專(zhuān)利名稱(chēng)：用于在機(jī)動(dòng)車(chē)的起動(dòng)階段期間使機(jī)動(dòng)車(chē)發(fā)電機(jī)從電池中的電流消耗得以最小化的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在機(jī)動(dòng)車(chē)的起動(dòng)階段期間使機(jī)動(dòng)車(chē)發(fā)電機(jī)從電池中的電流消耗得以最小化的裝置。
背景技術(shù)：
已知借助于發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的輸出電壓。發(fā)電機(jī)的輸出電壓取決于多個(gè)影響值或者說(shuō)參數(shù)(Einflufigdfien)，轉(zhuǎn)速、車(chē)載電氣網(wǎng)絡(luò)中的電負(fù)荷、起動(dòng)器電池的充電狀態(tài)和溫度屬于所述影響值。為了在車(chē)載電氣網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生恒定電壓，發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器對(duì)在預(yù)先給定限度之內(nèi)的發(fā)電機(jī)輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種調(diào)節(jié)通過(guò)流過(guò)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流的調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了調(diào)整勵(lì)磁電流，對(duì)用于開(kāi)關(guān)晶體管的、由調(diào)節(jié)器控制裝置提供的PWM觸發(fā)信號(hào)(脈沖寬度調(diào)制觸發(fā)信號(hào))的占空因數(shù)(Tastveri^ltnis)進(jìn)行改變。在將高側(cè)晶體管用作發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器的開(kāi)關(guān)晶體管時(shí)，勵(lì)磁電流由直流電壓供給接線(xiàn)B+接收并且通過(guò)晶體管輸送給勵(lì)磁繞組。勵(lì)磁繞組的第二接線(xiàn)與接地線(xiàn)連接。在發(fā)電機(jī)的相電壓接線(xiàn)U、V和W上產(chǎn)生的交流電壓在具有多個(gè)支路的整流器裝置中整流，并且被提供給機(jī)動(dòng)車(chē)的車(chē)載電氣網(wǎng)絡(luò)，以及也被引導(dǎo)至發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器的所述直流電壓供給接線(xiàn)。此外，發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器也與發(fā)電機(jī)的相電壓接線(xiàn)中的至少一個(gè)相電壓接線(xiàn)相連接，以便對(duì)發(fā)電機(jī)的相電壓的至少一個(gè)相電壓進(jìn)行評(píng)估。發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器具有調(diào)節(jié)器控制裝置，該調(diào)節(jié)器控制裝置提供了用于發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器的開(kāi)關(guān)晶體管的開(kāi)關(guān)信號(hào)并且為該調(diào)節(jié)器控制裝置輸送了施加在直流電壓供給接線(xiàn)B+上的直流電壓以及發(fā)電機(jī)的相電壓的至少一個(gè)相電壓作為輸入信號(hào)。已知在馬達(dá)起動(dòng)時(shí)借助于發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器產(chǎn)生具有預(yù)先給定的固定的占空因數(shù)的PWM觸發(fā)信號(hào)，以便提供勵(lì)磁電流。這是為了能夠在馬達(dá)起動(dòng)時(shí)確保安全的轉(zhuǎn)速檢測(cè)的前提條件。所述的占空因數(shù)以下述方式選擇馬達(dá)起動(dòng)可以在所有的溫度范圍內(nèi)借助于轉(zhuǎn)速檢測(cè)通過(guò)至少一個(gè)相電壓而安全地識(shí)別。相電壓在此必須具有足夠大的振幅。相電壓的振幅與勵(lì)磁電流相關(guān)并且進(jìn)而在固定調(diào)節(jié)的占空因數(shù)時(shí)也與溫度相關(guān)，通過(guò)該溫度影響了設(shè)置在勵(lì)磁電路中的歐姆電阻。