WO2012034818A2 - Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines generators in einem rekuperationssystem eines kraftfahrzeuges - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines generators in einem rekuperationssystem eines kraftfahrzeuges Download PDF

Info

Publication number
WO2012034818A2
WO2012034818A2 PCT/EP2011/064230 EP2011064230W WO2012034818A2 WO 2012034818 A2 WO2012034818 A2 WO 2012034818A2 EP 2011064230 W EP2011064230 W EP 2011064230W WO 2012034818 A2 WO2012034818 A2 WO 2012034818A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
generator
current
voltage
motor vehicle
desired value
Prior art date
Application number
PCT/EP2011/064230
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2012034818A3 (de
Inventor
Matthias Schmidt
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
Priority to US13/821,164 priority Critical patent/US8847558B2/en
Priority to CN201180044589.XA priority patent/CN103097171B/zh
Publication of WO2012034818A2 publication Critical patent/WO2012034818A2/de
Publication of WO2012034818A3 publication Critical patent/WO2012034818A3/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
    • 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
    • H02P9/008—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output wherein the generator is controlled by the requirements of the prime mover
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/2045—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed for optimising the use of energy
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Abstract

Erfindungsgemäß wird ein Sollwert für ein mechanisches Moment des Generators vorgegeben und ein Generatorstrom des Generators zur Einstellung des vorgegebenen mechanischen Moments des Generators eingestellt.

