DE3124102C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Antriebs eines Wechselstromgenerators, insbesondere der Lichtmaschine eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die elektrische Versorgung von Kraftfahrzeugen erfolgt im allgemeinen durch einen Wechselstromgenerator oder eine Lichtmaschine, die von dem Fahrzeugmotor angetrie­ ben wird. Im Stand der Technik erfolgt der Antrieb des Wechselstromgenerators durch einen Keilriementrieb, d. h. die Drehzahl des Wechselstromgenerators ist starr an die Motordrehzahl gekoppelt. Bei der Konstruktion eines bestimmten Wechselstromgenerators ist darauf zu achten, daß eine bestimmte Grenzdrehzahl für den Wechselstromgenerator nicht überschritten wird, damit nicht schwere mechanische Zerstörungen an dem Wechsel­ stromgenerator auftreten. Hieraus folgt, daß das Ver­ hältnis der Drehzahlen von Motor und Wechselstromgene­ rator so gewählt werden muß, daß bei maximaler Motor­ drehzahl die maximale Grenzdrehzahl des Wechselstrom­ generators nicht überschritten wird. Dieses Übersetzungsverhältnis ist unabhängig von der Motor­ drehzahl konstant. Wenn beispielsweise die maximale Motordrehzahl 5000 U/min beträgt und die Drehzahl des Wechselstromgenerators 9000 U/min nicht überschreiten darf, beträgt das Übersetzungsverhältnis 1,8. Anderer­ seits ist bekannt, daß ein Wechselstromgenerator erst von einer bestimmten Drehzahl ab Strom zu liefern be­ ginnt. Unterhalb dieser Drehzahl liefert der Wechsel­ stromgenerator keinen Strom, so daß der gesamte elektrische Verbrauch des Fahrzeugs die Batterie be­ lastet und entlädt. Hieraus ergibt sich, daß ein be­ sonderes Interesse darauf verwendet wird, die Dreh­ zahlschwelle, unterhalb der der Wechselstromgenerator keinen Strom liefert, so tief wie möglich zu legen und insbesondere unterhalb der Leerlaufdrehzahl des Motors. Auf diese Weise kann eine ausreichende Stromlieferung durch den Wechselstromgenerator sichergestellt werden. Da im Stand der Technik das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Motor und dem Wechselstromgenerator fest ist, legt man die Ansprechschwelle des Wechselstrom­ generators im allgemeinen in einen Bereich von 650 U/min, d. h. in einen Bereich der geringfügig unterhalb der Leerlaufdrehzahl (ca. 850 U/min) liegt. Hierbei riskiert man jedoch eine Entladung der Batterie im Falle eines größeren Strombedarfs bei niedrigen Motor­ drehzahlen. Andererseits ist es nicht möglich, ein größeres festes Übersetzungsverhältnis beim Antrieb des Wechselstromgenerators festzulegen ohne daß bei größeren Motordrehzahlen der Rotor des Wechselstrom­ generators zu schnell rotiert, wodurch die Lebensdauer des Wechselstromgenerators verringert wird.

Der Oberbegriff des Hauptanspruchs geht von einem Ver­ fahren zur Steuerung des Antriebs eines Wechselstrom­ generators nach DE-OS 23 18 745 aus. Es ist ein Antrieb für die Hilfsaggregate eines Kraftfahrzeugmotors (DE-OS 2 38 745) bekannt, bei dem der Wechselstromgenerator über ein Zwischengetriebe mit einem großen und einem kleinen Übersetzungsverhältnis angetrieben wird. Bei Erreichen einer Referenzdrehzahl der Antriebsmaschine, die vorzugsweise 50% der maximalen Drehzahl zuzüglich einer Hysterese beträgt, wird das Getriebe auf ein kleines Übersetzungsverhältnis geschaltet. Sobald die Motordrehzahl unterhalb der Referenzdrehzahl abzüglich einer Hysterese fällt, erfolgt der Antrieb des Wechsel­ stromgenerators mit einem großen Übersetzungsverhält­ nis. Eine derartige Steuerung des Antriebs eines Wechselstromgenerators ist jedoch nicht voll zufrieden­ stellend, weil der Antrieb des Wechselstromgenerators immer mit einem großen Übersetzungsverhältnis und mit entsprechend hoher Drehzahl erfolgt, sobald der Motor mit niedriger Drehzahl läuft. Dies hat eine Ver­ größerung der mechanischen Anfangsverluste zur Folge, die durch ein von dem Motor zu lieferndes erhöhtes Moment kompensiert werden müssen. Diese Situation er­ gibt sich unabhängig von dem elektrischen Leistungs­ bedarf, der dem Wechelstromgenerator abverlangt wird, also auch dann, wenn der Wechselstromgenerator nur einen kleinen Strom zu liefern hat.

