EP2583367A2 - Verfahren und vorrichtung zum ausgleich eines einbruchs der ausgangsspannung eines kraftfahrzeuggenerators - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum ausgleich eines einbruchs der ausgangsspannung eines kraftfahrzeuggenerators

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Publication number
EP2583367A2
EP2583367A2 EP11724413.7A EP11724413A EP2583367A2 EP 2583367 A2 EP2583367 A2 EP 2583367A2 EP 11724413 A EP11724413 A EP 11724413A EP 2583367 A2 EP2583367 A2 EP 2583367A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
generator
motor vehicle
vehicle generator
operating point
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11724413.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Herz
Andre Micko
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SEG Automotive Germany GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2583367A2 publication Critical patent/EP2583367A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/48—Arrangements for obtaining a constant output value at varying speed of the generator, e.g. on vehicle
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H02J7/16—Regulation of the charging current or voltage by variation of field
    • H02J7/24—Regulation of the charging current or voltage by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for compensating for a break in the output voltage of a motor vehicle generator.
  • the vehicle electrical system of a motor vehicle is powered by a generator whose output voltage is controlled by a generator controller to a predetermined value, for example to 14V.
  • Load connections or speed changes in the motor vehicle can lead to a collapse of the vehicle electrical system voltage.
  • the generator controller controls this voltage dip, which increases the torque request to the driveline or to the engine.
  • the connection of the load requires a higher torque to drive the generator.
  • the regulation takes place by an increase of the exciting current in the rotor of the generator device. This increase is brought about by an increase in the duty cycle of a PWM signal set by the generator controller. By changing the magnetic field resulting from the exciting current, the voltage induced in the stator is increased.
  • the duty cycle is first of all limited by a predetermined value, also as “blind zone” or “blind zone”. is called to increase, so that a rapid response to the voltage dip takes place, and only then to increase further with the limit limited by the load response function slew rate.
  • the "blind zone” or “blind zone” is defined as the duty cycle delta, within which a fast compensation can take place. With current controllers, the “blind zone” is set to a fixed value or can be switched between two values.
  • the resulting possible loads, which can be quickly corrected, as well as the resulting possible torque changes, are not constant, but depending on the particular operating point of the generator. Reasons for this dependence on the operating point are, for example, the temperature-variable properties of the exciter winding (resistance and inductance) and the disproportionate nature of the exciting current to the generator current, which is caused by the saturation behavior of the rotor core.
  • a control device for a motor vehicle alternator which is driven by an internal combustion engine and after a rectification of the output voltage generated by it a Batte- invites you.
  • This control device includes a voltage regulator that controls the charging voltage of the battery to a constant value, and a device that gradually increases the generator current of the alternator after turning on an electric load. The increase amount of a control current of a circuit breaker for controlling the excitation current of the alternator to a
  • the increase amount of the control current of the power switch for controlling the exciting current of the alternator is set in accordance with the generator current of the alternator such that when the generator current is large, the amount of increase is increased and lowered with small generator current.
  • the increase amount of the control current of the power switch for controlling the exciting current is set to be proportional to the energization current value before the turning-on of the electric load.
  • the output current of the respective alternator providing a one-time and immediate response to a load being turned on before the activation of the gradual energization control gradually increases the generator current. represents, is kept substantially constant.
  • a method having the features specified in claim 1 and a device having the features specified in claim 5 have the advantage that the choice of the difference by which the duty cycle of the control signal is increased, made depending on the respective operating point becomes.
  • This adaptation of the blind zone to the operating point present in each case leads advantageously to a predictable and clearly defined behavior of the generator, which can be optimized for the respective operating points of the engine. As a result, for example, more complex functions in the control unit for responding to torque changes on the drive train due to the generator can be minimized.
  • FIG. 1 shows a circuit diagram for explaining a device for compensating a break in the output voltage of a motor vehicle generator based on a load connection
  • Figure 3 diagrams for explaining a method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a circuit diagram for explaining a device for compensating a break in the output voltage of a motor vehicle generator based on a load connection.
  • the device shown has a generator device 11, the electrical system 12 of the motor vehicle and detector means 13.
  • the generator device 11 comprises a generator controller 1 and a generator unit 10, which provides at its output a DC supply voltage for the electrical system 12 of a motor vehicle.
  • the generator unit 10 has a generator 2 and a rectifier arrangement 9.
  • the generator 2 includes a field winding 5 and not shown phase windings, which are interconnected, for example in the form of a star connection or a delta connection.
  • the generator 2 provides at its phase voltage terminals U, V and W AC voltages available to the downstream rectifier assembly 9 are supplied.
  • a different number of phases or phase voltage connections may also be present.