Description

Beschreibung Titel
VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM BETREIBEN EINES GENERATORS IN EINEM REKUPERATIONSSYSTEM EINES KRAFTFAHRZEUGES
Stand der Technik
Das technische Gebiet der Erfindung betrifft das Betreiben, insbesondere das Steuern oder Regeln eines Generators in einem Rekuperationssystem eines Kraftfahrzeuges.
Hinsichtlich der Reduzierung des C02-Ausstoßes sowie stetig steigender Kraftstoffpreise steigt die Bedeutung von Rekuperationssystemen zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und somit der C02-Emission von Kraftfahrzeugen.
Dabei hat das elektrische Bordnetz des Kraftfahrzeuges einen erheblichen Einfluss auf den Kraftstoffverbrauch und damit auf die C02-Emission des Kraftfahrzeuges. Eine elektrische Zusatzleistung von 100W führt beispielsweise zu einem Mehrverbrauch von rund 0, 1 1/100km im Neuen Europäischen Fahrzyklus (NEFZ). Eine Bordnetzlast von 500W bedeutet in diesem Fall einen Mehrverbrauch von 0,5 1/100km.
Wird zur Versorgung des Bordnetzes die beim Bremsen freiwerdende kinetische Energie oder die bei einer Bergabfahrt freiwerdende potentielle Energie genutzt, so kann dadurch der anteilige Kraftstoffverbrauch und damit die C02-Emission reduziert werden. Weiteres Potenzial zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs ergibt sich, wenn die elektrische
Maschine des Kraftfahrzeuges auch motorisch genutzt wird und somit zum Antriebsmoment des Fahrzeuges beitragen kann (Boost). Durch die daraus entstehende
Lastpunktverschiebung des Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeuges kann eine zusätzliche Kraftstoffeinsparung erreicht werden.
Um die Bremsenergie nutzen zu können, sind ein geeigneter Generator zusammen mit einem geeigneten Energiespeicher, wie zum Beispiel einem Lithiumionenbatterie oder einem Doppelschichtkondensator, sowie eine geeignete Regelungsstrategie notwendig.
Herkömmliche Generatoren des Kraftfahrzeuges sind spannungsgeregelt. Das heißt, dem Regler oder Generatorregler wird eine Sollspannung vorgegeben, welche innerhalb eines zulässigen Toleranzbereiches von dem Generatorregler eingeregelt wird. Dazu zeigt die Figur 10 ein schematisches Blockschaltbild einer Generatoreinheit 1001. Die
Generatoreinheit 1001 hat einen Generator 1003, einen Generatorregler 1005 und eine Auswertevorrichtung 1007. Die Generatoreinheit 1001 ist mit dem Bordnetz 1009 des Kraftfahrzeuges gekoppelt.
Durch eine Regelung des Erregerfeldes mittels des Generatorreglers 1005 kann die
Generatorspannung unabhängig von Bordnetzlast, Drehzahl und Temperatur konstant gehalten werden. Der sich bei einer Sollspannung einstellende Generatorstrom und damit das Generatormoment hängen dabei neben der Bordnetzlast auch vom Batteriezustand der Batterie des Kraftfahrzeuges ab.
Weiter zeigt die Figur 1 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Rekuperationssystems 1 101. Das Rekuperationssystem 1 101 der Figur 1 1 ist insbesondere ein
rekuperationstaugliches Bordnetz, das beispielsweise für zwei Spannungsebenen geeignet ist. Eine erste Spannungsebene hat dabei beispielsweise 14 Volt, wohingegen eine zweite Spannungsebene beispielsweise 42 Volt hat. Dabei hat das Rekuperationssystem 1101 der Figur 1 1 einen Generator 1 103, einen Starter 1 105, eine Verbrauchergruppe 1 107 und einen elektrischen Energiespeicher 1 109. Des Weiteren hat das Rekuperationssystem 1101 einen DC/DC-Wandler 1 1 11 , der zwischen den beiden Spannungsebenen geschaltet ist. Ferner hat das Rekuperationssystem 1 101 einen Motor 1 113, eine erste Verbrauchergruppe 1 115, eine zweite Verbrauchergruppe 1 117 und eine Batterie 1 119. Die Einheiten 1103, 1 105, 1007 und 1 109 werden mit 42 Volt betrieben. Dahingegen werden die Einheiten 11 13, 1 115, 1 117 und 1 119 mit 14 Volt betrieben. Der DC/DC-Wandler 1 11 1 wandelt von 42 Volt auf 14 Volt. Die Schlüsselkomponenten zur Rekuperation in der Figur 1 1 sind der Generator 1 103, welcher auch als Starter-Generator ausgeführt und somit motorisch betrieben werden kann, sowie die Leistungsbatterie 1109.
Wrd allerdings von dem Generator bei einer bestimmten Drehzahl ein bestimmtes Moment und damit eine bestimmte mechanische Leistung gefordert, so muss die elektrische Leistung und damit insbesondere der Generatorstrom entsprechend eingestellt werden. Ist ferner eine Momentenregelung notwendig, so ist eine ständige Leistungsregelung bei jeglicher
Drehzahländerung notwendig.
Solches ist mit einer herkömmlichen Spannungsregelung nur mit einem gewissen Aufwand möglich. Zum einen hängt der sich bei einer bestimmten Generatorspannung einstellende Generatorstrom vom Batteriezustand ab. Das heißt, dass sich bei unterschiedlichem Ladezustand und Temperatur der Batterie, bei gleicher Spannung deutlich unterschiedliche Generatorströme einstellen können.
Zum anderen können Toleranzen bei der Spannungsregelung auf Grund des relativ geringen Innenwiderstandes der Leistungsbatterie 1 109 zu deutlich unterschiedlichen
Generatorströmen führen. Folglich kann ein geringer Spannungsschub, zum Beispiel ein geringer Versatz in der Spannungsmessung, zu einem deutlichen Stromhub und damit einer deutlich abweichenden Generatorleistung des Generators führen.
Um oben genannte Abhängigkeit des Generatorstroms von der Generatorspannung zu reduzieren, kann die Stromregelung in einer Kaskadenregelung durchgeführt werden, in welcher die Stromregelung der Spannungsregelung überlagert ist. Läuft jedoch die