為了在所有溫度情況下確保在馬達(dá)起動(dòng)階段中的可靠的轉(zhuǎn)速評(píng)估，占空因數(shù)在停止?fàn)顟B(tài)中必須與不利的條件相應(yīng)地進(jìn)行調(diào)節(jié)。但是這導(dǎo)致了，在存在更有利的工作點(diǎn)時(shí)，如其例如在較低溫度情況下存在，在固定調(diào)節(jié)的占空因數(shù)時(shí)得出了與可能必需的情況相比較大的勵(lì)磁電流和進(jìn)而從車(chē)輛電池中的較大的電流消耗。由DE 69213538 T2已知一種監(jiān)控電路，其用于為在車(chē)輛中的電池再充電的裝置，該監(jiān)控電路在機(jī)動(dòng)車(chē)停車(chē)或者馬達(dá)斷開(kāi)時(shí)防止較高的電流消耗。所述的監(jiān)控電路包含傳感元件級(jí)(FUhlerstufe)，其提供一個(gè)信號(hào)，該信號(hào)顯示出在磁場(chǎng)線(xiàn)圈中流動(dòng)的電流。通過(guò)磁場(chǎng)線(xiàn)圈的觸發(fā)晶體管的電流以下述方式進(jìn)行調(diào)節(jié)存在第一或第二運(yùn)行模式。當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速處于預(yù)先給定的水平之下時(shí)則導(dǎo)入第一運(yùn)行模式，在該第一運(yùn)行模式內(nèi)具有較低平均值的峰值電流在磁場(chǎng)線(xiàn)圈中流動(dòng)。當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速大于預(yù)先給定的水平時(shí)則導(dǎo)入第二運(yùn)行模式，在該第二運(yùn)行模式中具有較高平均值的峰值電流在磁場(chǎng)線(xiàn)圈中流動(dòng)。在已知的監(jiān)控電路中，因此與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速相關(guān)地來(lái)改變流過(guò)磁場(chǎng)線(xiàn)圈的電流。

發(fā)明內(nèi)容
因此根據(jù)本發(fā)明的裝置的優(yōu)點(diǎn)在于，在馬達(dá)起動(dòng)時(shí)在車(chē)輛停止?fàn)顟B(tài)中和發(fā)電機(jī)停止?fàn)顟B(tài)中，從電池中的最大電流消耗被限制或者說(shuō)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(lì)磁，以用于借助對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)發(fā)電機(jī)的相電壓之一的評(píng)估來(lái)可靠地識(shí)別出馬達(dá)起動(dòng)。這意味著，在狀態(tài)“停止周期”內(nèi)，限制或者說(shuō)降低了調(diào)節(jié)器/發(fā)電機(jī)從電池中的電流消耗，在該狀態(tài)中機(jī)動(dòng)車(chē)的馬達(dá)處于停止階段中，但是發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器是激活的。這根據(jù)權(quán)利要求1基本上由此實(shí)現(xiàn)，使得調(diào)節(jié)器控制裝置具有用于提供第一觸發(fā)信號(hào)的器件，該第一觸發(fā)信號(hào)具有預(yù)先給定的固定調(diào)節(jié)的占空因數(shù)(Tastveri^ltnis)；用于提供第二觸發(fā)信號(hào)的器件，該第二觸發(fā)信號(hào)具有與勵(lì)磁電流相關(guān)的占空因數(shù)；和用于選擇出具有所述兩個(gè)占空因數(shù)中較小的占空因數(shù)的觸發(fā)信號(hào)的器件。


本發(fā)明的其它有利的特性由其下面的根據(jù)附圖的說(shuō)明中得出。圖中示出圖1示出了根據(jù)用于本發(fā)明的實(shí)施例的發(fā)電機(jī)裝置的電路圖，和
圖2示出了在圖1中示出的發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)器控制裝置的詳細(xì)視圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出了根據(jù)用于本發(fā)明的實(shí)施例的發(fā)電機(jī)裝置的電路圖。示出的發(fā)電機(jī)裝置11具有發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器1和發(fā)電機(jī)單元10，該發(fā)電機(jī)單元在其輸出端上提供了用于機(jī)動(dòng)車(chē)的車(chē)載電氣網(wǎng)絡(luò)12的供電直流電壓。發(fā)電機(jī)單元10具有發(fā)電機(jī)2和整流器裝置9。