DE69225779T2

DE69225779T2 - Spannungsregelschaltung zur Veränderung des Betriebs einer Lichtmaschinesfeldswicklung mit einem Verhältnis abhängig von einem Rotorgeschwindigkeitsignal

Info

Publication number: DE69225779T2
Application number: DE69225779T
Authority: DE
Inventors: Scott L. Phoenix Arizona 85032 Falater
Original assignee: SGS Thomson Microelectronics Inc
Current assignee: STMicroelectronics lnc USA
Priority date: 1991-11-29
Filing date: 1992-11-25
Publication date: 1998-12-24
Anticipated expiration: 2012-11-26
Also published as: DE69225779D1; JPH05292798A; EP0545616B1; EP0545616A1; US5225764A; JP3432536B2

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen in Spannungsregelschaltungen und insbesondere auf Verbesserungen bei Spannungsreglerschaltungen derart, die die Systemspannung in einem Fahrzeug oder dergleichen aufrechterhält, in denen elektrische Lasten an einem Fahrzeugsynchrongenerator bzw. Fahrzeugwechselstromgenerator bei verschiedenen Maschinengeschwindigkeiten bzw. Motordrehzahlen angelegt werden können.
Elektrische Systeme von heutigen Fahrzeugen verwenden üblicherweise einen Synchrongenerator bzw. Wechselstromgenerator, um die mechanische Energie, die in ihm über seine Drehachse übertragen worden ist, in elektrische Energie umzuwandeln. Die Strommenge, die durch einen Synchron- bzw. Wechselstromgenerator an seine Lasten abgegeben wird, wird durch viele Faktoren bestimmt, wie etwa der Drehgeschwindigkeit der Achse, der Systemspannung und der Strommenge, die in der Feldspule des Synchron- bzw. Wechselstromgenerators fließt.
Andererseits ist die Menge an mechanischer Energie, die in den Synchron- bzw. Wechselstromgenerator eingebracht wird, nahezu eine lineare Funktion der elektrischen Energie, die von ihm der Last zugeführt wird: Wenn die Last doppelt so viel elektrische Leistung abzieht, zieht der Synchron- bzw. Wechselstromgenerator nahezu doppelt soviel mechanische Leistung über seine Achse ab. Für eine gegebene Achsengeschwindigkeit bzw. Drehzahl werden die verschiedenen Pegel der mechanischen Leistung durch Veränderungen des Drehmoments gezeigt, die an dem mechanischen Schaft des Synchron- bzw. Wechselstromgenerators zu sehen sind.
Der drehende Teil eines Synchron- bzw. Wechselstromgenerators dreht eine Spule, die über Schleifringe und Bürsten erregt bzw. angetrieben wird. Diese drehende Spule, die "Rotor-" oder "Feldspule", errichtet ein Magnetfeld, das sich durch stationäre Spulen bzw. Wicklungen, die "Statorspulen", bewegt, deren Ausgang dann der Last über Gleichrichter übergeben wird. Der Ausgang des Synchron- bzw. Wechselstromgenerators wird durch einen Spannungsregler gesteuert, der die Systemspannung fühlt und den Feldspulenstrom verändert, um die Systemspannung auf irgend einen vorbestimmten Wert zu setzen. Falls die elektrische Last, die durch das Fahrzeug dargestellt wird, ansteigt, steigert der Spannungsregler den Feldspulenstrom, was den Ausgangsstrom von den Statorspulen des Synchron- bzw. Wechselstromgenerators erhöht, bis die Systemspannung auf ihren ordentlichen Wert zurückgebracht worden ist. Wenn der Feldspulenstrom gesteigert worden ist, steigt das durch den Synchron- bzw. Wechselstromgenerator über seine Eingangsachse und sein Laufrad aufgebrachte Drehmoment.
Schnelle Änderungen der von dem Synchron- bzw. Wechselstromgenerator von der Maschine über ihren Bandantrieb abgezogenen Energie können verschiedene Probleme bereiten. Zwei, die merklich für den Bediener bzw. Fahrer des Fahrzeuges sind, sind das Aufkreischen des Bandes, wenn das Drehmoment schnell auf sehr hohe Pegel ansteigt und ein Ruhestromstoß bzw. -Spannungsstoß. Das Problem des Ruhestrom- bzw. Spannungsstoßes wird durch die Tatsache verursacht, daß die modernen Maschinen hergestellt sind, um bei sehr geringen Drehzahlen im Leerlauf bzw. Ruhezustand zu sein, im allgemeinen unter Computersteuerung, um die verunreinigenden Abgase zu minimieren. Eine Maschine, die im Leerlauf bzw. Ruhezustand ist, kann insgesamt zwei oder drei Pferdestärken an mechanischer Energie aufbringen, die verwendet werden, um Reibung innerhalb der Maschine selbst und die Übertragung zu überwinden, den Synchron- bzw. Wechselstromgenerator anzutreiben und andere drehende Bestandteile an der Maschine, wie etwa die Wasserpumpe, die Luftpumpe, den Klimaanlagenkompressor, usw., zu betreiben. Der Synchron- bzw. Wechselstromgererator kann irgendwo von 0,1 bis 2 Pferdestärken, abhängig von den Anforderungen der elektrischen Last zu der Zeit, aufbringen. Eine schnelle Steigerung der elektrischen Lasten, wie etwa ein elektrisch getriebenes Flügelrad zum Kühlen bzw. Ventilator oder Lichter, die eingeschaltet werden, kann den Synchron- bzw. Wechselstromgenerator dazu veranlassen, der Maschine bis zu der Hälfte ihrer Ausgangsleistung zu nehmen. Dies kann die Maschine bis nahe daran bringen, abzusterben, was den Maschinensteuercomputer dazu veranlaßt, die Drosselklappe aufzustoßen, um das Absterben zu verhindern. Häufig übersteuert das System und die Leerlaufgeschwindigkeit bzw. -drehzahl geht kurzfristig auf einen höheren als den normalen Pegel. Dies ist ein unerwünschter Zustand.
Aufgrund von Energie- bzw. Leistungsverlustproblemen treiben die meisten vorhandenen Spannungsregler für Synchron- bzw. Wechselstromgeneratoren die Feldspule mit einer pulsbreiten modulierten Rechteckwelle an. Die Frequenz des Antriebs ist hoch genug, daß der Feldspulenstrom sich während einem Antriebszyklus nur wenig ändert. Die Veränderung eines Betriebszyklus bzw. der relativen Einschaltdauer (das Verhältnis der Ein- zur Auszeit) ändert den mittleren Pegel des Feldspulenstromes. Jedoch wird die Steuerung der Änderungsrate des Feldspulenstromes die Änderungsrate des Drehmoments, das durch die Maschine erkannt wird, steuern.
In der Vergangenheit sind mehrere Systeme vorgeschlagen worden, um sich mit diesen Problemen zu beschäftigten. Ein von Kirk et al. in dem US-Patent 4,459,589 vorgeschlagenes System verwendet eine fortwährend feste Steigerungsrate für den Feldspulenantrieb. Die Schaltung von Kirk et al. steuert die Steigerungsrate in dem Feldantrieb zu allen Zeiten auf ein konstantes Maximum. Die Ansprechgeschwindigkeit des Systems wird nicht durch die Größe der Steigerung der elektrischen Last bestimmt, oder durch die Wellengeschwindigkeit bzw. -drehzahl des Synchron- bzw. Wechselstromgenerators. Derartige Systeme könnten unter Spannungsstabilitätsproblemen leiden, weil sie auf Steigerungen der Last langsam reagieren, was die Systemspannung veranlaßt, in einem unnötigen Maß abzufallen, selbst in Reaktion auf lediglich kleine Laststeigerungen. Zusätzlich ist die Reaktionsgeschwindigkeit in vielen derartigen Systemen für sämtliche Maschinendrehzahlen bzw. -geschwindigkeiten konstant. Wenn die Maschine schneller läuft, entwickelt sie viele Pferdestärken und ist vergleichsweise unbeeinträchtigt durch Laständerungen von dem Synchron- bzw. Wechselstromgenerator. Zusätzlich bedeutet die größere Drehgeschwindigkeit, daß der Bandantrieb des Synchron- bzw. Wechselstromgenerators ein geringeres Drehmoment erfährt, um einen gegebenen Betrag an mechanischer Energie auf den Synchron- bzw. Wechselstromgenerator zu übertragen.