Stromregelung nicht auf dem Generatorregler, so hat für eine ausreichend schnelle und genaue Stromregelung eine entsprechend schnelle Spannungsvorgabe zu erfolgen. Hierzu ist eine entsprechend schnelle und ausfallsichere Kommunikationsschnittstelle notwendig. Außerdem hat auf dem entsprechenden Steuergerät, welches die Stromregelung enthält, der Generatorstrom bekannt zu sein. Des Weiteren muss dieses Steuergerät ausreichend Ressourcen, wie Rechenleistungsspeicher und Buslast, für diese Regelung bereitstellen.
Die EP 1 646 522 B1 zeigt ein Kraftfahrzeug-Bordnetz mit einem Mehrspannungs- generatormotor, der eine elektrische Maschine, einen Regler und einen Pulwechselrichter umfasst, zur elektrischen Versorgung eines ersten Teilnetzes mit wenigstens einem ersten Verbraucher, in dem eine erste Nennspannung (42V) anliegt, und eines zweiten Teilnetzes mit wenigstens einem zweiten Verbraucher, in dem eine zweite Nennspannung (14V) anliegt, und einem Steuergerät, wobei das Kraftfahrzeug-Bordnetz einen Mehrspannungs- generatormotor nachgeordneten DC/DC-Wandler aufweist.
Die DE 197 55 050 A1 beschreibt eine Einrichtung zur Energieversorgung in einem
Fahrzeugbordnetz für wenigstens zwei gleichartige elektrische Verbraucher, insbesondere elektrisch betätigbare Fahrzeugbremsen, die mit wenigstens zwei von einem Generator aufladbaren Spannungsspeichern in Verbindung stehen, wobei das Fahrzeugbordnetz ein Mehrspannungsbordnetz mit wenigstens zwei unterschiedlichen Spannungen ist und ein Entkoppelelement zwischen den Spannungsspeichern liegt. Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, anstelle der herkömmlichen Regelung der
Generatorspannung den Generatorstrom zu regeln, um an dem Generator ein bestimmtes mechanisches Moment einzustellen. Die Einstellung des bestimmten mechanischen
Momentes ist bei einem Rekuperationssystem erforderlich, um das Fahrzeug entsprechend dem Wunsch des Fahrers adäquat zu verzögern. Eine Möglichkeit für eine Erfassung des Fahrerwunsches und damit für die Ermittlung des bestimmten mechanischen Momentes, ist die Erfassung des Bremspedalwinkels. Der Fahrer erwartet beim Drücken des
Bremspedalwinkels in erster Linie eine Verzögerung, das heißt ein Bremsmoment und damit eine bestimmte geschwindigkeitsabhängige Bremsleistung. Soll der Generator zur
Rekuperation eingesetzt werden, so wird die Bremsleistung zu einem bestimmten Grad vom Generator aufgebracht. Folglich wird am Generator eine bestimmte mechanische Leistung eingestellt.
Ein Vorteil der vorgeschlagenen Generatorstromregelung/steuerung liegt insbesondere darin, dass der Regler oder Generatorregler autonom und entsprechend schnell regeln kann, insbesondere ohne dass eine entsprechend schnelle Kommunikation und Regelung extern erfolgen müsste. Durch die erfindungsgemäße Nutzung des Zusammenhangs zwischen Generatorstrom, Erregerstrom, Generatorspannung und Drehzahl kann dabei vorzugsweise auf eine Strommessung verzichtet werden. Daraus ergeben sich Kostenvorteile.
Erfindungsgemäß wird bei einem Kraftfahrzeug mit einer Rekuperationsfunktion Kraftstoff eingespart und damit die C02-Emission vermindert. Für die erfindungsgemäße
Generatorstromregelung kann eine Momenten-, Leistungs- oder Stromvorgabe für den Generator genutzt werden. Dadurch können Nachteile der herkömmlichen
Spannungsregelung vermieden werden. Des Weiteren kann die Notwendigkeit entfallen, bei Drehzahländerungen die Sollwertvorgabe zu ändern. Folglich ist eine relativ langsame und damit ressourcenschonende Sollwertvorgabe ermöglicht. So kann die Sollgröße oder Sollwertvorgabe des Generators in relativ großen Zeitabständen, beispielsweise in mehren 10ms, vorgegeben werden, so dass auf externen Steuergeräten nur ein geringer
Ressourcenbedarf entsteht und eine Kommunikationsanbindung zum Beispiel mit relativ langsamen, aber kostengünstigen LIN-Bussen weiterhin möglich bleibt.
Demgemäß wird ein Verfahren zum Betreiben eines Generators in einem
Rekuperationssystem eines Kraftfahrzeuges vorgeschlagen, bei dem ein Sollwert für ein mechanisches Moment des Generators vorgegeben wird und ein Generatorstrom des Generators zur Einstellung des vorgegebenen mechanischen Moments des Generators eingestellt wird.
Weiter wird eine Vorrichtung zum Betreiben eines Generators in einem Rekuperationssystem eines Kraftfahrzeuges vorgeschlagen. Die Vorrichtung hat einen Regler, welcher zum Einstellen eines Generatorstroms derart eingerichtet ist, dass sich an dem Generator ein vorgegebenes mechanisches Moment einstellt.
Ferner wird ein Rekuperationssystem für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, welches eine wie oben erläuterte Vorrichtung zum Betreiben eines Generators hat.
Weiterhin wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, welches ein solches Rekuperationssystem aufweist. Im Sinne der vorliegenden Anmeldung ist ein Kraftfahrzeug ein
Personenkraftwagen (PKW), ein Lastkraftwagen (LKW) oder ein Nutzkraftfahrzeug (NKW).
In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des in Anspruch 1 angegebenen Verfahrens und der in Anspruch 12 angegebenen Vorrichtung.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird ein Istwert des Generatorstroms auf einen Sollwert des Generatorstroms zur Einstellung des vorgegebenen mechanischen Momentes des Generators gesteuert oder geregelt. Diese Steuerung oder Regelung erfolgt