  • the rectifier assembly 9 includes three branches, each having a series connection of two diodes or other suitable components and associated with another of the phase voltage terminals of the generator.
  • the phase voltage terminal U of the generator 2 is connected to the connection point between the diodes Dl and D4 of the first rectifier branch.
  • the phase voltage terminal V of the generator 2 is connected to a connection point between the diodes D2 and D5 of the second rectifier branch.
  • the phase voltage terminal W of the generator 2 is connected to a connection point between the diodes D3 and D6 of the third rectifier branch.
  • the cathodes of the diodes D4, D5 and D6 are connected together. There, the DC output voltage of the generator unit 10 is provided and to the
  • the anodes of the diodes Dl, D2 and D3 are also connected to each other and are grounded.
  • the phase voltage terminal W of the generator 2 is further connected via a terminal X of the generator controller 1 with the controller control 7 of the generator controller 1 and via a resistor R3 and a ground connection 3 of the generator controller to ground 4 in combination.
  • the generator controller 1 has an operating voltage connection B + and further connections DF, D and X. Furthermore, the generator controller contains a
  • Controller controller 7 which is provided with an evaluation logic.
  • the regulator controller 7 is provided to provide a switching transistor 6 with a PWM drive signal s.
  • the regulator controller 7 is furthermore connected to the operating voltage connection B + and via the ground connection 3 to ground 4. Further, the regulator controller 7 communicates with the terminal X of the generator regulator 1 to receive a phase voltage signal derived from the phase voltage terminal W of the generator 2.
  • the device shown in FIG. 1 has an exciter circuit. This runs from the operating voltage connection B + of the generator controller 1 via the switching transistor 6 of the generator regulator, the DF connection of the generator regulator, the excitation winding 5, the D connection of the generator regulator and the ground connection 3 to ground 4. Between the connections D and DF of the generator regulator 1 either a freewheeling diode 8 is switched or it is used an active freewheel with a switching transistor.
  • the regulator controller 7 which is connected to the operating voltage terminal B + and via the terminal X to the phase voltage terminal W of the generator 2, controls the switch 6 with the control signal s such that an exciting current flows through the excitation winding 5, both from the Be - Tension voltage connection B + present DC voltage as well as temporarily dependent on the her via the terminal X fed phase voltage.
  • the controller control is designed such that it brings about a compensation of the voltage drop on occurrence of such a voltage dip. This occurs as follows: After the load connection has occurred, the controller controller 7 acquires the parameter values of the signals supplied to it by the detector means 13. These signals correspond to parameters which describe the instantaneous operating point of the motor vehicle generator 2, so that the controller controller can determine the instantaneous operating point of the motor vehicle generator from the parameter values supplied to it. These parameters, whose parameter values allow conclusions to be drawn about the instantaneous operating point of the motor vehicle generator, include a rotational speed and a temperature.
  • This speed is the generator speed and / or the engine speed.
  • the temperature is the generator temperature and / or the regulator temperature and / or the engine compartment temperature and / or the ambient temperature.
  • Further parameters describing the instantaneous operating point of the motor vehicle are, for example, the load on the generator and / or the exciter current and / or the duty cycle and / or the battery voltage and / or the generator voltage.
  • the information about the excitation current and the duty cycle are the controller control anyway.
  • the information about further parameters whose parameter values allow conclusions to be drawn about the instantaneous operating point of the motor vehicle generator are supplied to the controller control by the detector means 13.
  • the controller controller If the controller controller has determined from the parameters mentioned the instantaneous operating point of the motor vehicle generator, then it selects an operating point-dependent amount associated with this operating point, by which the instantaneous duty cycle of the control signal s is increased in order to initiate an optimal for this operating point compensation of the voltage drop occurred, and leads in a first step the switching transistor 6, a control signal s with the increased duty cycle to. As a result, the excitation current flowing through the field winding 5 is also increased, which in turn leads to an increase in the output voltage of the generator device.
  • the controller controller 7 addresses a memory 14 in which a map is stored, in which a plurality of operating points is assigned a difference amount.
  • the controller controller generates the control signal s in a second step such that the Ausregelieri is limited and thus performs a load response function.
  • the instantaneous operating point of the motor vehicle generator is first determined and the duty cycle of the control signal s fed to the switching transistor T6 is increased by an operating point-dependent difference. Thereafter, in a second step, a limitation of the Ausregel york in the sense of a load response function.
  • FIG. 2 shows diagrams for explaining a known method.
  • FIG. 2 a shows the duty cycle of the control signal s over time
  • FIG. 2 b the load L of the generator over time.
  • a first load is switched on and at a time t 2 a second load is switched on. Both load connections cause a collapse of the output voltage provided by the generator device.
