DE10148020A1 - Steuergerät für einen Fahrzeugstromgenerator mit einer Begrenzungsfunktion für eine maximale Leitfähigkeitsrate - Google Patents

Abstract

Ein Steuergerät (1) für einen Fahrzeugstromgenerator enthält einen Schalttransistor (11), eine Spannungssteuerschaltung (13), eine Hochdrehzahldetektorschaltung (14), eine Leckagedetektorschaltung (15) und eine Einschränkungsschaltung (16) für eine maximale Leitzustandsrate. Die Leckagedetektorschaltung (16) detektiert einen Leckstrom, der zu einem P-Anschluß fließt. Wenn der Leckstrom detektiert wird, wird die maximale Leitfähigkeitsrate, die durch die Einschränkungsschaltung (16) für die maximale Leitfähigkeitsrate eingestellt wurde, von einem kleinen Wert bei niedrigen Drehzahlen auf einen großen Wert geändert. Dadurch wird der Feldstrom, der in einer Feldwicklung (22) fließt, erhöht, es wird eine große Spannung an den Statorwicklungen (21) erzeugt, und es fließt Strom zu einer Gleichrichterschaltung (23), um dadurch den Leckstrom zu reduzieren, der zu dem P-Anschluß fließt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuergerät für einen Fahrzeugstromgene­ rator zur Steuerung eines Stromerzeugungszustandes eines Stromgenerators durch De­ tektieren der Drehgeschwindigkeit des Stromgenerators.

Ein Fahrzeugstromgenerator (Wechselstromgenerator) wird dazu verwendet, um eine Batterie in einem fahrenden Fahrzeug zu laden, und liefert Strom für den Zündvor­ gang einer Maschine, für die Beleuchtung und für andere verschiedene elektronische Einrichtungen. Ein Steuergerät für einen Stromgenerator ist an den Stromgenerator an­ geschlossen, um die Ausgangsspannung des Stromgenerators zu regulieren, so daß sie im wesentlichen konstant gehalten wird, und zwar selbst dann, wenn dessen Lastzustand geändert wird. Speziell in der neueren Zeit, in der eine Zunahme in den elektrischen Lasten zu verzeichnen ist, wird das Antriebsdrehmoment des Stromgenerators zuneh­ mend größer. Wenn das Antriebsdrehmoment des Stromgenerators übermäßig groß wird, und zwar im Leerlaufzustand, um die Maschine drehend zu halten, wird die Um­ drehung der Maschine unstabil. Es ist daher eine Steuerschaltung für den Stromgenera­ tor erforderlich, um eine solche Situation zu vermeiden, indem der Stromerzeugungszu­ stand des Stromgenerators gesteuert wird.

In der JP-A-6-284598 wird vorgeschlagen, die Zufuhr des Feldstromes solange einzuschränken, bis eine vorbestimmte Drehzahl überschritten wird. Indem eine Dreh­ geschwindigkeit des Stromgenerators detektiert wird, und zwar durch Überwachen einer Phasenspannung (P-Anschlußspannung) einer Statorwicklung, wird die Zufuhr des Feldstromes begrenzt. Es wird auch in der JP-A-6-284597 vorgeschlagen, die Zufuhr des Feldstromes einzuschränken, wenn eine Maschine mit niedrigen Drehzahlen in Drehung versetzt wird.

Wenn jedoch ein Leckstrom an der Innenseite des Stromgenerators erzeugt wird, indem dieser Salzwasser ausgesetzt wird, und der Leckstrom zu einem P-Anschluß fließt, der an ein Ende irgendeiner Phase der Statorwicklungen angeschlossen ist, steigt die Spannung, die an dem P-Anschluß erscheint, an, da sie durch einen Betrag des Spannungsabfalls vorgespannt wird, der durch den Leckstrom bestimmt wird und auch durch die Eingangsimpedanz des P-Anschlusses. Danach wird, obwohl eine Wechsel­ stromkomponente in der Spannung an den Endabschnitt der anderen Phasen der Stator­ wicklung erscheint, die P-Anschlußspannung auf eine vorbestimmte Vorspannungs­ spannung fixiert, die durch den Leckstrom festgelegt ist. Dieser Zustand setzt sich so­ lange fort, bis Spannungen der Statorwicklungen der jeweiligen Phasen, die verschieden sind von derjenigen des P-Anschlusses, gleich werden mit oder höher werden als eine Anschluß(Klemmen)spannung der im Fahrzeug montierten Batterie oder gleich werden mit oder niedriger werden als die Erdungsspannung oder Massespannung, und es wird ein Ausgangsstrom über eine gleichrichtende Schaltung abgegriffen. Wenn daher der Leckstrom an der Innenseite des Stromgenerators erzeugt wird, wird die Stromgenera­ torstartdrehzahl extrem erhöht, und zwar im Vergleich zu deren Konstruktionswert oder Sollwert, und es kann eine exakte Stromerzeugungssteuerung nicht durchgeführt wer­ den.