vorzugsweise in Abhängigkeit der aktuellen Drehzahl des Generators.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird der Sollwert des Generatorstroms mittels einer Sollwertvorgabe für den Generatorstrom vorgegeben. Beispielsweise wird die
Sollwertvorgabe in einer Speichereinrichtung eines Steuergerätes des Kraftfahrzeuges gespeichert.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird der Sollwert des Generatorstroms in
Abhängigkeit des Istwertes des Generatorstroms, der Sollwertvorgabe für den
Generatorstrom und der Drehzahl des Generators eingestellt.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird ein Istwert des Erregerstroms des Generators auf einen Sollwert des Erregerstroms des Generators zur Einstellung des Istwertes des Generatorstroms auf den vorgegebenen Sollwert des Generatorstroms gesteuert oder geregelt. Vorzugsweise wird der Sollwert des Erregerstroms in Abhängigkeit einer Sollwertvorgabe für den Generatorstrom, einem Modell zur Zuordnung von Generatorstrom auf Erregerstrom und der Drehzahl des Generators eingestellt.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird die Sollwertvorgabe für den Generatorstrom in Abhängigkeit einer vorgegebenen elektrischen Sollleistung und der Generatorspannung berechnet. Insbesondere kann aus der elektrischen Sollleistung und der Generatorspannung die Sollwertvorgabe für den Generatorstrom berechnet werden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird die Sollwertvorgabe für den Generatorstrom in Abhängigkeit einer vorgegebenen mechanischen Sollleistung und der Generatorspannung berechnet. Insbesondere kann aus der mechanischen Sollleistung die elektrische
Sollleistung berechnet werden. Aus der berechneten elektrischen Sollleistung und der Generatorspannung kann wiederum die Sollwertvorgabe für den Generatorstrom berechnet werden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird die Sollwertvorgabe für den Generatorstrom in Abhängigkeit eines vorgegebenen Sollwertes des mechanischen Momentes des Generators und der Generatorspannung berechnet. Aus dem vorgegebenen Sollwert des mechanischen Momentes des Generators kann eine mechanische Sollleistung berechnet werden. Aus der mechanischen Sollleistung wiederum kann die elektrische Sollleistung abgeleitet werden. Aus der abgeleiteten elektrischen Sollleistung und der Generatorspannung kann die
Sollwertvorgabe für den Generatorstrom berechnet werden.
Des Weiteren wird ein Verfahren zum Steuern eines Generators in einem
Rekuperationssystem eines Kraftfahrzeuges vorgeschlagen. Dabei werden ein oberer und ein unterer Spannungsschwellwert zur Festlegung eines Spannungsbereiches vorgegeben. Ist die aktuelle Generatorspannung innerhalb des festgelegten Spannungsbereiches, so wird das oben erläuterte Verfahren zum Betreiben eines Generators in einem
Rekuperationssystem durchgeführt. Mit anderen Worten wird innerhalb des festgelegten Spannungsbereiches eine Generatorstromregelung durchgeführt. Ist die aktuelle
Generatorspannung allerdings an der Grenze bzw. außerhalb des festgelegten
Spannungsbereiches, so wird eine Spannungsregelung durchgeführt. Dabei wird ein Istwert der Generatorspannung auf einen Sollwert der Generatorspannung geregelt.
Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: ein schematisches Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betreiben eines Generators in einem Rekuperationssystem eines Kraftfahrzeuges; ein schematisches Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Betreiben eines Generators in einem Rekuperationssystem eines Kraftfahrzeuges; ein schematisches Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Betreiben eines Generators in einem Rekuperationssystem eines Kraftfahrzeuges; ein schematisches Blockschaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Betreiben eines Generators in einem Rekuperationssystem eines Kraftfahrzeuges; ein Diagramm zur Illustrierung der mechanischen und elektrischen
Generatorleistung bei Volllast in Abhängigkeit der Drehzahl; ein schematisches Blockschaltbild eines vierten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Betreiben eines Generators in einem Rekuperationssystem eines Kraftfahrzeuges; ein schematisches Blockschaltbild eines fünften Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Betreiben eines Generators in einem Rekuperationssystem eines Kraftfahrzeuges; ein schematisches Blockschaltbild eines sechsten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Betreiben eines Generators in einem Rekuperationssystem eines Kraftfahrzeuges; ein schematisches Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Regeln eines Generators in einem Rekuperationssystem eines Kraftfahrzeuges; ein schematisches Blockschaltbild einer Generatoreinheit; und Figur 1 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Rekuperationssystems.
In Figur 1 ist ein schematisches Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines
Verfahrens zum Betreiben eines Generators in einem Rekuperationssystem eines
Kraftfahrzeuges dargestellt.
In Schritt 101 wird ein Sollwert für ein mechanisches Moment des Generators vorgegeben.
In Schritt 103 wird ein Generatorstrom des Generators zur Einstellung des vorgegebenen mechanischen Moments des Generators eingestellt.