Ferner ist eine Antriebsvorrichtung für Nebenaggregate von Brennkraftmaschinen (DE 28 01 812 A1) bekannt, bei der eine Lichtmaschine und verschiedene andere Nebenaggre­ gate von einem zwischen der Brennkraftmaschine und den Aggregaten geschalteten Schaltgetriebe mit unterschied­ lichen Übersetzungsverhältnissen angetrieben werden. Das Übersetzungsverhältnis wird in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebsgrößen des Motors durch eine Steuerschaltung eingestellt. So wird, neben anderen Größen wie Öl- oder Kühlwassertemperatur, auch die Drehzahl der Brennkraftmaschine ausgewertet und in Ab­ hängigkeit von der Motordrehzahl das Übersetzungver­ hältnis des Getriebes umgeschaltet. Die bekannte An­ triebsvorrichtung steuert das Schaltgetriebe nicht in Abhängigkeit von dem Leistungsbedarf der Lichtmaschine.

Ein bekannter Wechselstromgenerator (DE 27 46 883 A1), der von einer Kraftmaschine mit veränderlicher Drehzahl angetrieben wird, weist ein übersetzungsveränderliches Keilriemengetriebe auf, das zwischen Antriebsmaschine und Generator geschaltet ist. Eine hydraulische Steuer­ vorrichtung verändert das Übersetzungsverhältnis des Getriebes so, daß der Generator immer mit konstanter Drehzahl betrieben wird. Bei der Abschaltung von Ver­ brauchern wird die Drehzahl des Generators durch ein anderes Übersetzungsverhältnis des Getriebes der nie­ drigeren Belastung angepaßt. Da die Steuervorrichtung dazu bestimmt ist, die Generatordrehzahl konstant zu halten, kann sie die Leistung des Generators bei nie­ drigen Drehzahlen der Antriebsmaschine nicht durch eine Veränderung des Übersetzungsverhältnisses erhöhen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem der Wechselstromgenerator nur dann mit hoher Drehzahl läuft, wenn dies aufgrund des ihm abgeforderten Leistungsbedarfs erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird bei der zwei­ ten Drehzahl der Kraftmaschine von dem kleinen zu dem großen Übersetzungsverhältnis für den Antrieb des Wechselstromgenerators übergegangen, um zu verhindern, daß der Wechselstromgenerator mit zu niedriger Ge­ schwindigkeit arbeitet - jedoch nur dann, wenn der Wechselstromgenerator gleichzeitig voll erregt ist. Auf diese Weise wird im Falle eines niedrigen Strombedarfs ein zu hochtouriger Antrieb des Wechselstromgenerators vermieden.

