EP2342814A2 - Generator unit for a motor vehicle on-board network - Google Patents

Generator unit for a motor vehicle on-board network

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EP2342814A2
EP2342814A2 EP09745044A EP09745044A EP2342814A2 EP 2342814 A2 EP2342814 A2 EP 2342814A2 EP 09745044 A EP09745044 A EP 09745044A EP 09745044 A EP09745044 A EP 09745044A EP 2342814 A2 EP2342814 A2 EP 2342814A2
Authority
EP
European Patent Office
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generator
module
control
regulator module
generator unit
Prior art date
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Ceased
Application number
EP09745044A
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German (de)
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Inventor
Thomas Peuser
Markus Beck
Roman Lahmeyer
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Ceased legal-status Critical Current

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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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    • Y02T10/92—Energy efficient charging or discharging systems for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors specially adapted for vehicles

Abstract

A generator unit for a motor vehicle on-board network comprises a generator (5), a first control module (4) for controlling the operation of the generator and a digital interface (9) that is combined with the first control module to form a unit, and comprises a programmably controlled second control module (3) that is also integrated into the unit, said second control module receiving control information through the digital interface (9).

Description

Beschreibung description
Titeltitle
Generatoreinheit für ein Kraftfahrzeuq-BordnetzGenerator unit for a motor vehicle electrical system
Die Erfindung betrifft eine Generatoreinheit für die Spannnungsversorgung einesThe invention relates to a generator unit for the power supply of a
Bordnetzes in einem Kraftfahrzeug.On-board network in a motor vehicle.
Stand der TechnikState of the art
Aus DE 103 21 872 A1 ist eine Generatoreinheit für ein Kraftfahrzeug-Bordnetz bekannt, bei der zwei Reglermodule zum Regeln des Betriebs eines Generators zusammenwirken. Ein erstes dieser Reglermodule ist mit dem Generator in einer Generatoreinheit zusammengefasst und empfängt Steuerinformation von dem baulich getrennten zweiten Generatormodul über eine digitale Schnittstelle. Das zweite Reglermodul ist in einem Steuergerät durch Software implementiert. ImFrom DE 103 21 872 A1 a generator unit for a motor vehicle electrical system is known in which two controller modules cooperate to control the operation of a generator. A first of these controller modules is combined with the generator in a generator unit and receives control information from the structurally separate second generator module via a digital interface. The second regulator module is implemented in a controller by software. in the
Normalbetrieb steuert das zweite Reglermodul einen Schalttransistor zur Einstellung des Erregerstroms des Generators an. Wenn die von dem zweiten Reglermodul ausgegebene Stellgröße nicht plausibel ist, etwa weil ihr Wert oder ihre Änderungsgeschwindigkeit außerhalb eines zulässigen Bereichs liegt, und auf eine Störung des zweiten Reglermoduls hinweist, übernimmt das erste Reglermodul die Regelung des Generators.Normal operation, the second regulator module controls a switching transistor to adjust the excitation current of the generator. If the manipulated variable output by the second regulator module is not plausible, for example because its value or its rate of change is outside a permissible range, and indicates a fault in the second regulator module, the first regulator module takes over control of the generator.
