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Die vorliegende Erfindung betrifft Drehstromgeneratoren sowie Fahrzeuglade- und Kommunikationssysteme.
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Viele Fahrzeuge haben mehr als einen Drehstromgenerator, der verwendet wird, um mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln. Beispielsweise haben Fahrzeuge wie Lastwagen, Busse und Nutzfahrzeuge oft mehrere Drehstromgeneratoren. Kleinere Fahrzeuge können ebenfalls mehrere Drehstromgeneratoren nutzen.
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Wenn mehrere Drehstromgeneratoren in einem einzigen Fahrzeug eingesetzt werden, haben sie oft denselben Aufbau. Moderne Fahrzeuge enthalten typischerweise ein Kommunikationsnetzwerk, das die Kommunikation zwischen verschiedenen Drehstromgeneratoren und einer Fahrzeugsteuerung ermöglicht.
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Wenn mehrere Drehstromgeneratoren eingesetzt werden, ist es nützlich, wenn die Steuerung jeden einzelnen Drehstromgenerator identifizieren kann. Dies trifft insbesondere für Diagnosenachrichten zu, die einen Schaden oder Fehler bei einem der Drehstromgeneratoren anzeigen. Ein Punkt, der das Identifizieren der einzelnen Drehstromgeneratoren problematisch macht, besteht darin, dass elektrische Verbindungen mit dem Drehstromgenerator erheblichen Temperaturschwankungen und Schwingungen unterliegen können. Diese Bedingungen können dazu führen, dass derartige Verbindungen vorübergehend oder vollständig ausfallen.
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Ein robustes System und Verfahren, das es einer Fahrzeugsteuerung ermöglicht, jeden von mehreren Drehstromgeneratoren zu identifizieren, ist wünschenswert.
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Kurzfassung
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Die vorliegende Erfindung schafft ein robustes Verfahren und System zum Fixieren der Knotenadresse eines Drehstromgenerators, das im Betrieb zeitweilig unterbrochenen Verbindungen gewachsen ist und präzise diagnostische Rückmeldungen erleichtert.
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Die Erfindung betrifft in einer ihrer Formen ein Fahrzeugladesystem zum Einsatz in einem Fahrzeug, das einen Verbrennungsmotor aufweist. Das System enthält mehrere Drehstromgeneratoren, wobei jeder Drehstromgenerator funktionsfähig an den Motor gekoppelt ist und das elektrische System und jeder der Drehstromgeneratoren im Betrieb mechanische Energie von dem Motor in elektrischen Strom umwandeln können, der an das Fahrzeugladesystem abgegeben wird. Jeder der Drehstromgeneratoren hat eine übliche elektrische Verbindungsschnittstelle, die wenigstens einen Anschluss und einen digitalen Kommunikationsanschluss aufweist. Ein Prozessor ist betriebsfähig mit den Drehstromgeneratoren über eine Kommunikationsleitung gekoppelt, die betriebsfähig mit dem digitalen Kommunikationsanschluss jedes Drehstromgenerators gekoppelt ist. Der wenigstens eine Anschluss jedes Drehstromgenerators ist betriebsfähig mit dem Fahrzeug gekoppelt, wobei Eingangssignale für jeden Anschluss für jeden der Drehstromgeneratoren unter normalen und ungestörten Betriebsbedingungen einzigartig sind, wodurch jedem Drehstromgenerator eine einzigartige Adresse auf der Grundlage des Status der Eingangssignale zugeteilt wird, die von den Drehstromgeneratoren über den wenigstens einen Anschluss empfangen werden. Wenigstens ein Sensor ist betriebsfähig an das Fahrzeug gekoppelt, um wenigstens einen Betriebsparameter des Fahrzeugs zu erfassen. Der Prozessor und die Drehstromgeneratoren sind so ausgelegt, dass beim Aktivieren eines Drehstromgenerators der Drehstromgenerator den Status der Eingangssignale von dem wenigstens einen Anschluss auswertet und feststellt ob die Adresse des Drehstromgenerators fixiert ist. Wenn die Adresse des Drehstromgenerators bei Aktivierung nicht fixiert ist, wird der Status des wenigstens einen Betriebsparameters ausgewertet, um festzustellen, ob eine vorgegebene Bedingung erfüllt ist. Wenn die vorgegebene Bedingung erfüllt ist, wird dem Drehstromgenerator eine Adresse auf der Grundlage der Eingangssignale des wenigstens einen Anschlusses zugewiesen und die Adresse fixiert.
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Bei einem solchen Fahrzeugladesystem kann jeder der Drehstromgeneratoren vorteilhaft ein übliches Design haben.
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Bei manchen Ausführungsformen ist der wenigstens eine Betriebsparameter ein Parameter, der sich mit der Drehgeschwindigkeit des Drehstromgenerators ändert. Beispielsweise kann der wenigstens eine Betriebsparameter, der sich mit der Drehzahl des Drehstromgenerators ändert, die Frequenz der vom Drehstromgenerator erzeugten Phasenspannung sein. Alternativ kann der wenigstens eine Betriebsparameter, der sich mit der Rotationsgeschwindigkeit des Drehstromgenerators ändert, die Drehzahl des Drehzahlgenerators sein.