Wenn die Umschaltung vom großen auf das kleine Über­ setzungsverhältnis unter genau den umgekehrten Be­ dingungen erfolgt wie die Umschaltung vom kleinen auf das große Übersetzungsverhältnis, kann ein Pumpeffekt des Schaltkommandos für den Antrieb des Wechselstrom­ generators auftreten, wenn der dem Wechselstromgenera­ tor abverlangte Strom kleiner ist als der Strom, den der Wechselstromgenerator bei voller Erregung mit dem einen oder anderen der beiden Übersetzungsverhältnisse bei gleicher Rotordrehzahl erzeugen kann. Wenn die Motordrehzahl unterhalb der Referenzdrehzahl liegt und wenn der Wechselstromgenerator mit voller Erregung arbeitet, wird von dem kleinen Übersetzungsverhältnis zum großen Übersetzungsverhältnis übergegangen. Dann arbeitet der Wechselstromgenerator jedoch wegen der größeren Stromlieferkapazität bei großem Übersetzungs­ verhältnis nicht mehr mit voller Erregung, so daß wieder auf das kleine Übersetzungsverhältnis zurückge­ schaltet werden würde. Um diese Regelschwingungen zu vermeiden, sind von dem Übergang vom kleinen zum großen Übersetzungsverhältnis und für den Übergang vom großen zum kleinen Übersetzungsverhältnis unsymmetrische Bedingungen vorgesehen.

Wenn der Übergang vom kleinen zum großen Übersetzungs­ verhältnis unter der Bedingung erfolgt, daß einerseits die Motordrehzahl unterhalb einer Referenzdrehzahl liegt und daß andererseits der Wechselstromgenerator mit voller Erregung arbeitet, erfolgt andererseits der Übergang vom großen zum kleinen Übersetzungsverhältnis nur dann, wenn die Motordrehzahl über der Referenzdreh­ zahl liegt. Auf diese Weise wird die Möglichkeit des Pumpens auf den einzigen Fall beschränkt, daß die Motordrehzahl genau konstant und gleich der Referenz­ drehzahl ist, was in der Praxis niemals auftritt. Um jedoch auch diesem speziellen Einzelfall gerecht zu werden, ist eine Schalthysterese vorgesehen.

Die Erfindung gestattet ohne die Gefahr unnötiger Um­ schaltungen des Antriebs des Wechselstromgenerators die Lieferung beträchtlicher Ströme auch bei Motordrehzah­ len, die im Leerlaufbereich liegen, wobei dennoch der Antriebszustand mit großem Übersetzungsverhältnis auf diejenigen Fälle beschränkt bleibt, in denen dieser Antrieb tatsächlich für die Stromlieferung auch erfor­ derlich ist. Hierdurch werden der mechanische Ver­ schleiß, die mechanischen Verluste und die Geräuschbe­ lästigung durch das Pfeifen des Wechselstromgenerators bei hohen Drehzahlen vermieden. Die Beschränkung der Geräuschbelästigung ist insbesondere in dem Fall sehr wichtig, daß der Motor im Leerlauf läuft, da dann die Motorgeräusche ziemlich leise sind.

Weiterbildungen des Verfahrens und eine Vorrichtung zu seiner Durchführung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Vorteilhafterweise ist zur Vermeidung unnötiger Ände­ rungen der Kopplung, die infolge von Gangwechseln oder Geschwindigkeitsänderungen durch den Fahrer hervorge­ rufen werden können, eine Verzögerungsschaltung vor­ gesehen. Diese Verzögerungsschaltung beschränkt die Umschaltung des Antriebs für den Wechselstromgenerator auf einen vernünftigen Wert. Zur Vereinfachung für den Wechselstromgenerator kann eine Antriebseinrichtung vorgesehen sein, die auf ein Steuersignal hin bei­ spielsweise eine Kupplung schaltet, um den Wechsel­ stromgenerator von dem Verbrennungsmotor entweder mit großem oder mit einem kleinen Übersetzungsverhältnis anzutreiben.