Die Implementierung des zweiten Reglermoduls in Softwareform ermöglicht die Umsetzung komplexer, unter vielen Gesichtspunkten optimierter Regelungsgstra- tegien. Ein Problem dieser bekannten Generatoreinheit liegt jedoch in der Sicherstellung reibungsloser Kommunikation zwischen der Generatoreinheit und dem externen zweiten Reglermodul. Wenn an der Generatoreinheit Anpassungen oder Weiterentwicklungen vorgenommen werden, ist es in der Regel erforderlich, dass diese in der Software des zweiten Reglermoduls berücksichtigt wer- den, um eine reibungslose Zusammenarbeit zu gewährleisten. Wenn in wirtschaftlich an sich sinnvoller Weise das zweite Reglermodul in ein Motorsteuerge- rät integriert ist, und Motorsteuergerät und Generatoreinheit eines Fahrzeugs von verschiedenen Herstellern geliefert werden, so müssen diese sich bei jeder Weiterentwicklung koordinieren. Dies macht die Weiterentwicklung beschwerlich und kostspielig.The implementation of the second controller module in software form enables the implementation of complex, optimized control strategies from many points of view. However, a problem with this known generator unit is in ensuring smooth communication between the generator unit and the external second regulator module. If adjustments or enhancements are made to the generator unit, it is usually necessary to consider them in the software of the second controller module in order to ensure smooth cooperation. If, in an economically meaningful way, the second control module is incorporated in an engine control is integrated, and engine control unit and generator unit of a vehicle are supplied by different manufacturers, they must coordinate with each further development. This makes the development cumbersome and costly.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Gegenstand der Erfindung ist eine Generatoreinheit für ein Kraftfahrzeug- Bordnetz, mit einem Generator, einem ersten Reglermodul zum Regeln des Betriebs des Generators und einer digitalen Schnittstelle, die mit dem ersten Reglermodul in einer Baueinheit zusammengefasst ist, und mit einem programmgesteuerten zweiten Reglermodul, bei der das zweite Reglermodul in die Baueinheit integriert ist und Steuerinformation über die digitale Schnittstelle empfängt. Eine solche Generatoreinheit ist flexibel an verschiedene Einsatzumgebungen anpassbar, ohne ihrerseits aufwändige Anpassungen außerhalb der Generatoreinheit notwendig zu machen, da allen Änderungen, die ggf. im Generator oder dem ersten Reglermodul vorgenommen werden, um z.B. die Generatoreinheit an einen bestimmten Fahrzeugtyp anzupassen, in der Programmierung des zweiten Reglermoduls so Rechnung getragen werden kann, dass Anpassungen in externen Einheiten, die Steuerinformation über die digitale Schnittstelle liefern, wie etwa einem Motorsteuergerät, unterbleiben können.The invention relates to a generator unit for a motor vehicle electrical system, comprising a generator, a first regulator module for controlling the operation of the generator and a digital interface, which is combined with the first regulator module in a structural unit, and with a program-controlled second regulator module, wherein the second regulator module is integrated into the assembly and receives control information via the digital interface. Such a generator unit is flexibly adaptable to different operating environments without, in turn, necessitating costly adjustments outside the generator unit, since all changes which may be made in the generator or the first regulator module, for example, may be made e.g. adapting the generator unit to a particular type of vehicle, in which programming of the second controller module can be accommodated such that adjustments in external units providing control information via the digital interface, such as an engine control unit, can be eliminated.
Im einfachsten Fall kann das zweite Reglermodul lediglich die Funktion eines Protokollwandlers haben, der von einer externen Einheit gelieferte Steuerinformation in ein von dem ersten Reglermodul verarbeitbares Format umsetzt. Vorzugsweise ist jedoch das zweite Reglermodul eingerichtet, in einem Normalbe- triebszustand selber den Generator zu regeln, während das erste Reglermodul die Regelung des Generators nur in einem Störungsbetriebszustand übernimmt. Dies erlaubt die Implementierung komplexer Regelstrategien in dem zweitenIn the simplest case, the second regulator module can only have the function of a protocol converter, which converts control information supplied by an external unit into a format that can be processed by the first regulator module. Preferably, however, the second regulator module is set up to regulate the generator itself in a normal operating state, while the first regulator module assumes control of the generator only in a fault operating state. This allows the implementation of complex control strategies in the second
Reglermodul; während die Funktionalitäten des ersten Reglermoduls auf die für die Spannungsversorgung des Bordnetzes unbedingt notwendigen Elementarfunktionen beschränkt sein können und das erste Reglermodul dementsprechend einfach und robust aufgebaut sein kann. Vorzugsweise ist das zweite Reglermodul ausgelegt, die Regelung des Generators wenigstens zum Teil anhand von originalen Messwerten von Sensoren vorzunehmen. Dies entlastet eine externe Quelle von Steuerinformation wie etwa ein Motorsteuergerät von der Notwendigkeit, diese Messwerte für die Genera- torsteuerung aufzuarbeiten. Dadurch vereinfacht sich die Betriebssoftware desController module; while the functionalities of the first controller module can be limited to the essential for the power supply of the electrical system essential elementary functions and the first controller module can be constructed accordingly simple and robust. Preferably, the second regulator module is designed to make the regulation of the generator at least partially based on original measured values of sensors. This relieves an external source of control information, such as an engine control unit, from the need to process these generator control readings. This simplifies the operating software of the
Motorsteuergeräts. Sofern das Motorsteuergerät Steuerinformation für den Generator liefert, kann dies in einer vom Typ des Generators unabhängigen Form erfolgen. Folglich werden keine je nach Typ des Generators unterschiedlichen Versionen der Betriebssoftware des Steuergeräts benötigt.Engine control unit. If the engine control unit supplies control information for the generator, this can be done in a form independent of the type of the generator. Consequently, depending on the type of generator different versions of the operating software of the controller are required.