Damit zeigt die Figur 1 eine Möglichkeit eines Verfahrens zur Generatorstromregelung. Dabei wird ein Istwert des Generatorstroms auf einen Sollwert des Generatorstroms zur Einstellung des vorgegebenen mechanischen Moments des Generators geregelt. Diese Regelung kann insbesondere in Abhängigkeit der aktuellen Drehzahl des Generators durchgeführt werden. Beispielsweise wird der Sollwert des Generatorstroms mittels einer Sollwertvorgabe für den Generatorstrom vorgegeben.
Die Figur 2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 201 zum Betreiben eines Generators in einem Rekuperationssystem. Die Vorrichtung 201 ist beispielsweise als ein Regler ausgebildet. Der Regler 201 regelt den Sollwert 203 des Generatorstroms in Abhängigkeit des Istwertes 205 des Generatorstroms, der Sollwertvorgabe 207 für den Generatorstrom und der Drehzahl 209 des
Generatorstroms.
In der Figur 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Reglers dargestellt. Der Regler 301 der Figur 3 steuert oder regelt einen Istwert 303 des Erregerstroms des Generators auf einen Sollwert 305 des Erregerstroms des Generators zur Einstellung des Istwertes des
Generatorstroms auf den vorgegebenen Sollwert des Generatorstroms. Hierzu empfängt der Regler 301 neben dem Istwert 303 des Erregerstroms des Generators auch eine
Sollwertvorgabe 307 für den Erregerstrom.
In der Figur 4 ist ein drittes Ausführungsbeispiel eines solchen Reglers dargestellt. Der Regler 401 der Figur 4 stellt den Sollwert 403 des Erregerstroms in Abhängigkeit einer Sollwertvorgabe 405 für den Generatorstrom, einem Modell 407 zur Zuordnung von
Generatorstrom auf Erregerstrom und der Drehzahl 409 des Generators ein. Das Modell zur Zuordnung von Generatorstrom auf Erregerstrom ist beispielsweise als ein Kennfeld ausgebildet. Dazu zeigt die Figur 5 ein Diagramm zur Illustrierung der mechanischen und elektrischen Generatorleistung bei Volllast in Abhängigkeit der Drehzahl. In der Figur 5 zeigt die x-Achse die Generatordrehzahl n und die y-Achse zeigt die Generatorleistung P. Die mechanische Generatorleistung ist durch die Kurve 501 dargestellt. Die Kurve 503 zeigt die elektrische Generatorleistung bei Volllast in Abhängigkeit der Drehzahl n.
Die Figur 6 illustriert ein schematisches Blockschaltbild eines vierten Ausführungsbeispiels eines Reglers zum Betreiben eines Generators in einem Rekuperationssystem. Der Regler 601 der Figur 6 steuert oder regelt den Generatorstrom 603 in Abhängigkeit einer intern berechneten Sollwertvorgabe für den Generatorstrom. Die Sollwertvorgabe für den
Generatorstrom berechnet der Regler 601 in Abhängigkeit einer vorgegebenen elektrischen Sollleistung 605 und der Generatorspannung 607.
Die Figur 7 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel eines solchen Reglers. Der Regler 701 der Figur 7 steuert oder regelt den Generatorstrom 703 in Abhängigkeit einer intern berechneten Sollwertvorgabe für den Generatorstrom. Die Sollwertvorgabe für den Generatorstrom berechnet der Regler 701 in Abhängigkeit einer vorgegebenen mechanischen Sollleistung 705 und der Generatorspannung 707. Insbesondere kann aus der mechanischen
Sollleistung 705 die elektrische Sollleistung berechnet werden. Aus der berechneten elektrischen Sollleistung und der Generatorspannung kann wiederum die Sollwertvorgabe für den Generatorstrom berechnet werden, aus welcher wiederum die Sollwertvorgabe für den Erregerstrom berechnet werden kann.
Ein sechstes Ausführungsbeispiel eines solchen Reglers ist in Figur 8 dargestellt. Der Regler 801 der Figur 8 steuert oder regelt den Generatorstrom in Abhängigkeit einer intern berechneten Sollwertvorgabe für den Generatorstrom. Für die Berechnung der
Sollwertvorgabe für den Generatorstrom empfängt der Regler 801 einen vorgegebenen Sollwert 805 des mechanischen Moments des Generators und die Generatorspannung 807. Aus dem vorgegebenen Sollwert 805 des mechanischen Moments des Generators kann die mechanische Sollleistung berechnet werden. Aus der mechanischen Sollleistung kann wiederum die elektrische Sollleistung berechnet werden. Aus der berechneten elektrischen Sollleistung und der Generatorspannung 807 berechnet der Regler 801 die Sollwertvorgabe für den Generatorstrom. Die Figur 9 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Steuern eines Generators in einem Rekuperationssystem eines
Kraftfahrzeuges.
In Schritt 901 werden ein oberer und ein unterer Spannungsschwellwert zur Festlegung eines Spannungsbereiches vorgegeben.
In Schritt 903 wird überprüft, ob die aktuelle Generatorspannung innerhalb des festgelegten Spannungsbereiches liegt.
Liegt die aktuelle Generatorspannung innerhalb des festgelegten Spannungsbereiches, so wird Verfahrensschritt 905 durchgeführt. Der Verfahrensschritt 905 beinhaltet einen ersten Teilschritt und einen zweiten Teilschritt. In dem ersten Teilschritt wird ein Sollwert für ein mechanisches Moment des Generators vorgegeben. In dem zweiten Teilschritt wird der Generatorstrom des Generators zur Einstellung eines vorgegebenen mechanischen Moments des Generators eingestellt. Somit umfasst der Schritt 905 eine
Generatorstromregelung.
Liegt die aktuelle Generatorspannung aber an der Grenze bzw. außerhalb des festgelegten Spannungsbereiches, so wird gemäß Schritt 907 eine Spannungsregelung durchgeführt. Dabei wird ein Istwert der Generatorspannung auf einen Sollwert der Generatorspannung gesteuert oder geregelt, welche z.B. einer der Spannungsgrenzen selbst sein kann. Folglich wird die Generatorspannung an der Spannungsgrenze gehalten, wenn der geforderte Strom zu einer zu hohen oder zu niedrigen Spannung führen würde