Die Messung der Drehzahl des Wechselstromgenerators kann anhand der Frequenz der Ausgangsspannung an einer der Dioden einer Gleichrichterbrücke erfolgen, der die Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators zugeführt wird. Die Messung des Erregungsniveaus des Wechsel­ stromgenerators erfolgt vorzugsweise anhand des Schalt­ zustandes eines Leistungsunterbrechers, der in dem Er­ regungsregler für den Wechselstromgenerator vorgesehen ist.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist an einen Wechselstromgenerator eines Kraftfahrzeugs angeschlossen, wobei der Rotor des Wechselstromgenerators über ein Getriebe mit zwei verschiedenen, wählbaren Übersetzungsverhältnissen von dem Verbrennungs­ motor angetrieben ist.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Antriebs eines Wechselstromgenerators mit einer Steuereinrichtung, die die Wahl zwischen zwei Antriebsverhältnissen ermöglicht,

Fig. 2 die Kurven C 1 und C 2 der Stromlieferung des Wechselstromgenerators der Fig. 1 als Funktion der Rotationsgeschwindigkeit N des Motors jeweils bei kleinem und bei großem Übersetzungsverhältnis der Antriebseinrichtung des Wechselstromgenerators, und

Fig. 3 eine schematische Darstellung der elektrischen Schaltung zur Steuerung des Wechsels des Antriebsverhältnisses des Wechselstrom­ generators.

In Fig. 1 ist der Verbrennungsmotor eines Kraftfahr­ zeugs mit 1 bezeichnet. Der Motor 1 treibt über ein Getriebe 2 einen Wechselstromgenerator 3, dessen Rotor mit einer Geschwindigkeit N _A läuft, wenn der Motor 1 sich mit einer Geschwindigkeit N dreht. Der Wechsel­ stromgenerator 3 ist mit einer Erregervorrichtung 4 versehen, deren Versorgung von einem Regler 5 gesteuert wird. Der Wechselstromgenerator 3 speist eine Gleich­ richterbrücke 6, deren Ausgang mit der Batterie 7 des Fahrzeugs und mit der Gesamtheit der in dem Fahrzeug enthaltenen elektrischen Verbraucher 8 verbunden ist. Die Verbraucher 8 sind schematisch durch einen veränderbaren Widerstand dargestellt. Der von dem Regler 5 an die Erregervorrichtung 4 gelieferte Strom wird vom Ausgang des Brückengleichrichters 6 abgenommen. Der Regler 5 wird in Abhängigkeit von einer Referenz­ spannung geregelt, die ihm am Eingang 9 zugeführt wird. Das Getriebe 2 kann die Kraft über den das freie Rad enthaltenden kinematischen Weg 2 a bewirken der ein Übersetzungsverhältnis von 1,8 liefert oder über den kinematischen Weg 2 b, der eine Kupplung 11 enthält. Wenn die Kupplung 11 nicht erregt ist, wird der Wechsel­ stromgenerator mit einer Drehzahl N _A = 1,8 N angetrieben und wenn die Kupplung 11 erregt ist, läuft das freie Rad 10 leer mit und der Wechselstromgenerator wird mit der Drehzahl N _A = 4,8 N angetrieben. Die Erfindung liegt in der Realisierung einer Steuereinrichtung 12, die es erlaubt, die Kupplung 11 entsprechend der Funktion des Systems anzusteuern bzw. zu schalten.

Die Steuereinrichtung 12 empfängt einerseits den Wert der Drehzahl N _A durch Bestimmung der Frequenz des Aus­ gangsstroms des Wechselstromgenerators, wobei diese Information über Leitung 13 zugeführt wird, und anderer­ seits ein Signal, das angibt ob der Wechselstromgenerator mit voller Erregung arbeitet, und das über Leitung 14 zugeführt wird. Fig. 3 zeigt die Regeleinrichtung 12 im einzelnen.

In Fig. 2 sind die Kurven der Stromerzeugung des Wechselstromgenerators 3 als Funktion der Drehzahl N des Motors dargestellt. Die Kurve C 1 entspricht dem Fall, daß der Wechselstromgenerator mit dem niedrigen Übersetzungsverhältnis von 1,8 angetrieben wird und Kurve C 2 entspricht dem Fall, daß der Wechselstrom­ generator mit dem großen Übersetzungsverhältnis von 4,8 angetrieben wird.