Die Erfindung richtet sich gegen die zuvor erläuterten Nachteile und hat sich zur Aufgabe gestellt, ein Steuergerät für einen Fahrzeugstromgenerator zu schaffen, welches dazu befähigt ist, die Stromerzeugungssteuerung standhaft durchzuführen, und zwar selbst dann, wenn ein Leckstrom an der Innenseite des Stromgenerators erzeugt wird.

Ein Steuergerät für einen Fahrzeugstromgenerator nach der vorliegenden Erfin­ dung ist mit einer Spannungssteuerschaltung, einer Drehzahldetektorschaltung, einer Leckagedetektorschaltung und einer Einschränkungsschaltung für eine maximale Leit­ fähigkeitsrate ausgestattet. Die Spannungssteuerschaltung steuert die Ausgangs- Spannung eines Stromgenerators, indem sie Schaltervorrichtungen unterbricht, die in Reihe mit einer Feldwicklung des Stromgenerators geschaltet sind. Die Drehzahldetek­ torschaltung ist an einen Phasenanschluß der Statorwicklungen des Stromgenerators angeschlossen und detektiert eine Drehzahl des Stromgenerators basierend auf einer Spannung, die an dem einen Phasenanschluß erscheint. Die Leckagedetektorschaltung detektiert, daß ein Leckstrom in dem einen Phasenanschluß fließt. Die Einschränkungs­ schaltung für die maximale Leitrate oder Leitfähigkeitsrate stellt eine maximale Leit­ fähigkeitsrate, die einen oberen Grenzwert einer Leitfähigkeitsrate der Schaltervor­ richtung vorschreibt, auf eine erste Rate ein, bis die Drehzahl des Stromgenerators, die durch die Drehzahldetektorschaltung detektiert wird, einen vorbestimmten Wert über­ schreitet, und stellt die maximale Leitfähigkeitsrate auf eine zweite Rate ein, die höher liegt als die erste Rate, wenn der Leckstrom durch die Leckagedetektorschaltung detek­ tiert wird.

Wenn die Erzeugung eines Leckstroms detektiert wird, wird ungeachtet der Dreh­ zahl des Stromgenerators durch Änderung der maximalen Leitfähigkeitsrate von der ersten Rate auf die zweite Rate, die höher liegt als die erste Rate, der Strom, der in einer Feldwicklung fließt, erhöht, es wird eine Spannung, die in der Statorwicklung induziert wird, erhöht bzw. zum Ansteigen gebracht, es wird der Ausgangsstrom über eine Gleichrichterschaltung ausgegeben. Es kann somit der Leckstrom, der in dem einen Phasenanschluß fließt, reduziert werden und es kann daher die Drehzahl des Stromgene­ rators exakt detektiert werden und die Stromerzeugungssteuerung kann stabil durchge­ führt werden.

Es ist zu bevorzugen, daß die Leckagedetektorschaltung das Erzeugen des Leck­ stroms detektiert, wenn ein Zustand, bei dem die Spannung, welche an dem einen Phasenanschluß erscheint, eine Spannung überschreitet, die einem vorbestimmten Detektionsschwellenwert entspricht, der bei dem Detektieren der Drehzahl der Dreh­ zahldetektorschaltung verwendet wird, für eine vorbestimmte Zeitperiode fortgesetzt wird. Die Detektionsoperation durch die Drehzahldetektorschaltung kann nicht dadurch ausgeführt werden, indem eine vorbestimmte Vorspannungsspannung mit Hilfe des Leckstroms angelegt wird, der zu dem einen Phasenanschluß fließt, und es wird daher der Zustand bestimmt, um eine Anzeige hinsichtlich der Erzeugung des Leckstroms zu liefern. Die maximale Leitfähigkeitsrate wird geändert und es wird dadurch der Strom­ generator auf einen Zustand zurück versetzt oder wieder hergestellt, bei dem eine stabile Detektierung der Drehzahl des Stromgenerators möglich ist.