Die Regelung des Generators im Störungsbetriebszustand erfolgt vorzugsweise ohne Rückgriff auf über die digitale Schnittstelle empfangene Steuerinformation. Die Regelung durch das erste Reglermodul kann dann zwar nicht optimal sein, doch besteht keine Gefahr, dass das erste Reglermodul aufgrund von fehlerhaf- ter oder fehlender Steuerinformation völlig ungeeignet regelt.The regulation of the generator in the fault operating state is preferably carried out without resort to control information received via the digital interface. Although the regulation by the first controller module may not be optimal, there is no danger that the first controller module will be completely inadequate due to erroneous or missing control information.
Über das Vorliegen des Normalbetriebszustands oder des Störungsbetriebszustand kann ein Kontrollmodul unter anderem anhand des Werts wenigstens einer Betriebszustandsgröße des Bordnetzes entscheiden.On the existence of the normal operating state or the fault operating state, a control module can decide, inter alia, based on the value of at least one operating state variable of the electrical system.
Wenn das Kontrollmodul eingerichtet ist, die Entscheidung über das Vorliegen des Normalbetriebszustands oder des Störungsbetriebszustand in Abhängigkeit von der Überschreitung oder NichtÜberschreitung eines Grenzwerts der Betriebszustandsgröße zu treffen, kann der Grenzwert durch das zweite Reglermo- dul festlegbar sein. Eine Anpassung des Kontrollmoduls an eine Anwendungsumgebung, in der die Generatoreinheit verwendet wird, ist daher vor dem Einbau der Einheit nicht nötig; sie wird automatisch von dem zweiten Reglermodul vorgenommen. In dem zweiten Reglermodul sind die hierfür erforderlichen Maßnahmen leicht in Form von Programmschritten implementierbar.If the control module is set up to make the decision on the presence of the normal operating state or of the fault operating state as a function of exceeding or not exceeding a limit of the operating state variable, the limit value may be determinable by the second regulator module. An adaptation of the control module to an application environment in which the generator unit is used, therefore, is not necessary before installing the unit; It is automatically made by the second controller module. In the second controller module, the measures required for this purpose can be easily implemented in the form of program steps.
Um Fehlfunktionen vorzubeugen, kann die Möglichkeit, den Grenzwert festzulegen, auf die Zeit beschränkt sein, in der die Generatoreinheit sich im Normalbetriebsmodus befindet.To prevent malfunction, the ability to set the threshold may be limited to the time that the generator unit is in normal operating mode.
Dadurch, dass das erste Reglermodul als ASIC realisiert ist, ist es insbesondere geeignet, Standard-Reglerfunktionen aufzunehmen, welche keinen Änderungen - A -Due to the fact that the first controller module is implemented as an ASIC, it is particularly suitable for incorporating standard controller functions which have no changes - A -
in Abhängigkeit von der jeweiligen Anwendungsumgebung unterliegen. Somit kann das erste Reglermodul als gleichbleibender Standardbaustein in erfindungsgemäßen Generatoreinheiten in Kombination mit dem zweiten Reglermodul für viele verschiedene Fahrzeugtypen eingesetzt werden, was vorteilhaft hin- sichtlich der vorzuhaltenden Bauteile ist.depending on the particular application environment. Thus, the first controller module can be used as a constant standard module in generator units according to the invention in combination with the second controller module for many different vehicle types, which is advantageous in terms of the components to be kept.