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Bei manchen Ausführungsformen, einschließlich denen, bei denen der wenigstens eine Betriebsparameter ein Parameter ist, der sich mit der Rotationsgeschwindigkeit des Drehstromgenerators ändert, enthält das Fahrzeug einen Zündschalter, der wenigstens drei Positionen hat, die eine Aus-Position, eine Start-Position und eine An-Position beinhalten, wobei die vorgegebene Bedingung erfordert, dass der Zündschalter in der An-Position ist.
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Bei manchen Ausführungsformen erfordert die vorgegebene Bedingung, dass die von dem Drehstromgenerator erzeugte Spannung für eine vorgegebene Zeitspanne in einem vorgegebenen Bereich bleibt. Bei einer solchen Ausführungsform kann das Fahrzeug einen Zündschalter aufweisen, der wenigstens drei Positionen hat, zu denen eine Aus-Position, eine Start-Position und eine An-Position gehören und wobei die vorgegebene Bedingung zusätzlich erfordert, dass der Zündschalter in der An-Position ist.
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Bei manchen Ausführungsformen bildet der wenigstens eine Anschluss einen Knoten hoher Impedanz.
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Bei manchen Ausführungsformen steht einer der Anschluss des wenigstens einen Drehstromgenerators mit einer Leitung in Verbindung, die sich zwischen dem wenigstens einen Drehstromgenerator der Fahrzeugbatterie erstreckt.
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Bei manchen Ausführungsformen steht einer der Anschluss des wenigstens einen Drehstromgenerators mit einer Leitung in Verbindung, die sich zwischen dem wenigstens einen Drehstromgenerator und der Fahrzeugmasse erstreckt.
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Bei manchen Ausführungsformen, bei denen jeder der Drehstromgeneratoren erste und zweite Anschluss aufweist, steht einer dieser Anschluss wenigstens eines Drehstromgenerator mit einer Leitung in Verbindung, die sich zwischen dem wenigstens einen Drehstromgenerator und einer Fahrzeugbatterie erstreckt, und einer dieser Anschluss wenigstens eines Drehstromgenerators ist betriebsfähig an eine Leitung angeschlossen, die sich zwischen dem wenigstens einen Drehstromgenerator und der Fahrzeugmasse erstreckt.
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Bei manchen Ausführungsformen sind der Prozessor und die Drehstromgeneratoren so ausgelegt, dass wenn die Auswertung des Status des wenigstens einen Betriebsparameters ergibt, dass die vorgegebene Bedingung nicht erfüllt ist, dem Drehstromgenerator eine nicht-fixierte Adresse auf der Basis der Eingangssignale des wenigstens einen Anschlusses zugewiesen wird und dann fortgefahren wird den Vorgang zum Auswerten des Status des wenigstens einen Betriebsparameters zu wiederholen und dem Drehstromgenerator entweder eine fixierte oder eine nicht-fixierte Adresse zuzuweisen, bis dem Drehstromgenerator eine fixierte Adresse zugewiesen ist oder der Drehstromgenerator in einen Schlafmodus übergeht.
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Bei einer solchen Ausführungsform kann der Drehstromgenerator dem Drehstromgenerator eine nicht-fixierte Adresse zuweisen, nachdem festgestellt wurde, dass der Status des wenigstens einen Betriebsparameters der vorgegebenen Bedingung nicht genügt. Er kann also den Fehlerstatus des wenigstens einen Anschlusses ermitteln, indem festgestellt wird, ob der wenigstens eine Anschluss Signale empfängt, die mit der nicht-fixierten Adresse des Drehstromgenerators übereinstimmen, und den Fehlerstatus an den Prozessor melden.
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Bei manchen Ausführungsformen, einschließlich denen, die fortfahren, den Vorgang zum Beurteilen des Status des wenigstens einen Betriebsparameters zu wiederholen, bis die Adresse fixiert ist oder der Drehstromgenerator in einen Schlafmodus übergeht, wenn die Adresse des Drehstromgenerators fixiert ist, kann der Drehstromgenerator periodisch den Fehlerstatus des wenigstens einen Anschlusses ermitteln, indem festgestellt wird, ob der wenigstens eine Anschluss Signale erhält, der mit der fixierten Adresse des Drehstromgenerators übereinstimmen.
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In Ausführungsformen, bei denen der Drehstromgenerator, wenn die Adresse des Drehstromgenerators fixiert ist, periodisch den Fehlerstatus des wenigstens einen Anschlusses ermittelt, indem festgestellt wird, ob der wenigstens eine Anschluss Signale empfängt, die mit der fixierten Adresse des Drehstromgenerators übereinstimmt, kann der Drehstromgenerator periodisch seinen Fehlerstatus des wenigstens einen Anschluss an den Prozessor melden, wenn der Drehstromgenerator eine fixierte Adresse hat.
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Bei anderen Ausführungsbeispielen eines vorstehend beschriebenen Fahrzeugladesystems kann der wenigstens eine Anschluss vorteilhaft als wenigstens ein erster Anschluss und ein zweiter Anschluss ausgebildet sein.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die vorstehend erwähnten und andere Eigenschaften der Erfindung sowie die Art, diese zu erreichen, werden deutlicher ersichtlich und die Erfindung selbst lässt sich durch Bezugnahme auf die nachstehende Beschreibung des Ausführungsbeispiels der Erfindung im Zusammenhang mit den dazugehörenden Zeichnungen besser verstehen. Es zeigen:
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1 ein schematisches Diagramm eines Fahrzeugs mit mehreren Drehstromgeneratoren.
