專利名稱:用于在機動車的起動階段期間使機動車發電機從電池中的電流消耗得以最小化的裝置的制作方法
技術領域:
本發明涉及一種用于在機動車的起動階段期間使機動車發電機從電池中的電流消耗得以最小化的裝置。
背景技術:
已知借助于發電機調節器來調節發電機的輸出電壓。發電機的輸出電壓取決于多個影響值或者說參數(Einflufigdfien),轉速、車載電氣網絡中的電負荷、起動器電池的充電狀態和溫度屬于所述影響值。為了在車載電氣網絡中產生恒定電壓,發電機調節器對在預先給定限度之內的發電機輸出電壓進行調節。這種調節通過流過發電機的勵磁繞組的勵磁電流的調整來實現。為了調整勵磁電流,對用于開關晶體管的、由調節器控制裝置提供的PWM觸發信號(脈沖寬度調制觸發信號)的占空因數(Tastveri^ltnis)進行改變。在將高側晶體管用作發電機調節器的開關晶體管時,勵磁電流由直流電壓供給接線B+接收并且通過晶體管輸送給勵磁繞組。勵磁繞組的第二接線與接地線連接。在發電機的相電壓接線U、V和W上產生的交流電壓在具有多個支路的整流器裝置中整流,并且被提供給機動車的車載電氣網絡,以及也被引導至發電機調節器的所述直流電壓供給接線。此外,發電機調節器也與發電機的相電壓接線中的至少一個相電壓接線相連接,以便對發電機的相電壓的至少一個相電壓進行評估。發電機調節器具有調節器控制裝置,該調節器控制裝置提供了用于發電機調節器的開關晶體管的開關信號并且為該調節器控制裝置輸送了施加在直流電壓供給接線B+上的直流電壓以及發電機的相電壓的至少一個相電壓作為輸入信號。已知在馬達起動時借助于發電機調節器產生具有預先給定的固定的占空因數的PWM觸發信號,以便提供勵磁電流。這是為了能夠在馬達起動時確保安全的轉速檢測的前提條件。所述的占空因數以下述方式選擇馬達起動可以在所有的溫度范圍內借助于轉速檢測通過至少一個相電壓而安全地識別。相電壓在此必須具有足夠大的振幅。相電壓的振幅與勵磁電流相關并且進而在固定調節的占空因數時也與溫度相關,通過該溫度影響了設置在勵磁電路中的歐姆電阻。為了在所有溫度情況下確保在馬達起動階段中的可靠的轉速評估,占空因數在停止狀態中必須與不利的條件相應地進行調節。但是這導致了,在存在更有利的工作點時,如其例如在較低溫度情況下存在,在固定調節的占空因數時得出了與可能必需的情況相比較大的勵磁電流和進而從車輛電池中的較大的電流消耗。由DE 69213538 T2已知一種監控電路,其用于為在車輛中的電池再充電的裝置,該監控電路在機動車停車或者馬達斷開時防止較高的電流消耗。所述的監控電路包含傳感元件級(FUhlerstufe),其提供一個信號,該信號顯示出在磁場線圈中流動的電流。通過磁場線圈的觸發晶體管的電流以下述方式進行調節存在第一或第二運行模式。當發電機的轉速處于預先給定的水平之下時則導入第一運行模式,在該第一運行模式內具有較低平均值的峰值電流在磁場線圈中流動。當發電機的轉速大于預先給定的水平時則導入第二運行模式,在該第二運行模式中具有較高平均值的峰值電流在磁場線圈中流動。在已知的監控電路中,因此與發電機的轉子的轉速相關地來改變流過磁場線圈的電流。
發明內容
因此根據本發明的裝置的優點在于,在馬達起動時在車輛停止狀態中和發電機停止狀態中,從電池中的最大電流消耗被限制或者說降低,并且盡管如此仍在完整的溫度范圍中確保了足夠的勵磁,以用于借助對機動車發電機的相電壓之一的評估來可靠地識別出馬達起動。這意味著,在狀態“停止周期”內,限制或者說降低了調節器/發電機從電池中的電流消耗,在該狀態中機動車的馬達處于停止階段中,但是發電機調節器是激活的。這根據權利要求1基本上由此實現,使得調節器控制裝置具有用于提供第一觸發信號的器件,該第一觸發信號具有預先給定的固定調節的占空因數(Tastveri^ltnis);用于提供第二觸發信號的器件,該第二觸發信號具有與勵磁電流相關的占空因數;和用于選擇出具有所述兩個占空因數中較小的占空因數的觸發信號的器件。
