ITMI970471A1

ITMI970471A1 - Impianto-generatore per un motore endotermico

Info

Publication number: ITMI970471A1
Application number: IT97MI000471A
Authority: IT
Inventors: Walter Khol; Friedhelm Meyer; Hans-Joachim Lutz
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 1996-03-08
Filing date: 1997-03-04
Publication date: 1998-09-04
Also published as: DE19608992B4; IT1290015B1; JPH104699A; FR2745963A1; DE19608992A1; JP4057093B2; FR2745963B1

Description

Descrizione

Stato dell'arte

L'invenzione prende le mosse da un impianto-ge neratore , del genere di cui alla rivendicazione principale, per un motore endotermico.

Per l'alimentazione delle utenze elettriche di un autoveicolo vengono oggigiorno abitualmente utilizzati alternatori trifasi. Questi alternatori gene rano una tensione alternata ovvero una corrente alternata, la quale viene raddrizzata in una disposizione di raddrizzatori posta a valle dell'alternato re, e viene impiegata per l'alimentazione delle uten ze nonché per il caricamento della batteria. Dato che la tensione in uscita dell'alternatore trifase dipende notevolmente dal numero di giri dell'alterna tore, ha luogo una regolazione della tensione con 1' ausilio di un regolatore di tensione che influenza la corrente di eccitazione dell'alternatore. Abituai mente, in proposito la corrente di eccitazione viene continuamente attivata o disattivata con l'ausilio di un transistore.

Dato che la regolazione dell'alternatore rispet tivamente del funzionamento dell'alternatore in una maniera ottimale dipende da svariati fattori, in un impianto di generazione, noto dal documento DE-OS 37 29 772, viene rilevata una molteplicità di parametri dell'alternatore, della rete di bordo rispettivamen te del regolatore e questi vengono elaborati con 1' ausilio di una speciale disposizione circuitale di elaborazione in modo tale che sia attuabile una rego lazione dell'alternatore che sia adeguabile a specia li requisiti. Tra gli altri viene in proposito tenu to conto del fatto che il numero di giri dell'alter natore si dovrà muovere in un intervallo di valori ottimale per quanto concerne lo sviluppo di rumore. Si vuole con ciò impedire che le punte di rumorosità, possibili a determinati numeri di giri, abbiano ripercussioni fastidiose. Al fine di ridurre il rumo re magnetico dell'alternatore viene pertanto proposto, nel caso del noto impianto-generatore , di intervenire, a determinate condizioni di funzionamen to, sulla trasmissione intermedia tra il motore endo termico e l'alternatore, e di influenzarne il rappor to di trasmissione in maniera che vengano esclusi in tervalli di numeri di giri dell'alternatore aventi forte influenza sulla rumorosità. Un tale modo di procedere è soltanto possibile se tra il motore endo termico rispettivamente l'albero del motore endoter mico, attraverso il quale deve essere azionato l'al ternatore, e l'alternatore si trova una trasmissione intermedia regolabile.

Vantaggi dell'invenzione

L'impianto - generatore di cui all'invenzione per un motore endotermico, avente le caratteristiche della rivendicazione principale, ha al contrario il vantaggio di funzionare indipendentemente dalla pre senza di una trasmissione intermedia tra il motore endotermico e l'alternatore. Questo vantaggio viene conseguito in quanto che il regolatore della tensio ne influenza la corrente di eccitazione in modo tale che il rumore magnetico venga minimizzato nell'inter vallo critico del numero di giri. Questo influenzamento può aver luogo in maniera vantaggiosa forfetta riamente, laddove in un determinato intervallo di nu meri di giri, nel quale notoriamente si verifica lo sviluppo più forte di rumore, viene attuata una ridu zione della corrente di eccitazione senza che venga misurato il rumore esistente. In una vantaggiosa con figurazione dell'invenzione, il rumore magnetico ef fettivamente esistente viene misurato con l'ausilio di un proprio sensore e la riduzione della corrente di eccitazione viene attuata solo quando il rumore sale oltre un valore di soglia preassegnabile.

In altre, vantaggiose, configurazioni un conca tenamento logico di svariate informazioni viene effettuato nel regolatore di tensione, rispettivamente in un circuito di elaborazione, che può essere parte integrante del regolatore di tensione o può essere realizzato sotto forma di separato circuito, a tito lo di esempio la corrente dell'alternatore, la corrente di eccitazione, la temperatura di un punto a scelta dell'alternatore oppure dell'ambiente circostante, il numero di giri del motore oppure dell'al ternatore, vibrazioni registrate dell'alternatore e simili, vengono valutati con l'ausilio di concatena zioni logiche al fine di creare una condizione che induca un abbassamento della corrente di eccitazione per ridurre il rumore. Se il circuito di elaborazio ne è costruito sotto forma di microprocessore, memo rie possono essere programmate in modo che possa aver luogo, per quanto concerne tipo ed impiego del l'alternatore, una riduzione mirata della corrente di eccitazione e pertanto del rumore magnetico.