  • the portion of the switched-on load which is rapidly regulated by the connection of the load at the time t1 via the blind zone, that is to say the load. before the load response function starts, it has the value ⁇ 1 and the quickly regulated part of the switched-on load has the value ⁇ 2, where ⁇ 1 is greater than ⁇ 2. This is due to the fact that the generator is at a different operating point at time t 1 than at time t 2.
  • FIG. 3 shows diagrams for explaining a method according to the invention.
  • the duty ratio of the control signal s is plotted against time
  • the load L of the generator over time At a time t 1, a first load is switched on and at a time t 2 a second load is switched on. Both load connections cause a collapse of the output voltage provided by the generator device. From the figure 3a it can be seen that at the time tl, the duty cycle of
  • Control signal s in a first step is suddenly increased by an amount Bl and then slowly increases in a second step in the sense of a load response function to correct the voltage dip. Thereafter, the duty cycle remains unchanged until time t2.
  • the duty cycle of the control signal s in a first step is suddenly increased by the amount B2 and then slowly further increased in a second step in the sense of a load response function to compensate for the further voltage dip.
  • the amount by which the duty cycle of the control signal s is increased abruptly, ie the blind zone, is different for the two load connections.
  • a blind zone B 1 is used; at the time of load connection, a blind zone B 2 is used at time t 2, wherein B 1 is greater than B 2 in the illustrated embodiment.
  • the choice of blind ne has been made as a function of the operating point present at the time of the respective load connection, as has been explained above in connection with FIG.
  • the duration of the load response function, which continues until the respective voltage dip is regulated, is different also in this embodiment.
  • the rapidly regulated portion of the switched-on load at time t 1 and the rapidly regulated portion of the switched-on load at time t 2 each have the value ⁇ , that is to say coincide.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausgleich eines auf einer Lastzuschaltung oder einer Drehzahländerung beruhenden Einbruchs der Ausgangsspannung eines Kraftfahrzeuggenerators mittels eines Generatorreglers, der ein ein Tastverhältnis aufweisendes, den Erregerstrom des Kraftfahrzeuggenerators erhöhendes Steuersignal bereitstellt. Nach dem Auftreten des Spannungseinbruchs wird in einem ersten Schritt das Tastverhältnis des Steuersignals um einen Differenzbetrag erhöht und in einem nachfolgenden zweiten Schritt die Ausregelgeschwindigkeit begrenzt. Nach dem Auftreten des Spannungseinbruchs werden den momentanen Arbeitspunkt des Kraftfahrzeuggenerators beschreibende Parameter erfasst und im ersten Schritt erfolgt eine arbeitspunktabhängige Einstellung des Differenzbetrags.

Description

Beschreibung Titel
Verfahren und Vorrichtung zum Ausgleich eines Einbruchs der Ausgangsspannung eines Kraftfahrzeuggenerators
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausgleich eines Einbruchs der Ausgangsspannung eines Kraftfahrzeuggenerators.
Stand der Technik
Das Bordnetz eines Kraftfahrzeugs wird von einem Generator mit Energie versorgt, dessen Ausgangsspannung von einem Generatorregler auf einen vorgegebenen Wert, beispielsweise auf 14V, geregelt wird. Lastzuschaltungen oder Drehzahländerungen im Kraftfahrzeug können zu einem Einbruch der Bordnetzspannung führen. Der Generatorregler regelt diesen Spannungseinbruch aus, wodurch sich die Momentenanforderung an den Triebstrang bzw. an den Motor erhöht. Durch die Zuschaltung der Last wird ein höheres Moment benötigt, um den Generator anzutreiben. Die Regelung erfolgt durch eine Erhöhung des Erregerstromes im Läufer der Generatorvorrichtung. Diese Erhöhung wird durch eine Erhöhung des vom Generatorregler eingestellten Tastverhältnisses eines PWM- Signals herbeigeführt. Durch die Änderung des sich aus dem Erregerstrom ergebenden Magnetfeldes wird die im Ständer induzierte Spannung vergrößert.
Im Falle einer schnellen Ausregelung eines Spannungseinbruches kommt es auch zu einem entsprechend schnellen Anstieg des momentbestimmenden Erregerstromes. Insbesondere bei niedrigen Drehzahlen kann der Motor oftmals das Moment nicht ausreichend schnell aufbringen. In diesem Fall wird der Motor vom Generator abgebremst. Dadurch kann es zu einem Abwürgen des Motors kommen. Um ein derartiges Abwürgen des Motors zu verhindern ist es bereits bekannt, die Ausregelungsgeschwindigkeit eines Generatorreglers im unteren Drehzahlbereich zu begrenzen. Diese sogenannte Load Response Funktion begrenzt die Änderungsgeschwindigkeit des Tastverhältnisses, wenn dieses aufgrund eines Spannungseinbruches erhöht werden muss. Dadurch wird in gleichem Maße die
Änderungsgeschwindigkeit des Moments beeinflusst, so dass der Motor mehr Zeit dazu hat, auf die erhöhten Momentanforderungen zu reagieren. Nachteilig bei dieser Vorgehensweise ist jedoch, dass dadurch eine entsprechende Verzögerung bei der Ausregelung des Spannungseinbruches auftritt. Der Spannungs- einbruch dauert länger an.