Insbesondere wenn das erste Reglermodul mit dem Kontrollmodul in einem Halbleiterbaustein zusammengefasst ist, ergeben sich weitere Vorteile hinsichtlich des Raumbedarfs der Generatoreinheit und hinsichtlich der Anzahl der verwen- deten Bauteile.In particular, when the first controller module is combined with the control module in a semiconductor device, there are further advantages in terms of the space required by the generator unit and with regard to the number of components used.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figur. Es zeigt:Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the accompanying figure. It shows:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts aus einem Bordnetz für ein Kraftfahrzeug mit einer Generatoreinheit gemäß der Erfindung.Fig. 1 is a schematic representation of a detail of an electrical system for a motor vehicle with a generator unit according to the invention.
In Fig. 1 ist ein Ausschnitt aus einem Bordnetz 2 für ein Kraftfahrzeug schema- tisch dargestellt. Das Bordnetz 2 umfasst einen Generatorregler 1 , der einen Generator 5 durch die Ausgabe einer Stellgröße zur Erzeugung einer Ausgangsspannung veranlasst, welche über einen an den Generator 5 angeschlossenen Gleichrichter 51 in das Bordnetz 2 eingespeist wird. Das Bordnetz 2 umfasst weiter eine Batterie 21 und eine Mehrzahl von elektrischen Verbrauchern 22. Der Generatorregler 1 ist über einen Stecker 9 und einen digitalen Bus mit einemIn Fig. 1 a section of an electrical system 2 for a motor vehicle is shown schematically. The electrical system 2 comprises a generator controller 1, which causes a generator 5 by the output of a manipulated variable for generating an output voltage, which is fed via a rectifier 51 connected to the generator 5 in the electrical system 2. The electrical system 2 further comprises a battery 21 and a plurality of electrical loads 22. The generator controller 1 is connected via a plug 9 and a digital bus with a
Steuergerät 8 des Bordnetzes verbunden, wobei der Stecker 8 Verbindungsleitungen einer digitale Schnittstelle 81 und analoge Verbindungsleitungen DFM (Generatorauslastung), KI15 (Klemme 15, Fahrschalter ein), S (Sense, Batterieklemmenspannung) und W (Generatorphase) umfasst.Control unit 8 of the electrical system connected, wherein the connector 8 connecting lines of a digital interface 81 and analog connection lines DFM (generator utilization), KI15 (terminal 15, drive switch on), S (Sense, battery terminal voltage) and W (generator phase).
Der Generatorregler 1 umfasst ein in einem ASIC realisiertes elementares Reglermodul 4, ein höheres Reglermodul 3, das als programmierbare digitale Schaltung, insbesondere als MikroController, FPGA- oder CPLD-Baustein realisiert ist, und ein Kontrollmodul 6. Das elementare Reglermodul 4 und das Kontrollmodul 6 sind in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung in einem gemeinsamenThe generator controller 1 comprises an elementary controller module 4 implemented in an ASIC, a higher controller module 3, which is implemented as a programmable digital circuit, in particular as a microcontroller, FPGA or CPLD module, and a control module 6. The elementary controller module 4 and the control module 6 are in a preferred embodiment of the invention in a common
Halbleiterbaustein 7 zusammengefasst. Das elementare Reglermodul 4 umfasst eine mit einem PWM-Steuersignal ansteuerbare Endstufe, die einen zum Tastverhältnis des PWM-Steuersignals proportionalen Erregerstrom an eine Erregerspule 52 des Generator 5 ausgibt. Ei- nem Steuereingang der Endstufe 42 ist ein Umschalter 41 vorgeschaltet, der es erlaubt, das PWM-Steuersignal wahlweise von einer internen Regelschaltung des elementaren Reglermoduls 4 oder von dem höheren Reglermodul 3 zu beziehen.Semiconductor module 7 summarized. The elementary regulator module 4 comprises an output stage which can be controlled by a PWM control signal and outputs an exciter current proportional to the duty cycle of the PWM control signal to an excitation coil 52 of the generator 5. A control input of the output stage 42 is preceded by a change-over switch 41 which allows the PWM control signal to be optionally obtained from an internal control circuit of the elementary regulator module 4 or from the higher regulator module 3.