Ein anderes System, das von Bowman et al. in dem US-Patent 4,636,706 vorgeschlagen worden ist, verwendet vorbestimmte Aktualisierungsraten für den Feldspulenantrieb. Die Schaltung von Bowman et al. hat eine Ansprechzeit, die von der Wellengeschwindigkeit bzw. -drehzahl des Synchron- bzw. Wechselstromgenerators abhängt, mit einem stückweise linearen Verhältnis. In diesem System weist, wenn die Wellengeschwindigkeit bzw. -drehzahl innerhalb eines bestimmten Bereichs ist, die Steigerungsrate des Betriebsspieles des Feldantriebes einen bestimmten Wert auf. Für eine unterschiedliche Wellendrehzahl wird die Feldantriebssteigerung einen unterschiedlichen Wert haben. An dem Übergang zwischen den zwei Bereichen hat die Feldantriebssteigerungsrate einen stufenartigen Wechsel in ihrem Wert. Die Realisierung dieses Ansatzes erfordert allgemein Frequenzunterscheider bzw. -diskriminatoren, um die Achsen- bzw. Wellengeschwindigkeit oder -drehzahl zu fühlen. Falls der Synchron- bzw. Wechselstromgenerator bei einem der Übergänge betrieben wird, kann sich ein unberechenbarer bzw. sprunghafter Betrieb ergeben.
Die GB-A-2 068 660 offenbart eine Schaltung zum Verringern der Erregung einer Generatorfeldwicklung bzw. -spule, wenn die Maschinengeschwindigkeit bzw. -drehzahl ansteigt. Insbesondere wenn die Maschinendrehzahl einen bestimmten Schwellenpegel übersteigt (wobei dieser Pegel auf eine hohe Maschinendrehzahl eingestellt ist), dann wird der Antrieb für die Feldwicklung bzw. -spule bei einer Rate verringert, die proportional zu der Geschwindigkeit bzw. Drehzahl der Maschine ist.
Unter Berücksichtigung des obigen ist es deshalb eine Aufgabe der Erfindung, die Änderungsrate des Drehmoments eines Fahrzeugssynchron- bzw. Wechselstromgenerators zu steuern, indem die Änderungsrate des Feldspulenstromes in einer solchen Weise geändert wird, daß die Steigerungsrate des Feldantriebes linear von der Statorfrequenz abhängig ist.
Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung der beschriebenen Art bereitzustellen, die durch vergleichsweise einfache elektronische Schaltungen freigegeben werden.
Es ist noch eine andere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung der beschriebenen Art bereitzustellen, die keine Übergänge zwischen der Systemansprechzeit als einer Funktion der Synchron- bzw. Wechselstromgeneratorwellendrehzahl haben und fortwährend eine variable Ansprechzeit hat.
Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung der beschriebenen Art bereitzustellen, die eine Reaktionsgeschwindigkeit bereitstellt, die auf die Geschwindigkeit bzw.Drehzahl der Maschine, mit der sie verbunden ist, bezogen ist.
Es ist noch eine andere Aufgabe der Erfindung, eine Schaltung zur Verfügung zu stellen, um eine statorabhängige Drehmomentsteuerung bereitzustellen, das von einem Synchron- bzw. Wechselstromgenerators eines Fahrzeuges erzeugt wird.
Es ist noch eine andere Aufgabe der Erfindung, eine System bereitzustellen, das eine gefühlte Spannung regelt, um innerhalb vorgeschriebener Grenzen zu liegen.
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Reglerschaltung zum Anschluß an Feldspulen eines Synchron- bzw. Wechselstromgenerators in einem elektrischen System zur Verfügung gestellt, das eine Systemspannung hat, die durch den Synchron- bzw. Wechselstromgenerator aufrechterhalten wird, die aufweist: eine Schaltung, um einen variablen Antrieb für die Feldspulen des Synchron- bzw. Wechselstromgenerators bereitzustellen; eine Schaltung, um ein Geschwindigkeitssignal zu erzeugen, das sich auf eine Rotationsgeschwindigkeit eines Rotors des Synchron- bzw. Wechselstromgenerators bezieht; eine Schaltung, um ein Abweichungssignal zu erzeugen, wenn die Systemspannung um mehr als einen vorbestimmten Betrag bzw. Größe von einem vorbestimmten Wert abweicht; eine Schaltung, die auf das Abweichungssignal anspricht, um den variablen Antrieb für die Feldspulen des Synchron- bzw. Wechselstromgenerators zu steuern, dadurch gekennzeichnet, daß der Feldspulenantrieb zu dem Synchron- bzw. Wechselstromgenerator kontinuierlich mit einer Rate gesteigert wird, die von dem Geschwindigkeitssignal abhängt, so daß bei hohen Rotationsgeschwindigkeiten der Feldantrieb mit einer hohen Rate ansteigt und bei niedrigeren Rotationsgeschwindigkeiten der Feldantrieb mit einer niedrigeren Rate ansteigt.
Die Schaltung, die auf das Abweichungssignal anspricht, kann eine Registerschaltung aufweisen, um einen Wert zu registrieren, der sich auf die Systemspannung bezieht, und die einen Ausgang hat, um den registrierten Wert zum Eingeben in die Schaltung bereitzustellen, um einen variablen Antrieb zur Verfügung zu stellen.
Die Schaltung, die auf das Abweichungssignal anspricht, kann ferner eine Steuerschaltung aufweisen, um die Registrierungs- bzw. Registerschaltung zu steuern, um den registrierten Wert für die Schaltung für den variablen Antrieb zu erzeugen, wenn das Abweichungssignal in einem Zustand ist, und um den registrierten Wert in der Registrierungsschaltung bei einer Rate zu staffeln bzw. zu stufen, die sich auf die Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl des Synchron- bzw. Wechselstromgenerators bezieht, wenn das Abweichungssignal in einem anderen Zustand ist.
Die Schaltung, um einen variablen Antrieb bereitzustellen, kann aufweisen: eine Quelle für Taktpulse; und eine Zähleinrichtung, um einen Taktpulszählausgang zu erzeugen, und wobei die Schaltung, die auf das Abweichungssignal anspricht, ferner aufweist: eine Steuerschaltung, um die Registrier- bzw. Registerschaltung zu steuern, um einen Wert zu erzeugen, der durch die Taktpulse auf einen vorbestimmten Taktpulszählwert imkrementiert wird, wenn das Abweichungssignal in einem Zustand ist, und um den registrierten Wert in der Registrier- bzw. Registerschaltung mit einer Rate zu inkrementieren, die sich auf die Rotationsgeschwindigkeit des Synchron- bzw. Wechselstromgenerators bezieht, wenn das Abweichungssignal in einem anderen Zustand ist.