Es sei angenommen, daß in dem betrachteten Fall die Grenzdrehzahl des Motors 1 5000 U/min beträgt, was bei dem kleinen Übersetzungsverhältnis einer Antriebsdrehzahl für den Wechselstromgenerator von 9000 U/min entspricht. I₉₀₀₀ bezeichnet den Strom, der bei dieser Drehzahl von dem Wechselstromgenerator bei voller Erregung erzeugt wird. Den gleichen Strom erhält man nach Kurve C 2 bei einer Drehzahl N _R des Motors. Wird der Wechselstromgenerator 3 in Verbindung mit dem großen Übersetzungsverhältnis betrieben, erhält man somit die gleiche Stromausbeute bei viel niedrigeren Motordrehzahlen als im Falle des Antriebs mit kleinen Übersetzungsverhältnis. So kann man beispielsweise eine Stromstärke von 50 A bei einer relativ niedrigen Motor­ drehzahl von 500 U/min erzielen. Im Gegensatz zu einem Antrieb mit niedrigem Übersetzungsverhältnis, dem die Kurve C 1 entspricht, beginnt der Wechselstromgenerator bereits bei einer Motordrehzahl N _O Strom zu liefern die bei ca. 1200 U/min liegt. In dem beschriebenen Beispiel beträgt die Drehzahl N _R 1875 U/min.

Das Verfahren läuft folgendermaßen ab:
Beim Starten des Motors erfolgt der Antrieb des Wechselstromgenerators mit großem Übersetzungsver­ hältnis, so daß die Stromerzeugung gemäß Kurve C 2 erfolgt. Das Antriebs-Übersetzungsverhältnis wird beibehalten bis die Drehzahl des Motors den Wert N _R erreicht. Zu diesem Zeitpunkt wird die Kupplung 11 derart gesteuert, daß der Antrieb nicht mehr über den kinematischen Weg 2 b erfolgt, sondern über den kinematischen Weg 2 a mit dem kleineren Übersetzungs­ verhältnis. Damit erfolgt der Übergang auf die Kurve C 1. Wenn die Drehzahl des Motors absinkt, wird zu­ nächst das kleinere Übersetzungsverhältnis beibehalten, d. h. der Arbeitspunkt bleibt auf der Kurve C 1, bis daß der Wechselstromgenerator mit voller Erregung arbeitet. In diesem Moment wird von neuem die Kupplung 11 angesteuert, um den kinematischen Weg 2 b einzu­ schalten, d. h. der Arbeitspunkt kehrt wieder auf die Kurve C 2 zurück und bleibt dort, solange die Drehzahl des Motors die Schwelle N _R nicht überschreitet.

Es ist klar, daß auf diese Weise kein Pendel- oder Pumpeffekt bezüglich der Steuerung der Kupplung 11 auftreten kann. Eine Verzögerung von beispielsweise 5 Sekunden begrenzt die Häufigkeit des Übergangs von dem kleinen zum großen Übersetzungsverhältnis.

In Fig. 3 ist die Steuereinrichtung für die Kupplung 11 dargestellt. Diese Steuereinrichtung enthält einen Drehzahlmesser 15 zur Messung der Drehzahl N _A des Wechselstromgenerators und gibt eine entsprechende Information an die oben schon erwähnte Leitung 13. Die Messung der Drehzahl des Wechselstromgenerators in der Steuereinrichtung 15 kann erfolgen, indem die Frequenz der Spannung an einer der Dioden der Gleich­ richterbrücke für die Ausgangsspannung des Wechsel­ stromgenerators ermittelt wird. Das Ausgangssignal der Steuereinrichtung 15 wird einem Komparator 16 zugeführt, der an seinem anderen Eingang das Ausgangssignal eines Referenzsignalgenerators 17 empfängt.