Werden nur kleine Lasten zugeschaltet und muss somit das Tastverhältnis nur geringfügig erhöht werden, dann wird auch das Moment nur geringfügig erhöht, was für den Motor in der Regel unkritisch ist. Um nicht auch bei derartigen klei- nen Laständerungen eine durch die Load Response Funktion verursachte langsame Ausregelung eines Spannungseinbruchs in Kauf nehmen zu müssen, ist es bereits bekannt, das Tastverhältnis zunächst um einen vorgegebenen Wert, auch als "Blindzone" bzw. "blind zone" bezeichnet, zu erhöhen, so dass eine schnelle Reaktion auf den Spannungseinbruch erfolgt, und erst anschließend mit der durch die Load Response Funktion begrenzten Anstiegsgeschwindigkeit weiter zu erhöhen.
Die "Blindzone" bzw. "blind zone" ist definiert als das Tastverhältnis-delta, innerhalb dem eine schnelle Ausregelung erfolgen kann. Bei aktuellen Reglern ist die "blind zone" auf einen festen Wert eingestellt oder lässt sich zwischen zwei Werten umschalten. Die sich dadurch ergebenden möglichen Lasten, welche schnell ausgeregelt werden können, als auch die sich daraus ergebenden möglichen Momentenänderungen, sind nicht konstant, sondern abhängig vom jeweiligen Arbeitspunkt des Generators. Gründe für diese Abhängigkeit vom Arbeitspunkt sind beispielsweise die durch Temperatur veränderbaren Eigenschaften der Erregerwicklung (Widerstand und Induktivität) sowie die Unproportionalität des Erregerstromes zum Generatorstrom, die durch das Sättigungsverhalten des Eisenkerns des Läufers hervorgerufen wird."
Aus der DE 199 05 984 AI ist eine Steuervorrichtung für eine Kraftfahrzeug- Lichtmaschine bekannt, die von einer Brennkraftmaschine angetrieben wird und nach einer Gleichrichtung der von ihr erzeugten Ausgangsspannung eine Batte- rie lädt. Diese Steuervorrichtung weist auf einen Spannungsregler, der die Ladespannung der Batterie auf einen konstanten Wert steuert und eine Einrichtung, die den Generatorstrom der Lichtmaschine nach dem Einschalten einer elektrischen Last allmählich erhöht. Der Erhöhungsbetrag eines Steuerstromes eines Leistungsschalters zum Steuern des Erregerstromes der Lichtmaschine zu einem
Zeitpunkt direkt nach dem Einschalten der elektrischen Last, jedoch vor der Aktivierung der Einrichtung zum Steuern einer allmählichen Erregung, wird in Abhängigkeit von den Leistungserzeugungsbedingungen der Lichtmaschine eingestellt. Insbesondere wird der Erhöhungsbetrag des Steuerstroms des Leistungs- Schalters zum Steuern des Erregerstromes der Lichtmaschine in Abhängigkeit vom Generatorstrom der Lichtmaschine in der Weise eingestellt, dass bei großem Generatorstrom der Erhöhungsbetrag erhöht wird und bei kleinem Generatorstrom erniedrigt wird. Alternativ dazu wird der Erhöhungsbetrag des Steuerstromes des Leistungsschalters zum Steuern des Erregungsstromes in der Wei- se eingestellt, dass er zum Erregungsstromwert vor dem Einschalten der elektrischen Last proportional ist. Dadurch wird erreicht, dass bei einer Verwendung der gleichen Steuervorrichtung für Generatoren mit unterschiedlichen Generatorleistungskapazitäten der Ausgangsstrom der betreffenden Lichtmaschine, der eine einmalige und sofortige Antwort auf ein Einschalten einer Last vor der Aktivie- rung der Steuerung einer allmählichen Erregung, die den Generatorstrom allmählich erhöht, darstellt, im Wesentlichen konstant gehalten wird.