Die Schaltung zum Bereitstellen eines variablen Antriebs aufweist: eine Taktschaltung, um ein Taktsignal zu erzeugen; ein Register, das einen digitalen Ausgangswert enthält, der inkrementiert oder dekrementiert werden kann; einen Freilaufzähler, um einen Zählwert des Taktsignals auszugeben, und um ein Signal auszugeben, wenn der Zählwert einem vorbestimmten Wert entspricht; eine Vergleicherschaltung, um den Zählwert des Taktsignals von dem Freilaufzähler mit dem digitalen Ausgangswert des Registers zu vergleichen, um ein Vergleichssignal zu erzeugen; und eine Halte- bzw. Zwischenspeicherschaltung, die angeschlossen ist, um durch das Signal des Freilaufzählers eingestellt zu werden, wenn der Zählwert dem vorbestimmten Wert entspricht, und um durch das Vergleichssignal zurückgesetzt zu werden; und wobei die Schalung, die auf das Abweichungssignal anspricht, ferner aufweist: eine Steuerschaltung, die auf das Abweichungssignal anspricht, um das Register mit einer Rate zu inkrementieren oder zu dekrementieren, die durch das Taktsignal bestimmt wird, wenn die Systemspannung von dem vorbestimmten Wert um weniger als den vorbestimmten Betrag bzw. Größe abweicht, und um das Register mit einer Rate zu inkrementieren oder zu dekrementieren, die durch die Rotationsgeschwindigkeit des Synchrongenerators bestimmt wird, wenn die Systemspannung von dem vorbestimmten Wert um mehr als den vorbestimmten Betrag bzw. Größe abweicht.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung, wird ein Verfahren zum Regeln der Spannung bereitgestellt, die durch einen Synchron- bzw. Wechselstromgenerator geliefert wird, der Feldspulen in einem elektrischen System hat, das eine Systemspannung hat, die durch den Synchron- bzw. Wechselstromgenerator aufrechterhalten wird, das den Schritt aufweist, daß bestimmt wird, wenn die Systemspannung von einer Nennspannung um mehr als einen vorbestimmten Betrag bzw. Größe abweicht, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die Systemspannungsabweichung auftritt, das Verfahren ferner den Schritt aufweist, ein pulsbreitenmoduliertes Signal für den Antrieb der Feldspulen des Synchron- bzw. Wechselstromgenerators kontinuierlich mit einer Rate zu erhöhen bzw. zu steigern, die auf eine Rotationsgeschwindigkeit eines Rotors des Synchrongenerators bezogen ist, so daß bei hohen Rotationsgeschwindigkeiten der Feldantrieb mit einer hohen Rate gesteigert wird und bei niedrigeren Rotationsgeschwindigkeiten der Feldantrieb mit einer niedrigeren Rate ansteigt.
Die Erfindung wird in den begleitenden Darstellungen wiedergegeben, in welchen:
Figur 1 eine Kästchendarstellung bzw. eine Prinzipdarstellung ist, die eine elektrische Schaltung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt, um Antriebssignale für eine Feldspule eines Synchron- bzw. Wechselstromgenerators zur Verwendung auf einem Automobil oder einem anderen Fahrzeug zur Verfügung zu stellen.
Figur 2 ein Graph ist, der das Verhältnis zwischen der Systemspannung und der Betriebsdauer bzw. relative Einschaltdauer des Feldantriebs einer Schaltung zeigt, die gemäß dem Diagramm nach Figur 1 aufgebaut ist.
Figur 3a ein Graph der Systemspannung gegenüber der Zeit ist, der eine typische Wellenform zeigt, die durch eine Schaltung erzeugt wird, die gemäß dem Diagramm nach Figur 1 aufgebaut ist, der Systemspannung in Reaktion auf eine plötzlich über den Synchron- bzw. Wechselstromgenerator eines Fahrzeuges oder dergleichen angelegten Last.
Figur 3b ein Graph des Arbeitspiels bzw. Betriebsspiels des Feldantriebes gegenüber einer Systemzeit gemäß der Erfindung in Reaktion auf die Spannung ist, die durch die Wellenform nach Figur 3a wiedergegeben ist.
Figur 4a ein Graph der Systemspannung gegenüber der Zeit ist, die eine Wellenform der Systemspannung zeigt, wenn eine Last an den Synchron- bzw. Wechselstromgenerator eines Fahrzeugs oder dergleichen angelegt wird, die durch die Reglerschaltung von typischen Schaltungen nach dem Stand der Technik erzeugt wird.
Figur 4b ein Graph der Betriebsdauer bzw. relative Einschaltdauer des Feldantriebs gegenüber der Zeit ist, in Reaktion auf eine gesteigerte Last, die an den Synchron- bzw. Wechselstromgenerator angelegt wird, um die in Figur 4a gezeigte Wellenform zu erzeugen.
Figur 5a ein Graph einer Systemspannung gegenüber der Zeit ist, der ein Ansprechen der Systemspannung bei niedrigen Maschinengeschwindigkeiten bzw. -drehzahlen auf eine Last zeigt, die an das System angelegt wird, die durch die Schaltung, die gemäß dem Diagramm nach Figur 1 aufgebaut ist, erzeugt wird.
Figur 5b ein Graph einer Betriebsdauer des Feldantriebs ist, der sich aus der Schaltung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bei niedrigen Maschinendrehzahlen ergibt, um die Reaktion der Systemspannung zu erzeugen, die in dem Graph in Figur 5a gezeigt ist.
Figur 6a ein Graph einer Wellenform der Systemspannung ist, die sich ergibt, wenn eine Last an dem Synchron- bzw. Wechselstromgenerator bei hohen Maschinendrehzahlen angelegt wird, die durch die Schaltung erzeugt wird, die gemäß dem Diagramm nach Figur 1 aufgebaut ist.
Figur 6b ein Graph einer relativen Einschaltdauer des Feldantriebes gegenüber der Zeit ist, der eine Wennform wiedergibt, die sich unter Verwendung einer Schaltung gemäß einer bevorzugten Ausführungform der Erfindung ergibt, um die Systemspannungswellenform nach Figur 6a zu erzeugen.
Figur 7 ein Blockdiagramm einer elektrischen Schaltung ist, um eine Reglerfunktion für einen Synchron- bzw. Wechselstromgenerator gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung zur Verfügung zu stellen.
Und Figur 8 ein elektrisches Schemadiagramm einer Schaltungsausführungsform einer Steuerlogik ist, die in dem Spannungsregler, der in Figur 7 gezeigt ist, verwendet werden könnte.
Ein Blockdiagramm einer Schaltung 10 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung um Leistungssignale zum Anschließen an Feldspulenwicklungen eines Synchron- bzw. Wechselstromgenerators eines Fahrzeuges (nicht gezeigte ...) bereitzustellen, ist in Figur 1 dargestellt. Die Schaltung 10 enthält einen Analog- Digitalkonverter und einen Filter 11, der an seinem Eingang die Systemspannung entgegennimmt, die über den Knoten 12 angelegt ist. Der Zweck des Analog- Digitalkonverters und des Filters 11 ist es, die Systemspannung zu fühlen und ein digitales Wort bereitzustellen, das nachfolgende Schaltungen von der Spannung des Systems informiert. Der Analog-Digitalkonverter und die Filterschaltung 11 stellen deshalb einen digitalen Ausgang auf der Leitung 13 zur Verfügung, der sich auf den Pegel der Systemspannung an dem Knoten 12 bezieht. Das Digitalsignal an der Leitung 13 wird an die "JAM-Eingänge" einer Einschaltdauerregisterschaltung 14 angelegt, in der sie registriert werden.
