DE10335308A1

DE10335308A1 - Unterspannungsschutz für einen Anlasser/Lichtmaschine

Info

Publication number: DE10335308A1
Application number: DE10335308A
Authority: DE
Inventors: Scott Evart Ing. Temperance Blackburn
Original assignee: Dana Inc
Current assignee: Dana Automotive Systems Group LLC
Priority date: 2002-08-02
Filing date: 2003-08-01
Publication date: 2004-02-12
Also published as: US6633153B1; FR2843177A1

Abstract

Es wird ein Verfahren angegeben, welches einen Anlasser/Lichtmaschine bei einer brennkraftmaschinenbetriebenen Anlage von einem möglichen Versagen infolge eines unzulänglichen Ladezustands einer Systemenergiespeichereinrichtung schützt. Die Systemsteuereinrichtung überwacht die Steuereinrichtungssignale des Anlassers/Lichtmaschine, betreffend den Ladezustand der Energiespeichereinrichtung, und ob der Anlasser/Lichtmaschine betriebsfähig und betriebsbereit ist. Wenn bei dieser Überwachung festgestellt wird, daß der Ladezustand unzulänglich zum Betreiben des Anlassers/Lichtmaschine ist, wird der Anlasser/Lichtmaschine deaktiviert, und die Systemsteuereinrichtung liefert dem Fahrzeugführer als ein Warnsignal die Information, daß der Anlasser/Lichtmaschine deaktiviert ist. Wenn dann dieser Mangel behoben ist (d. h. eine Wiederaufladung oder ein Auswechseln der Energiespeichereinrichtung erfolgt ist), ist dann der Anlasser/Lichtmaschine wiederum betriebsbereit.