Einer Steuerleitung 18 des Referenzsignalgenerators 17 wird ein Steuersignal zugeführt, das angibt ob der Ausgang des Referenzsignalgenerators 17 auf eine an den Eingang 19 gelegte Referenzspannung N _H oder auf eine an den Eingang 20 gelegte Referenzspannung N _B geschaltet wird. Wenn der Wechselstromgenerator mit großem Übersetzungsverhältnis angetrieben wird, ist die Ausgangsspannung des Drehzahlmessers 15 gleich N _H , wenn der Motor mit 1875 U/min läuft. Wird dagegen der Wechselstromgenerator 3 mit kleinem Übersetzungsverhältnis angetrieben, ist die Ausgangsspannung des Drehzahlmessers 15, wenn der Motor mit 1875 U/min läuft, gleich N _B . Der Komparator 16 liefert an seinem Ausgang ein Signal S 1, das "0" ist, wenn die von dem Drehzahlmesser 15 gelieferte Spannung größer ist als die Ausgangsspannung des Referenz­ signalgenerators 17, und das im entgegengesetzten Fall "1" ist. Man sieht daher, daß das Signal S 1 "0" ist, wenn die Motordrehzahl größer ist als die Referenzdrehzahl N _R = 1875 U/min und daß das Signal S 1 "1" ist, wenn die Motordrehzahl kleiner ist als diese Referenzdrehzahl. Das Signal S 1 wird einer UND-Schaltung 21 zugeführt, die an ihrem anderen Eingang das Ausgangssignal eines Verzögerungsgliedes 22 empfängt, das auf eine Ver­ zögerungszeit von 5 Sekunden eingestellt ist. Dem Ver­ zögerungsglied 22 wird das von einem Detektor 23 aus­ gegebene Signal S 2 zugeführt. Der Detektor 23 dient zur Ermittlung der vollen Erregung des Wechselstrom­ generators 4. Er empfängt seine Information von Leitung 14. Das Signal S 2 geht auf "1", wenn der Detektor 23 den Zustand der vollen Erregung feststellt.

Die UND-Schaltung 21 liefert ein Signal S 3, das "1" ist, wenn die Signale S 1 und S 2 beide "1" sind. Das Signal S 3 durchläuft eine ODER-Schaltung 24 und wird dem Rücksetzeingang R eines D-Flip-Flops 25 zugeführt. An dem zweiten Eingang der ODER-Schaltung 24 liegt das Ausgangssignal eines Kondensators 26, der an Spannung gelegt wird, wenn der Zündschlüssel des Fahrzeugs zum Starten des Motors betätigt wird. Bei Betätigung des Zündschlüssels wird der Unterbrecher 27 geschlossen. Wenn dies geschieht, lädt sich der Kondensator 26 über einen Widerstand 28 auf und die ODER-Schaltung 24 em­ pfängt an dem entsprechenden Eingang einen Impuls, der dem Übergang des Ausgangssignals der Schaltung 23 von "0" auf "1" entspricht.

Wenn das Flip-Flop 25 an seinem Rücksetzeingang R einen "1"-Impuls empfängt, geht das Signal am Ausgang Q auf "0" und das Signal am Ausgang auf "1". Der Ausgang Q ist mit dem Referenzsignalgenerator 17 verbunden, und wenn dieser ein "0"-Signal empfängt, gibt er die Spannung N _H auf seinen Ausgang durch. Das Ausgangs­ signal wird einem Unterbrecher 29 zugeführt, der die Versorgung der Spule 30 eines die Kupplung betätigenden Elektromagneten steuert. Wenn das Signal am Ausgang "1" ist, wird die Kupplung erregt und die Kraftüber­ tragung erfolgt über den kinematischen Weg 2 b.

Wenn die Drehzahl des Motors unter 1875 U/min liegt und wenn gleichzeitig der Wechselstromgenerator mit voller Erregung arbeitet, sind die Signale S 1 und S 2 beide "1", so daß auch das Signal S 3 "1" ist und die Kupplung 11 derart angesteuert wird, daß der Wechselstromgenerator mit großem Übersetzungsverhältnis angetrieben wird. Dieses große Übersetzungsverhältnis wird auch beim Starten des Motors, d. h. beim Schließen des Unterbrechers 27, eingestellt.