Das Register 14 für das Arbeits- bzw. Lastspiel enthält das digitale Wort, das das Arbeits- bzw. Lastspiel des Feldantriebes darstellt, das durch das System berechnet worden ist. Eingänge in das Einschaltdauerregister 14 enthalten die "JAM-Eingänge" (die Dateneingänge wiedergeben) von dem Analog-Digitalkonverter, eine "JAM- Freigabe" von der Steuerlogikschaltung 22 und einen "Steigerungseingang" von der Steuerlogikschaltung 22. Zusätzlich wird das Digitalsignal, das an der Leitung 13 von dem Ausgang des Analog-Digitalkonverters und dem Filter 11 erscheint, an einen Eingang einer unter Spannungsfühlschaltung 15 angelegt. Der Ausgang der Leitung 16 von der Unterspannungsfühlschaltung 15 wird an einen Eingang der Steuerlogikschaltung 22 angelegt. Die Unterspannungsfühlschaltung 15 weist einen vorbestimmten Schwellenwert auf, so daß, wenn der Wert des Eingangs der Leitung 13 unter einen vorbestimmten Wert fällt, ein Ausgang an der Leitung 16 erzeugt wird. Folglich überwacht die Unterspannungsfühlschaltung 15 den Ausgang von dem Analog- Digitalkonverter 11, um die Steuerlogikschaltung 22 zu informieren, wenn die Systemspannung unter den vorbestimmten Schwellenwert fällt. Diese Spannung ist der Wert, bei dem die Drehmomentsteuerung, wie unten beschrieben, freigegeben ist.
Ein Signal von dem Stator des Synchron- bzw. Wechselstromgenerators, das die Statorphase darstellt, kann an einen Knoten 20 angelegt werden, der an einen Eingang einer Teilerschaltung 21 angeschlossen ist. Der Ausgang von der Teilerschaltung 21 ist an die Steuerlogikschaltung 22 über die Leitung 23 angeschlossen. Die Teilerschaltung 21 ist ein einfacher digitaler Teiler, der die Frequenz, die an dem Phasenfühleingangsknoten 20 des Stators gesehen wird, teilt, um den "Steigerungseingang" in die Steuerlogikschaltung 22 und infolge dem "Steigerungseingang" des Einschaltdauerregisters 14 einzuspeisen.
Die Phasenfühlspannung des Stators kann z.B. von einer der Statorspulen an einem Punkt erhalten werden, der an den Anschluß zwischen den Dioden einer Diodenanordnung des Typs angeschlossen wird, der allgemein in Verbindung mit den meisten Synchron- bzw. Wechselstromgeneratorsystemen eingesetzt wird. Ein derartiger Abtastknoten wird typischerweise in den meisten Synchron- bzw. Wechselstromgeneratorsystemen vorkommen, um z.B. dem Rotor "keine Drehung" zu signalisieren, um ein gebrochenes Antriebsband bzw. einen gebrochenen Antriebsriemen oder andere derartige Probleme anzuzeigen. Folglich stellt das Signal an der Leitung nach 21 die Drehgeschwindigkeit des Synchron- bzw. Wechselstromgenerators dar, die durch den Divisor geteilt ist, der in der Teilerschaltung 21 eingerichtet ist. Dies ist ein Signal, das ein Zeitverhältnis zu der Frequenz hat, die an dem Abtastknoten gesehen wird, die von der Drehfrequenz der Synchron- bzw. Wechselstromgeneratorachse bzw. -welle erhalten wird. Dieses Verhältnis ist durch den physikalischen Aufbau des Synchron- bzw. Wechselstromgenerators festgelegt.
Die Steuerlogikschaltung 22 arbeitet, um einen Normalausgang an einer Leitung 24 zu erzeugen, der an den "JAM"-Freigabeeingang des Einschaltdauerregisters 14 angeschlossen wird. Andererseits wird, wenn ein Signal an dem Knoten 12 auftritt, das einen Unterspannungszustand der Systemspannung anzeigt, das Signal an der Leitung 23, das die Frequenz oder Drehgeschwindigkeit des Stators des Synchron- bzw. Wechselstromgenerators darstellt, über die Leitung 25 an den "Steigerungseingangsanschluß" der Einschaltdauerregisterschaltung 14 angelegt und in Konkurrenz hierzu wird das Signal an der Leitung 24 zu dem "JAM"-Freigabeeingang entfernt.
Die Einschaltdauerregisterschaltung 14 hat das digitale Signal an der Leitung 13 von dem Ausgang des Analog-Digitalkonverters und der Filterschaltung 11 in sich registriert und in der Gegenwart des "JAM"-Freigabesignals, das an der Leitung 24 bereitgestellt ist, gibt sie das registrierte Signal an der Ausgangsleitung 29 an, die ein "Einschaltdauerwort" darstellt. Der Einschaltdauergenerator 32 nimmt das Einschaltdauerwort von dem Ausgang des Einschaltdauerregisters 14 und wandelt es in die Feldspulenantriebswellenform. Die Feldeinschaltdauer kann von 0 % bis 100 % reichen abhängig von dem Wert des Einschaltdauerwortes. Folglich wird das Einschaltdauerwort an die Leitung 29 an den Eingang einer Einschaltdauergeneratorschaltung 32 angeschlossen, die an ihrer Ausgangsleitung 33, die an einen Ausgangsknoten 34 angeschlossen ist, ein Signal bereitstellt, das auf den Wert des Einschaltdauerwortes an der Leitung 29 bezogen ist.
Andererseits wird in Gegenwart eines Signals an der Steigerungsleitung 25 das Signal an der "JAM"-Freigabeleitung 24 weggenommen und der Wert, der in dem Einschaltdauerregister 14 registriert ist, wird mit einer durch das Signal an der Leitung 23 bestimmten Rate inkrementiert oder gesteigert, welche, wie oben beschrieben, auf die Drehgeschwindigkeit bzw. Umdrehungszahl des Synchron- bzw. Wechselstromgenerators bezogen ist. Der ansteigende Wert, der in dem Einschaltdauerregister 14 registriert ist, wird fortgesetzt an den Ausgang der Leitung 29 angelegt, der das Spiel- bzw. Tastwort bildet, das an den Eingang der Einschaltdauergeneratorschaltung 32 angelegt ist.
Die hierin vorgeschlagene Erfindung stellt die Steigerung der Rate in dem Feldantrieb beispielsweise linear abhängig von der Statorfrequenz zur Verfügung. Über die Verwendung der Teilerschaltung kann die Statorfrequenz gemessen werden, um eine Steigerung des Taktsignals zu erzeugen, so daß bei hohen Statorfrequenzen der Feldantrieb bei einer hohen Rate gesteigert werden kann und bei niedrigen Statorfrequenzen der Feldantrieb bei einer niedrigen Rate gesteigert werden kann.
Der Normalbetrieb der Schaltung nach Figur 1 wird in Figur 2 gezeigt. Einige Vorteile dieses Ansatzes gegenüber früheren Schaltungen sind, daß einfachere Schaltungen erforderlich sind, um das System zu realisieren, und daß es keine Übergänge in dem Systembetrieb gibt. Dieses System hat eine kontinuierlich veränderliche Ansprechzeit auf Laststeigerungen, und es treten keine Probleme auf, weil das System nicht zwischen zwei getrennten Betiebsmodi springen muß, wie bei einigen früheren Ansätzen bzw. Versuchen. Die ausgefranste Übergangskurve des vorgeschlagenen Systems gibt die digitale Realisierung der Schaltung wieder und ist lediglich die Quantisierung der relativen Einschaltdauer verglichen mit der kontinuierlichen analogen Kurve.