Offenbarung der Erfindung Ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen und eine Vorrichtung mit den im Anspruch 5 angegebenen Merkmalen weisen demgegenüber den Vorteil auf, dass die Wahl des Differenzbetrages, um welchen das Tastverhältnis des Steuersignals erhöht wird, in Abhängigkeit vom jeweils vorliegenden Arbeitspunkt vorgenommen wird. Diese Anpassung der Blindzone an den jeweils vorliegenden Arbeitspunkt führt in vorteilhafter Weise zu einem vorhersehbaren und eindeutig definierten Verhalten des Generators, welches für die jeweiligen Arbeitspunkte des Motors optimiert werden kann. Dadurch können beispielsweise komplexere Funktionen im Steuergerät zur Reaktion auf Momentenänderungen am Triebstrang bedingt durch den Generator minimiert werden.
Weitere Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass in den unterschiedlichen Arbeitspunkten nicht stets konstante Bedingungen, beispielsweise konstante Mo- mentänderungen oder konstant schnell ausregelbare Spannungseinbrüche, vorliegen, sondern auch unterschiedliche Bedingungen vorliegen können, beispielsweise können unterschiedliche Arbeitspunkte unterschiedlichen Momentenände- rungen zugeordnet sein.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Figur 1 ein Schaltbild zur Erläuterung einer Vorrichtung zum Ausgleich eines auf einer Lastzuschaltung beruhenden Einbruchs der Ausgangsspannung eines Kraftfahrzeuggenerators,
Figur 2 Diagramme zur Erläuterung eines bekannten Verfahrens und
Figur 3 Diagramme zur Erläuterung eines Verfahrens gemäß der Erfindung.
Die Figur 1 zeigt ein Schaltbild zur Erläuterung einer Vorrichtung zum Ausgleich eines auf einer Lastzuschaltung beruhenden Einbruchs der Ausgangsspannung eines Kraftfahrzeuggenerators. Die dargestellte Vorrichtung weist eine Generatorvorrichtung 11, das Bordnetz 12 des Kraftfahrzeugs und Detektormittel 13 auf. Die Generatorvorrichtung 11 umfasst einen Generatorregler 1 und eine Generatoreinheit 10, die an ihrem Ausgang eine Versorgungsgleichspannung für das Bordnetz 12 eines Kraftfahrzeugs bereitstellt.
Die Generatoreinheit 10 weist einen Generator 2 und eine Gleichrichteranordnung 9 auf. Der Generator 2 enthält eine Erregerwicklung 5 und nicht näher dargestellte Phasenwicklungen, die beispielsweise in Form einer Sternschaltung oder einer Dreieckschaltung miteinander verschaltet sind. Der Generator 2 stellt an seinen Phasenspannungsanschlüssen U, V und W Wechselspannungen zur Verfügung, die der nachgeschalteten Gleichrichteranordnung 9 zugeführt werden. Alternativ zum gezeigten Ausführungsbeispiel kann auch eine andere Anzahl von Phasen bzw. Phasenspannungsanschlüssen vorliegen.
Die Gleichrichteranordnung 9 enthält drei Zweige, von denen jeder eine Reihenschaltung zweier Dioden oder anderer geeigneter Komponenten aufweist und einem anderen der Phasenspannungsanschlüsse des Generators zugeordnet ist. Der Phasenspannungsanschluss U des Generators 2 ist mit dem Verbindungspunkt zwischen den Dioden Dl und D4 des ersten Gleichrichterzweigs verbunden. Der Phasenspannungsanschluss V des Generators 2 ist an einen Verbindungspunkt zwischen den Dioden D2 und D5 des zweiten Gleichrichterzweigs angeschlossen. Der Phasenspannungsanschluss W des Generators 2 ist mit einem Verbindungspunkt zwischen den Dioden D3 und D6 des dritten Gleichrichterzweigs verbunden.
Die Kathoden der Dioden D4, D5 und D6 sind miteinander verbunden. Dort wird die Ausgangsgleichspannung der Generatoreinheit 10 bereitgestellt und an das
Bordnetz 12 weitergegeben. Die Anoden der Dioden Dl, D2 und D3 sind ebenfalls miteinander verbunden und liegen auf Masse.
Der Phasenspannungsanschluss W des Generators 2 steht des Weiteren über einen Anschluss X des Generatorreglers 1 mit der Reglersteuerung 7 des Generatorreglers 1 und über einen Widerstand R3 und eine Masseverbindung 3 des Generatorreglers mit Masse 4 in Verbindung.
Der Generatorregler 1 weist einen Betriebsspannungsanschluss B+ sowie weite- re Anschlüsse DF, D- und X auf. Des Weiteren enthält der Generatorregler eine
Reglersteuerung 7, welche mit einer Auswertelogik versehen ist. Die Reglersteuerung 7 ist dazu vorgesehen, einem Schalttransistor 6 ein PWM-Ansteuersignal s zur Verfügung zu stellen. Die Reglersteuerung 7 ist weiterhin mit dem Betriebsspannungsanschluss B+ und über die Masseverbindung 3 mit Masse 4 verbun- den. Ferner steht die Reglersteuerung 7 mit dem Anschluss X des Generatorreglers 1 in Verbindung, um ein vom Phasenspannungsanschluss W des Generators 2 abgeleitetes Phasenspannungssignal zu empfangen.