Die interne Regelschaltung leitet das PWM-Steuersignal gemäß einem fest verdrahteten Zusammenhang von der Klemmenspannung der Batterie oder einer Ausgangsspannung des Generators 5 und ggf. anderen Steuerparametern wie etwa den Signalen Kl 15, W, einer von einem Sensor erfassten Betriebstemperatur des Generators 5 etc. ab.The internal control circuit derives the PWM control signal according to a hard-wired relationship from the terminal voltage of the battery or an output voltage of the generator 5 and possibly other control parameters such as the signals Kl 15, W, detected by a sensor operating temperature of the generator 5 and so on ,
Das elementare Reglermodul 4 kann die Steuerparameter über den Stecker 9 und den digitalen Bus beziehen. Zu diesem Zweck nutzen in der Ausgestaltung der Fig. 1 das elementare Reglermodul 4 und das Kontrollmodul 6 eine gemeinsame Busschnittstelle. An dem Generator gemessene Steuerparameter können auch über direkte Leitungen, insbesondere als Analogsignale, dem elementarenThe elementary regulator module 4 may obtain the control parameters via the plug 9 and the digital bus. For this purpose, in the embodiment of FIG. 1, the elementary controller module 4 and the control module 6 use a common bus interface. Control parameters measured at the generator can also be transmitted via direct lines, in particular as analog signals, to the elementary
Reglermodul 4 zugeführt werden, um die Möglichkeit auszuschließen, dass aufgrund einer Störung des Busses die Steuerparameter das elementare Reglermodul 4 nicht erreichen.Regulator module 4 are supplied to rule out the possibility that due to a malfunction of the bus, the control parameters do not reach the elementary controller module 4.
Das Kontrollmodul 6 empfängt die Signale KU 5, S und W über den Stecker 9.The control module 6 receives the signals KU 5, S and W via the plug 9.
Um festzustellen, ob eine Störung in der Spannungsversorgung des Bordnetzes vorliegt, vergleicht die Kontrolleinheit 6 z.B. den Pegel von S oder die Geschwindigkeit einer Änderung dieses Pegels mit einem zuvor durch das höhere Steuermodul 3 spezifizierten Grenzwert. Eine Störung der Spannungsversorgung wird festgestellt, wenn der Pegel von S außerhalb eines Intervalls zwischen zwei solchen Grenzwerten liegt, oder wenn die Änderungsgeschwindigkeit einen Grenzwert übersteigt. Solange keine Störung vorliegt, steuert das Kontrollmodul 6 den Umschalter 41 , um das PWM-Signal des höhere Steuermodul 3 an die Endstufe 42 anzulegen. Im Störungsfall wird das PWM-Signal der internen Regelschaltung des elementaren Reglermoduls 4 an die Endstufe 42 durchgeschaltet. Wenn dieIn order to determine whether there is a fault in the power supply of the electrical system, the control unit 6 compares e.g. the level of S or the rate of change of this level with a previously specified by the higher control module 3 limit. A power failure is detected when the level of S is outside of an interval between two such limits, or when the rate of change exceeds a threshold. As long as there is no fault, the control module 6 controls the changeover switch 41 in order to apply the PWM signal of the higher control module 3 to the output stage 42. In case of failure, the PWM signal of the internal control circuit of the elementary regulator module 4 is switched through to the output stage 42. If the
Bordnetzspannung außerhalb des zulässigen Intervalls liegt, muss eine Korrektur so schnell wie möglich erfolgen, um die Gefahr einer Schädigung oder des Da- tenverlusts bei an das Bordnetz angeschlossenen Verbrauchern zu minimieren. Für eine solche schnelle Korrektur ist das elementare Reglermodul 4 aufgrund der schnelleren Reaktionszeiten des ASIC-Bausteins besser geeignet als das programmgesteuerte höhere Reglermodul 3.Vehicle electrical system voltage is outside the permissible interval, must be a correction take place as quickly as possible in order to minimize the risk of damage or loss of data in the case of consumers connected to the vehicle electrical system. For such a rapid correction, the elementary regulator module 4 is more suitable than the program-controlled higher regulator module 3 due to the faster response times of the ASIC module.