Wenn die Systemspannung unterhalb der beschriebenen Grenzen ist, wird die Feldantriebseinschaltdauer gesteigert, wobei der Ausgangsstrom von dem Synchron- bzw. Wechselstromgenerator zu der Last ansteigt. Dies wird die Systemspannung steigern, bis sie zu dem Normalbereich zurückkehrt, typisch, wie in der Figur 2 zu sehen ist, zwischen 14,4 Volt und 14,6 Volt, und ein Gleichgewichtspunkt wird erreicht. Folglich bildet das vorgeschlagene System herkömmliche Systeme nach, indem es dem Einschaltdauerregister 14 ermöglicht wird, transparent zu werden. D.h. die den "JAM-Eingängen" des Einschaltdauerregisters 14 eingespeisten Daten werden lediglich unmittelbar in den Einschaltdauergenerator 32 eingespeist, der den passenden Einschaltdauerwert als eine Funktion des Datenwortes vermißt, das durch den Analog- Digitalkonverter 11 erzeugt wird. Während dieses Modus erhält die Steuerlogikschaltung 22 diesen Betrieb aufrecht in dem das "JAM"-Freigabesignal gegenüber dem Einschaltdauerregister 14 durchgesetzt wird.
Die Figuren 3a und 3b zeigen den Betrieb des Systems, wenn eine schnelle Steigerung der elektrischen Last erkundet wird. Die schnelle Laständerung wird durch einen schnellen Abfall der Systemspannung markiert, der durch die Kurve 40 gezeigt wird, auf einen Wert unterhalb des Schwellenwertes 41, der durch die gestrichelte Linie angezeigt wird. Dieses Ereignis tritt zu einer Zeit A auf. Während die Systemspannung unterhalb des Schwellenwertes 41 verbleibt, läßt die Unterspannungsfühlschaltung 15 die Steuerlogikschaltung 22 hängen. In diesem Betriebsmodus nimmt die Steuerlogikschaltung 22 das "JAM"-Freigabesignal für das Einschaltdauerregister 14 zurück und beginnt das "Steigerungs"-Taktsignal zuzuführen, um den "Steigerungseingang" für das Einschaltdauerregister 14 zuzuführen. Jedes Ticken des "Steigerungseingangs" steigert die Einschaltdauer um einen Zählwert in Richtung einer ... %. Auf diese Weise wird das Einschaltdauerwort bei einer Rate gesteigert, die durch die Frequenz festgelegt wird, die von dem Phasenfühleingangsknoten 20 des Stators gesehen wird, die die Wellengeschwindigkeit bzw. -drehzahl des Synchron- bzw. Wechselstromgenerators wiedergibt. Folglich ist die Steigerungsrate der Einschaltdauer des Feldantriebs zwischen Zeiten A und B wellendrehzahl bzw. -geschwindigkeitsabhängig. Nachdem die Systemspannung sich oberhalb des Schwellenwertes erholt hat, kehrt das System, wie oben beschrieben, zu dem Normalbetrieb zurück.
Der Betrieb des Systems gemäß der obigen Ausführungsform der Erfindung ist gegensätzlich zu dem Betrieb nach dem Stand der Technik, der in den Figuren 4a und 4b dargestellt ist, die die schnelle Reaktion auf ein typisches, handelsübliches System zeigen. Der Betrieb gemäß der Erfindung ist in den Figuren 5a und 5b dargestellt, die ein langsames Ansprechen des Systems bei niedriger Maschinengeschwindigkeit bzw. -drehzahl zeigen, die das System nach der Erfindung einsetzen; und die Figuren 6a und 6b zeigen eine schnelle Reaktion bzw. ein schnelles Ansprechen des Systems bei hohen Maschinendrehzahlen bzw. -geschwindigkeiten. Das durch den Synchron- bzw. Wechselstromgenerator von der Maschine abgezogene Drehmoment ist meistens linear abhängig von der Einschaltdauer des Feldantriebs, wobei eine konstante Maschinendrehzahl angenommen wird. Folglich treten bei diesem System große Änderungen des Drehmoments langsam auf, wenn die Maschinendrehzahl niedrig ist und die Maschine, wie voranstehend beschrieben, am Stehenbleiben bzw. Abwürgen ist. Wenn die Maschinendrehzahl hoch ist, ändert sich das Drehmoment schneller, wobei die normale Systemspannung so schnell wie es die Bedingungen erlauben wieder hergestellt wird. Man bemerke, daß sämtliche Systeme vor und nach den Übergängen gleich aussehen, jedoch deren Verhalten während des Übergangs unterschiedlich ist.
Es wird unter Bezugnahme auf Figur 7 eine andere Schaltungsausführung 50 zum Regeln des Feldspulenantriebs eines verbundenen Synchron- bzw. Wechselstromgenerators (nicht gezeigt) zur Verfügung gestellt. Die Schaltung 50 enthält ein Register 51 mit 10 Bit, das Eingänge zum Inkrementieren und zum Dekrementieren und einen Ausgang hat, der einen digitalen Wort- oder einen anderen digitalen Signalausgang zur Verfügung stellt. Signale für die Eingänge zum Inkrementieren und Dekrementieren des Registers 51 mit 10 Bit werden durch eine Steuerlogikschaltung 52 zur Verfügung gestellt. Die Steuerlogikschaltung 52 empfängt Eingänge von 3 Komperatoren 53,54 und 55, von denen jeder einen Eingang hat, der angeschlossen ist, um ein Signal zu empfangen, das auf die Systemspannung bezogen ist, der mit "A-Leitung" bezeichnet ist. Der erste Komperator 54 empfängt auf seinem anderen Eingangsanschluß eine Nennspannung (VNOM), die einen Dither-Betrieb (Zitterbetrieb) der Schaltung 50 während des Normalbetriebs innerhalb annehmbarer Grenzen zur Verfügung stellt. Der zweite Komperator 53 empfängt andererseits an seinem anderen Eingangsanschluß eine Spannung, die der Nennspannung plus 0,1 Volt gleich ist, und arbeitet, um den Wert, der in dem Register 51 gehalten wird, mit einer schnellen Rate zu dekrementieren. Die Komperatorschaltung 53 kann alternativ verwendet werden, um einen Abschottungs- bzw. Abschaltbetrieb zu initiieren, um den Synchron- bzw. Wechselstromgenerator zeitweise von der Systemspannung zu entkoppeln, beispielsweise in dem Fall eines großen Spannungssoges bzw. -bedarfs oder einer Spitze, die ansonsten die mit dem elektrischen System des Fahrzeuges verbundenen Bestandteile schädigen könnte. Letztlich empfängt der dritte Komperator 55 an seinem anderen Eingangsanschluß eine Spannung, die der Nominalspannung minus 0,1 Volt gleich ist.
Ein Statoreingang kann an einen Eingangsknoten 60 angeschlossen werden, um ein Signal an der Leitung 61 zu einer Statorphasenfühlschaltung 62 zur Verfügung zu stellen. Die Statorphasenfühlschaltung 62 stellt ein Signal an ihrer Ausgangsleitung 65 bereit, das auf die Drehgeschwindigkeit des Stators des Synchron- bzw. Wechselstromgenerators bezogen ist, und wird an einen Eingang der Steuerlogikschaltung 52 angeschlossen. Der letzte Eingang der Steuerlogikschaltung 52 wird an einer Leitung 66 von einer Taktschaltung 67 vorgesehen, der eine Frequenz von z.B. 120 kHz hat.