Disegno

Un esempio di realizzazione dell'invenzione è rappresentato nell'unica figura del disegno e viene illustrato più in dettaglio nella descrizione che se gue .

Descrizione dell'esempio di realizzazione

Nella figura è rappresentato schematicamente un alternatore trifase 10 che alimenta la rete di bordo contrassegnata con 11. La regolazione della tensione di uscita UB+ dell'alternatore ha luogo con un rego latore di tensione 12. I morsetti di connessione, che sono presenti tanto sull'alternatore trifase 10 come anche sul regolatore di tensione 12, sono contrassegnati nella maniera abituale con D-, DF, D+. L'alternatore presenta supplementarmente il morsetto di collegamento B+, attraverso il quale la corrente raddrizzata IG dell'alternatore affluisce alla rete di bordo. La tensione sul morsetto B+ viene contras segnata con UB+.

L'alternatore trifase 10 comprende, oltre agli avvolgimenti statorici 13a, 13b, 13c, ancora un avvolgimento di eccitazione 14, attraverso il quale passa la corrente di eccitazione IL. Parte integran te dell'alternatore trifase 10 sono abitualmente rad drizzatori a ponte, che servono al raddrizzamento della corrente di uscita dell'alternatore ed eventualmente anche al raddrizzamento della corrente di eccitazione .

Della rete di bordo sono rappresentati solo al cuni componenti essenziali, a titolo di esempio la spia 15 di controllo della carica nonché il morsetto KL.15, che è in collegamento con l'interruttore di accensione 16. La batteria 19 si trova tra il morset to di collegamento B+ dell'alternatore e la massa. Un'utenza 18 può essere collegata con la batteria 19 attraverso l'interruttore 17. Il motorino di avviamento 20 è in collegamento con il morsetto KL.15 del l'interruttore di accensione 16 attraverso l'interruttore 21.

Del regolatore di tensione 12 sono indicati, quali elementi essenziali: un elemento di commutazio ne, a titolo di esempio un transistore di commutazio ne 22 comprendente un diodo di protezione 23, posto in parallelo, ed un diodo ad'oscillazione libera 24, nonché un elemento di comando 25, il quale si fa ca rico dell'attivazione del transistore 22. Mediante l'apertura e la chiusura del ramo di commutazione del transistore 22 viene pilotato il flusso di corrente IE attraverso l'avvolgimento di eccitazione 14, che è situato tra le connessioni D+ e DF. A seconda del numero di giri o del carico dell'alternato re varia il rapporto di esplorazione. Tramite un ta le influenzamento della corrente di eccitazione, la tensione di uscita UB+ sulla connessione B+ dell'al tematore può essere regolata su un valore preassegnabile.

All'elemento di comando 25 del regolatore di tensione 22 vengono eventualmente addotte altre informazioni che vengono rilevate per mezzo di idonei sensori oppure possono provenire direttamente dall' apparecchiatura di comando del motore. Queste infor mazioni sono a titolo di esempio la corrente IG del 1'alternatore, .la corrente di eccitazione IE, la tem peratura r su un componente preassegnabile dell'alternatore oppure del regolatore di tensione, la tem peratura ambiente, il numero di giri dell'alternato re (nG) oppure del motore endotermico (n), informazioni riguardo a vibrazioni dell'alternatore, oppure il segnale di uscita di uno o più sensori che misura no il suono del corpo dell'alternatore. Questi segna li sono contrassegnati forfettariamente sotto forma di corrente I oppure di tensione U.

Partendo dalle informazioni rispettivamente dai dati addotti all'elemento di comando 25 vengono for mati i segnali di comando A che eventualmente provo cano la riduzione della corrente di eccitazione IE. Dato che l'elemento di comando 23 è a titolo di esem pio realizzato sotto forma di microprocessore, per la riduzione della corrente di eccitazione si può an che ricorrere ad una programmazione riguardo a tipo ed impiego dell'alternatore, immessa in una memoria. Il principio, secondo il quale ha luogo la riduzione della corrente di eccitazione al fine di ridurre il rumore magnetico, può essere adattato dalle necessa rie circostanze. Alcuni dei possibili modi di proce dere vengono illustrati in appresso ancora più nel dettaglio .