發(fā)電機(jī)2包含勵(lì)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(fā)電機(jī)2在其相電壓接線(xiàn)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(duì)于所示出的實(shí)施例可替代地，也可以存在其它數(shù)量的相位或者說(shuō)相電壓接線(xiàn)。整流器裝置9相應(yīng)于相支線(xiàn)的數(shù)量包括三個(gè)支路，其中每個(gè)支路具有兩個(gè)二極管的串聯(lián)電路或者其它合適的組件并且配屬于發(fā)電機(jī)的相電壓接線(xiàn)之一。發(fā)電機(jī)2的相電壓接線(xiàn)U與在第一整流器支路的二極管Dl和D4之間的連接點(diǎn)相連接。發(fā)電機(jī)2的相電壓接線(xiàn)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(diǎn)上。發(fā)電機(jī)2的相電壓接線(xiàn)W與在第三整流器支路的二極管D3和D6之間的連接點(diǎn)相連接。二極管D4、D5和D6的陰極相互連接。在那里提供了發(fā)電機(jī)單元10的輸出直流電壓并且傳輸給車(chē)載電氣網(wǎng)絡(luò)12。二極管D1、D2和D3的陽(yáng)極同樣也相互連接并且處于接地線(xiàn)上。此外，發(fā)電機(jī)2的相電壓接線(xiàn)W還通過(guò)發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器1的接線(xiàn)X與發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器1的調(diào)節(jié)器控制裝置7相連接并且通過(guò)電阻R3以及發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器的接地線(xiàn)連接部3與接地線(xiàn)4相連接。發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器1具有工作電壓接線(xiàn)B+以及其它的接線(xiàn)DF、D_和X。此外，發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器包含調(diào)節(jié)器控制裝置7。調(diào)節(jié)器控制裝置7被設(shè)計(jì)用于，為具有開(kāi)關(guān)晶體管的輸出級(jí)6提供PWM觸發(fā)信號(hào)。此外，調(diào)節(jié)器控制裝置7還與工作電壓接線(xiàn)B+相連接并且通過(guò)接地線(xiàn)連接部3與接地線(xiàn)4連接。此外，調(diào)節(jié)器控制裝置7與發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器1的接線(xiàn)X相連接，以便接收由發(fā)電機(jī)2的相電壓接線(xiàn)W導(dǎo)出的相電壓信號(hào)。此外，圖1中示出的裝置具有勵(lì)磁電路。該勵(lì)磁電路從發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器1的工作電壓接線(xiàn)B+經(jīng)過(guò)發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器的開(kāi)關(guān)晶體管6、發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器的接線(xiàn)DF、勵(lì)磁繞組5、發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器的接線(xiàn)D和接地線(xiàn)連接部3向接地線(xiàn)4延伸。在發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器1的接線(xiàn)D-和DF之間或者連接了自振蕩二極管8或者應(yīng)用了具有開(kāi)關(guān)晶體管的激活的空程(Freilauf)。與工作電壓接線(xiàn)B+連接并且通過(guò)接線(xiàn)X與發(fā)電機(jī)2的相電壓接線(xiàn)W連接的調(diào)節(jié)器控制裝置7利用觸發(fā)信號(hào)s以下述方式觸發(fā)開(kāi)關(guān)6 勵(lì)磁電流流過(guò)勵(lì)磁繞組5，該勵(lì)磁電流不僅與存在于工作電壓接線(xiàn)B+上的直流電壓相關(guān)以及還與其通過(guò)接線(xiàn)X輸送的相電壓相關(guān)。圖2示出了調(diào)節(jié)器控制裝置7的一部分的詳細(xì)視圖。