Der Ausgang von der Taktschaltung 67 wird zusätzlich an einem Takteingang einer freilaufenden Zählschaltung 70 mit 10 Bit angelegt. Die Ausgänge von dem freilaufenden Zähler 70 mit 10 Bit werden an einen Eingang einer digitalen Größenvergleicherschaltung 72 an einem Bus 73 angeschlosssen. Zusätzlich werden die Ausgänge von dem Register 51 mit 10 Bit an einen anderen Satz von Eingängen der digitalen Größenvergleicherschaltung 72 an einem Bus 74 angeschlossen. Der digitalen Größenvergleicher 72 arbeitet, um einen Ausgang in einer Leitung 76 zu erzeugen, wenn ein Wert der Digitalsignale an dem Bus von 73 und 74 gleich ist. Die Leitung 76 ist an dem Rücksitzanschluß eines Zwischen- bzw. Haltespeichers 80 angeschlossen.
Zusätzlich stellt die freilaufende Zählschaltung 70 mit 10 Bit einen Ausgang an einer Leitung 81 zur Verfügung, wenn ihr Zählwert gleich 0 ist, und die Leitung 81 ist an den Einstellanschluß des Haltespeichers 80 angeschlossen. Der Ausgang Q des Halte- bzw. Zwischenspeichers 80 ist an das Gate eines Leistungs-FET 85 oder ein anderes als ein Steuerelement als Leistungsschalteinrichtung angeschlossen, das an die Feldspulenantriebsschaltung angeschlossen sein kann, um die Feldspulen des Synchron- bzw. Wechselstromgenerators zu steuern.
Die Figur 8 zeigt eine Ausführungsform einer Logikschaltung, die für die Steuerlogikschaltung 52 in Figur 7 verwendet werden kann. In der Schaltung sind die Eingangs- und Ausgangsanschlüsse mit den jeweiligen Bezugsziffern der Leitungen und der Schaltungen dargestellt, an die sie in dem Blockdiagramm, das in Figur 7 gezeigt ist, einen Anschluß darstellen. Die Steuerlogikschaltung 52 kann mit diskreten logischen Bestandteilen verwirklicht werden oder kann unter Verwendung eines teilweisen oder vollständig programmierten Mikroprozessors oder logischer Gatter in einer handelsüblichen integrierten Schaltung aufgebaut werden.
Wie oben beschrieben, wird die "A-Leitung" des Systems, die die Batterieleitungsspannung sein kann, durch drei Komperatoren 53, 54 und 55 gefühlt. Der mittlere Komperator 54 vergleicht die "A-Leitungs"-Spannung mit einer Nennspannung VNOM. Falls die "A-Leitungs"-Spannung unterhalb der Nennspannung ist, wird die Steuerlogikschaltung 52 das Einschaltdauerregister 51 inkrementieren, bis die "A-Leitungs"-Spannung die Nennspannung übersteigt. Dies veranlaßt die Steuerlogikschaltung 52 dazu, das Register 51 mit 10 Bit zu dekrementieren und der Zyklus wiederholt sich selbst. Während des Normalbetriebes schwankt das Einschaltdauerregister 51 mit 10 Bit deshalb um einen Zählwert auf und nieder, wobei dies jedoch nur zu einer Änderung der relativen Einschaltdauer des Feldspulenantriebs von 0,1 % führt, was ein akzeptabler Dither-Betrag bzw. Zitterbetrag sein sollte.
Folglich wird in dem Normalbetrieb der Schaltung 50, wenn nur der Ausgang des Komperators 54 wirksam ist, die Änderungsrate der relativen Einschaltdauer konstant sein. Andererseits werden die anderen zwei Komperatoren 53 und 54 wirksam, um zu messen, wenn die Fehlerspannung (die "A-Leitungs"-Spannung minus der Nennspannung) größer ist, als eine vorbestimmte Spannung entweder in der positiven oder der negativen Richtung, z.B. 0,1 Volt in der gezeigten Ausführungsform. Wenn der Fehler diesen vorbestimmten Wert übersteigt, verursacht die Steuerlogikschaltung 52, daß der Inhalt des Einschaltdauerregisters schneller als sonst geändert wird. Die Anstiegsgeschwindigkeit der Einschaltdauer wird sich folglich an die Betriebsbedingungen anpassen.
Der freilaufende Zähler 70 mit 10 Bit wird normalerweise durch das 120 kHz Taktsignal von der Takteinrichtung 67 angesteuert. Folglich ist die Frequenz der Steuerschleife auf ungefähr 120 Hz bzw. kHz eingestellt, wobei der freilaufende Zähler 70 durch Bitkombination von nur Nullen und nur Einsen läuft. Wenn der Zähler einen vorbestimmten Zählwert erreicht, z.B. alles Nullen, stellt das "= 0000"- Signal den Zwischen- bzw. Haltespeicher 80 ein, was den Feldspulentreibertransistor 85 einschaltet. Inzwischen überwacht der digitale Größenvergleicher 72 die Inhalte des freilaufenden Zählers 70 und des Registers 51. Wenn die Inhalte des Zählers 70 und des Registers 51 gleich sind, stellt der Ausgang von dem größten Vergleicher 72 den Zwischen- bzw. Haltespeicher 80 zurück und der Feldspulentreibertransistor 85 wird ausgeschaltet, wodurch die Einschaltdauer der Schaltung 50 eingerichtet ist. Da der Wert, der in dem Register 51 registriert ist, die relative Einschaltdauer des Systems einrichtet, wobei sein Wert gesteigert wird, wird die Einschaltdauer erhöht.
Das Einschaltdauerregister 51 mit 10 Bit veranlaßt die Schleife dazu, sich wie ein Integrator zu verhalten (Pol bei 0 Hertz), wo die Schleife eingebettet ist. Das bedeutet, daß egal wie groß der anfängliche Spannungsfehler ist, das System schließlich auf die genaue gleiche Nennspannung zurückkommen wird, solange die letztliche Einschaltdauer innerhalb der normalen Betriebsgrenzen ist.
Der annehmbare Zitter-bzw. Ditherpegel und die Schleifenstabilitätskriterien legen die erforderliche Auflösung für die Einschaltdauer und auch die mögliche Aktualisierungsfrequenz für die Inhalte des Registers 51 fest, so daß das Register 51 nicht fortwährend übersteuert oder untersteuert und der zutreffende Ruhewert erreicht wird. Dies richtet ein Maximum der erlaubten Anstiegsrate für die Einschaltdauer ein.
Die Veränderung der Änderungsrate der Einschaltdauer auf diese Weise ergibt eine stabile Schleife, während die mögliche Ansprechzeit zu großen Laständerungen minimiert wird. Die Lastansprechsteuerung kann durch die Ermöglichung der Frequenz realisiert werden, die an dem Statoreingangsknoten 60 zu erkennen ist, um die Aktualisierungsrate für das Register 51 zu bestimmen. Auf diese Weise wird die Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl des Synchron- bzw. Wechselstromgenerators die Ansprechzeit des Reglers auf Laständerungen einstellen. Bei niedrigen Geschwindigkeiten würde der Regler langsam reagieren und bei hohen Geschwindigkeiten würde die Schaltung schnell fertig werden. Die Verwendung des Statoreingangs in dieser Weise verändert die Ansprechzeit in einer kontinuierlichen Weise, wobei irgendwelche Ungleichmäßigkeiten bzw. Diskontinuitäten eleminiert werden, die durch diskrete Modusänderungen verursacht werden, die durch einen Frequenzdiskriminator veranlaßt werden, der den Statoreingang überwacht.
Obwohl die Erfindung mit einem bestimmten Grad an Genauigkeit beschrieben und dargestellt worden ist, ist es verständlich, daß die vorliegende Offenbarung lediglich im Wege eines Beispiels vorgenommen worden ist, und daß zahlreiche Änderungen der Kombination und der Anordnung der Teile durch die Fachleute im Stand der Technik durchgeführt werden können, ohne den Bereich der beigeschlossenen Ansprüche zu verlassen.