Wenn die Motordrehzahl den Wert von 1875 U/min über­ steigt, geht das Signal S 1 auf "0". Dieses Signal wird durch einen Inverter 31 invertiert und das invertierte Signal wird dem Takteingang C des Flip-Flops 25 zuge­ führt. Der Eingang D des Flip-Flops 25 liegt an positiver Spannung und der Eingang S an Masse. Wenn an dem Eingang C des Flip-Flops 25 ein "1"-Signal auftritt, nimmt der Ausgang Q die Spannung des Eingangs D an, d. h. das Ausgangssignal am Ausgang Q wird "1", wodurch an den Ausgang des Referenzsignalgenerators 17 die Spannung N _B gelegt wird. Gleichzeitig geht die Spannung am Aus­ gang des Flip-Flops 25 auf "0", wodurch die Spule 30 des Elektromagneten der Kupplung 11 aberregt wird, so daß der Wechselstromgenerator wieder auf das kleine Übersetzungsverhältnis, entsprechend dem kinematischen Weg 2 a umgeschaltet wird. Man erkennt, daß falls die Motordrehzahl 1875 U/min übersteigt, sich unabhängig von dem Erregungszustand des Wechselstromgeneratos das kleine Übersetzungsverhältnis von 1,8 für den Antrieb des Wechselstromgenerators einstellt.

Durch die Schaltung der Fig. 3 werden die nach dem er­ findungsgemäßen Verfahren vorgesehenen Funktionen aus­ geführt. Dieses Verfahren und die Vorrichtung ermög­ lichen eine starke Stromerzeugung auch im unteren Dreh­ zahlbereich des Motors, durch Einschaltung eines großen Übersetzungsverhältnisses. Dieses große Übersetzungs­ verhältnis wird nur dann beibehalten, wenn einerseits die Motordrehzahl hinreichend klein ist und wenn andererseits der Strombedarf am Ausgang des Wechsel­ stromgenerators so groß ist, daß der Wechselstromgene­ rator mit voller Erregung arbeitet.

Claims (12)

1. Verfahren zur Steuerung des Antriebs eines Wechselstromgenerators, insbesondere der Licht­ maschine eines Kraftfahrzeugs, wobei der Rotor des Wechselstromgenerators über ein Getriebe mit zwei unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen von einer Kraftmaschine mit sich stochastisch ändern­ der Drehzahl antreibbar ist und der Übergang von einem Übersetzungsverhältnis zum anderen als Funk­ tion des Wertes zweier Parameter des Betriebes der Kraftmaschine und/oder des Wechselstromgenerators erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang von dem großen Übersetzungsver­ hältnis zu dem kleinen Übersetzungsverhältnis bei einer ersten Drehzahl (N _H ) der Kraftmaschine er­ folgt, die größer als eine Referenzdrehzahl (NR) ist und daß der Übergang von dem kleinen Über­ setzungsverhältnis zu dem großen Übersetzungsver­ hältnis bei einer zweiten Drehzahl (N _B ) der Kraft­ maschine erfolgt, die kleiner ist als die Refe­ renzdrehzahl (NR) und wenn der Wechselstromgenera­ tor mit voller Erregung arbeitet.