調(diào)節(jié)器控制裝置具有用于提供第一觸發(fā)信號(hào)si的器件13，該第一觸發(fā)信號(hào)具有預(yù)先給定的、固定調(diào)節(jié)的占空因數(shù)。相應(yīng)于該預(yù)先給定的、固定調(diào)節(jié)的占空因數(shù)的數(shù)據(jù)優(yōu)選地在制造發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器時(shí)在工廠中永久性地存儲(chǔ)在器件13中，該器件包含永久性的存儲(chǔ)器。此外，調(diào)節(jié)器控制裝置7具有用于提供第二觸發(fā)信號(hào)s2的器件14，該第二觸發(fā)信號(hào)具有與勵(lì)磁電流IE相關(guān)的占空因數(shù)。用于提供第二觸發(fā)信號(hào)s2的器件14包括計(jì)算單元，該計(jì)算單元查明與勵(lì)磁電流相關(guān)的第二觸發(fā)信號(hào)s2。關(guān)于勵(lì)磁電流的信息從用于測(cè)量勵(lì)磁電流的器件16輸送給計(jì)算單元，該器件與計(jì)算單元相連接。器件16例如是指測(cè)量電阻，該測(cè)量電阻與勵(lì)磁線(xiàn)圈5連接并且在該測(cè)量電阻上相應(yīng)于勵(lì)磁電流的電壓下降。此外，調(diào)節(jié)器控制裝置7包括用于選擇出具有兩個(gè)前述占空因數(shù)中的較小的占空因數(shù)的觸發(fā)信號(hào)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(fā)信號(hào)si的器件13以及用于提供第二觸發(fā)信號(hào)s2的器件14相連接，并且該比較器在輸出側(cè)提供了具有兩個(gè)前述占空因數(shù)中的較小的占空因數(shù)的觸發(fā)信號(hào)S。觸發(fā)信號(hào)s被輸送給在圖1中示出的輸出級(jí)6，該輸出級(jí)具有開(kāi)關(guān)晶體管。器件15的所述比較器優(yōu)選地是計(jì)算單元的組成部分，此外還通過(guò)接線(xiàn)B+將工作電壓輸送給該計(jì)算單元，并且該計(jì)算單元通過(guò)接線(xiàn)X與發(fā)電機(jī)2的相電壓接線(xiàn)W相連接。該計(jì)算單元也在起動(dòng)過(guò)程結(jié)束之后被設(shè)計(jì)用于查明用于發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器1的輸出級(jí)6的觸發(fā)信號(hào)s，其中計(jì)算單元在查明觸發(fā)信號(hào)s的情況下考慮到工作電壓和相電壓。按照前述，根據(jù)本發(fā)明的裝置確保了，在機(jī)動(dòng)車(chē)的馬達(dá)起動(dòng)時(shí)在所有溫度范圍內(nèi)可以通過(guò)相電壓實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速檢測(cè)。為了這個(gè)目的，調(diào)節(jié)器控制裝置具有用于提供第一觸發(fā)信號(hào)si的器件，該第一觸發(fā)信號(hào)具有預(yù)先給定的、固定調(diào)節(jié)的、永久性地存儲(chǔ)在調(diào)節(jié)器控制裝置的存儲(chǔ)器中的占空因數(shù)；用于提供第二觸發(fā)信號(hào)s2的器件，該第二觸發(fā)信號(hào)具有與勵(lì)磁電流相關(guān)的占空因數(shù)；和用于選擇出具有兩個(gè)占空因數(shù)中較小的占空因數(shù)的觸發(fā)信號(hào)的器件。這個(gè)具有兩個(gè)占空因數(shù)中較小的占空因數(shù)的觸發(fā)信號(hào)s在馬達(dá)起動(dòng)時(shí)、也就是說(shuō)在馬達(dá)的停止?fàn)顟B(tài)階段內(nèi)在激活的調(diào)節(jié)器中被輸送給發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器的輸出級(jí)。由此實(shí)現(xiàn)了，勵(lì)磁電流始終流過(guò)勵(lì)磁繞組，基于該勵(lì)磁電流提供了具有足夠用于評(píng)估相電壓的振幅的相電壓，其中該相電壓被輸送給調(diào)節(jié)器控制裝置7。在此確保了，在存在更有利的工作點(diǎn)時(shí)，其例如在溫度較低時(shí)存在，不再?gòu)碾姵刂蝎@取比所需要的更多的電流。
該操作方式的優(yōu)點(diǎn)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(lì)磁電路中的中斷，可能會(huì)調(diào)節(jié)非常大的占空因數(shù)，而采用或者限制了預(yù)先給定的、固定調(diào)節(jié)的占空因數(shù)。
權(quán)利要求