Es ist auch zu bevorzugen, daß ein Startbefehlsdetektoranschluß vorgesehen ist, um ein Startbefehlssignal zu empfangen, welches von einem außen liegenden Gerät ge­ sendet wird. Wenn das Startbefehlssignal nicht an dem Startbefehlsdetektoranschluß eingegeben wird, hält die Steuerschaltung für die maximale Leitrate selbst dann, wenn der Leckstrom durch die Leckagedetektorschaltung detektiert wird, eine Operation für die Einstellung der maximalen Leitfähigkeitsrate auf die zweite Rate, an. Wenn das Operationsstartbefehlssignal nicht eingespeist wird und keine Energie oder Strom er­ zeugt wird bzw. damit aufgehört wird, kann in dem Fall, bei dem der Leckstrom an der Innenseite des Stromgenerators aus irgendeinem Grund erzeugt wird und die Erzeugung des Leckstroms durch die Leckagedetektorschaltung detektiert wird, der Feldstrom daran gehindert werden, zuzunehmen, und es kann die Entladung der Batterie dadurch aufgehalten werden, indem damit aufgehört wird, die Änderung der maximalen Leit­ fähigkeitsrate von der ersten Rate zu der zweiten Rate hin zum Erhöhen des Feldstromes zu steuern.

Die oben genannten Ziele und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorlie­ genden Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Hin­ weis auf die beigefügten Zeichnungen, in denen zeigen:

Fig. 1 ein Schaltungsdiagramm, welches einen Reger gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 2 ein Schaltungsdiagramm, welches eine Leckagedetektorschaltung bei der Aus­ führungsform zeigt; und

Fig. 3A, 3B, 3C und 3D Betriebszeitsteuerdiagramme, welche Eingangs- und Aus­ gangswellenformen der Einschränkungsschaltung für die maximale Leitrate bei der Ausführungsform veranschaulichen.

Gemäß Fig. 1 ist ein Regler 1 vorgesehen, um die Spannung an einem Ausgangs­ anschluß (B-Anschluß) eines Stromgenerators 2 auf einen vorbestimmten Einstellwert oder Einstellspannung (z. B. 14 V) zu steuern. Ein Startbefehlsdetektoranschluß (L-An­ schluß) ist mit einem außerhalb liegenden Steuergerät 5 verbunden. Wenn ein Zünd­ schalter 4 in den EIN-Zustand gebracht wird, startet das Steuergerät 5 eine vorbe­ stimmte Steuerungsoperation und gibt ein Startbefehlssignal an den L-Anschluß ab.

Der Stromgenerator 2 enthält drei Phasen von Statorwicklungen 21 mit einem Stator, der aus einem feststehenden Teil besteht, mit einer Gleichrichterschaltung 23, die dafür vorgesehen ist, um die Dreiphasenausgangsgrößen der Statorwicklungen 21 einer Vollweggleichrichtung zu unterziehen, und enthält eine Feldwicklung 22, die in einem Rotor enthalten ist, der aus einem sich drehenden Teil besteht. Die Steuerung der Ausgangsspannung des Stromgenerators 2 wird durch eine permanente Steuerung durchgeführt, indem der Leitzustand für die Elektrizität der Feldspule 22 mit Hilfe des Reglers 1 EIN/AUS-geschaltet wird. Der Ausgangsanschluß (B-Anschluß) des Strom­ generators 2 ist mit einer Batterie 3 verbunden und es wird Ladestrom von dem B-An­ schluß der Batterie 3 zugeführt.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, enthält der Regler 1 einen Transistor 11 als Schaltervor­ richtung, die in Reihe mit der Feldwicklung 22 geschaltet ist, enthält eine Schwung­ raddiode 12, die parallel zu der Feldwicklung 22 geschaltet ist, eine Spannungssteuer­ schaltung 13, um eine Steuerung durchzuführen, und zwar zum Einschalten und zum Ausschalten des Transistors 11 in solcher Weise, daß die Ausgangsspannung, die an dem B-Anschluß des Stromgenerators 2 erscheint, einen vorbestimmten Sollwert der Einstellspannung erreicht, enthält eine Hochdrehzahl-Detektorschaltung 14 zum Detek­ tieren einer Drehzahl des Stromgenerators 2, eine Leckagedetektorschaltung 15 zum Detektieren eines Leckstroms von einem Phasenanschluß (P-Anschluß) der Stator­ wicklung 21 und enthält eine Einschränkungsschaltung 16 für die maximale Leitrate, um in variabler Form eine maximale Leitrate oder Leitfähigkeitsrate des Transistors 11 einzustellen.