2. Verfahren nach Anpruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang von dem kleinen zum großen Über­ setzungsverhältnis mit einer Zeitverzögerung er­ folgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Messung der Motordrehzahl (N) durch Feststellung der Frequenz der Ausgangs­ spannung des Wechselstromgenerators erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Ermittlung der Er­ regungsstärke des Wechselstromgenerators anhand des Funktionszustandes des Leistungsunterbrechers des Erregungsreglers für den Wechselstromgenerator erfolgt.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, angeschlossen an einen Wechselstromgenerator eines Kraftfahrzeugs, wobei der Rotor des Wechselstromgenerators über ein Getriebe mit zwei verschiedenen, wählbaren Übersetzungsverhältnissen von dem Verbrennungs­ motor angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Komparator (16) vorgesehen ist, der einerseits das Ausgangssignal eines die Drehzahl (N) des Ver­ brennungsmotors (1) messenden Drehzahlmessers (15) und andererseits von einem Referenzgenerator (17) eine der ersten (N _H ) oder zweiten Drehzahl (N _B ) entsprechenden Referenzspannung empfängt und der in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs ein Signal S 1 mit den Werten "0" oder "1" liefert, daß ein die volle Erregung des Wechselstromgene­ rators (3) erkennendes und ein entsprechendes Signal S 2 lieferndes Organ (23) vorgesehen ist und daß eine logische Schaltung (40) die Signale S 1 und S 2 empfängt und ein Binärsignal S 5 zur Steue­ rung des Übersetzungsverhältnisses, mit dem der Wechselstromgenerator (3) angetrieben wird, lie­ fert.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die logische Schaltung (40) eine UND- Schaltung (21) enthält, deren Eingängen die Si­ gnale S 1 und S 2 zugeführt werden und die ein Binärsignal S 3 erzeugt, dessen einer Zustand die Wahl des ersten Übersetzungsverhältnisses des den Wechselstromgenerator (3) antreibenden Getriebes (2) angibt, und daß die logische Schaltung (40) eine Kippschaltung (31, 25) enthält, die das Signal S 1 empfängt und die Einstellung des zweiten Über­ setzungsverhältnisses für den Antrieb des Wechsel­ stromgenerators (3) bewirkt, wenn das Signal S 1 einem Niveauwechsel unterliegt und wenn das Signal S 3 in einem Zustand ist, in dem es keine Wahl eines bestimmten Übersetzungsverhältnisses angibt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kippschaltung (31, 25) ein D-Flip-Flop (25) und einen Inverter (31) aufweist, daß dem Reset- Eingang (R) des D-Flip-Flop (25) das Binärsignal S 3 und dem Takteingang (C) über den Inverter (31) das Signal S 1 zugeführt sind, daß das Binärsignal des Ausgangs (Q) des D-Flip-Flop (25) die Refe­ renzspannung für "0" entsprechend der ersten Dreh­ zahl (N _H ) und für "1" entsprechend der zweiten Drehzahl (N _B ) festlegt und daß der invertierende Ausgang ( ) des D-Flip-Flop (25) das Signal S 5 bestimmt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Signal S 2 vor Erreichen der UND-Schaltung (21) eine Verzögerungsschaltung (22) durchläuft, wodurch der Übergang von dem kleinen zum großen Übersetzungsverhältnis mit der Zeit­ verzögerung erfolgt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß das Organ zur Ermittlung der Motordrehzahl Mittel (15) zur Messung der Drehgeschwindigkeit des Wechselstromgenerators (3) enthält und daß die Referenzspannung in Abhängig­ keit von dem jeweils eingestellten Übersetzungs­ verhältnis des den Gleichstromgenerator (3) an­ treibenden Getriebes (2) wählbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Mittel (15) zur Messung der Rota­ tionsgeschwindigkeit des Wechselstromgenerators (3) einen Frequenzdetektor für die Ausgangsspan­ nung des Wechselstromgenerators (3) enthalten.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung des Wechselstromgenerators (3) durch einen Regler (5) erfolgt und daß das Organ (23) zur Erkennung der vollen Erregung des Wechselstromgenerators (3) den Funktionszustand des Leistungsunterbrechers des Reglers (5) ermittelt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal S 3 eine ODER-Schaltung (24) passiert und daß einem anderen Eingang der ODER-Schaltung (24) ein Signal S 4 zu­ geführt wird, das beim Starten des Motors einen Wert einnimmt, der für das Getriebe (2) zum An­ trieb des Wechselstromgenerators (3) das erste Übersetzungsverhältnis einstellt.