本發明的其它有利的特性由其下面的根據附圖的說明中得出。圖中示出圖1示出了根據用于本發明的實施例的發電機裝置的電路圖,和
圖2示出了在圖1中示出的發電機調節器的調節器控制裝置的詳細視圖。
具體實施例方式圖1示出了根據用于本發明的實施例的發電機裝置的電路圖。示出的發電機裝置11具有發電機調節器1和發電機單元10,該發電機單元在其輸出端上提供了用于機動車的車載電氣網絡12的供電直流電壓。發電機單元10具有發電機2和整流器裝置9。發電機2包含勵磁繞組5和相繞組Lu^Lvaff,它們例如以星形連接的形式相互連接。發電機2在其相電壓接線U、V和W上提供了交流電壓,該交流電壓被輸送給后置的整流器裝置9。相對于所示出的實施例可替代地,也可以存在其它數量的相位或者說相電壓接線。整流器裝置9相應于相支線的數量包括三個支路,其中每個支路具有兩個二極管的串聯電路或者其它合適的組件并且配屬于發電機的相電壓接線之一。發電機2的相電壓接線U與在第一整流器支路的二極管Dl和D4之間的連接點相連接。發電機2的相電壓接線V連接到在第二整流器支路的二極管D2和D5之間的連接點上。發電機2的相電壓接線W與在第三整流器支路的二極管D3和D6之間的連接點相連接。二極管D4、D5和D6的陰極相互連接。在那里提供了發電機單元10的輸出直流電壓并且傳輸給車載電氣網絡12。二極管D1、D2和D3的陽極同樣也相互連接并且處于接地線上。此外,發電機2的相電壓接線W還通過發電機調節器1的接線X與發電機調節器1的調節器控制裝置7相連接并且通過電阻R3以及發電機調節器的接地線連接部3與接地線4相連接。發電機調節器1具有工作電壓接線B+以及其它的接線DF、D_和X。此外,發電機調節器包含調節器控制裝置7。調節器控制裝置7被設計用于,為具有開關晶體管的輸出級6提供PWM觸發信號。此外,調節器控制裝置7還與工作電壓接線B+相連接并且通過接地線連接部3與接地線4連接。此外,調節器控制裝置7與發電機調節器1的接線X相連接,以便接收由發電機2的相電壓接線W導出的相電壓信號。此外,圖1中示出的裝置具有勵磁電路。該勵磁電路從發電機調節器1的工作電壓接線B+經過發電機調節器的開關晶體管6、發電機調節器的接線DF、勵磁繞組5、發電機調節器的接線D和接地線連接部3向接地線4延伸。在發電機調節器1的接線D-和DF之間或者連接了自振蕩二極管8或者應用了具有開關晶體管的激活的空程(Freilauf)。與工作電壓接線B+連接并且通過接線X與發電機2的相電壓接線W連接的調節器控制裝置7利用觸發信號s以下述方式觸發開關6 勵磁電流流過勵磁繞組5,該勵磁電流不僅與存在于工作電壓接線B+上的直流電壓相關以及還與其通過接線X輸送的相電壓相關。圖2示出了調節器控制裝置7的一部分的詳細視圖。調節器控制裝置具有用于提供第一觸發信號si的器件13,該第一觸發信號具有預先給定的、固定調節的占空因數。相應于該預先給定的、固定調節的占空因數的數據優選地在制造發電機調節器時在工廠中永久性地存儲在器件13中,該器件包含永久性的存儲器。此外,調節器控制裝置7具有用于提供第二觸發信號s2的器件14,該第二觸發信號具有與勵磁電流IE相關的占空因數。用于提供第二觸發信號s2的器件14包括計算單元,該計算單元查明與勵磁電流相關的第二觸發信號s2。關于勵磁電流的信息從用于測量勵磁電流的器件16輸送給計算單元,該器件與計算單元相連接。器件16例如是指測量電阻,該測量電阻與勵磁線圈5連接并且在該測量電阻上相應于勵磁電流的電壓下降。此外,調節器控制裝置7包括用于選擇出具有兩個前述占空因數中的較小的占空因數的觸發信號的器件15。該器件15包括比較器,該比較器與用于提供第一觸發信號si的器件13以及用于提供第二觸發信號s2的器件14相連接,并且該比較器在輸出側提供了具有兩個前述占空因數中的較小的占空因數的觸發信號S。觸發信號s被輸送給在圖1中示出的輸出級6,該輸出級具有開關晶體管。