Zudem ist das Kontrollmodul 6 über eine Signalleitung 12 mit dem höheren Reglermodul 3 verbunden. Das höhere Reglermodul 3 ist programmiert, um im Normalbetrieb in festgelegten Zeitintervallen, normalerweise alle 100 ms, eine Stellgröße an den Generator 5 auszugeben und diese Aktivität durch die Ausgabe eines Totmann-Signals auf die Signalleitung 12 anzuzeigen. Die Ausgabe der Stellgröße kann z.B. in der Aktualisierung des Tastverhältnisses des PWM- Signalas liegen. Das Totmann-Signal kann z.B. eine Pegelumkehr einer Spannung auf der Signalleitung 12 sein, die nach jedem Ausgeben der Stellgröße stattfindet, oder ein nach jeder Ausgabe der Stellgröße ausgegebener Impuls.In addition, the control module 6 is connected via a signal line 12 to the higher regulator module 3. The higher control module 3 is programmed to output a manipulated variable to the generator 5 at fixed time intervals, usually every 100 ms, and to display this activity by outputting a deadman signal to the signal line 12. The output of the manipulated variable may e.g. in updating the duty cycle of the PWM signal. The deadman signal may e.g. A level reversal of a voltage on the signal line 12, which takes place after each output of the manipulated variable, or a pulse output after each output of the manipulated variable.
Bleibt das Totmann-Signal aus, so deutet dies auf eine Störung des Programmablaufs im höheren Reglermodul 3 hin. Da in einem solchen Fall nicht davon ausgegangen werden kann, dass die an den Generator 5 ausgegebene Stellgröße korrekt ist, betätigt das Kontrollmodul 6 den Umschalter 41 , so dass der Ge- nerator 5 von dem elementaren Steuermodul 4 angesteuert wird.If the deadman signal remains off, this indicates a malfunction of the program sequence in the higher controller module 3. Since in such a case it can not be assumed that the manipulated variable output to the generator 5 is correct, the control module 6 actuates the changeover switch 41, so that the generator 5 is actuated by the elementary control module 4.
Ein Signal des Kontrollmoduls, mit dem dieses den Umschalter 41 ansteuert, wird auch dem höheren Reglermodul 3 zugeführt. So ist das höhere Reglermodul 3 in der Lage, zu erkennen, wenn die Generatoreinheit im Störungsbetrieb läuft und der Generator 5 auf die ausgegebene Stellgröße nicht reagiert. In diesemA signal of the control module, with which this controls the switch 41, is also supplied to the higher regulator module 3. Thus, the higher regulator module 3 is able to detect when the generator unit is running in fault mode and the generator 5 does not respond to the output manipulated variable. In this
Fall wird eine Nachführung interner Regelkreise des höheren Reglermodul 3 gestoppt, um zu verhindern, dass gespeicherte Parameter des höheren Reglermoduls 3 in dem vergeblichen Versuch, den Generator 5 zu beeinflussen, auf werte verstellt werden, die, wenn die Kontrolleinheit 6 später zum Normalbetrieb zu- rückkehrt, zu völlig ungeeigneten Ausgabewerten der Stellgröße führen.In this case, an adjustment of internal control circuits of the higher control module 3 is stopped in order to prevent stored parameters of the higher control module 3 from being adjusted to values in the futile attempt to influence the generator 5, which, if the control unit 6 is subsequently returned to normal operation. returns, lead to completely unsuitable output values of the manipulated variable.
Eine Rückkehr zum Normalbetrieb findet statt, wenn die von der Kontrolleinheit überwachten Signalpegel wieder im zulässigen Bereich liegen.A return to normal operation occurs when the signal levels monitored by the control unit are within the allowable range again.