Darüber hinaus weist die in der Figur 1 gezeigte Vorrichtung einen Erregerstrom- kreis auf. Dieser verläuft vom Betriebsspannungsanschluss B+ des Generatorreglers 1 über den Schalttransistor 6 des Generatorreglers, den Anschluss DF des Generatorreglers, die Erregerwicklung 5, den Anschluss D- des Generatorreglers und die Masseverbindung 3 nach Masse 4. Zwischen die Anschlüsse D- und DF des Generatorreglers 1 ist entweder eine Freilaufdiode 8 geschaltet oder es wird ein aktiver Freilauf mit einem Schalttransistor verwendet. Die Reglersteuerung 7, welche mit dem Betriebsspannungsanschluss B+ und über den Anschluss X mit dem Phasenspannungsanschluss W des Generators 2 verbunden ist, steuert den Schalter 6 mit dem Steuersignal s derart an, dass ein Erregerstrom durch die Erregerwicklung 5 fließt, der sowohl von der am Be- triebsspannungsanschluss B+ vorliegenden Gleichspannung als auch zeitweise von der ihr über den Anschluss X zugeleiteten Phasenspannung abhängig ist.
Tritt bei einer derartigen Vorrichtung aufgrund einer Zuschaltung einer Last im Bordnetz ein Einbruch der Ausgangsspannung des Kraftfahrzeuggenerators auf, dann wird dies von der Reglersteuerung 7 detektiert. Die Reglersteuerung ist derart ausgebildet, dass sie beim Auftreten eines derartigen Spannungseinbruchs eine Ausregelung des Spannungseinbruchs herbeiführt. Dies geschieht wie folgt: Nach dem Auftreten der Lastzuschaltung erfasst die Reglersteuerung 7 die Parameterwerte der ihr von den Detektormitteln 13 zugeführten Signale. Diese Signale entsprechen Parametern, die den momentanen Arbeitspunkt des Kraftfahrzeuggenerators 2 beschreiben, so dass die Reglersteuerung aus den ihr zugeführten Parameterwerten den momentanen Arbeitspunkt des Kraftfahrzeuggene- rators ermitteln kann. Zu diesen Parametern, deren Parameterwerte Rückschlüsse auf den momentanen Arbeitspunkt des Kraftfahrzeuggenerators erlauben, gehören eine Drehzahl und eine Temperatur. Bei dieser Drehzahl handelt es sich um die Generatordrehzahl und/oder die Motordrehzahl. Bei der Temperatur handelt es sich um die Generatortemperatur und/oder die Reglertemperatur und/oder die Motorraumtemperatur und/oder die Umgebungstemperatur. Weitere den momentanen Arbeitspunkt des Kraftfahrzeugs beschreibende Parameter sind beispielsweise die Belastung des Generators und/oder der Erregerstrom und/oder das Tastverhältnis und/oder die Batteriespannung und/oder die Generatorspannung. Die Informationen über den Erregerstrom und das Tastverhältnis liegen der Reglersteuerung ohnehin vor. Die Informationen über weitere Parameter, deren Parameterwerte Rückschlüsse auf den momentanen Arbeitspunkt des Kraftfahrzeuggenerators erlauben, werden der Reglersteuerung von den Detektormitteln 13 zugeführt. Hat die Reglersteuerung aus den genannten Parametern den momentanen Arbeitspunkt des Kraftfahrzeuggenerators ermittelt, dann wählt sie einen diesem Arbeitspunkt zugehörigen arbeitspunktabhängigen Betrag aus, um welchen das momentane Tastverhältnis des Steuersignals s erhöht wird, um eine für diesen Arbeitspunkt optimale Ausregelung des aufgetretenen Spannungseinbruchs in die Wege zu leiten, und führt in einem ersten Schritt dem Schalttransistor 6 ein Steuersignal s mit dem erhöhten Tastverhältnis zu. Dadurch wird auch der durch die Erregerwicklung 5 fließende Erregerstrom erhöht, was wiederum zu einer Erhöhung der Ausgangsspannung der Generatorvorrichtung führt.
Zur Auswahl des arbeitspunktabhängigen Betrages, um welchen das momentane Tastverhältnis des Steuersignals s erhöht wird, adressiert die Reglersteuerung 7 einen Speicher 14, in welchem ein Kennfeld abgespeichert ist, in welchem einer Vielzahl von Arbeitspunkten jeweils ein Differenzbetrag zugeordnet ist.