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Betreiben eines Generators in einem Rekuperationssystem eines
Kraftfahrzeuges, mit den Schritten:
Vorgeben (101) eines Sollwertes für ein mechanisches Moment des Generators, und Einstellen (103) eines Generatorstroms des Generators zur Einstellung des vorgegebenen mechanischen Moments des Generators.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
wobei ein Istwert des Generatorstroms auf einen Sollwert des Generatorstroms zur
Einstellung des vorgegebenen mechanischen Moments des Generators gesteuert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
wobei ein Istwert des Generatorstroms auf einen Sollwert des Generatorstroms zur
Einstellung des vorgegebenen mechanischen Moments des Generators in Abhängigkeit einer aktuellen Drehzahl des Generators gesteuert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,
wobei der Sollwert des Generatorstroms mittels einer Sollwertvorgabe für den
Generatorstrom vorgegeben wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
wobei der Sollwert des Generatorstroms in Abhängigkeit des Istwertes des Generatorstroms, der Sollwertvorgabe für den Generatorstrom und der Drehzahl des Generators eingestellt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
wobei ein Istwert des Erregerstroms des Generators auf einen Sollwert des Erregerstroms des Generators zur Einstellung des Istwertes des Generatorstroms auf den vorgegebenen Sollwert des Generatorstroms gesteuert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
wobei der Sollwert des Erregerstroms in Abhängigkeit einer Sollwertvorgabe für den
Generatorstrom, einem Modell zur Zuordnung von Generatorstrom auf Erregerstrom und der Drehzahl des Generators eingestellt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die Sollwertvorgabe für den Generatorstrom in Abhängigkeit einer vorgegebenen elektrischen Sollleistung und der Generatorspannung berechnet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7,
wobei die Sollwertvorgabe für den Generatorstrom in Abhängigkeit einer vorgegebenen mechanischen Sollleistung und der Generatorspannung berechnet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7,
wobei die Sollwertvorgabe für den Generatorstrom in Abhängigkeit eines vorgegebenen Sollwertes des mechanischen Momentes des Generators und der Generatorspannung berechnet wird.
1 1. Verfahren zum Steuern eines Generators in einem Rekuperationssystem eines
Kraftfahrzeuges, mit den Schritten:
Vorgeben (901) eines oberen und eines unteren Spannungsschwellwerts zur Festlegung eines Spannungsbereiches,
Durchführen (905) des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 innerhalb des festgelegten Spannungsbereiches und
Steuern (907) eines Istwertes der Generatorspannung auf einen Sollwert der
Generatorspannung außerhalb des festgelegten Spannungsbereiches.
12. Vorrichtung (201 , 301 , 401 , 601 , 701 , 801) zum Betreiben eines Generators in einem Rekuperationssystem eines Kraftfahrzeuges mit:
einem Regler oder einer Steuerungseinheit zum Einstellen eines Generatorstroms (203, 305, 403, 603, 703, 803) derart, dass sich an den Generator ein vorgegebenes mechanisches Moment einstellt.
13. Rekuperationssystem in einem Kraftfahrzeug, welches eine Vorrichtung nach Anspruch 12 aufweist.
PCT/EP2011/064230 2010-09-16 2011-08-18 Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines generators in einem rekuperationssystem eines kraftfahrzeuges WO2012034818A2 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/821,164 US8847558B2 (en) 2010-09-16 2011-08-18 Method and device for operating a generator in a recuperation system of a motor vehicle
CN201180044589.XA CN103097171B (zh) 2010-09-16 2011-08-18 用于驱动汽车的恢复系统中的发电机的方法和设备