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2 ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Fixieren der Drehstromgeneratoradresse veranschaulicht.
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Sich entsprechende Bezugszeichen bezeichnen in verschiedenen Ansichten sich entsprechende Teile. Obwohl das hier erläuterte Ausführungsbeispiel eine Ausführungsform der Erfindung in einer Ausgestaltung veranschaulicht, ist die offenbarte Ausführungsform nicht dazu gedacht, erschöpfend zu sein oder als Beschränkung des Umfangs der Erfindung auf die präzise offenbarte Form verstanden zu werden.
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Detaillierte Beschreibung
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1 zeigt schematisch ein Fahrzeug 20 mit einem Ladesystem 22, das mehrere Drehstromgeneratoren 24 enthält. Ein Verbrennungsmotor 26 liefert das mechanische Drehmoment zum Antreiben der Drehstromgeneratoren 24. Die Drehstromgeneratoren 24 erzeugen einen elektrischen Strom, der an das Ladesystem 22 abgegeben wird und dadurch die Batterie 28 auflädt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel enthält das Fahrzeug 20 drei Drehstromgeneratoren 24. Die dargestellte Batterie 28 ist eine einzelne Batterie, kann aber auch als eine Gruppe von Batterien ausgebildet sein. Während Fahrzeuge mit mehreren Drehstromgeneratoren in der Regel Lastkraftwagen, Busse und andere große Fahrzeuge und/oder Nutzfahrzeuge sind, kann es auch bei manchen Anwendungen wünschenswert sein, mehrere Drehstromgeneratoren in kleineren Fahrzeugen einzusetzen, wie beispielsweise Pkws.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat jeder Drehstromgenerator 24 dieselbe Bauweise. Der Einsatz von Drehstromgeneratoren mit übereinstimmender Ausgestaltung ermöglicht Einsparungen bei der Herstellung und Instandhaltung des Fahrzeugs 20.
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Jeder der Drehstromgeneratoren 24 weist einen B+ Anschluss 30 auf, der an den positiven Anschluss 30 der Batterie 28 über ein elektrisch leitendes Kabel 34 angeschlossen ist, um dadurch das Wiederaufladen der Batterie 28 zu ermöglichen. Jeder der Drehstromgeneratoren 24 enthält zudem ein Erdungskabel 36 zum Erden des Drehstromgenerators. Beispielsweise können die Erdungskabel 36 eine elektrische Verbindung zwischen dem Gehäuse jedes Drehstromgenerators 24 und dem Fahrzeugrahmen schaffen, um dadurch die Drehstromgeneratoren zu erden. Jeder Drehstromgenerator 24 enthält zudem Anschlüsse 38, 40, 42, 51 zum Übertragen elektrischer Signale.
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Die ersten Anschluss 38 werden hier als „A” Anschluss bezeichnet, während die zweiten Anschluss 40 hier auch als „B” Anschluss bezeichnet werden. Die A und B Anschlüsse sind Knoten hoher Impedanz, die drei logische Zustände ermöglichen, was nachstehend erläutert wird. Der dritte Satz von Anschlüssen 42 sind Kommunikationsknoten, die eine Verbindung zu dem digitalen Kommunikationsnetzwerk 44 des Fahrzeugs 20 ermöglichen. Die Anschlüsse 42 ermöglichen dadurch eine digitale Kommunikation zwischen Drehstromgeneratoren 24 und einem Prozessor 46, der ebenfalls mit dem digitalen Kommunikationsnetzwerk 44 in Verbindung ist. Der Prozessor 46 kann die primäre elektronische Steuereinheit des Fahrzeugs 20 sein oder ein zusätzlicher Prozessor und kann in dem Fahrzeug 20 angeordnet sein, wo immer es praktisch ist.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel enthält der Drehstromgenerator 24 einen Sensor in Form einer Sensorschaltung 50, die Teil eines elektronischen Spannungsreglers ist und dazu verwendet wird, um die vom Drehstromgenerator erzeugte Phasenspannung zu erfassen. Die Spannung einer einzelnen Phase hat ein sinusförmiges Muster. Indem die Spannung einer einzelnen Phase gemessen wird, können somit die Rotationsgeschwindigkeit des Drehstromgenerators und die Frequenz der Phasenspannung bestimmt werden.
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Zudem ist in 1 der Zündschalter 48 des Fahrzeugs 20 dargestellt. Herkömmliche Zündschalter enthalten üblicherweise wenigstens vier Stellungen, d. h. Aus, Zubehör, An und Start. Der Zündschalter 48 enthält wenigstens eine Aus-, An- und eine Start-Position. Der Zündschalter 48 ist über den Anschluss 51 an die Drehstromgeneratoren gekoppelt.