Anschließend erzeugt die Reglersteuerung das Steuersignal s in einem zweiten Schritt derart, dass die Ausregelgeschwindigkeit begrenzt wird und führt damit eine Load Response Funktion durch.
Folglich wird bei der vorliegenden Erfindung nach dem Auftreten eines durch eine Lastzuschaltung auftretenden Spannungseinbruchs zunächst der momentane Arbeitspunkt des Kraftfahrzeuggenerators ermittelt und das Tastverhältnis des dem Schalttransistor T6 zugeführten Steuersignals s um einen arbeitspunktabhängigen Differenzbetrag erhöht. Danach erfolgt in einem zweiten Schritt eine Begrenzung der Ausregelgeschwindigkeit im Sinne einer Load Response Funktion.
Die Figur 2 zeigt Diagramme zur Erläuterung eines bekannten Verfahrens. In der Figur 2a ist das Tastverhältnis des Steuersignals s über der Zeit aufgetragen, in der Figur 2b die Belastung L des Generators über der Zeit. Zu einem Zeitpunkt tl wird eine erste Last und zu einem Zeitpunkt t2 eine zweite Last zugeschaltet. Beide Lastzuschaltungen verursachen einen Einbruch der von der Generatorvorrichtung bereitgestellten Ausgangsspannung.
Aus der Figur 2a ist ersichtlich, dass zum Zeitpunkt tl das Tastverhältnis des Steuersignals s in einem ersten Schritt sprunghaft um einen Betrag B erhöht wird und dann in einem zweiten Schritt im Sinne einer Load Response Funktion langsam weiter ansteigt, um den Spannungseinbruch auszuregeln. Danach bleibt das Tastverhältnis bis zum Zeitpunkt t2 unverändert. Zum Zeitpunkt t2 wird das Tastverhältnis des Steuersignals s wiederum in einem ersten Schritt sprunghaft um den Betrag B erhöht und danach wiederum in einem zweiten Schritt im Sinne einer Load Response Funktion langsam weiter erhöht, um den weiteren Spannungseinbruch zu kompensieren. Der Betrag, um welchen das Tastverhältnis des Steuersignals s sprunghaft erhöht wird, d. h. die Blindzone B, stimmt bei beiden Lastzuschaltungen überein und ist unabhängig davon, in welchem Arbeitspunkt sich der Generator zum Zeitpunkt des Auftretens der jeweiligen Lastzuschaltung momentan befindet. Die Zeitdauer der Load Response Funktion, die solange andauert, bis der jeweilige Spannungseinbruch ausgeregelt ist, ist beim gezeigten Ausführungsbeispiel unterschiedlich.
Aus der Figur 2b ist ersichtlich, dass der durch Zuschaltung der Last zum Zeitpunkt tl schnell über die Blindzone ausgeregelte Anteil der zugeschalteten Last, d.h. bevor die Load Response Funktion einsetzt, den Wert Δ1 hat und der schnell ausgeregelte Anteil der zugeschalteten Last den Wert Δ2 hat, wobei Δ1 größer ist als Δ2. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sich der Generator zum Zeitpunkt tl in einem anderen Arbeitspunkt befindet als zum Zeitpunkt t2.
Die Figur 3 zeigt Diagramme zur Erläuterung eines Verfahrens gemäß der Erfindung. In der Figur 3a ist das Tastverhältnis des Steuersignals s über der Zeit aufgetragen, in der Figur 3b die Belastung L des Generators über der Zeit. Zu einem Zeitpunkt tl wird eine erste Last und zu einem Zeitpunkt t2 eine zweite Last zugeschaltet. Beide Lastzuschaltungen verursachen einen Einbruch der von der Generatorvorrichtung bereitgestellten Ausgangsspannung. Aus der Figur 3a ist ersichtlich, dass zum Zeitpunkt tl das Tastverhältnis des
Steuersignals s in einem ersten Schritt sprunghaft um einen Betrag Bl erhöht wird und dann in einem zweiten Schritt im Sinne einer Load Response Funktion langsam weiter ansteigt, um den Spannungseinbruch auszuregeln. Danach bleibt das Tastverhältnis bis zum Zeitpunkt t2 unverändert. Zum Zeitpunkt t2 wird das Tastverhältnis des Steuersignals s in einem ersten Schritt sprunghaft um den Betrag B2 erhöht und danach in einem zweiten Schritt im Sinne einer Load Response Funktion langsam weiter erhöht, um den weiteren Spannungseinbruch zu kompensieren. Der Betrag, um welchen das Tastverhältnis des Steuersignals s sprunghaft erhöht wird, d. h. die Blindzone, ist bei den beiden Lastzuschaltungen unterschiedlich. Bei der Lastzuschaltung zum Zeitpunkt tl wird eine Blindzone Bl verwendet, bei der Lastzuschaltung zum Zeitpunkt t2 eine Blindzone B2, wobei beim gezeigten Ausfürhungsbeispiel Bl größer als B2 ist. Die Wahl der Blindzo- ne ist in Abhängigkeit von dem zum Zeitpunkt der jeweiligen Lastzuschaltung vorliegenden Arbeitspunkt vorgenommen worden, wie es oben im Zusammenhang mit der Figur 1 erläutert wurde. Die Zeitdauer der Load Response Funktion, die solange andauert, bis der jeweilige Spannungseinbruch ausgeregelt ist, ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel unterschiedlich.