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010040863.8 2010-09-16
DE102010040863A DE102010040863A1 (de) 2010-09-16 2010-09-16 Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Generators in einem Rekuperationssystem eines Kraftfahrzeuges

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2012034818A2 true WO2012034818A2 (de) 2012-03-22
WO2012034818A3 WO2012034818A3 (de) 2013-02-28

Family

ID=44630514

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2011/064230 WO2012034818A2 (de) 2010-09-16 2011-08-18 Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines generators in einem rekuperationssystem eines kraftfahrzeuges

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8847558B2 (de)
CN (1) CN103097171B (de)
DE (1) DE102010040863A1 (de)
FR (1) FR2965128B1 (de)
WO (1) WO2012034818A2 (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5432330B2 (ja) * 2012-05-21 2014-03-05 三菱電機株式会社 車両用発電装置およびその発電制御方法
DE102015006225B4 (de) * 2014-07-14 2023-05-04 Liebherr-Mining Equipment Colmar Sas Arbeitsmaschine, insbesondere Muldenkipper oder Truck
AT516418B1 (de) 2014-11-10 2016-07-15 Technische Universität Graz Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zur Energieversorgung eines elektrischen Verbrauchers in einem Inselbetrieb
DE102017201690A1 (de) 2017-02-02 2018-08-02 Siemens Aktiengesellschaft Spannungserzeugungsvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Spannungserzeugungsvorrichtung
DE102017201687A1 (de) 2017-02-02 2018-08-02 Siemens Aktiengesellschaft Regelbare Spannungserzeugungsvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer regelbaren Spannungserzeugungsvorrichtung

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19755050A1 (de) 1997-12-11 1999-07-01 Bosch Gmbh Robert Einrichtung zur Energieversorgung in einem Kraftfahrzeugbordnetz
EP1646522B1 (de) 2003-07-08 2007-12-19 Robert Bosch Gmbh Mehrspannungs-bordnetz mit einem mehrspannungsgeneratormotor