Die Funktion des höheren Reglermoduls 3 kann darauf beschränkt sein, in beliebiger Form kodierte, über den Bus empfangene und direkt eine gewünschte Ge- neratorleistung repräsentierende Steuerbefehle für den Generator 5 in ein PWM- Signal von für den Generator 5 und die Endstufe 41 angepasster Form umzusetzen, so dass eine externe Steuereinheit wie etwa ein Bordcomputer, das diese Steuerbefehle liefert, keinerlei Anpassung an die Komponenten der Generator- einheit mehr bedarf. Diese Anpassungen können auf seiten des höheren Reglermoduls 3 durch eine Anpassung seiner Software leicht vorgenommen werden.The function of the higher controller module 3 may be limited to encoded in any form, received over the bus and directly a desired neratorleistung representing control commands for the generator 5 in a PWM signal of adapted for the generator 5 and the power amplifier 41 form implemented so that an external control unit such as an on-board computer that provides these control commands, no adaptation to the components of the generator unit more requirement. These adjustments can be easily made on the part of the higher controller module 3 by adapting its software.
Vorzugsweise übernimmt das höhere Reglermodul 3 darüber hinaus noch mit der Festlegung der gewünschten Generatorleistung zusammenhängende Aufgaben. Dadurch kann die externe Steuereinheit entlastet werden; ihre Betriebssoftware wird einfacher und wird, da sie von den technischen Einzelheiten der Generatoreinheit weitgehend unabhängig ist, nur in einer kleinen Zahl verschiedener Versionen benötigt, und die Reaktionszeiten der externen Steuereinheit bei bei ihr verbleibenden Steueraufgaben können verkürzt werden. Um die zur Festlegung der Stellgröße für den Generator 5 erforderlichen Berechnungen durchzuführen, empfängt das höhere Reglermodul 3 Messwerte von Sensoren direkt oder über den Bus, wie etwa Messwerte der Batterieklemmenspannung und/oder der Generatortemperatur. So können sich die Angaben, die das höhere Reglermodul vom Bordcomputer empfängt, z.B. auf eine Angabe der in Betrieb befindlichen Verbraucher oder ihrer Gesamtleistungsaufnahme beschränken; eine Ansteuerung des Generators, die den Leistungsbedarf langfristig befriedigen kann und Randbedingungen wie etwa die Vermeidung einer zu hohen Betriebstemperatur des Generators erfüllt, wird anhand dieser Vorgabe von dem höheren Reglermodul 3 festgelegt, ohne Rechenleistung des Bordcomputers in Anspruch zu neh- men.In addition, the higher controller module 3 preferably also assumes tasks associated with determining the desired generator power. As a result, the external control unit can be relieved; its operating software becomes simpler and, since it is largely independent of the technical details of the generator unit, is required in only a small number of different versions, and the response times of the external control unit with its remaining control tasks can be shortened. In order to perform the calculations necessary to determine the manipulated variable for the generator 5, the higher control module 3 receives measured values from sensors directly or via the bus, such as measurements of the battery terminal voltage and / or the generator temperature. Thus, the information that the higher controller module receives from the on-board computer, e.g. to an indication of the consumers in service or their total power consumption; a control of the generator, which can satisfy the long-term power requirements and boundary conditions such as the avoidance of too high operating temperature of the generator is determined on the basis of this specification of the higher control module 3, without taking computing power of the on-board computer.
Wenn oben von Normal- und Störungsbetriebsmodus die Rede ist, so ist dies nicht dahingehend zu verstehen, dass jede Umschaltung in den Störungsbetriebsmodus mit einer behebungsbedürftigen technischen Störung zusammen- hängt. Kurze Phasen im Störungsbetriebsmodus können auch bei einer völlig intakten Generatoreinheit, insbesondere aufgrund kurzfristiger Schwankungen der Leistung der angeschlossenen Verbraucher, auftreten. Nur wenn der Störungsbetriebsmodus über eine vorgegebene Maximalzeitspanne anhält oder wiederholt auftritt, wird dem Fahrer eine Meldung angezeigt, die auf die Störung und die Notwendigkeit ihrer Behebung sowie ggf. auf den Grenzwert hinweist, dessen Überschreitung zur Feststellung der Störung durch das Kontrollmodul 6 geführt hat. When the normal and fault operating mode is mentioned above, this is not to be understood as meaning that each switchover to the fault operating mode is associated with a technical fault that requires rectification. Short phases in fault mode can also occur in a completely intact generator unit, in particular due to short-term fluctuations in the power of the connected loads. Only if the fault mode of operation lasts for a predetermined maximum period of time or occurs repeatedly, the driver is presented with a message indicating the fault and the need for its rectification and possibly the limit, whose Exceeding to determine the fault has led by the control module 6.