Die Spannungssteuerschaltung 13 enthält einen Transistor 30, Widerstände 31 und 32 und eine Zenerdiode 33. Die Zenerdiode 33 besitzt eine Eigenschaft, daß sie durch­ bricht, wenn die Spannung des B-Anschlusses des Stromgenerators 2 gleich wird mit oder höher wird als der Sollwert der Einstellspannung. Bei dieser Gelegenheit wird die Spannung über beiden Enden des Widerstandes 32 hoch, der Transistor 30 wird ausge­ schaltet und das Potential des Kollektors wird niedrig. Der Kollektor des Transistors 30 ist mit der Basis des Transistors 11 verbunden und, wenn das Potential des Kollektors des Transistors 30 abgesenkt wird, wird der Transistor 11 ausgeschaltet und es wird daher der Strom, der in der Feldwicklung 22 fließt, reduziert.

Die Hochdrehzahldetektorschaltung 14 detektiert die Drehzahl des Stromgenera­ tors 2 auf der Grundlage der einen Phasenspannung, die an dem P-Anschluß erscheint, und ändert ihre Ausgangsgröße von einem niedrigen Pegel auf einen hohen Pegel, wenn die Drehzahl eine vorbestimmte Drehzahl überschreitet.

Wenn die Leckagedetektorschaltung 15 das Erzeugen eines Leckstroms detektiert, der zu dem P-Anschluß fließt, ändert die Leckagedetektorschaltung 15 ihre Ausgangs­ größe von einem hohen Pegel auf einen niedrigen Pegel.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist die Leckagedetektorschaltung 15 mit Transistoren 100 und 101 ausgestattet, ebenso mit Widerständen 102 bis 106, einem Kondensator 107 und einem Spannungskomparator 108. In einem Zustand, bei dem der Leckstrom nicht zu dem P-Anschluß fließt, wird die Einphasenspannung, die an dem P-Anschluß erscheint, an die Basis des Transistors 100 über den Widerstand 102 angelegt. Wenn daher der Stromgenerator 2 in einen Stromerzeugungszustand gebracht wird, wird syn­ chron mit der Periode der Einphasenspannung der Transistor 100 wiederholt zum Aus­ schalten gebracht. In Einklang damit wiederholt der Transistor 101 ebenfalls die Aus­ schaltvorgänge. Daher wird der Kondensator 107, der an den Kollektor des Transistors 101 bei der nachfolgenden Stufe angeschlossen ist, wiederholt geladen und entladen. Die Spannung über den beiden Enden des Kondensators 107 überschreitet nicht einen vorbestimmten Spannungswert, der durch ein Widerstandsverhältnis der Widerstände 105 und 106 bestimmt wird, und es wird ein hoher Pegel an einem Ausgang des Span­ nungskomparators 108 aufrecht erhalten.

Wenn mittlerweile der Leckstrom fließt und die Spannung an dem P-Anschluß an­ steigt und einen vorbestimmten Spannungswert (den Detektionsschwellenwert) über­ schreitet, wird der Transistor 100 ausgeschaltet und der Transistor 101 der nachfolgen­ den Stufe wird ebenfalls ausgeschaltet. Daher wird der Kondensator 107 geladen. Nach einer vorbestimmten Zeitperiode überschreitet die Spannung über den beiden Enden den vorbestimmten Spannungswert, der durch das Widerstandsverhältnis der Widerstände 105 und 106 festgelegt wird, und die Ausgangsgröße des Spannungskomparators 108 ändert sich von dem hohen Pegel zu einem niedrigen Pegel hin. Die Zeitperiode, in der die Spannung an den beiden Enden des Kondensators 107 den vorbestimmten Span­ nungswert überschreitet, wird auf eine Zeitperiode eingestellt, die länger ist als eine Periode einer Wellenform der Spannung, die an der Statorwicklung 21 bei einer Dreh­ zahl induziert wird, die ausreichend niedriger liegt als die Drehzahl des Stromgenerators 2 in Entsprechung zur Leerlaufdrehzahl der Maschine. Dadurch wird die Spannung, die an dem P-Anschluß durch den Leckstrom erscheint, und wird die Einphasenspannung der Statorwicklung 21 voneinander differenziert und es kann lediglich die Erzeugung des Leckstroms mit Hilfe der Leckagedetektorschaltung 15 detektiert werden.