Il rumore magnetico di un generatore è abituai mente dipendente dalla corrente IG dell'alternatore rispettivamente dalla corrente di eccitazione IE. In maniera particolarmente fastidiosa si esplica il ru more magnetico di un alternatore freddo in un inter vallo di numero di giri relativamente grande. Freddo viene definito l'alternatore nel momento in cui la sua temperatura si trova al di sotto di una determi nata temperatura preassegnabile, caso questo che si ha specialmente con basse temperature esterne dopo la messa in servizio. Punte di rumorosità in un ristretto intervallo di numeri di giri, di circa duerni la fino a tremila giri dell'alternatore, possono an che verificarsi in alternatori che si trovano alla temperatura di funzionamento. I rumori magnetici so no fondamentalmente dipendenti dal tipo di alternato re.

I rumori magnetici dell'alternatore vengono prò vocati da vibrazioni meccaniche. Il sistema rotore/ /indotto eccitante le vibrazioni trasmette le vibra zioni agli scudi. Questi scudi e parti del motore, eventualmente accoppiate attraverso il braccio orien tabile nonché il supporto, agiscono allo stesso modo della membrana di un altoparlante e possono ampliti care il rumore magnetico dell'alternatore. Questi ru mori rispettivamente le corrispondenti vibrazioni so no fastidiosi per gli occupanti del veicolo. Le vibrazioni possono essere ridotte modificando la geome tria della ruota polare, del traferro oppure dell'ac coppiamento tra scudo ed indotto nonché dell'accoppiamento tra alternatore, supporto e blocco motore. Queste modifiche sarebbero tuttavia tutte legate a cambiamenti fondamentali della struttura dell'alter natore e non sono pertanto senz'altro attuabili. Se condo l'invenzione viene pertanto proposto di elimi nare gli indesiderati rumori magnetici dell'alterna tore mediante temporanea riduzione della corrente di eccitazione. Ciò è possibile in quanto la corrente di eccitazione rispettivamente il passaggio di corrente provocato da questa influenzano l'eccitazione per il sistema vibrante. Mediante la riduzione della corrente di eccitazione possono perciò essere ridot ti l'eccitazione e quindi anche il rumore magnetico. A seconda dell'usura del generatore viene in proposi to ridotta anche la corrente IG dell'alternatore.

Quali possibili procedimenti per ridurre il ru more magnetico riducendo la corrente di eccitazione sono attuabili i seguenti processi:

1. In un preassegnabile intervallo di numeri di giri, che si estende per un intervallo relativamente grande di numeri di giri dell'alternatore, con alter natore freddo viene fondamentalmente ridotta la cor rente di eccitazione. La condizione, per cui 1'alter natore è freddo, viene stabilita o confrontando una tem $peratura di un punto a scelta dell'alternatore con una temperatura di riferimento e l'assunto che l'alternatore è freddo vale nel momento in cui la temperatura dell'alternatore si situa al di sotto della temperatura di riferimento. La constatazione che l'alternatore è freddo può anche aver luogo per il fatto che, per un lasso di tempo preassegnabile dopo l'avviamento del motore endotermico, si parte da un alternatore freddo. In quale misura la corren te di eccitazione viene ridotta può essere stabilito nel dettaglio.

2 . Il rumore magnetico viene ridotto riducendo la corrente di eccitazione in uno o più piccoli intervalli di numeri di giri, laddove per intervalli di numeri di giri si devono intendere intervalli con numeri di giri dell'alternatore, nei quali si verifi ca una punta di rumorosità. Tali intervalli di nume ri di giri sono abitualmente dipendenti dal tipo di alternatore, pertanto è possibile definire per uno speciale generatore un intervallo di numeri di giri, nel quale ci si devono aspettare punte di rumorosità. Se il numero di giri dell'alternatore si situa all'interno di un tale intervallo, viene ridotta la corrente di eccitazione.

3. La rilevazione del rumore magnetico ha luogo direttamente oppure indirettamente tramite sensori, per esempio un sensore per rumori di corpi. Il segna le di uscita di questo sensore viene poi addotto al dispositivo di elaborazione 25. Questo confronta il rumore rilevato del corpo con un valore limite, il quale corrisponde ad un livello di rumore massimo consentito. Se il rumore misurato del corpo raggimi ge il valore massimo consentito, la corrente di ecci tazione viene ridotta fino a quando di nuovo si scen de al di sotto di questo valore.

4. La riduzione del rumore magnetico mediante riduzione della corrente di eccitazione può anche aver luogo formando nell'elemento di comando 25 con catenamenti logici di parametri diversi ed emettendo un segnale di comando, che fa partire la riduzione della corrente di eccitazione, non appena i concate namenti logici soddisfano a determinate condizioni. I concatenamenti logici di parametri diversi possono per esempio essere correnti (corrente IG dell'alter natore oppure corrente di eccitazione IE), temperatu re (temperatura dell'alternatore, temperatura del regolatore, temperatura dell'ambiente), numeri di gi ri (numero di giri del generatore, numero di giri dell'albero a gomiti), oppure un'ampiezza di vibrazione, laddove l'ampiezza di vibrazione può essere determinata con l'ausilio di un idoneo sensore.