Claims

1. Reglerschaltung zum Anschluß an Feldspulen eines Synchron- bzw. Wechselstromgenerators in einem elektrischen System, das eine Systemspannung hat, die durch den Synchron- bzw. Wechselstromgenerator aufrechterhalten wird, die aufweist:

eine Schaltung (32, 72, 67, 70, 80), um einen variablen Antrieb für die Feldspulen des Synchrongenerators bereitzustellen;

eine Schaltung (62, 21), um ein Geschwindigkeitssignal zu erzeugen, das sich auf eine Rotationsgeschwindigkeit eines Rotors des Synchron- bzw. Wechselstromgenerators bezieht;

eine Schaltung (15, 53, 54, 55), um ein Abweichungssignal zu erzeugen, wenn die Systemspannung um mehr als einen vorbestimmten Betrag bzw. Größe von einem vorbestimmten Wert abweicht;

eine Schaltung (14, 22, 51, 52), die auf das Abweichungssignal anspricht, um den variablen Antrieb für die Feldspulen des Synchrongenerators zu steuern, dadurch gekennzeichnet, daß der Feldspulenantrieb zu dem Synchron- bzw. Wechselstromgenerator kontinuierlich mit einer Rate gesteigert wird, die von dem Geschwindigkeitssignal abhängt, so daß bei hohen Rotationsgeschwindigkeiten der Feldantrieb mit einer hohen Rate ansteigt und bei niedrigeren Rotationsgeschwindigkeiten der Feldantrieb mit einer niedrigeren Rate ansteigt.

2. Reglerschaltung nach Anspruch 1, wobei die Schaltung (32, 72, 67, 70, 80) zur Bereitstellung eines variablen Antriebs einen Arbeitsspielgenerator (32) aufweist, zum Anschluß an die Feldspulen des Synchron- bzw. Wechselstromgenerators, um ein pulsbreitenmoduliertes Signal zur Anregung der Feldspulen zu erzeugen.

3. Reglerschaltung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Schaltung (15, 53, 54, 55) zur Erzeugung eines Abweichungssignals (53, 54, 55) eine Vergleichsschaltung aufweist.

4. Reglerschaltung nach Anspruch 3, wobei der Vergleicher (53, 54, 55) einen Vergleicher (54) aufweist, der einen Eingang, der an das Spannungssystem angeschlossen ist, und einen anderen Eingang hat, der an eine vorbestimmte Spannung, die dem vorbestimmten Wert entspricht, angeschlossen ist.

5. Reglerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der vorbestimmte Wert eine gewünschte Systemspannung ist.

6. Reglerschaltung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Schaltung (14, 22, 51, 52), die auf das Abweichungssignal anspricht, eine Registerschaltung (14, 15) aufweist, um einen Wert zu registrieren, der sich auf die Systemspannung bezieht und die einen Ausgang hat, um einen registrierten Wert zur Eingabe in die Schaltung (32, 72, 67, 70, 80) bereitzustellen, um einen variablen Antrieb bereitzustellen.

7. Reglerschaltung nach Anspruch 6, wobei die Schaltung (14, 22, 51, 52), die auf das Abweichungssignal anspricht, ferner eine Steuerschaltung (22, 52) aufweist, um die Registerschaltung (14, 51) zu steuern, um den registrierten Wert für die variable Antriebsschaltung zu erzeugen, wenn das Abweichungssignal in einem Zustand ist, und um den registrierten Wert in der Registerschaltung mit einer Rate zu stufen bzw. abzustufen, die sich auf die Rotationsgeschwindigkeit des Synchron- bzw. Wechselstromgenerators bezieht, wenn das Abweichungssignal in einem anderen Zustand ist.

8. Reglerschaltung nach Anspruch 6, wobei die Schaltung (32, 72, 67, 70, 80) zur Bereitstellung eines variablen Antriebs aufweist:

eine Quelle für Taktpulse (67); und

eine Zähleinrichtung (70), um einen Taktpulszählausgang zu erzeugen,

und wobei die Schaltung (14, 22, 51, 5), die auf das Abweichungssignal anspricht, ferner aufweist:

eine Steuerschaltung (22, 52), um die Registerschaltung (14, 51) zu steuern, um einen Wert zu erzeugen, der durch die Taktpulse auf einen vorbestimmten Taktpulszählwert inkrementiert wird, wenn das Abweichungssignal in einem Zustand ist, und um den registrierten Wert in der Registerschaltung mit einer Rate zu inkrementieren, die sich auf die Rotationsgeschwindigkeit des Synchron- bzw. Wechselstromgenerators bezieht, wenn das Abweichungssignal in einem anderen Zustand ist.