Ferner ist die Einschränkungsschaltung 16 für die maximale Leitrate mit einem Bezugsspannungswellenformgenerator 40, einem Spannungskomparator 41, Transisto­ ren 42 bis 46, Widerständen 47 bis 54 und einer Zenerdiode 55 ausgestattet. Der Be­ zugsspannungswellenformgenerator 40 erzeugt eine rechteckförmige Spannungswellen­ form als eine Bezugsspannungswellenform und gibt die Wellenform an den +-Anschluß (Punkt b) des Spannungskomparators 41 ein. Der Spannungskomparator 41 erzeugt ein Einstellsignal entsprechend dem maximalen Leitverhältnis, welches ein unterschied­ liches Tastverhältnis besitzt, indem dieser Komparator den Spannungspegel, der an den --Anschluß (Punkt a) angelegt wird, variabel gestaltet.

Die Fig. 3A, 3B, 3C und 3D sind Zeitsteuerdiagramme, die verschiedene Ein­ gangs- und Ausgangswellenformen der Einschränkungsschaltung 16 für das maximale Leitverhältnis darstellen. Von dem Bezugsspannungswellenformgenerator 40 wird die Bezugsspannungswellenform ausgegeben, die durch das Bezugszeichen Vb in Fig. 3A bezeichnet ist, welche der Spannung an dem Punkt b entspricht, die an den +-Anschluß des Spannungskomparators 41 angelegt wird. Ferner wird die Spannung an dem Punkt a, die an den --Anschluß des Spannungskomparators 41 angelegt wird, durch die Zenerdiode 55 und durch die drei Widerstände 49, 50 und 51 bestimmt.

In einem Zustand, in welchem der Leckstrom durch die Leckagedetektorschaltung 15 nicht detektiert wird (normaler Zustand), wird die Ausgangsgröße der Leckagede­ tektorschaltung 15 hoch und es wird daher der Transistor 45 ausgeschaltet und der Tran­ sistor 44 wird ebenfalls ausgeschaltet. Wenn in solch einem normalen Zustand die Drehzahl des Stromgenerators 2 gleich wird mit oder niedriger wird als die vorbe­ stimmte Drehzahl und die Ausgangsgröße der Hochdrehzahldetektorschaltung 14 sich auf einem niedrigen Pegel befindet, wird der Transistor 43 ausgeschaltet und daher wird die Spannung an dem Punkt a durch das Spannungsteilungsverhältnis der zwei Wider­ stände 49 und 50 bestimmt. In Fig. 3A ist die Spannung an dieser Stelle durch das Be­ zugszeichen Va2 bezeichnet, und es wird eine Wellenform, die in Fig. 3B gezeigt ist, von dem Spannungskomparator 41 ausgegeben.

Wenn ferner in dem normalen Zustand die Drehzahl des Stromgenerators 2 die vorbestimmte Drehzahl überschreitet und sich die Ausgangsgröße der Hochdrehzahlde­ tektorschaltung 14 von dem niedrigen Pegel auf den hohen Pegel ändert, wird der Tran­ sistor 43 ausgeschaltet und es wird daher der --Anschluß des Spannungskomparators 41 über den Transistor 43 geerdet oder mit Masse verbunden und die Spannung an dem Punkt a erreicht einen Wert, der nahe bei 0 V liegt. In Fig. 3A ist die Spannung bei die­ sem Zustand mit dem Bezugszeichen Va1 bezeichnet und eine in Fig. 3C gezeigte Wellenform wird von dem Spannungskomparator 41 ausgegeben.

Wenn ferner die Erzeugung des Leckstroms durch die Leckagedetektorschaltung 15 detektiert wird, ändert sich die Ausgangsgröße der Leckagedetektorschaltung 15 von dem hohen Pegel auf den niedrigen Pegel. Der Transistor 45 wird ausgeschaltet und auch der Transistor 44 wird ausgeschaltet. Daher wird die Spannung an der Stelle a durch die jeweiligen Widerstandswerte der drei Widerstände 49, 50 und 51 bestimmt. In Fig. 3A ist die Spannung bei diesem Zustand mit dem Bezugszeichen Va3 bezeichnet und es wird die in Fig. 3D gezeigte Wellenform von dem Spannungskomparator 41 aus­ gegeben.

Der Ausgangsanschluß des Spannungskomparators 41 ist mit der Basis des Tran­ sistors 42 verbunden. Der Transistor 42 wird in Einklang mit der Wellenform ausge­ schaltet, die von dem Spannungskomparator 41 ausgegeben wird, und schränkt die ma­ ximale Leitfähigkeitsrate des Transistors 11 ein, der mit der Feldwicklung 22 in Reihe geschaltet ist.