5. Un'ulteriore possibilità per ridurre il rumo re magnetico consiste nel fatto che l'elemento di co mando 25 rispettivamente il regolatore è costruito sotto forma di microprocessore, il quale è programma bile riguardo a tipo di alternatore, supporto per 1' alternatore, motore sul quale l'alternatore deve es sere installato, ecc.. Le informazioni corrisponden ti possono in proposito essere collocate in memorie del regolatore. Con un tale regolatore, una riduzio ne della corrente di eccitazione per ridurre il rumo re magnetico può aver luogo indipendentemente da al tre informazioni addotte, però possono anche essere scelti uno dei modi di procedere di cui ai punti 1 fino a 4, oppure una combinazione, cosicché le condi zioni per l'abbassamento della corrente di eccitazio ne nonché per l'entità dell'abbassamento della corrente possono essere variate in maniera molteplice.

In un'ulteriore configurazione, l'abbassamento della corrente di eccitazione può aver luogo con 1' ausilio di un supplementare elemento di comando, il quale non è parte integrante del regolatore di tensione. Questo elemento di comando può essere associa to al generatore in qualità di separato elemento di comando, oppure può anche essere realizzato sotto forma di componente dell'apparecchio di comando del motore .

Claims

Rivendicazioni 1.- Impianto - generatore per un motore endo termico, comprendente un alternatore, azionato dal motore endotermico, ed utenze, che vengono alimenta te dall'alternatore con energia elettrica, comprendente un regolatore di tensione, il quale regola la tensione di uscita dell'alternatore mediante influen zamento della corrente di eccitazione e che contempla un elemento di comando, cui possono essere addot te informazioni preassegnabili, laddove in funzione di queste informazioni ha luogo un influenzamento dell'alternatore al fine di ridurre lo sviluppo dei rumori che si verificano durante il funzionamento, caratterizzato dal fatto che l'elemento di comando (25) influenza la corrente di eccitazione (IE), spe cialmente in intervalli selezionabili di numeri di giri dell'alternatore, in modo tale che venga ridot to lo sviluppo di rumori. 2 .- Impianto - generatore secondo la rivendi cazione 1, caratterizzato dal fatto che la corrente di eccitazione IE viene ridotta in un intervallo piuttosto grande di numeri..di giri, nel momento in cui viene in aggiunta riscontrato che l'alternatore è ancora freddo. 3 . - Impianto - generatore secondo la rivendi cazione 2, caratterizzato dal fatto che il riconosci mento di un alternatore freddo ha luogo misurando la temperatura in un punto preassegnabile dell'alterna tore e confrontandola con un valore limite, ed un al tera atore freddo viene riconosciuto nel momento in cui la temperatura misurata non è superiore al vaio re limite. 4 .- Impianto - generatore secondo la rivendi cazione 2, caratterizzato dal fatto che nel corso di una fase temporale selezionabile, che inizia immedia tamente dopo la messa in servizio dell'alternatore, si parte dal presupposto che 1'alternatore è freddo. 5 .- Impianto - generatore secondo la rivendi cazione 1, caratterizzato dal fatto che la corrente di eccitazione viene ridotta in uno o più piccoli in tervalli di numeri di giri, laddove questi interval li di numeri di giri sono intervalli nei quali ci si deve aspettare perlomeno una punta di rumorosità. 6 .- Impianto — generatore secondo una delle rivendicazioni che precedono, caratterizzato dal fat to che il rumore magnetico viene rilevato direttamen te oppure indirettamente con l'ausilio di sensori, specialmente di un sensore di vibrazioni , e la riduzione della corrente di eccitazione ha luogo in modo che non si salga oltre un livello di rumorosità massimo preassegnabile. 7 . - Impianto - generatore secondo una delle rivendicazioni che precedono, caratterizzato dal fat to che una riduzione della corrente di eccitazione ha luogo per il fatto che, valutando e concatenando in modo logico parametri diversi, in special modo corrente, temperatura, numero di giri, ampiezza del le vibrazioni, viene generato un segnale di comando che riduce la corrente di eccitazione in presenza di condizioni per le quali ci si devono attendere rumo ri forti. 8.- Impianto - generatore secondo una delle rivendicazioni che precedono, caratterizzato dal fat to che l'elemento di comando (25), che da il via al la riduzione della corrente di eccitazione, è un mi croprocessore , il quale è programmabile per quanto concerne tipo di alternatore, supporto dell'alterna tore, motore, eccetera, e la riduzione della corren te di eccitazione ha luogo in funzione di questi da ti programmati.