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Wie man in 1 sehen kann, sind die A und B Anschlüsse von jedem der drei Drehstromgeneratoren 24 in unverwechselbarer Weise verbunden. Wie nachstehen näher erläutert wird, ermöglicht dies, jeden der Drehstromgeneratoren eindeutig zu identifizieren, so dass jeder Drehstromgenerator eine eindeutige Adresse zur digitalen Kommunikation nutzen kann, die auf den einzelnen Verbindungen der A und B Anschlüsse beruht.
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Jeder der A und B Anschlüsse der in 1 dargestellten Drehstromgeneratoren 24 ist an eine Leitung angeschlossen, die entweder ein Signal relativ großer Spannung oder ein Signal kleiner Spannung erzeugt, wenn das Fahrzeug 20 normal betrieben wird und die elektrischen Schaltungen, welche die Signale für die A und B Anschlüsse erzeugen, nicht beeinträchtigt sind. In 1 hat der Drehstromgenerator ”zwei” einen Anschluss A, der mit einer Leitung hoher Spannung gekoppelt ist, und einen B Anschluss, der ebenfalls mit einer Leitung hoher Spannung gekoppelt ist. Genauer gesagt, ist für den Drehstromgenerator „zwei” der Anschluss A an eine Leitung gekoppelt, welche die Spannung der Batterie 28 erfasst, während der Anschluss B an eine Leitung 34 gekoppelt ist, die sich zwischen dem Drehstromgenerator und der Batterie an dem B+ Anschluss 30 des Drehstromgenerators erstreckt. Es wird angemerkt, dass die Verbindung für den Anschluss A des Drehstromgenerators „zwei” einer herkömmlichen Überwachungsverbindung (Anschluss S) eines herkömmlichen Drehstromgenerators ähnelt, die zum Erfassen der Spannung in der Batterie verwendet wird.
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Der Drehstromgenerator „drei” von 1 hat einen Anschluss A, der an eine Leitung 34 gekoppelt ist, die sich zwischen dem Drehstromgenerator und der Batterie an dem B+ Anschluss 30 des Drehstromgenerators erstreckt und dadurch ein Signal hoher Spannung erhält. Der Anschluss B des Drehstromgenerators „drei” ist geerdet und erhält dadurch ein Signal niedriger Spannung. Die Erdung des Anschluss B kann erreicht werden, indem er über das Erdungskabel 36 entweder direkt oder indirekt mit dem Gehäuse des Drehstromgenerators verbunden wird oder durch ein unabhängiges Erdungskabel zu dem Fahrzeugrahmen oder einer anderen Erdungsstruktur oder Masseanbindung.
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Die Verbindungen für den Drehstromgenerator „vier” von 1 sind umgekehrt wie die Verbindungen der Anschlüsse A und B, so dass der Anschluss A eine niedrige Eingangsspannung und der Anschluss B eine hohe Eingangsspannung erhält.
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Es wird angemerkt, dass das Fahrzeug
20 nur drei Drehstromgeneratoren enthält und keiner der drei Drehstromgeneratoren als Drehstromgenerator „eins” aufgeführt ist. Dies lässt sich am besten unter Bezugnahme auf die nachstehende Tabelle 1 verstehen, die das Namensgebungs-/Nummerierungsprotokoll für die Drehstromgeneratoren bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel enthält. Tabelle 1
| Drehstromgenerator Nr. | Anschluss A | Anschluss B |
| Eins | Entweder A oder B Eingang ist undefiniert | Entweder A oder B Eingang ist undefiniert |
| Zwei | 1 | 1 |
| Drei | 1 | 0 |
| Vier | 0 | 1 |
| Fünf | 0 | 0 |
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In dieser Logiktabelle bedeutet 1 ein Eingangssignal hoher Spannung, 0 ein Eingangssignal niedriger Spannung und undefiniert entspricht dem Zustand, in dem der Anschluss nicht an eine externe Schaltung angeschlossen oder die Verbindungsleitung unterbrochen ist. Betrachtet man die Zahl oder die Adresse, die dem Drehstromgenerator auf der Grundlage der Eingaben der Anschluss A und B zugewiesen wird. Wenn entweder der Anschluss A oder der Anschluss B undefiniert sind, wird dem Drehstromgenerator die Adresse „eins” zugewiesen. Die Adresse „zwei” wird dem Drehstromgenerator zugewiesen, wenn sowohl der Anschluss A als auch der Anschluss B eingehende Signale hoher Spannung erhalten. Die Adresse „drei” wird vergeben, wenn der Anschluss A ein Eingangssignal hoher Spannung erhält und der Anschluss B ein Eingangssignal niederer Spannung erhält. Tabelle 1 definiert auch die Bedingungen für das Adressieren eines Drehstromgenerators „vier” oder „fünf”. Wenn eine größere Anzahl von Drehstromgeneratoren genutzt wird, und der Einsatz von nur zwei Anschlüssen nicht ausreicht, um eine ausreichende Anzahl von einzigartigen Verbindungen zu schaffen, kann eine größere Anzahl von Anschlüssen genutzt werden.