Wie ferner in Fig. 1 gezeigt ist, ist der L-Anschluß mit der Basis eines Transistors 61 über einen Widerstand 60 verbunden. Wenn ein Transistor 63, der mit dem Transi­ stor 61 oder mit dem P-Anschluß über einen Widerstand 62 verbunden ist, ausgeschaltet wird, wird auch der Transistor 64 ausgeschaltet und es wird die Zufuhr der Betriebs­ spannung Vcc gestartet, die von einer Stromversorgungsquelle des Reglers 1 gebildet ist. Zwei Dioden 65 und 66 sind dafür vorgesehen, um den umgekehrt fließenden Strom einzuschränken. Ein Kondensator 67 ist dafür vorgesehen, um die Spannung zu glätten, die an die Basis des Transistors 64 angelegt wird, wenn der Transistor 63 ausgeschaltet wird, und zwar intermittierend in Einklang mit der Wellenform der Einphasenspannung der Statorwicklung 21, die an dem P-Anschluß eingespeist wird. Es sind zwei Wider­ stände 68 und 69 dafür vorgesehen, um einen fehlerhaften Betrieb zu verhindern, damit also die Transistoren 61 und 63 nicht bei einem kleinen Leckstrom betrieben werden.

Wenn gemäß der Ausführungsform das Startbefehlssignal an dem L-Anschluß eingespeist wird, werden die Transistoren 61 und 64 eingeschaltet und die Zufuhr der Betriebsspannung Vcc, welche die Stromversorgungsquelle des Reglers 1 darstellt, wird gestartet. Dadurch beginnen der Bezugsspannungswellenformgenerator 40, der Spannungskomparator 41, die Hochdrehzahldetektorschaltung 14 und die Leckagede­ tektorschaltung 15 ihren Betrieb.

Betriebsweise, wenn der Leckstrom nicht vorhanden ist

Wenn die Drehzahl des Stromgenerators 2 die vorbestimmte Drehzahl über­ schreitet, erreicht die Ausgangsgröße der Hochdrehzahldetektorschaltung 14 einen ho­ hen Pegel und es wird daher der Transistor 43 ausgeschaltet und es wird die Spannung Va1 an der Stelle a immer gleich mit oder kleiner als die Spannung Vb an der Stelle b. Es wird daher die Wellenform, die gemäß der Darstellung in Fig. 3C ein Tastverhältnis von 100% besitzt, von dem Spannungskomparator 41 ausgegeben und es wird die Leit­ fähigkeitsrate oder Leitfähigkeitszustand des Transistors 11 in einem Bereich bis zu 100% als Maximum im Einklang mit einem Zustand der Last bei diesem Fall gesteuert.

Wenn ferner die Drehzahl des Stromgenerators 2 reduziert wird und die Aus­ gangsgröße der Hochdrehzahldetektorschaltung 14 einen niedrigen Pegel erreicht, wird der Transistor 43 ausgeschaltet und es steigt daher die Spannung Va2 an der Stelle a an. Es wird daher die Wellenform mit dem kleinen Tastverhältnis, welches in Fig. 3B ge­ zeigt ist, von dem Spannungskomparator 41 ausgegeben und ein maximaler Wert der Leitfähigkeitsrate des Transistors 11 wird zu einem kleinen Wert.

In dem Zustand, bei dem der Leckstrom nicht zu dem P-Anschluß fließt, kann die Hochdrehzahldetektorschaltung 14 exakt die Drehzahl des Stromgenerators 2 auf der Grundlage der Spannung des P-Anschlusses detektieren. Es wird daher die maximale Leitfähigkeitsrate oder Leitzustand so eingeschränkt, daß diese bzw. dieser bei einer niedrigen Drehzahl niedrig ist und bei einer hohen Drehzahl hoch ist. Selbst wenn ferner ein Zustand, bei dem das Startbefehlssignal in fehlerhafter Weise von dem Steuergerät 5 ausgegeben wird und an dem L-Anschluß bei Fortsetzung des stationären Zustandes der Maschine eingespeist wird, wird die maximale Leitfähigkeitsrate bei diesem Fall auf einen niedrigen Wert eingestellt. Es kann daher die Entladung der Batterie 3 auf Grund des Leitens von Elektrizität zur Feldwicklung 22 minimal gestaltet werden.