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet von elektrischen Systemen für Kraftfahrzeuge. Insbesondere befasst sich die Erfindung mit einem Verfahren zum Begrenzen und Deaktivieren eines Anlasser/Lichtmaschinenbetriebs in der Anlasser/Generatorbetriebsfunktion, wenn ein extrem niedriger Spannungszustand in der Energiespeichereinrichtung des Systems festgestellt wird.
Bei elektrischen Anlagen für Kraftfahrzeuge ist die Tendenz vorhanden, immer mehr Leistung und höhere Spannungen zur Verfügung zu haben. So gibt es heutzutage eine Kombination aus Lichtmaschine und Anlasser in Form einer einzigen, von der Brennkraftmaschine angetriebenen Einheit als integrierte (IC-Baustein). Diese Kombination aus Anlasser/Lichtmaschine kann entweder direkt durch die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine als ein Teil des Schwungrads an einem Ende oder an der Ausgleichseinrichtung am anderen Ende angetrieben werden. Alternativ kann der Anlasser/Lichtmaschine über einen Riemen-, Zahnrad- oder Kettentrieb, ausgehend von der Kurbelwelle über eine andere von der Brennkraftmaschine angetriebene Komponente angetrieben sein, bei der es sich beispielsweise um eine Wasserpumpe, einen Klimaanlagenkompressor, eine Servolenkanlagenpumpe, und dergleichen, handeln kann.
Der Anlasser/Lichtmaschine wird immer leistungsfähiger nicht nur hinsichtlich der Leistungssteigerung (Strom und Spannung), sondern auch hinsichtlich schnelleren und häufigeren Startzyklen der Brennkraftmaschine im Hinblick auf eine Verbesserung des Wirkungsgrades derselben. Daher wurde die Auslegung des Anlassers/Lichtmaschine komplizierter in Hinblick auf die Steuersystemen und hinsichtlich des Ansprechvermögens auf Systemanforderungen sowohl hinsichtlich der Anlasserfunktionen als auch der Generatorfunktionen.
Im Hinblick auf die heutzutage hohen Anforderungen an die Leistung und die Stromwerte bei Anlasser/Lichtmaschine kann eine schnelle Entleerung einer Systemenergiespeichereinrichtung erfolgen, wenn diese nicht vollständig aufgeladen ist. Die Speichereinrichtung kann selbst fehlerhaft arbeiten, d.h. es treten zu viele Lade/Entladezyklen auf, oder das Aufladesystem kann nicht ausreichend arbeiten, um die Einrichtung auf einen ausreichenden Ladezustand aufzuladen. Unabhängig von den Bezugsgrößen jedoch kann der Anlasser/Lichtmaschine zu einem schnellen Entleeren des verbleibenden Ladezustands des Systems führen, wenn die Energiespeichereinrichtung nicht vollständig aufgeladen ist, oder keine ausreichende Ladereserve zur Verfügung steht, um die Brennkraftmaschine anzulassen, und der Anlasser/Lichtmaschine dennoch aktiv in einen Verbrauchszyklus eingebunden ist. Hierdurch kann es passieren, daß alle weiteren elektrisch hiervon abhängigen Versorgungssysteme im Fahrzeug abgeschaltet werden (Beleuchtung, Kommunikationseinrichtungen, Instrumente, Belüftung, usw.), so daß das Fahrzeug kaum mehr betreibbar ist und zu einem unsicheren Betriebsverhalten führt.
Die Erfindung befasst sich mit der Beherrschung der Umstände, wenn die Systemenergieladeeinrichtung nicht vollständig aufgeladen ist oder keine ausreichende Ladung mehr zur Verfügung steht, um den Anlasser/Lichtmaschine in einer Anlasserbetriebsart arbeiten zu lassen. Wenn derartige Umstände erfaßt werden, deaktiviert die Systemsteuereinrichtung die Anlasserbetriebsart des Anlasser/Lichtmaschine und gibt eine Warnanzeige für die Bedienungsperson ab, daß der Anlasser deaktiviert worden ist. Wenn die Bedienungsperson Kenntnis von diesem Zustand erlangt, kann sie hierfür Abhilfe schaffen und entweder die Energiespeichereinrichtung ersetzen, oder eine Wiederaufladung durch eine externe Quelle vornehmen, oder eine Reparaturmöglichkeit aufsuchen. Wenn dieser Mangel dann behoben ist, kann die Anlasserbetriebsart des Anlasser/Lichtmaschine wiederum zum Anlassen der Brennkraftmaschine und/oder zum Betreiben von anderen Verbrauchern genutzt werden.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt:
1 ein Blockdiagramm bezüglich der Sensorik und der Hardware zur Verwirklichung des Verfahrens nach der Erfindung, und
2 ein Flussdiagramm für die Entscheidungsfindung bei dem Verfahren zum Einsatz als eine Systemsteuereinrichtung nach der Erfindung, um die Busspannung der Energiespeichereinrichtung zu bestimmen und den Anlasser/Lichtmaschine zu deaktivieren.
Die Erfindung befasst sich mit einem Verfahren zum Steuern eines Anlasser/Lichtmaschine 10, welche mit einer Brennkraftmaschine 12 verbunden ist. Der Anlasser/Lichtmaschine 10 und die Brennkraftmaschine 12 bilden einen Teil eines Antriebssystems bei einem Fahrzeug, welches zusätzliche, elektrische Komponenten hat, die durch den Anlasser/Lichtmaschine 10 mit elektrischer Energie zu versorgen sind. Der Inverter/Steuereinrichtung 18 steuert den Ausgang des Anlasser/Lichtmaschine 10 hinsichtlich der Ausgabeversorgung zu dem elektrischen System des Fahrzeugs, welches auch eine elektrische Speichereinrichtung 20 (d.h. eine Batterie) umfaßt. Eine Hauptsystemsteuereinrichtung 16 empfängt Betriebssteuerinformationen sowohl von der Brennkraftmaschine 12 als auch von der Steuereinrichtung 18 des Anlasser/Lichtmaschine. Die Steuereinrichtung 18 des Anlasser/Lichtmaschine 10 gibt ein Signal an die Hauptsystemsteuerung 16 ab, welches einen Niederspannungszustand an der Energiespeichereinrichtung 20 wiedergibt, und angibt daß der Anlasser/Lichtmaschine 10 deaktiviert wird. Die Hauptsystemsteuereinrichtung 16 erkennt beim Erhalt eines Signals hinsichtlich eines unzulänglichen Ladezustandes der Energiespeichereinrichtung 20, daß der Anlasser/Lichtmaschine 10 sowohl für die Generatorbetriebsart und/oder für die Anlasserbetriebsart deaktiviert ist, bis entsprechende Gegenmaßnahmen getroffen worden sind. Zusätzlich gehen die für die Systemsteuereinrichtung erforderliche Warnsignale an den Fahrzeugführer, um diesem mitzuteilen, daß der Anlasser/Lichtmaschine 10 nicht mehr arbeitet.
Wenn dann wiederum festgestellt wird, daß die Ausgangsspannung wiederum ausreichend ist, d.h. die Spannung auf den normalen Betriebsbereich zurückgekommen ist (nachdem die Energiespeichereinrichtung aufgeladen oder ersetzt worden ist), kann die Steuereinrichtung 18 für den Anlasser/Lichtmaschine 10 wiederum arbeiten, und das Hauptsteuersystem 16 wird dann darüber informiert, daß das Anlasser/Lichtmaschinen-System wiederum zur Verfügung steht.

Claims

Verfahren zum Verhindern eines Ausfalls eines Anlasser/Lichtmaschine bei einer brennkraftmaschinenbetriebenen Anlage, welche eine Energiespeichereinrichtung umfaßt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Überwachen der verfügbaren Spannung der Energiespeichereinrichtung; Vergleichen der überwachten Spannung mit einer vorbestimmten Schwellwertspannung; Deaktivieren des Anlasser/Lichtmaschine, wenn die Spannung unterhalb der vorbestimmten Schwellwertspannung ist; Bereitstellen eines Anzeigesignals über die Deaktivierung des Anlasser/Lichtmaschine; und wieder Aktivieren des Betriebs des Anlasser/Lichtmaschine, wenn die überwachte Spannung größer als die vorbestimmte Schwellwertspannung ist.