Aus der Figur 3b ist ersichtlich, dass der schnell ausgeregelte Anteil der zugeschalteten Last zum Zeitpunkt tl und der schnell ausgeregelte Anteil der zugeschalteten Last zum Zeitpunkt t2 jeweils den Wert Δ haben, also übereinstimmen.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Ausgleich eines auf einer Lastzuschaltung oder einer Drehzahländerung beruhenden Einbruchs der Ausgangsspannung eines Kraftfahrzeuggenerators mittels eines Generatorreglers, der ein ein Tastverhältnis aufweisendes, den Erregerstrom des Kraftfahrzeuggenerators erhöhendes Steuersignal bereitstellt, wobei nach dem Auftreten des Spannungseinbruchs in einem ersten Schritt das Tastverhältnis des Steuersignals um einen Differenzbetrag erhöht wird und in einem nachfolgenden zweiten Schritt die Ausregelgeschwindigkeit begrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Auftreten des Spannungseinbruchs den momentanen Arbeitspunkt des Kraftfahrzeuggenerators beschreibende Parameter erfasst werden und im ersten Schritt eine arbeitspunktabhängige Einstellung des Differenzbetrages vorgenommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zu den den momentanen Arbeitspunkt des Kraftfahrzeuggenerators beschreibenden Parametern eine Drehzahl und eine Temperatur gehören.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zu den den momentanen Arbeitszeitpunkt des Kraftfahrzeugsgenerators beschreibenden Parametern die Generatordrehzahl und/oder die Motordrehzahl gehören.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zu den den momentanen Arbeitspunkt des Kraftfahrzeuggenerators beschreibenden Parametern die Generatortemperatur und/oder die Reglertemperatur und/oder die Motorraumtemperatur und/oder die Umgebungstemperatur gehören.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass zu den den momentanen Arbeitspunkt des Kraftfahrzeuggenerators beschreibenden Parametern die Belastung des Generators und/oder der Erre- gerstrom und/oder das Tastverhältnis und/oder die Batteriespannung und/oder die Generatorspannung gehören.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Differenzbetrag einem abgespeicherten Kennfeld entnommen wird, in welchem einer Vielzahl von Arbeitspunkten jeweils ein Differenzbetrag zugeordnet ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedlichen Arbeitspunkten unterschiedliche Differenzbeträge zugeordnet sind.
8. Vorrichtung zum Ausgleich eines auf einer Lastzuschaltung oder einer Drehzahländerung beruhenden Einbruchs der Ausgangsspannung eines Kraftfahrzeuggenerators, mit einem Generatorregler, der ein ein Tastverhältnis aufweisendes, den Erregerstrom des Kraftfahrzeuggenerators erhöhendes Steuersignal bereitstellt, wobei der Generatorregler nach dem Auftreten des Spannungseinbruchs in einem ersten Schritt das Tastverhältnis des Steuersignals um einen Differenzbetrag erhöht und in einem nachfolgenden zweiten Schritt die Ausregelgeschwindigkeit begrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass sie Detektormittel (13) aufweist, die nach dem Auftreten des Spannungseinbruchs den momentanen Arbeitspunkt des Kraftfahrzeuggenerators beschreibende Parameter erfassen, die Detektormittel mit dem Generatorregler (1) verbunden sind, der Generatorregler dazu vorgesehen ist, durch eine Auswertung der von den Detektormitteln bereitgestellten Detektorsignale den Arbeitspunkt des Kraftfahrzeuggenerators zu ermitteln und im ersten Schritt eine arbeitspunktabhängige Einstellung des Differenzbetrages vorzunehmen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Speicher (14) aufweist, in welchem ein Kennfeld abgespeichert ist, in welchem einer Vielzahl von Arbeitspunkten jeweils ein Differenzbetrag zugeordnet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Kennfeld unterschiedlichen Arbeitspunkten unterschiedliche Differenzbeträge zugeordnet sind.
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