器件15的所述比較器優選地是計算單元的組成部分,此外還通過接線B+將工作電壓輸送給該計算單元,并且該計算單元通過接線X與發電機2的相電壓接線W相連接。該計算單元也在起動過程結束之后被設計用于查明用于發電機調節器1的輸出級6的觸發信號s,其中計算單元在查明觸發信號s的情況下考慮到工作電壓和相電壓。按照前述,根據本發明的裝置確保了,在機動車的馬達起動時在所有溫度范圍內可以通過相電壓實現轉速檢測。為了這個目的,調節器控制裝置具有用于提供第一觸發信號si的器件,該第一觸發信號具有預先給定的、固定調節的、永久性地存儲在調節器控制裝置的存儲器中的占空因數;用于提供第二觸發信號s2的器件,該第二觸發信號具有與勵磁電流相關的占空因數;和用于選擇出具有兩個占空因數中較小的占空因數的觸發信號的器件。這個具有兩個占空因數中較小的占空因數的觸發信號s在馬達起動時、也就是說在馬達的停止狀態階段內在激活的調節器中被輸送給發電機調節器的輸出級。由此實現了,勵磁電流始終流過勵磁繞組,基于該勵磁電流提供了具有足夠用于評估相電壓的振幅的相電壓,其中該相電壓被輸送給調節器控制裝置7。在此確保了,在存在更有利的工作點時,其例如在溫度較低時存在,不再從電池中獲取比所需要的更多的電流。
該操作方式的優點在于,在下述情況下由于非常高的溫度或者故障、例如由于勵磁電路中的中斷,可能會調節非常大的占空因數,而采用或者限制了預先給定的、固定調節的占空因數。
權利要求
1.用于在機動車的起動階段期間使機動車發電機從電池中的電流消耗得以最小化的裝置,所述裝置具有-發電機單元(10)和-帶有調節器控制裝置(7)和輸出級(6)的發電機調節器(1),其中,其中-所述調節器控制裝置(7)將具有占空因數的觸發信號輸送給所述輸出級(6),其特征在于,所述調節器控制裝置(7)具有-用于提供第一觸發信號(si)的器件(13),所述第一觸發信號具有預先給定的、固定調節的占空因數,-用于提供第二觸發信號(s2)的器件(14),所述第二觸發信號具有與勵磁電流相關的占空因數,和-用于選擇出具有所述兩個占空因數中較小的占空因數的觸發信號的器件(15),其作為觸發信號(s )被輸送給所述輸出級(6 )。
2.根據權利要求1所述的裝置,其特征在于,所述裝置具有用于測量勵磁電流的器件(I6 ),其與用于提供所述第二觸發信號的器件(14)相連接。
3.根據權利要求1或2所述的裝置,其特征在于,用于提供所述第一觸發信號(si)的器件(13)具有永久性的存儲器,在所述存儲器中存儲了詳細說明預先給定的、固定調節的占空因數的數據。
4.根據前述權利要求中任一項所述的裝置,其特征在于,用于提供所述第二觸發信號(s2)的器件(14)包括計算單元,所述計算單元查明與勵磁電流相關的所述第二觸發信號(s2)。
5.根據前述權利要求中任一項所述的裝置,其特征在于,用于選擇出具有所述兩個占空因數中較小的占空因數的觸發信號的器件(15)包括比較器,所述比較器與用于提供所述第一觸發信號(si)的器件(13)以及用于提供所述第二觸發信號(s2)的器件(14)相連接,并且所述比較器在輸出側提供了具有所述兩個占空因數中較小的占空因數的觸發信號(S)。
全文摘要
本發明涉及一種用于在機動車的起動階段期間使機動車發電機從電池中的電流消耗得以最小化的裝置,其具有發電機單元和發電機調節器。發電機調節器包括調節器控制裝置,該調節器控制裝置具有用于提供具有固定地預先給定的占空因數的第一觸發信號的器件;用于提供具有與勵磁電流相關的占空因數的第二觸發信號的器件;和用于選擇出具有兩個占空因數中較小的占空因數的觸發信號的器件,其作為觸發信號被輸送給發電機調節器的輸出級。由此實現了,在確保了從電池中盡可能小的電流消耗的情況下檢測馬達起動并且起動用于為車載電氣網絡供電的發電機-/調節器。
文檔編號H02J7/14GK102598467SQ201080051866
公開日2012年7月18日 申請日期2010年11月3日 優先權日2009年11月17日
發明者A.米科, M.赫茨 申請人:羅伯特·博世有限公司