1.用于在機(jī)動(dòng)車(chē)的起動(dòng)階段期間使機(jī)動(dòng)車(chē)發(fā)電機(jī)從電池中的電流消耗得以最小化的裝置，所述裝置具有-發(fā)電機(jī)單元(10)和-帶有調(diào)節(jié)器控制裝置(7)和輸出級(jí)(6)的發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器(1)，其中，其中-所述調(diào)節(jié)器控制裝置(7)將具有占空因數(shù)的觸發(fā)信號(hào)輸送給所述輸出級(jí)(6)，其特征在于，所述調(diào)節(jié)器控制裝置(7)具有-用于提供第一觸發(fā)信號(hào)(si)的器件(13)，所述第一觸發(fā)信號(hào)具有預(yù)先給定的、固定調(diào)節(jié)的占空因數(shù)，-用于提供第二觸發(fā)信號(hào)(s2)的器件(14)，所述第二觸發(fā)信號(hào)具有與勵(lì)磁電流相關(guān)的占空因數(shù)，和-用于選擇出具有所述兩個(gè)占空因數(shù)中較小的占空因數(shù)的觸發(fā)信號(hào)的器件(15)，其作為觸發(fā)信號(hào)(s )被輸送給所述輸出級(jí)(6 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置具有用于測(cè)量勵(lì)磁電流的器件(I6 )，其與用于提供所述第二觸發(fā)信號(hào)的器件(14)相連接。
3.根據(jù)權(quán)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(fā)信號(hào)(si)的器件(13)具有永久性的存儲(chǔ)器，在所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)了詳細(xì)說(shuō)明預(yù)先給定的、固定調(diào)節(jié)的占空因數(shù)的數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，用于提供所述第二觸發(fā)信號(hào)(s2)的器件(14)包括計(jì)算單元，所述計(jì)算單元查明與勵(lì)磁電流相關(guān)的所述第二觸發(fā)信號(hào)(s2)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，用于選擇出具有所述兩個(gè)占空因數(shù)中較小的占空因數(shù)的觸發(fā)信號(hào)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(fā)信號(hào)(si)的器件(13)以及用于提供所述第二觸發(fā)信號(hào)(s2)的器件(14)相連接，并且所述比較器在輸出側(cè)提供了具有所述兩個(gè)占空因數(shù)中較小的占空因數(shù)的觸發(fā)信號(hào)(S)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在機(jī)動(dòng)車(chē)的起動(dòng)階段期間使機(jī)動(dòng)車(chē)發(fā)電機(jī)從電池中的電流消耗得以最小化的裝置，其具有發(fā)電機(jī)單元和發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器。發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器包括調(diào)節(jié)器控制裝置，該調(diào)節(jié)器控制裝置具有用于提供具有固定地預(yù)先給定的占空因數(shù)的第一觸發(fā)信號(hào)的器件；用于提供具有與勵(lì)磁電流相關(guān)的占空因數(shù)的第二觸發(fā)信號(hào)的器件；和用于選擇出具有兩個(gè)占空因數(shù)中較小的占空因數(shù)的觸發(fā)信號(hào)的器件，其作為觸發(fā)信號(hào)被輸送給發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器的輸出級(jí)。由此實(shí)現(xiàn)了，在確保了從電池中盡可能小的電流消耗的情況下檢測(cè)馬達(dá)起動(dòng)并且起動(dòng)用于為車(chē)載電氣網(wǎng)絡(luò)供電的發(fā)電機(jī)-/調(diào)節(jié)器。
文檔編號(hào)H02J7/14GK102598467SQ201080051866
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2010年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月17日
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