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In ähnlicher Weise ist es auch möglich, nur einen einzigen Anschluss A oder B einzusetzen, um jeden Drehstromgenerator mit einer einzigartigen Adresse zu versehen. Beispielsweise kann bei einer Ausgestaltung mit einem einzigen Anschluss ein Drehstromgenerator so angeschlossen werden, dass er ein Eingangssignal niedriger Spannung an dem einzigen Anschluss erhält. Ein zweiter Drehstromgenerator könnte so angeschlossen werden, dass er ein Eingangssignal hoher Spannung an dem einzigen Anschluss erhält und ein dritter Drehstromgenerator (wenn das Fahrzeug einen dritten Drehstromgenerator hat) könnte so angeschlossen werden, dass er ein undefiniertes Signal an dem einzigen Anschluss erhält.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind der Prozessor 46 und die Drehstromgeneratoren 24 so konfiguriert, dass den Drehstromgeneratoren 24 im Betrieb des Fahrzeugs 20 eine Adresse zugewiesen wird, die auf der Art und Weise basiert, in welcher die Anschlüsse A und B angeschlossen sind. Dies ermöglicht den Einsatz von Drehstromgeneratoren 24 mit übereinstimmendem Aufbau, die in irgendeiner der drei verschiedenen Drehstromgeneratorpositionen installiert sein können und dennoch eindeutig von dem Prozessor 46 identifiziert werden können. Dies erleichtert eine effiziente Kommunikation zwischen dem Prozessor 46 und den Drehstromgeneratoren 24, indem jedem Drehstromgenerator eine eindeutige Adresse zugewiesen wird. Wenn einer der Drehstromgeneratoren eine Fehlfunktion hat, kann dieses Verfahren der Zuweisung einer eindeutigen Adresse an jeden Drehstromgenerator es in vielen Fällen ermöglichen, eine Fehlernachricht zu erzeugen, die angibt, bei welchem Drehstromgenerator die Fehlfunktion aufgetreten ist und somit eine effiziente Reparatur des Fahrzeugs erleichtern. Wie im Folgenden näher erläutert wird, kann es auch gewisse Diagnoseinformationen ermöglichen, welche die an die Drehstromgeneratoren angeschlossenen Leitungen betrifft.
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Wenn dem Drehstromgenerator eine Adresse zugewiesen wird, kann die Adresse entweder fixiert (festgelegt) oder unfixiert (nicht-festgelegt) sein, wobei der Drehstromgenerator bei einer fixierten Adresse die Adresse nicht ändern wird, selbst wenn die an den Anschlüssen A und B erhaltenen Eingangssignale nicht zu der Adresse passen. Wenn die Adresse unfixiert (oder nicht-festgelegt) ist, ist es unter gewissen Umständen möglich, dass sich die Adresse des Drehstromgenerators ändert.
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Im Betrieb verlangt der Prozessor 46 periodisch von jedem Drehstromgenerator 24 sich zu identifizieren und gewissen Informationen zu liefern. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel enthalten solche periodischen Aufforderungen unter anderem Aufforderungen, Informationen über den Fehlerstatus der Anschlüsse A und B zu liefern.
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Der Prozessor 46 und die Drehstromgeneratoren 24 können zur Kommunikation das serielle Netzwerkprotokoll Local Interconnect Network („LIN”) nutzen. LIN ist ein standardisiertes Kommunikationsprotokoll das üblicherweise in digitalen Netzwerken von Fahrzeugen eingesetzt wird.
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Im Betrieb können die Drehstromgeneratoren 24 aufgefordert werden, eine Nachricht zu senden, die den Fehlerstatus der Anschlüsse der Drehstromgeneratoren A und B auf den neusten Stand bringt, bevor die Adresse des Drehstromgenerators eingefroren ist. Die Tabelle 2 zeigt verschiedene mögliche Eingaben für Anschlüsse A und B eines individuellen Drehstromgenerators, der eine unfixierte/nicht-festgelegte Adresse hat und die Adresse des Drehstromgenerators sowie den Fehlerstatus des A- und B-Anschlusses, die der Drehstromgenerator verwenden würde, wenn eine Nachricht als Antwort auf die Aufforderung des Prozessors zum Fehlerstatus des Drehstromgenerators erzeugt wird.
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In dieser Tabelle zeigt die Adressenspalte die Adresse des Drehstromgenerators an, die der Drehstromgenerator sich selbst auf der Grundlage der an den A- und B-Anschlüssen erhaltenen Eingaben geben würde. In diesem Zusammenhang wird angemerkt, dass 1 ein Eingangssignal hoher Spannung darstellt, 0 ein Eingangssignal niedriger Spannung darstellt und undefiniert den Anschluss in einem undefinierten oder ungenutzten Zustand anzeigt.
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In Bezug auf den Fehlerstatus der A- und B-Anschlüsse zeigt 0 einen fehlerfreien Zustand an und 1 zeigt einen Fehlerstatus. Wie in 2 zu sehen ist, führt für einen Drehstromgenerator mit einer unfixierten Adresse jede Anschlusseingabe, die zu einem undefinierten Zustand führt, zu einer Adresse „1” und einen Fehlerstatus für den Anschluss, der den undefinierten Zustand hat.