Betriebsweise, wenn ein Leckstrom vorhanden ist

Wenn zu dem P-Anschluß ein Leckstrom fließt und die Spannung an dem P-An­ schluß ansteigt, so daß sie den vorbestimmten Wert überschreitet, ändert sich die Aus­ gangsgröße der Leckagedetektorschaltung 15 von einem hohen Pegel auf einen niedri­ gen Pegel und es wird der Transistor 45 ausgeschaltet. Bei diesem Fall wird das Startbe­ fehlssignal an dem L-Anschluß eingespeist. Der Transistor 61 wird ausgeschaltet und auch der Transistor 46 wird ausgeschaltet. Es wird der Transistor 44 ausgeschaltet und es wird der Widerstand 51 zwischen der Stelle A und Erde oder Masse geschaltet. Es wird somit die Spannung Va3 an der Stelle a abgesenkt, es wird die Wellenform mit dem großen Tastverhältnis, welches in Fig. 3D gezeigt ist, von dem Spannungskompa­ rator 41 ausgegeben und es wird der maximale Wert der Leitrate bzw. des Leitzustandes des Transistors 11 auf einen Wert gesteuert, der höher liegt als derjenige, wenn der Leckstrom nicht vorhanden ist. Dadurch wird der Strom, der in der Feldwicklung 22 fließt, erhöht. Es wird die Spannung, die in der Statorwicklung 21 induziert wird, hoch. Die an die Gleichrichterschaltung 23 angelegte erzeugte Spannung wird gleich mit oder wird größer als die Anschlußspannung bzw. Klemmenspannung der Batterie 3 oder wird gleich mit oder niedriger als Erdpotential bzw. Massepotential. Es fließt Strom in der vorwärts verlaufenden Richtung zu den jeweiligen gleichrichtenden Elementen der Gleichrichterschaltung 23. Der zu dem P-Anschluß fließende Leckstrom wird reduziert. Es wird die Vorspannung abgesenkt. Es kann somit der normale Drehzahldetektionsbe­ trieb durch die Hochdrehzahldetektorschaltung 14 wieder gestartet werden.

Es wird ferner in einem Zustand, bei dem das Startbefehlssignal nicht an dem L- Anschluß eingespeist wird, der Transistor 63 ausgeschaltet, und zwar mit der Erzeugung der Spannung an dem P-Anschluß, es wird der Transistor 64 ebenfalls leitend gemacht und es wird die Zufuhr der Stromversorgungsspannung Vcc zu dem Regler 1 durchge­ führt. Auch bei niedrigen Drehzahlen erreicht die Ausgangsgröße der Hochdrehzahlde­ tektorschaltung 14 einen niedrigen Pegel und es wird der Transistor 43 ausgeschaltet, wenn kein Leckstrom vorhanden ist, der bei diesem Fall zu dem P-Anschluß fließt, und es wird die Ausgangsgröße der Leckagedetektorschaltung 15 zu einem hohen Pegel. Der Transistor 45 wird ausgeschaltet und auch der Transistor 44 wird ausgeschaltet. Die Spannung an der Stelle a wird zu der Spannung Va, die durch die zwei Widerstände 49 und 50 bestimmt ist, und die maximale Leitfähigkeitsrate oder Leitzustand erreicht den kleinen Wert, der durch das Tastverhältnis der Wellenform festgelegt wird, die in Fig. 3B gezeigt ist.

Mittlerweile erreicht die Ausgangsgröße der Hochdrehzahldetektorschaltung 14 bei hohen Drehzahlen einen hohen Pegel und es wird der Transistor 43 ausgeschaltet. Es wird die Stelle a über den Transistor 43 geerdet oder mit Masse verbunden und das Po­ tential der Stelle a wird gleich mit oder niedriger als die Spannung an der Stelle b. Da­ her wird die maximale Leitfähigkeitsrate auf 100% eingestellt, was dem Tastverhältnis der Wellenform entspricht, die in Fig. 3C gezeigt ist.

Es wird bei dieser Ausführungsform auf diese Weise bei dem Zustand, bei dem der Leckstrom zu dem P-Anschluß nicht hinfließt, bei niedrigen Drehzahlen die kleine maximale Leitfähigkeitsrate eingestellt und es kann das Antriebsdrehmoment des Stromgenerators 2 reduziert werden und es kann die Leerlaufdrehung der Maschine sta­ bilisiert werden. Dagegen wird bei hohen Drehzahlen die maximale Leitfähigkeitsrate oder Leitzustand auf 100% geändert und es kann Energie von dem Stromgenerator 2 zu einer großen elektrischen Last zugeführt werden.

