreitet, ein den oder die mehreren Verbraucher (6) abschaltendes Schaltsignal (s2) ausgibt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the vehicle electrical system management ( 7 ) compares the battery voltage with a lower voltage threshold in run-flat operation and then, when the battery voltage falls below this lower voltage threshold, one or more loads ( 6 ) outputs a disconnecting switching signal (s2). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2–5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bordnetzmanagement (7) im Notlaufbetrieb die Batteriespannung mit einem oberen Spannungsschwellenwert vergleicht und dann, wenn die Batteriespannung diesen oberen Spannungsschwellenwert überschreitet, ein den Schalter (8) öffnendes Schaltsignal (s1) ausgibt.Device according to one of claims 2-5, characterized in that the electrical system management ( 7 ) compares the battery voltage with an upper voltage threshold during run-flat operation and, when the battery voltage exceeds this upper voltage threshold, activates the switch ( 8th ) outputs opening switching signal (s1). Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriemanagement (7) im Notlaufbetrieb die Batteriespannung mit einem unteren Spannungsschwellenwert vergleicht und dann, wenn die Batteriespannung diesen unteren Spannungsschwellenwert unterschreitet, ein den Schalter (8) schließendes Schaltsignal (s1) ausgibt.Apparatus according to claim 8, characterized in that the battery management ( 7 ) compares the battery voltage with a lower voltage threshold in run-flat operation and, when the battery voltage falls below this lower voltage threshold, the switch ( 8th ) outputs closing switching signal (s1). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen in Reihe zum Zündungsrelais (12) geschalteten Ohmschen Widerstand (9) aufweist und die Reihenschaltung des Zündungsrelais (12) und des Ohmschen Widerstandes (9) zwischen dem Pluspol der Batterie (5) und der Erregerwicklung (2) angeordnet ist.Device according to Claim 1, characterized in that it is connected in series with the ignition relay ( 12 ) connected ohmic resistor ( 9 ) and the series connection of the ignition relay ( 12 ) and the ohmic resistance ( 9 ) between the positive pole of the battery ( 5 ) and the excitation winding ( 2 ) is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Bordnetzmanagement (7) im Notlaufbetrieb die Batteriespannung mit einem oberen Spannungsschwellenwert vergleicht und dann, wenn die Batteriespannung diesen oberen Spannungsschwellenwert überschreitet, ein einen oder mehrere Verbraucher (6) einschaltendes Schaltsignal (s2) ausgibt.Apparatus according to claim 10, characterized in that the electrical system management ( 7 ) compares the battery voltage with an upper voltage threshold in run-flat operation and, when the battery voltage exceeds said upper voltage threshold, one or more loads ( 6 ) outputs switching signal (s2). Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Bordnetzmanagement (7) im Notlaufbetrieb die Batteriespannung mit einem unteren Spannungsschwellenwert vergleicht und dann, wenn die Batteriespannung diesen unteren Spannungsschwellenwert unterschreitet, ein einen oder mehreren Verbraucher (6) ausschaltendes Schaltsignal (s2) ausgibt.Apparatus according to claim 10 or 11, characterized in that the electrical system management ( 7 ) compares the battery voltage with a lower voltage threshold in run-flat operation and, when the battery voltage falls below this lower voltage threshold, one or more consumers ( 6 ) outputs a disabling switching signal (s2). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Generatorregler (3) ein ausgelagerter Generatorregler ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the generator regulator ( 3 ) is an outsourced generator controller. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Generatorregler (3) Bestandteil eines Steuergerätes (10) ist.Device according to claim 13, characterized in that the generator regulator ( 3 ) Component of a control unit ( 10 ).
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US6750636B2 (en) 2002-04-24 2004-06-15 Delphi Technologies, Inc. Redundant field drive for an electric machine

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