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Wie vorstehend erwähnt, sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel drei Drehstromgeneratoren verbunden, so dass wenn jede Verbindung einwandfrei funktioniert, die Drehstromgeneratoradressen 2, 3 und 4 sind und keiner der drei Drehstromgeneratoren
24 eine Adresse 1 hat. Wenn somit ein Drehstromgenerator meldet, dass seine Adresse 1 ist, bedeutet dies, dass bei dem Drehstromgenerator „1” entweder die Verbindung zu dem A- oder dem B-Anschluss gestört ist oder die Leitung unterbrochen ist, an die der A- oder B-Anschluss gekoppelt ist. Wenn alle übrigen Drehstromgeneratoren einwandfrei funktionieren und sich selbst die richtige Adresse gegeben haben, wird es somit durch ein Ausschlussverfahren möglich herauszufinden, welcher Drehstromgenerator sich selbst die Adresse „1” gegeben hat. Wenn beispielsweise die drei Drehstromgeneratoren ihre Adressen als 1, 2 und 4 melden, ist es der Drehstromgenerator 3, bei dem der Fehler aufgetreten ist und der seine Adresse als „1” angibt. Tabelle 2: Unfixierte/Nicht-festgelegte Nachrichtenmatrix
| Adressenzustand | A-Anschlusseingabe | B-Anschlusseingabe | Adresse | A-Fehlerstatus | B-Fehlerstatus |
| nicht-festgelegt | 1 | undefiniert | eins | 0 | 1 |
| nicht-festgelegt | 1 | 0 | drei | 0 | 0 |
| nicht-festgelegt | 1 | 1 | zwei | 0 | 0 |
| nicht-festgelegt | 0 | undefiniert | eins | 0 | 1 |
| nicht-festgelegt | 0 | 0 | fünf | 0 | 0 |
| nicht-festgelegt | 0 | 1 | vier | 0 | 0 |
| nicht-festgelegt | undefiniert | undefiniert | eins | 1 | 1 |
| nicht-festgelegt | undefiniert | 0 | eins | 1 | 0 |
| nicht-festgelegt | undefiniert | 1 | eins | 1 | 0 |
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Die nachstehende Tabelle 3 ähnelt der Tabelle 2, ist aber speziell für einen Drehstromgenerator, der eine fixierte/festgelegte Adresse „2” hat. Um eine Adresse „2” unter Verwendung der Logik von Tabelle 1 zu erzeugen, müssen sowohl der A- als auch der B-Anschluss eine Eingabe hoher Spannung haben. Weil die Adresse fixiert ist, meldet der Drehstromgenerator seine Adresse als „2” selbst dann, wenn die Eingänge an A und B nicht mit dieser Adresse übereinstimmen. Wie man in Tabelle 3 sehen kann, meldet der Drehstromgenerator, wenn die Eingaben nicht mit den Eingaben übereinstimmen, die zu der fixierten Adresse führen würden, dass der Anschluss, der ein Eingangssignal hat, das nicht mit der fixierten/festgelegten Adresse übereinstimmt, dann einen Fehlerstatus hat. Diese Meldung kann eine effiziente Reparatur des Problems erleichtern, das für die Erzeugung des Fehlerstatuss verantwortlich ist. Tabelle 3: Fixierte/Festgelegte Meldungsmatrix
| Adressenzustand | A-Anschlusseingang | B-Anschlusseingang | Adresse | A-Fehlerstatus | B-Fehlerstatus |
| festgelegt zwei | 1 | undefiniert | zwei | 0 | 1 |
| festgelegt zwei | 1 | 0 | zwei | 0 | 1 |
| festgelegt zwei | 1 | 1 | zwei | 0 | 0 |
| festgelegt zwei | 0 | undefiniert | zwei | 1 | 1 |
| festgelegt zwei | 0 | 0 | zwei | 1 | 1 |
| festgelegt zwei | 0 | 1 | zwei | 1 | 0 |
| festgelegt zwei | undefiniert | undefiniert | zwei | 1 | 1 |
| festgelegt zwei | undefiniert | 0 | zwei | 1 | 1 |
| festgelegt zwei | undefiniert | 1 | zwei | 1 | 0 |
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Das Verfahren, mit dem jedem Drehstromgenerator eine Adresse zugewiesen wird, und die Adresse, die dann in dem Fahrzeug 20 fixiert oder festgelegt ist, lässt sich unter Bezugnahme auf das in 2 dargestellte Ablaufdiagramm am besten verstehen. Das in 2 dargestellte Verfahren läuft separat und unabhängig für jeden der Drehstromgeneratoren 24. Die Figur zeigt das Verfahren für einen der Drehstromgeneratoren. Vorteilhaft kann das Verfahren mit einem entsprechend programmierten Prozessor durchgeführt werden, der in oder an dem Drehstromgenerator 24 montiert ist, obwohl es auch möglich ist, einen Prozessor zu nutzen, der in einem Abstand von dem Drehstromgenerator an dem Fahrzeug montiert ist.
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Der Block 52 repräsentiert einen Zustand, in dem sich der Drehstromgenerator in einem inaktiven Schlafmodus befindet. Die Bewegung zum Block 54 stellt das erstmalige Initiieren des Verfahrens dar und entspricht dem anfänglichen Starten des Fahrzeugs oder dem Erwachen des Drehstromgenerators aus einem Schlafmodus während des Fahrzeugbetriebs. Bei Erhalt einer LIN-Nachricht von dem Prozessor 46 zum Aufwachen oder eines Signals, das angibt, dass die Zündung in der Startposition ist, oder eine Drehzahl oder ein anderer Betriebsparameterschwellenwert überschritten wurde, wacht der Drehstromgenerator auf und geht in einen aktiven Zustand über, wie dies durch Block 54 dargestellt ist.