Claims

Ansprüche claims
1 . Generatoreinheit für ein Kraftfahrzeug-Bordnetz, mit einem Generator (5), einem ersten Reglermodul (4) zum Regeln des Betriebs des Generators und einer digitalen Schnittstelle (9), die mit dem ersten Reglermodul in einer Baueinheit zusammengefasst ist, und mit einem programmgesteuerten zweiten Reglermodul (3), dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Reglermodul (3) in die Baueinheit integriert ist und Steuerinformation über die digitale Schnittstelle (9) empfängt.1 . Generator unit for a motor vehicle electrical system, comprising a generator (5), a first regulator module (4) for controlling the operation of the generator and a digital interface (9), which is combined with the first regulator module in a structural unit, and a program-controlled second Regulator module (3), characterized in that the second regulator module (3) is integrated in the structural unit and receives control information via the digital interface (9).
2. Generatoreinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Reglermodul (3) eingerichtet ist, den Generator (5) in einem Normalbe- triebszustand zu regeln und dass das erste Reglermodul (4) eingerichtet ist, den Generator (5) in einem Störungsbetriebszustand zu regeln.2. Generator unit according to claim 1, characterized in that the second regulator module (3) is set up to regulate the generator (5) in a normal operating state and that the first regulator module (4) is set up, the generator (5) in one To control fault mode.
3. Generatoreinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die über die digitale Schnittstelle (9) empfangene Steuerinformation wenigstens zum Teil originale Messwerte von Sensoren umfasst.3. Generator unit according to claim 2, characterized in that via the digital interface (9) received control information comprises at least partially original measured values of sensors.
4. Generatoreinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung im Störungsbetriebszustand ohne Rückgriff auf über die digitale4. Generator unit according to claim 2 or 3, characterized in that the control in the fault mode without recourse to the digital
Schnittstelle (9) empfangene Steuerinformation erfolgt.Interface (9) received control information takes place.
5. Generatoreinheit nach Anspruch 2, 3 oder 4, gekennzeichnet durch ein Kontrollmodul (6) zum Entscheiden über das Vorliegen des Normalbetriebszu- Stands oder des Störungsbetriebszustand anhand des Werts wenigstens einer Betriebszustandsgröße des Bordnetzes.5. Generator unit according to claim 2, 3 or 4, characterized by a control module (6) for deciding on the presence of the normal operating state or the fault operating state based on the value of at least one operating state variable of the electrical system.
6. Generatoreinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrollmodul (6) eingerichtet ist, die Entscheidung über das Vorliegen des Normalbetriebszustands oder des Störungsbetriebszustand in Abhängigkeit von der Überschreitung oder NichtÜberschreitung eines Grenzwerts der Be- triebszustandsgröße zu treffen, und dass der Grenzwert durch das zweite Reglermodul (3) festlegbar ist.A generator unit according to claim 5, characterized in that the control module (6) is arranged to decide the presence of the normal operating state or the fault operating state as a function of exceeding or not exceeding a limit value of the operating mode. driveable state variable, and that the limit value can be determined by the second regulator module (3).
7. Generatoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass das erste Reglermodul (4) als ASIC realisiert ist.7. Generator unit according to one of the preceding claims, character- ized in that the first regulator module (4) is implemented as an ASIC.
8. Generatoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Reglermodul (4) mit dem Kontrollmodul (6) in einem Halbleiterbaustein zusammengefasst ist. 8. Generator unit according to one of the preceding claims, characterized in that the first regulator module (4) is combined with the control module (6) in a semiconductor device.
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