9. Reglerschaltung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der Synchrongenerator Teil des elektrischen Systems eines Fahrzeuges ist.

10. Reglerschaltung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der Wert, der sich auf die Systemspannung bezieht, ein digitaler Wert ist.

11. Reglerschaltung nach Anspruch 10, die ferner einen Analog-zu-Digital-Wandler (11) zum Anschließen aufweist, um die Systemspannung zu empfangen und um den Wert auszugeben, der sich auf die Systemspannung bezieht.

12. Reglerschaltung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Schaltung (62, 21) zum Erzeugen eines Geschwindigkeitssignals eine Teilerschaltung aufweist, die angeschlossen ist, um das Signal zu empfangen, das sich auf die Rotationsgeschwindigkeit des Synchron- bzw. Wechselstromgenerators bezieht, und um ein geteiltes Rotationsgeschwindigkeitsausgangssignal auszugeben.

13. Reglerschaltung nach Anspruch 12, wenn dieser von Anspruch 7 oder Anspruch 8 abhängt, wobei die Steuerschaltung (22, 52) an die Registerschaltung (14, 51) angeschlossen ist, um das Signal, das in der Registerschaltung gemäß dem geteilten Rotationsgeschwindigkeits-Ausgangssignal registriert ist, zu inkrementieren.

14. Reglerschaltung nach Anspruch 1, wobei die Schaltung (32, 72, 67, 70, 80) zur Bereitstellung eines variablen Antriebs aufweist:

eine Taktschaltung (67), um ein Taktsignal zu erzeugen;

ein Register (51), das einen digitalen Ausgangswert enthält, der inkrementiert oder dekrementiert werden kann;

einen Freilaufzähler (70), um einen Zählwert des Taktsignals auszugeben, und um ein Signal auszugeben, wenn der Zählwert einem vorbestimmten Wert entspricht;

eine Vergleicherschaltung (72), um den Zählwert des Taktsignals von dem Freilaufzähler (70) mit dem digitalen Ausgangswert des Registers (51) zu vergleichen, um ein Vergleichssignal zu erzeugen; und

eine Halte- bzw. Zwischenspeicherschaltung (72), die angeschlossen ist, um durch das Signal des Freilaufzählers (70) eingestellt zu werden, wenn der Zählwert dem vorbestimmten Wert entspricht, und um durch das Vergleichssignal zurückgesetzt zu werden;

und wobei die Schalung (14, 22, 51, 52), die auf das Abweichungssignal anspricht, ferner aufweist:

eine Steuerschaltung (52), die auf das Abweichungssignal anspricht, um das Register (51) mit einer Rate zu inkrementieren oder zu dekrementieren, die durch das Taktsignal bestimmt wird, wenn die Systemspannung von dem vorbestimmten Wert um weniger als den vorbestimmten Betrag bzw. Größe abweicht, und um das Register mit einer Rate zu inkrementieren oder zu dekrementieren, die durch die Rotationsgeschwindigkeit des Synchrongenerators bestimmt wird, wenn die Systemspannung von dem vorbestimmten Wert um mehr als den vorbestimmten Betrag bzw. Größe abweicht.

15. Reglerschaltung nach Anspruch 14, wobei der vorbestimmte Wert eine Nennspannung ist.

16. Reglerschaltung nach Anspruch 14 oder Anspruch 15, wobei die Vergleichsschaltung (72) ein Vergleichssignal erzeugt, wenn der Vergleich Gleichheit ergibt, und wobei die Halte- bzw. Zwischenspeicherschaltung (72) durch das Vergleichssignal zurückgesetzt wird, wenn das Vergleichssignal anzeigt, daß der Vergleicher eine Gleichheit gefunden hat.

17. Reglerschaltung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei der Freilaufzähler (70) und das Register (51) die gleiche Anzahl von digitalen Bits enthalten.

18. Verfahren zum Regeln der Spannung, die durch einen Synchron- bzw. Wechselstromgenerator abgegeben wird, der Feldspulen in einem elektrischen System hat, das eine Systemspannung hat, die durch den Synchron- bzw. Wechselstromgenerator aufrechterhalten wird, das den Schritt aufweist:

daß bestimmt wird, wenn die Systemspannung von einer Nennspannung um mehr als einen vorbestimmten Betrag bzw. Größe abweicht, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die Systemspannungsabweichung auftritt, das Verfahren ferner den Schritt aufweist, ein pulsbreitenmoduliertes Signal für den Antrieb der Feldspulen des Synchron- bzw. Wechselstromgenerators kontinuierlich mit einer Rate zu erhöhen bzw. zu steigern, die auf eine Rotationsgeschwindigkeit eines Rotors des Synchrongenerators bezogen ist, so daß bei hohen Rotationsgeschwindigkeiten der Feldantrieb mit einer hohen Rate gesteigert wird und bei niedrigeren Rotationsgeschwindigkeiten der Feldantrieb mit einer niedrigeren Rate ansteigt.

19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei der Schritt zum Bestimmen, wann die Systemspannung von einem Nennwert mehr als einen vorbestimmten Betrag bzw. Größe abweicht, aufweist, daß eine Komparatorschaltung (15, 53, 54, 55) zur Verfügung gestellt wird, die die Systemspannung mit dem Nennwert vergleicht.

20. Verfahren nach Anspruch 18, wobei der Schritt zur Erhöhung des Pulsbreitenmodulationssignals zum Antreiben der Feldspulen des Synchron- bzw. Wechselstromgenerators mit einer Rate, die sich auf eine Rotationsgeschwindigkeit eines Rotors des Synchrongenerators bezieht, aufweist, daß ein Digitalregister (14, 51) bereitgestellt wird, um einen Digitalwert zu enthalten, um den Betriebszyklus des Pulsbreitenmodulationssignals zu bestimmen, und den Digitalwert mit einer Rate zu inkrementieren und zu dekrementieren, die von der Rotationsgeschwindigkeit des Rotors des Synchron- bzw. Wechselstromgenerators abhängt.

21. Verfahren nach Anspruch 18, das ferner aufweist, daß ein Taktsignal zum Inkrementieren und Dekrementieren des digitalen Wertes bereitgestellt wird, wenn die Abweichung geringer als der vorbestimmte Betrag bzw. die vorbestimmte Größe ist.

22. Verfahren nach Anspruch 18, das ferner aufweist, daß der digitale Wert mit einer Rate inkrementiert und dekrementiert wird, die von der Rotationsgeschwindigkeit des Stators des Synchron- bzw. Wechselstromgenerators abhängt, wenn die Abweichung größer ist als der vorbestimmte Betrag bzw. die vorbestimmte Größe, und der digitale Wert nicht inkrementiert und dekrementiert wird, wenn die Abweichung geringer als der vorbestimmte Betrag bzw. Größe ist.