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Nach dem Übergang in den aktiven Zustand ermittelt der Drehstromgenerator den Status der Eingangssignale der Anschlüsse A und B, was durch Block 56 dargestellt ist. Der Drehstromgenerator ermittelt dann, ob die Adresse des Drehstromgenerators festgelegt/fixiert oder entsperrt/unfixiert ist, was durch Block 58 dargestellt ist. Da die Adresse des Drehstromgenerators unfixiert ist, wenn dieser in den Schlafmodus übergeht, ist die Adresse des Drehstromgenerators für den ersten Zyklus nach dem Aufwachen und Eintreten in den aktiven Zustand unfixiert.
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Wenn die Adresse unfixiert ist, wird das Verfahren mit Block 62 weitergeführt. Wenn die Adresse des Drehstromgenerators bereits fixiert ist, fährt der Drehstromgenerator mit Block 60 fort. Im Block 60 ermittelt der Drehstromgenerator den Fehlerstatus der A- und B-Anschlüsse basierend auf der fixierten Adresse des Drehstromgenerators und meldet diese Information in einer Nachricht an den Prozessor 46. Der Prozessor fährt dann mit Block 66 fort.
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Wenn die Adresse unfixiert ist und das Verfahren zum Block 62 fortschreitet, wird der Status wenigstens eines Betriebsparameters ausgewertet, um zu ermitteln, ob eine vorgegebene Bedingung zum Fixieren der Adresse erfüllt ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die vorgegebene Bedingung, dass die Frequenz der von dem Drehstromgenerator erzeugten Phasenspannung größer als 100 Hz ist. Die Frequenz der von dem Drehstromgenerator erzeugten Phasenspannung hängt von der Rotationsgeschwindigkeit des Drehstromgenerators ab (was hier auch als die Geschwindigkeit des Drehstromgenerators bezeichnet wird). Die Frequenz ist somit ein indirektes Maß für die Geschwindigkeit des Drehstromgenerators. Die Schwellenfrequenz, die erreicht werden muss, kann auf einen Wert festgesetzt werden, der einem Arbeiten des Drehstromgenerators bei oder oberhalb seiner üblichen Betriebsgeschwindigkeit entspricht, die wiederum einem Arbeiten des Verbrennungsmotors bei oder oberhalb seiner normalen Betriebsgeschwindigkeit entspricht.
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Die vorgegebene Bedingung, die erfüllt sein muss, kann eine lediglich individuelle Bedingung sein, beispielsweise die Frequenz der von dem Drehstromgenerator erzeugten Phasenspannung, kann alternativ aber auch erfordern, dass mehrere Bedingungen erfüllt sind. Beispielsweise kann die vorgegebene Bedingung zusätzlich erfordern, dass der Zündschlüssel in der „an” Position ist.
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In dieser Hinsicht wird angemerkt, dass es im Allgemeinen unerwünscht ist, die Adresse des Drehstromgenerators zu fixieren, wenn die Zündung in der Startposition ist und der Anlasser von der Batterie Strom zieht, um den Motor zu starten. Wenn der Anlasser zum Starten des Motors Strom zieht, kann wegen des Strombedarfs des Starters ein Spannungsabfall auftreten und somit eine künstlich niedrige Spannung an der Leitung auftreten, die an den A- oder B-Anschluss angeschlossen ist und ein Signal hoher Spannung haben soll. Dies kann dazu führen, dass ein Anschluss beim Starten des Motors ein Signal niedriger Spannung erhält, obwohl er normalerweise während des Betriebs des Fahrzeugs ein Signal hoher Spannung erhalte soll.
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Obwohl das beschriebene Ausführungsbeispiel auf der Frequenz des von dem Drehstromgenerator erzeugten Stromes beruht, um indirekt die Geschwindigkeit des Drehstromgenerators zu ermitteln, wird angemerkt, dass alternative Verfahren zur Messung der Geschwindigkeit des Drehstromgenerators genutzt werden können. Beispielsweise kann ein Resolver verwendet werden, um die Rotationsgeschwindigkeit des Drehstromgenerators direkt zu messen und eine vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit kann dann als die vorgegebene Bedingung oder eine der vorgegebenen Bedingungen zum Fixieren der Drehstromgeneratoradresse verwendet werden.
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Bei anderen Ausführungsbeispielen können zusätzliche Bedingungen anstelle von oder in Ergänzung zu der Geschwindigkeit des Drehstromgenerators verwendet werden. Beispielsweise kann die vorgegebene Bedingung erfordern, dass die von dem Drehstromgenerator erzeugte Spannung für eine vorgegebene Zeitspanne in einem vorgegebenen Bereich bleibt. Die Schwellenspannungen und die Zeitspanne können so vorgegeben werden, dass diese Bedingung dem normalen Betrieb des Fahrzeugs entspricht und verhindert, dass die Adresse beim Starten des Motors fixiert wird, während der von dem Drehstromgenerator erzeugte Strom im Vergleich zu gewöhnlichen Betriebsbedingungen stark ansteigen oder abfallen kann.