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0717490B1 (de) * 1994-12-16 2003-05-21 Delphi Technologies, Inc. Drehmoment- und Ausgang-Steuerung einer Brennkraftslichtmaschine
DE19523302C2 (de) * 1995-06-27 2002-06-06 Siemens Ag Verfahren zur Steuerung der Erregung eines Generators
US5998880A (en) * 1997-08-07 1999-12-07 General Electric Company AC locomotive operation without DC current sensor
DE10040112B4 (de) * 2000-08-17 2015-10-29 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Bestimmung eines Drehmoments einer elektrischen Maschine
JP4103608B2 (ja) * 2003-01-29 2008-06-18 株式会社デンソー 車両用発電機のトルク演算装置
DE10361215A1 (de) * 2003-12-24 2005-07-28 Daimlerchrysler Ag Elektrische Einrichtung und Betriebsverfahren
KR100634605B1 (ko) * 2004-10-05 2006-10-16 현대자동차주식회사 차량의 회생 제동 제어방법
DE102004025241A1 (de) * 2004-05-22 2005-12-08 Robert Bosch Gmbh Generatormodell zur Vorhersage einer Generator-Kenngröße
JP4151642B2 (ja) * 2004-10-25 2008-09-17 株式会社デンソー 車両用発電制御システム
JP2006211734A (ja) * 2005-01-25 2006-08-10 Denso Corp トルク検出装置
DE102005012052A1 (de) * 2005-03-16 2006-10-05 Audi Ag Generatormodell und Verfahren zum Ermitteln von Kenngrößen eines Generators in einem Kraftfahrzeug
JP4587121B2 (ja) * 2005-05-31 2010-11-24 株式会社デンソー 補機付きのエンジンの制御装置
NL1030299C2 (nl) 2005-10-28 2007-05-03 Advanced Chem Tech Optische schakelinrichting.
US7417333B2 (en) * 2006-11-02 2008-08-26 General Electric Company Methods and apparatus for controlling current in an electrical machine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19755050A1 (de) 1997-12-11 1999-07-01 Bosch Gmbh Robert Einrichtung zur Energieversorgung in einem Kraftfahrzeugbordnetz
EP1646522B1 (de) 2003-07-08 2007-12-19 Robert Bosch Gmbh Mehrspannungs-bordnetz mit einem mehrspannungsgeneratormotor

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012034818A3 (de) 2013-02-28
FR2965128A1 (fr) 2012-03-23
CN103097171A (zh) 2013-05-08
CN103097171B (zh) 2015-11-25
US20130221935A1 (en) 2013-08-29
DE102010040863A1 (de) 2012-03-22
FR2965128B1 (fr) 2019-06-28
US8847558B2 (en) 2014-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102006001201B4 (de) Verfahren zur Steuerung eines Batterieladungsvorgangs
EP2670630B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum stabilisieren einer an einem in einem bordnetz eines fahrzeugs angeordneten ersten elektrischen verbraucher anliegenden spannung
EP1924474B1 (de) Verfahren zur steuerung einer fahrzeug-antriebseinheit
WO2007141069A1 (de) Energie-koordinator für ein elektrisches netz
DE102012222748A1 (de) Motorstart-Steuerungsvorrichtung
DE102011005803A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs
WO2012034818A2 (de) Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines generators in einem rekuperationssystem eines kraftfahrzeuges
DE102016218061A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Drehmomenteingriffs eines Hybridfahrzeugs
DE102015225294A1 (de) Verfahren zum Überprüfen einer Entmagnetisierung eines Motors eines umweltfreundlichen Fahrzeugs
EP2636877A2 (de) Schallabstrahlreduziertes Kraftfahrzeug
EP3448713A1 (de) Verfahren zum steuern einer energiespeichereinrichtung eines mild-hybrid-kraftfahrzeugs sowie ladezustandssteuereinrichtung für ein mild-hybrid-kraftfahrzeug
DE102008040681A1 (de) Verfahren und Startersteuerung zum Starten einer Brennkraftmaschine mittels eines Starters
DE102013112678A1 (de) Verfahren zur Steuerung eines Ladezustandes einer Batterie eines Bordnetzes
WO2012031695A1 (de) Verfahren zur steuerung eines antriebssystems
DE102011079456A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Schutz eines Akkumulators eines hybridelektrischen Fahrzeugs
WO2010004023A2 (de) Verfahren zum erfassen des ladezustands einer fahrzeugbatterie und elektronische steuerung
WO2012045598A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines generators in einem rekuperationssystem eines kraftfahrzeuges
DE102007002272A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Kfz-Generators mit variabler Spannung
DE102007004171B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Einstellen einer Leerlaufdrehzahl
DE102004004908B4 (de) Verfahren zur Steuerung der Leerlaufdrehzahl eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs sowie Kraftfahrzeug zur Durchführung des Verfahrens
EP2097631B1 (de) Verfahren und bordnetz eines kraftfahrzeugs mit vorausschauendem temporären momentenvorhalt des verbrennungsmotors
WO2012052273A2 (de) Verfahren und vorrichtung zum starten einer brennkraftmaschine und wechselschaltvorrichtung
EP1531074B1 (de) Hybridfahrzeug mit Geschwindigkeitsregler
DE10232805B4 (de) Startergeneratorvorrichtung und Verfahren zum Steuern einer Startergeneratorvorrichtung bei einem Kraftfahrzeug
WO2018108467A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum einstellen einer leerlaufdrehzahl einer verbrennungskraftmaschine eines kraftfahrzeugs sowie kraftfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201180044589.X

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13821164

Country of ref document: US

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11745784

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2