Wenn ferner der Leckstrom zu dem P-Anschluß fließt und die Spannung an dem P-Anschluß ansteigt, wird die Erzeugung des Leckstroms durch die Leckagedetektor­ schaltung 15 detektiert und es ändert sich die maximale Leitzustandsrate auf einen Wert, der höher liegt als ein Wert entsprechend der niedrigen Drehung in dem normalen Zu­ stand. Es kann daher Strom in der vorwärts verlaufenden Richtung zu den jeweiligen Gleichrichterdioden der Gleichrichterschaltung 23 fließen, indem der Strom erhöht wird, der in die Feldwicklung 22 fließt. Der Leckstrom, der zu dem P-Anschluß fließt, kann reduziert werden und es kann eine normale Drehzahldetektionsoperation durch die Hochdrehzahldetektorschaltung 14 ausgeführt werden. Es kann daher selbst dann, wenn der Leckstrom zu der Statorwicklung 21 unter einer ernst zu nehmenden Anwendungs­ umgebung fließt, wie beispielsweise einer solchen, bei der der Stromgenerator 2 Salz­ wasser ausgesetzt wird, die Stromerzeugungssteuerung auf der Grundlage einer exakten Detektion der Drehzahl des Stromgenerators 2 durchgeführt werden. Die Anlaßqualität der Maschine kann gefördert werden, und es kann der Entladestrom der Batterie dadurch eingeschränkt werden, indem ein unnötiger Feldstrom eingeschränkt wird.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben erläuterte Ausführungsform be­ schränkt, sondern kann in vielfältiger Weise im Rahmen der Offenbarung der Erfindung modifiziert werden. Beispielsweise kann der L-Anschluß weggelassen werden. In die­ sem Fall wird bei Drehung des Rotors eine Spannung in der Statorwicklung 21 durch den restlichen Magnetfluß induziert. Es kann somit die Stromerzeugungssteuerung durch den Regler 1 dadurch gestartet werden, indem die Spannung von dem P-Anschluß detektiert wird.

Claims (3)

1. Steuergerät (1) für einen Fahrzeugstromgenerator, mit:
einer Spannungssteuerschaltung (13) zum Steuern einer Ausgangsspannung ei­ nes Stromgenerators (2) durch Unterbrechung einer Schaltervorrichtung (11), die in Reihe mit einer Feldwicklung (22) des Stromgenerators (2) geschaltet ist;
einer Drehzahldetektorschaltung (14), die mit einem Phasenanschluß (P) einer Statorwicklung (21) des Stromgenerators (2) verbunden ist, um eine Drehzahl des Stromgenerators (2) auf der Grundlage einer Spannung zu detektieren, die an dem einen Phasenanschluß (P) erscheint;
einer Leckagedetektorschaltung (15), um zu detektieren, daß ein Leckstrom zu dem einen Phasenanschluß (P) fließt; und
einer Einschränkungsschaltung (16) für die maximale Leitzustandsrate (conduc­ tion rate), um eine maximale Leitzustandsrate, die einen oberen Grenzwert einer Leitzustandsrate der Schaltervorrichtung (11) angibt, auf eine zweite Rate einzu­ stellen, bis die Drehzahl des Stromgenerators (2), die durch die Drehzahldetek­ torschaltung (14) detektiert wurde, einen vorbestimmten Wert überschreitet, und um die maximale Leitzustandsrate auf eine zweite Rate einzustellen, die höher liegt als die erste Rate, wenn der Leckstrom durch die Leckagedetektorschaltung (15) detektiert wird.

2. Steuergerät (1) für einen Fahrzeugstromgenerator nach Anspruch 1, bei dem die Leckagedetektorschaltung (15) die Erzeugung des Leckstroms detektiert, wenn ein Zustand, bei dem die an dem einen Phasenanschluß (P) auftretende Span­ nung eine Spannung eines vorbestimmten Detektionsschwellenwertes über­ schreitet, der beim Detektieren der Drehzahl von der Drehzahldetektorschaltung (14) verwendet wird, für eine vorbestimmte Zeitperiode andauert.

3. Steuergerät (1) für einen Fahrzeugstromgenerator nach Anspruch 1, ferner mit:
einem Startbefehlsdetektoranschluß (L) zum Empfangen eines Startbefehls­ signals, welches von einem externen Gerät (5) übertragen wird,
wobei die Steuerschaltung (16) für die maximale Leitfähigkeitsrate einen Betrieb der Einstellung der maximalen Leitfähigkeitsrate auf die zweite Rate selbst dann unterbricht, wenn der Leckstrom durch die Leckagedetektorschaltung (15) de­ tektiert wird, und zwar unter einer Bedingung, daß das Startbefehlssignal nicht an dem Startbefehlsdetektoranschluß (L) eingespeist wird.