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Alternative Betriebsparameter des Fahrzeugs können verwendet werden, um zu gewährleisten, dass die Adresse fixiert wird, wenn sich das Fahrzeug in einem normalen Betriebszustand befindet.
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Wenn die vorgegebenen Bedingungen von Block 62 erfüllt sind, geht das Verfahren zu Block 64, wo der Eingabestatus der Anschlüsse A und B ermittelt und verwendet wird, um einem Drehstromgenerator eine Adresse zuzuweisen. Diese Adresse wird dann fixiert und der Fehlerstatus der A- und B-Anschlüsse ermittelt und dem Prozessor 46 mitgeteilt. Das Verfahren geht dann zum Block 66.
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Wenn die vorgegebenen Bedingungen des Blocks 62 nicht erfüllt sind, geht das Verfahren zum Block 68 statt zu Block 64. In Block 68 weist der Drehstromgenerator sich selbst auf der Grundlage der Eingangssignale der A- und B-Anschlüsse eine Adresse zu und ermittelt dann den Fehlerstatus der A- und B-Anschlüsse. Die Adresse wird nicht fixiert, sondern als unfixiert/nicht-festgelegt angezeigt.
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Es wird angemerkt, dass der Drehstromgenerator in den Blöcken 60 und 64 ermittelt, ob die A- und B-Anschlüsse Signale erhalten, die mit der fixierten Adresse des Drehstromgenerators übereinstimmen, und den Fehlerstatus der Anschlüsse in der in Tabelle 3 dargestellten Art und Weise übermittelt. In Block 68 wird dem Drehstromgenerator eine unfixierte Adresse zugeteilt und der Fehlerstatus der A- und B-Anschlüsse gemäß Tabelle 2 bestimmt.
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Zu der Diskussion des Ablaufdiagramms in 2 ist anzumerken, dass das Verfahren nach jedem der Blöcke 60, 64 und 68 zu dem Block 66 geht. Im Block 66 bestimmt der Drehstromgenerator, ob er in dem aktiven/wachen Zustand bleiben soll oder ob er in den Schlafmodus übergehen sollte. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel müssen zwei Bedingungen erfüllt sein, bevor der Drehstromgenerator in den Schlafmodus übergeht. Es darf für eine vorgegebene Zeitspanne keine Kommunikation mit dem Prozessor 46 stattgefunden haben und der von dem Drehstromgenerator erzeugte Strom muss unter einer Schwellenfrequenz (z. B. 50 Hz bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel) liegen. Beide Bedingungen deuten darauf hin, dass der Motor angehalten wurde. Im normalen Betrieb sendet der Prozessor 46 fortlaufend Nachrichten, die den Status der Drehstromgeneratoren erfragen. Wenn keine solchen Nachrichten in einem üblichen Zeitfenster erhalten werden, deutet dies darauf hin, dass das Fahrzeug abgeschaltet wurde. Wie vorstehend erörtert, hängt die Frequenz der Phasenspannung direkt mit der Geschwindigkeit des Drehstromgenerators zusammen. Wenn der Motor angehalten ist, nimmt die Geschwindigkeit ab, was zu einer niedrigeren Rotationsgeschwindigkeit der Drehstromgeneratoren führt. Folglich fällt die Frequenz der Phasenspannung ebenfalls ab. Die Schwellenfrequenz im Block 66 kann unterhalb der Frequenz festgelegt werden, die sich aus dem Leerlaufbetrieb des Motors ergibt und somit darauf hindeutet, dass der Motor zum Abschalten verlangsamt wird.
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Wenn die Bedingungen zum Übergang in den Schlafmodus nicht erfüllt sind, geht das Verfahren zurück zum Block 56, wo der Drehstromgenerator noch einmal einen Zyklus des Auswertens der Eingangssignale der Anschlüsse A und B durchführt. Sobald der Drehstromgenerator eine fixierte Adresse hat, wird er, wie man in 2 sehen kann, fortfahren sich zyklisch durch die Blöcke 56, 60 und 66 zu arbeiten, um den Fehlerstatus der Anschlüsse A und B aufzufrischen und zu melden und zu ermitteln, ob der Drehstromgenerator in den Schlafmodus übergehen sollte oder nicht. Wie man in 2 auch sehen kann, fährt der Drehstromgenerator fort, zum Block 62 zurückzukehren und zu ermitteln, ob die vorgegebenen Bedingungen zum Einfrieren der Drehstromgeneratoradresse erfüllt sind, bis der Drehstromgenerator seine Adresse fixiert.
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Wenn im Block 66 die Bedingungen zum Übergang in den Schlafmodus erfüllt sind, fährt das Verfahren mit Block 52 fort. Im Block 52 entsperrt der Drehstromgenerator die Adressen, die derzeit dem Drehstromgenerator zugewiesen sind, löscht diese und geht in den Schlafmodus über.
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Obwohl die Erfindung mit einem beispielhaften Aufbau erläutert wurde, kann die vorliegende Erfindung im Geist und Umfang dieser Offenbarung weiter abgewandelt werden. Die Anmeldung ist folglich dazu gedacht, beliebige Abwandlungen, Einsätze oder Anpassungen der Erfindung unter Verwendung ihrer allgemeinen Prinzipien abzudecken.
